1、施工组织设计指导书(水工专升本专业毕业设计用)河海大学水利水电学院2013 年 12 月- 1 -施工组织设计任务书一、工程概况工程地处我国华东钱塘江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程。在坝型比较阶段，比较了混凝土重力坝和粘土心墙砂壳坝两个方案。后者的枢纽布置如图11 所示，坝高 81m，坝顶长度 370m。设计正常高水位为 100m，校核洪水位为 102m，大坝典型剖面见图。大坝属于 2 级建筑物。溢洪道布置在距坝 1km 的左岸凹口处（图中未示） ，为开敞正槽式，其顶高程为92m，总宽是 64m，出口采用差动式鼻坎挑流消能。引水式电站布置在右岸，引水洞长 525m，直径 7
2、m，厂房安装 5 万 kW 的机组两台。二、施工条件（一）施工工期主体工程工期暂定为 4 年，2012 年准备，2013 年开工，2016 年年底前发电（初始发电水位为 80m） 。（二）坝址地形、地质及当地材料坝址处流域面积 2610km2，坝址以上河流全长 104km；其中 50km 为通航河道，常年有载重 5 至 10 吨木船和竹木筏过坝。坝址两岸系高山，山坡较陡。坝址河谷宽为 200m，河底高程 25m。两岸复盖层较薄，基岩为石英砂岩（ X 级） ；河床岩基较好，两岸岩石节理发育，风化较深。河床砂砾复盖层厚为 03m，平均 1.5m。坝址上下游均为宽阔冲积台地，在上下游 37km 的台
3、地和河滩上，有满足筑坝要求的大量砂砾料（类土） 。采取水上砂砾平均运距 5.5km；如就近采取水下砂砾，平均运距为 3.5km；粘土料（类土）在左岸下游 7km 的王家村，高程为 4050m，储量丰富，质量满足设计要求。（三）气象与水文该工程位于华东，气候温和。雨量充沛，每年 5 月至 10 月降雨较多，属温带多雨气候，按水文规律分为枯水期和洪水期（包括梅雨期与台风期） ，其界限不明显。一般 11 月至次年 4 月底为枯水期，5 月至 10 月为洪水期，其中 5、6 两个月的降雨量最大，占全年雨量的 30%，该河流量属山区性河流，洪水暴涨暴落，最大流量高达 8290m3/s，最小流量只有78m
4、3/s，相差上千倍。根据设计需要，给出下列各种水文、气象资料：1、 各月最大瞬时流量（m 3/s）表 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年1% 1860 1670 2440 3780 5530 8290 5060 7550 4840 2395 3065 2070 82902% 1680 1330 2190 3300 4920 7460 4350 6350 3840 2020 2500 1780 74605% 1500 1140 1920 2800 3250 6150 3380 4740 3350 1540 1770 1195 615010% 930 940 1250
5、2000 2700 4990 2660 3390 2710 1160 1230 823 4990月份频率- 2 -频率标准：所谓百年一遇，指工程由于洪水的原因失败的概率为 1/100。为了适应工程需求，一般将某一典型洪水过程线加以放大，使其洪水特征等于频率计算解得的设计值，即以为所得的过程线是待求的设计洪水过程线。放大方法主要有：同倍比同频率放大法。2、各时段设计流量（m 3/s）表 2时段 1% 2% 5% 10% 20%9.13.11 4740 4190 3450 2870 22609.14.30 5000 4460 3740 3160 251010.14.30 4620 3550 295
6、0 2460 195011.13.31 3020 2660 2180 1810 141011.14.30 4020 3560 2940 2450 19203.155.15 5150 4570 3880 3320 27403、典型年逐月平均流量（m 3/s）表 3月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年平水年(50%) 19.8 80.0 71.8 86.3 122.5 277 134.8 92.8 73.7 91.7 23.9 27.6 89.8丰水年(1%) 28.0 75.4 89.9 134 489 529 276 103 182 91.8 40.7 32.7 1
7、72.6枯水年(80%) 11.5 13.9 61.0 81.7 114 163 102.4 88.9 72.9 71.8 17 15.3 67.84、设计洪水过程线（图 A） ；5、坝址水位流量关系曲线（图 B） ；6、水库水位与库容关系曲线（图 C） ；7、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表 41 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年5 5 8 8 6 9 6 5 6 7 5 5 3 73510 3 3 3 3 2 2 2 4 1 2 3 3 311030 3 4 4 5 6 5 3 2 4 2 1 1 4030 1 0 1 1 3 2 2 1 2 1 0 0 14合计
8、12 15 16 15 20 15 12 18 14 10 9 7 1588、坝区各种日平均降雨量统计表（天）表 51 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1230 0 0 0 0 0 3 10 4 1 0 0 00 12 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 55 5 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 120 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0月份日 降 雨 量 (mm)月份日 平 均 气 温- 3 -（四）施工力量及施工设备施工承包商的大坝坝壳最大施工能力为 10000m3/d，技术设备限在施工单位已有的设备中选用，数量不限，三材由国家统一分配。（五）在坝型比
9、较阶段，对该土坝枢纽的施工导流方案建议采用隧洞导流，并考虑上游土石围堰与坝体结合，以节省导流工程费用。三、设计任务研究分析现有资料，计算有效工日；在此基础上，分以下两部分进行设计。第一部分 施工导流计划（一）确定导流标准（二）确定施工导流方案，确定大坝施工分期和截流、拦洪、封孔、发电日期，初定大坝施工控制性进度。（三）导流工程规划布置1、根据导流方案和粗定的大坝拦洪高程，确定隧洞的断面型式和尺寸，并进行平、立面布置；2、汛期大坝（或围堰）拦洪校核；3、围堰型式、主要尺寸及布置。第二部分 主体工程施工（四）土石坝施工1、施工强度计算2、开采、运输、压实机械型号选择及数量计算；3、施工道路布置。（
10、五）导流隧洞开挖1、开挖方法的选择；2、施工作业组织及设备选择；3、开挖作业组织；4、绘制作业图表，计算施工工期和所需设备数量。（六）拟定施工控制进度计划四、设计成果（一）大图（1 号图）一张，要求画出：1、导流建筑物及土、砂砾料上坝路线平面布置；2、导流建筑物纵横剖面图、隧洞开挖面的孔眼布置及开挖循环作业图表；3、大坝及主要隧洞施工机械汇总表。（二）说明书一份、计算书一份。说明书中除设计说明外，还应包括必要的插图、表格和枢纽工程施工总进度计划表。- 4 -土 坝 枢 纽 工 程 施 工 组 织 设 计 指 示 书一、熟悉设计资料全面了解给定的资料和设计任务。l、水文资料：最大设计流量、坝址水
11、位流量关系曲线、库容曲线等；2、气象资料：降雨、气温；3、地形地质条件和筑坝材料料场；4、水利枢纽组成建筑物的型式、尺寸；5、施工工期要求；6、施工机械与定额资料。二、工日分析工日分析是计算施工强度和论证施工进度的依据。如已论证施工强度过大而工期不能改变，可以采用雨季或冬夏季施工措施，增加施工天数，减小施工强度，以保证计划实现。l、工日分析按下式进行月有效工日日历天数因雨雪、气温不能施工天数其它原因停工天数2、依据：(1) 坝区各种降雨天数统计表( 表 4)；(2) 坝区各种气温天数统计表( 表 5)；(3) 法定假日：5.1、5.2、5.3、10.1、10.2、10.3、1.1、春节及星期六
12、、星期天；(4) 各种工作因雨、气温停工标准见表 6 和表 7。3、本枢纽主要工程各月的有效工日计算按表 8 进行。表 6 月因雨停工标准降水量（mm） 5 510 1030 30石料开采 停工 停工填筑 砂石开采 停工 停工填筑 粘土开采 停 停+1 天 停+2 天填筑 停（盖） 停（盖） 停+1 天隧洞开挖 停浇混凝土 停 停 停- 5 -表 7 因气温停工标准表 8 工种施工天数统计表注：粘土开采中若因雨停工降雨量既有 1030，又有30，则统计停加天数时，只统计降雨量大的一种情况。日平均气温 30 0 5 20混凝土自然施工 停 停 停 停混凝土冬季施工 停粘土 停 停砂砾 停月份天数
13、1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12日历天数 31 28 31 30 31 30 31 31 30 31 30 31法定假日因雨停工因气温停工其他原因停工 （本设计不考虑）有效工日- 6 -第一部分 施工导流计划一、导流标准导流标准是进行施工导流计算，确定导流建筑的尺寸和建筑设计的依据。导流标准的高低，关系到工程和下游人民生命财产及工农业生产的安全，也关系到工程造价和工期。水利水电施工组织设计规范明确了新的导流标准规范包括围堰挡水、坝体施工期临时挡水、导流泄水建筑物封堵和水库蓄水三个基本阶段。围堰挡水称初期导流，坝体挡水和封堵蓄水称为后期导流。一般初期导流失事只影响围堰和基坑工
14、程施工，而后期导流失事，则危及大坝及下游城镇安全，造成的损失比初期导流的大得多。l、导流建筑物的级别导流建筑物的级别是确定洪水标准和建筑物结构设计的依据。根据我国的实际情况，规范规定导流建筑物划分为 3、4、5 三级，一般为 4 级和 5 级，并以 3 级来控制：具体划分按表 9 所列各项指标确定，其中 4、5 级导流建筑物应按表列的四项指标中的最高级别确定，而 3 级导流建筑物要求有两项以上的指标满足该级要求。2、洪水标准表 9 导流建筑物级别划分使用年限 导流建筑物规模级别 保护对象 失 事 后 果(年) 堰高(m) 库容(108m3)3 有特殊要求的1级永久性水工建筑物淹没重要城镇、工矿
15、企业、交通干线或推迟工程总工期及第一台(批)机组发电，造成重大灾害和损失3 50 1.04 1级、2级永久性水工建筑物 淹没一般城镇、工矿企业、或影响工程总工期及第一台(批) 机组发电而造成较大经济损失 1.53 1550 0.11.05 3级、4级永久性水工建筑物 淹没基坑，但对总工期及第一台(批) 机组发电影响不大，经济损失较小 hi+ hi+1，即认为大坝是安全的；否则认为有漫顶危险。本设计中不考虑 hi的影响。表 15如果校核结果，安全度太大，可以考虑提早发电，如不能满足安全要求，可采取下列措施，以保证大坝安全。提高大坝上升速度；延迟封孔和发电；采用后期导流措施，利用永久或临时泄水建筑
16、物控制上游水位。（七）根据确定的截流、拦洪、封孔、发电日期和工程分期绘制大坝控制蓄水时段末1来水量Vi逐月累计水量Vi库水位hi月初洪水引起库水位移坝面高程H i4月 V4 V4 h4 h 4 H45月 V5 5ih5 h 5 H56月 V664ih6 h 6 H67月 V7 7ih7 h 7 H78月 V884ih8 h 8 H89月 V9 9ih9 h 9 H9- 11 -进度，如图 2。断 流 发 电 尾 水 隧 洞 导 流原 河 床 泄 水初 始发 电 水 位砼 灌 浆 围 堰 封孔清 理坝 基 发 电帷 幕隧 道 拦 洪截 流 枯 水 期洪 水 期枯 水 期洪 水 期枯 水 期枯 水
17、 期 洪 水 期洪 水 期枯 水 期图 2 临时断面拦洪方案大坝施工控制进度三、导流工程规划布置需要决定的问题有：导流隧洞的断面形式、尺寸、进出口底坎高程，洞线布置及相应的围堰形式、尺寸和平面布置，本应先拟出几个隧洞断面尺寸、不同的底坎高程和不同的布置方案，进行技术经济比较，然后确定最优的隧洞断面和进出口底坎高程。限于时间，本设计要求完成一个方案的计算与分析，但应明确方案比较时应分析研究的问题：(1)隧洞尺寸大小，底坎高程对拦洪水位及大坝合龙段施工的影响；(2)隧洞尺寸、底坎高程对围堰及隧洞工程量的影响；(3)通航过筏条件对截流条件的影响。(一)确定泄水建筑物断面型式和尺寸，并进行平面和立面布
18、置。l、计算拦洪水位根据已定的拦洪坝高扣除安全超高 23m，即为拦洪水位。2、确定隧洞断面尺寸(1)隧洞最大下泄流量计算在工程水文学中，我们已经知道水库对洪水的调节作用。按照隧洞的泄流条件和水库调节性能，根据洪峰过程线可以求得隧洞泄水过程线，其关系如图 3 所示，图中 V 为水库形成的最大库容，Q 泄 为相应于最大库容 V 时的隧洞最大下泄流量。在已知洪水过程线和上游拦洪水位的条件下，若求得隧洞泄水过程线，就得出相应于拦洪水位时的隧洞最大下泄流量。但泄水过程线需经调洪运算求得，计算工作量大。为简化计算，曲线 AB 以直线代替，就可方便地计算出阴影部分面积所代表的库容 V，并与拦洪水位相应库容
19、V 比较，如 V=V，由 AB 直线段为所拟的隧洞泄水过程线，Q 泄 为所求隧洞的最大下泄流量。如VV，则另需假定 AB 线位置重算。 - 12 -T图 3 计算方法：如图 3 所示，在估计所求 B 点附近，任意选定 Bl、B 2、 B3 点，通过 Bl、B 2、B 3 向A 点方向作三条直线，并与洪峰过程线相切。计算相应直接 ABi 与洪峰过程线所包围的面积 （即相应库容）和相应的隧洞最大下泄量，并绘制 Qy 关系曲线，如图 4 所示。 根据拦洪水位相应库容 V，在 QV 曲线上，找出相应的隧洞最大下泄流量。(2)泄放最大流量时的隧洞流速计算。大坝拦洪时，隧洞泄放最大流量，一般为压力流，其流
20、速按有压流公式计算：)(2)(2100pphHgmhgfV(3)式中：m=0.85； V 为洞里平均流速；H 0 为隧洞进口计算水深（在洞线布置之前用拦洪水位代之） ；h p为隧洞出口底坎以上水深，在这里，可根据隧洞最大下泄量，从坝址水位流量关系曲线上查得。(3)隧洞过水断面面积计算(4)VQW泄3、隧洞断面型式、尺寸及布置(1)隧洞断面型式及尺寸导流隧洞的断面型式有圆形、马蹄形和城门洞形，其中城门洞形最普遍，这种型式开挖方便，有利于泄流和截流，本工程采用城门洞形，其尺寸如图 5，根据公式 W=确定隧洞断面尺寸。28B(2)隧洞布置隧洞路线应结合地形、地质条件选定，一般长度应尽可能短，但必须考
21、虑进、出口与上、下游围堰之间保持2050m 的距离（根据水深及河床覆盖层厚度确定） ，防止水流冲刷围堰。隧洞轴线尽可能布置成直线，当转弯时，其转弯半径不少于 5B。导流洞的底面高程一般布置在最低水位以下一定高程（通过方案比较确定） ，布置应注意：- 13 -使截流方便低；航运过水要求吃水深，净空，流速小于 36m/s；隧洞施工方便（出渣方便、排水容易）高；过流平顺，进、出口无明显跌落，水面衔接条件好，便于通航过木。隧洞底坡一般为 0.2%0.5%，也可以布置成平底坡，视河床纵坡而定。为了保证水流平顺，隧洞进出口各有一定长度的直线段和明渠段。在进口应设置喇叭段。封孔闸门布置于洞口，当洞口宽度超过
22、 6m 时，应布置中墩，以减少封孔闸门跨度。出口明渠段可以扩大口门，反坡与原河道相接，其出口轴线与河床水流轴线交角最好小于 30。隧洞进、出口顶部岩石覆盖层厚度一般不小于 1.02.0 倍隧洞净宽，视地质条件而定。(二)汛期大坝拦洪校核1、根据已定的隧洞尺寸和泄流条件，经过调洪演算确定上游拦洪水位，以检查此时的坝面高程是否能安全拦洪。计算方法：(1)明流按下式计算：（5）LiRCVgh)(22121 式中： 为进口洞内水深； 为出口洞内水深； 为进口洞内流速； 为出口洞内流速；1h212V= ； 为平均谢才系数； 为平均水力半径； 为隧洞长度。V2/)(C计算步骤：(a)判别出口流态淹没出流：
23、 ； ；下hk下2自由出流： ； 。下k其中： 为出口下游水深； 为临界水深，矩形过水断面时下（6）32gaqhk(b)确定 后，假定 用公式(5)列表试算2h1表 16 (c)进口落差近似按下式计算(7)gVZ201121V2RCgV2/1g2/RCV2/h- 14 -式中： 为流速系数，取 0.80.9； 为上游行进流速，当 时，流速水头很小，0VsmV/10式(7)中第二项可略去。(d)计算上游水位( )上(8)Zh1进 口 坎 高 程上(2)有压流按下式计算：(9)LiRCVghH)()220 其中： 为出口计算水深，自由出流时 ，淹没出流时： ； 为局部损2hD85.下h2失系数之和
24、，进口采用喇叭口时 =0.25； ，谢才系数，采用混凝土衬砌时进61nn=0.014，不衬砌时 n=0.035；其它符号参阅相关水力学资料。上游水位： =进口坎高程+上0H计算时，假定几个隧洞下泄流量，分别计算出相应的上游水位，画出无压和有压部分的泄流量与水位的关系曲线并以光滑曲线连接该段曲线，以代替半有压流曲线，如图 6。2、 通过调洪运算，确定梅雨汛期拦洪水位。依据：库容曲线；洪峰流量过程线；坝址水位流量关系曲线； 隧洞泄水能力曲线。计算方法：列表数算法；简单图算法。A、列表数算法列表数算法也称双曲辅助线法，根据水量平衡方程绘出双曲辅助线，然后列表计算。B、简易图算法计算原理及思路同本指示
25、书的隧洞最大下泄量计算部分。计算步骤如下：- 15 -假定三条隧洞泄水过程线 ABl、AB 2、AB 3（如图 3） ；求出相应的库容 V1、V 2、V 3 和下泄流量 Q1、Q 2、Q 3；根据 V1、V 2、V 3 在库容曲线上得出相应的上游水位 Hl、H 2、H 3；在绘有隧洞泄流能力曲线 Ll 的 QH 坐标图上，绘出相应的点 P1(Ql，H 1)、P 2 (Q2，H 2)、P 3(Q3，H 3)；过 P1、P 2、P 3 点绘曲线 L2 交 Ll 于 P 点，则对应于 P 点的泄流量 Q 为拦洪时隧洞最大下泄流量，相应的水位 H 即为所求拦洪水位，见图 7。3、大坝安全校核根据大坝施
26、工控制进度所确定的梅雨汛前的大坝高程 与拦洪高程 H 进行比较，若1，则安全，反之不安全，其中， 为安全超高。h1 h如果校核结果为不安全，可改变进度或采用局部加高坝体拦洪等措施。(三)围堰主要尺寸、型式及布置 1、挡水时段的确定本设计采用枯水期挡水围堰围护基坑修筑大坝。围堰的任务在于保护基坑内工程施工，直到坑内坝体高出水面，所以围堰的挡水时段决定于基坑内基础处理工程量，坝体施工速度及水文变化情况。围堰的挡水时段可用图解法决定（略） ，为简化起见，设计者可选定一个适当的枯水期作为围堰的挡水时段。2、围堰顶高程的确定 在围堰挡水时段内，围堰应挡住可能发生的最大洪水，故以 5频率该时段的最大洪峰为
27、围堰的设计流量。围堰顶高程由该设计流量时的上游水位和安全超高确定。发生设计洪水时的上游水位即为围堰拦洪水位，下游围堰的顶高程 =下游水位+超高，下游水位是发生设计洪峰流下量、隧洞下泄最大流量时的下游水位，根据流量水位关系曲线得出。3、围堰的型式围堰的型式参看教材，本设计建议上、下游都采用砂砾石粘土斜墙围堰，且上游围堰作为坝体的一部分。4、围堰的断面尺寸要求确定围堰顶宽，边坡尺寸，防渗结构尺寸及其与基础的连接型式。本工程河床覆盖层较薄，水深不大，应以防渗体与基岩直接连接较好。注意点：围堰的水下部分尺寸应加大；上游围堰粘土斜墙防渗体应在坝体以外，下游围堰在施工后期应予拆除。5、围堰的平面布置要求按
28、比例在地形图上正确画出围堰的平面布置图，在大坝断面图上面出围堰的剖面，以反映大坝与围堰的相互位置。- 16 -第二部分 主体工程施工一、土石坝施工(一)施工强度计算列表计算表 17(二)土方施工机械的选择及数量计算 1、常用土方施工机械的适用性及可供选择的型号规格，见表 18。表 18施工分期 I (围堰) 说明位置高程（m）工程量 V（ m3）有效工日T（日）平均施工强度Q 平最大施工强度Q 大(m3/d)TV Q(m3/d) KK=1.52.0机械名称 适用范围 可供选择的型号及规格正向铲 用于开挖土、砂砾料、石渣并装车 W100(1m3)、W 200(2m3)、W 400(4m3)索式挖
29、土机 用于开挖水下砂砾料 无装载机 开挖松散土料、砂、砾、石渣等并装车 Z43.5，斗容1.7m3Z45.0，斗容3.0m 3轮斗式挖土机 开挖土料，砂砾料 WUD400/700，P 理 =400/700链斗式采砂船 开挖水下砂砾料 斗容150升 P理 =120m3/h斗容400升 P理 =250m3/h开挖机械推土机 用于料场集料，坝面平土 移山80T 2120自卸汽车牌号 载重量 容积黄河QD35 7t 3.4m3交通SH361 15t 6m3小松HD180 18t 10.7m3佩尔利尼T20 20t 11.7m3运输机械皮带机 用于转运，运输土料砂砾料羊足辗 压实粘土 YT23.5 重3
30、.5t加重6.5t气胎辗 压实粘土、壤土、砂砾等 YZPl4自重13.5t压实机械 振动辗 压实砂性土、砂砾、石渣等 YZ350自重15t加重50t风动钻机 手持气腿钻，钻孔直径 =3443mm，钻进深度4m，重量28kg 0l30手持风钻钻车 导轨式钻车，装有YG40凿岩机，钻孔直径 =4080mm CGJl5-3- 17 -2、土石坝施工作业机械化方案选定根据工程量、施工强度、料场条件、运输道路、上坝条件、坝面作业等选择合理的机械化施工方案。本工程各种作业可供采用的机械化方案如下：表 19设计者根据表 19 所列的机械化方案和施工单位拥有的机械选择一个粘土和砂砾的挖运填施工机械化方案。3、
31、主要机械数量计算A、确定机械的生产率机械生产率可采用定额指标（机械生产定额列于附录中）或计算方法确定。本设计要 求粘土心墙施工机械生产率用查定额指标的方法确定；砂砾坝壳施工机械的生产率用计算 法确定。(1)周期运行机械(单斗式挖掘机、自卸汽车等 )生产率；生产率（以坝上压实方为 标准）计算式为：(10)/(8603班mKqtPptv式中： 为土斗或车箱几何容积 (m3)； 为土斗或车箱的充盈系数（表 20） ； 为时间qv tK利用系数（见表 21） ； 为体积换算系数（见表 22） ； 为机械运行一次的循环时间。pKt(11)空 回运卸装 tt式中： 、 随运距或偏转角而变，可以用下式求得：
32、运t空 回(12)VLt空 回运式中：L 为转角或运距；V 为转速或平均车速，对于自卸汽车采用 2025kmh。、 分别为装土和卸土时间，可以按经验确定，对于自卸汽车：装t卸tnt装式中：n 为挖土机装满一车的斗数；t为挖土机循环工作时间（见表 23） 。t 卸 可取 12.5 分钟，包括调车、等待时间。开挖 推土机松土集料成堆；挖土机挖装运输 皮带机运输上坝（辅以集料斗及汽车分送）；自卸汽车运输上坝粘土心墙施 工 压实 推土机平土，羊足辗或气胎辗压实开挖 正向铲或装载机挖装水上砂砾；索铲或采砂船采取水下砂砾运输 皮带机运输上坝；自卸汽车运输沙砾坝壳施工 压实 推土机平土，气胎碾或振动辗，夯土
33、机压实- 18 -表 20 开挖机械的充盈系数表注：如用公式(10)计算汽车生产率时，充盈系数近似取l。表 21 施工机械时间利用系数表注：施工条件指地形、天气、施工工作面、地表排水、施工方法、程序、工程规模等。管理条件：计算管理好坏、操作人员水平、机械化等情况等。本设计中的施工条件，管理水平均可选良好。 表 22 土壤体积换算系数表表 23 正向铲循环时问表注：表中数据为理想作业条件下的循环时间（转角 90，最优掌子高度） 。选用时可根据实际情况选用并修正修正系数取 0.91.26。对易挖土取小值对难挖土取大值。(2)轮斗、链斗式挖掘机生产率（P） （m 3/班） (13)ptvKqlVP8
34、60式中：V 为轮斗、链斗的移动速度； l 为-土斗间距，m；其它符号意义同式(10)。(3)皮带运输机生产率（参看教材） 。(4)碾压机械生产率计算（m 3/班） (14)nKhCBVPpt/)(8式中：V 为碾压机械开行速度， m/h，按表 24 采用；B 为滚筒长度，m，按表 24 选用；C为搭接宽度，羊足碾、振动碾用 0.2m，气胎碾用 0.3m； h 为铺土厚度，m，按表 24 采用；机械名称 坚硬土 一般土壤 砂砾 石渣 石渣(含大石块)装载机推土机铲运机挖土机0.60.70.60.751.01.10.70.90.71.00.80.90.91.00.60.70.50.90.91.0
35、0.70.80.40.60.60.75 0.40.5管理条件施工条件 优良 良好 中等 较差优良良好中等较差0.840.780.720.630.8l0.750.690.6l0.760.7l0.650.570.700.650.600.52土方类型 计算条件 自然方 松散方 压实方粘土普通土砂砾爆破石渣压实方压实方压实方压实方1.111.111.050.771.411.391.181.151.001.001.001.00土斗容量(m 3) l 2 3 4 时间(秒) 1628 1828 1828 2030 - 19 -n 为压实遍数，按表 24 选用；K t为时间利用系数，可取 0.50.7；K
36、p为体积换算系数。表 24 压实参考表B、机械数量计算机械数量按下式计算(15)nPQN大式中：Q 大 为各期最大施工强度， m3/d；n 为采用班制，采用 12 台班d；P 为所选机械的台班生产率，m 3/台班。C、配套机械数量计算在机械化作业组织中，为充分发挥配套机械中主要机械的作用，必须使配备的次要机 械生产率略大于主要机械的生产率。例如，对于挖掘机自卸汽车挖运方案，就应使正向铲 在任何时间不致发生等待汽车的情况。为此应妥善选择与正向铲配合工作的自卸汽车容量和数量。1、汽车容量 应复核挖掘机的装车斗数 m。汽车容量太大，汽车停时太长；汽车容量太小，则调车频繁、挖土机效率低。m 的合理范围
37、为 35（汽车运距为 1km 以内时） 。(16)PHcKqQ式中：Q 为自卸汽车的载重量， t；q 为选定挖掘机的斗容量，m 3； 为料场土料的天然容c重，kg/ m3； 为土料的松散影响系数，表示挖土前原状土与挖土后松土体积的比值；PK为挖掘机土斗充盈系数。H2、一台挖土机正常工作时，配合的汽车数 n，由下式确定：(17)装卸装 t2VL式中：t 装 为装车时间，可由下列两式之一求得：(18)挖 土 机 全 效 生 产 率运 输 工 具 容 量装tt 装 =挖土机的循环时间装满一车的装载次数 (19)计算参数 羊足碾 气胎碾 振动碾 夯 板滚筒长度(m)碾压速度(mh)辅土厚度(m)碾压遍
38、数2.0930000.20163.021000.30122.015000.8061.5m1.5m817次分0.806- 20 -(三)施工道路布置自卸汽车直接上坝布置，要求爬坡坡度小于 25。 当岸坡较平缓时，有可能采用每隔 1020m 高差（随坝面升高）的岸坡道路上坝布置如图 8 所示。图 8 岸坡上坝道路布置示意图当岸坡陡峻，无法在岸坡上布置汽车上坝道路时，可采用坝坡上坝道路，如图 9 所示。图 9 坝坡上坝道路布置示意图采用铁路运输或其他爬坡能力有限的运输工具运送土料无法直接上坝时，可采用转运上坝。土料卸人转运地弄料斗，经皮带机上坝。其布置图请参考施工教材。二、导流隧洞开挖(一)基本资料
39、1、隧洞：长、断面型式、尺寸；进出口高程；混凝土衬砌厚度 0.5m。2、施工期：隧洞在截流前建成。采用每天一或两个循环制，每循环作业时间为 816h。3、地形、地质条件：岩石 f=10（级别 X） ，开挖时不需临时支撑，但需永久混凝土衬砌。在地形上不宜开挖支洞增加工作面。- 21 -4、爆破用炸药：硝铵炸药（矿山地下号） 。5、施工设备：空压机站供风满足要求；凿岩机械、装渣，运输机械见表 18。(二)开挖法选择采用钻爆法开挖隧洞，由于本工程隧洞地址较好，机械化程度较高，建议采用全断面开挖。(三)钻孔爆破循环作业项目及机械设备的选择在隧洞进、出口同时进行开挖，每个工作循环中有关工序的固定作业时间
40、如下：装药 0.5h；爆破、散烟、安全检查处理 lh；装渣机械进、出洞各 15min；钻车进、出洞各 15min；随循环进尺而变的作业有钻孔和出渣，其延续时间均按循环进尺计算。对全断面开挖，通常采用正向铲或装载机装渣、自卸汽车出渣（堆渣场距洞口约300m） ，钻孔采用钻车，车上凿岩机数量根据需要自定。(四)开挖循环作业组织1、确定开挖断面积 S按照本指示书第一部分导流计划中确定的隧洞过水面积，再考虑衬砌厚度 0.5m。2、炮眼数量的确定与布置根据以往的工程经验及统计资料得出的单位进尺（m）耗药量，除以每孔装药量，即得炮眼数 N：(20)KSN式中： 为单位长度炮眼的装药量，按表 25 采用；
41、为炮眼的装药系数； 为炮眼利用系数，取 0.9；K 为单位挖方耗药量。 K 值与炸药种类、岩石性质、炮眼种类有关，可以根据定额或现场试验测定结果确定，本设计按表 26 选用。表 25 单位长度装药量表(kgm)表 26 隧洞开挖炸药消耗定额表(平洞： kg100m 3)计算时，先确定掏槽眼的布置、数量，并计算相应的装药量，然后计算一般扩大眼的数量( N2)：药卷直径炸药密度 32mm 34mm 40mm 45mm1.01.3(克毫升) 0.70.9 1.01.1 1.31.4 1.651.75岩石级别 S=30-50(m2) S=50-100(m2) S100(m2) 81.8 75.2 68
42、.l 92.4 84.6 8lX 102 94.6 90 113 105 99- 22 -(21)212NKS式中：，本设计中一般药孔 =0.63，掏槽药孔 =0.72；N 1 为掏槽孔的数量；其它参数1含义与式(20)相同。3、循环作业进尺计算先选择循环作业时间（8-16h） ，减去循环中固定的作业时间，余下的即为钻孔，出渣时间：这段时间越长，钻孔总深度和出渣量越大，进尺也越大。但过深的钻孔深度往往会降低爆破效果。循环作业进尺按下式计算：(22)出 渣钻 循 tiL式中：t 循 为作业循环时间，本设计采取用 12h； ti为循环中固定的作业时间之和； 为出渣与钻孔顺序进行的时间搭接系数(01
43、) ， =0 时，出渣与钻孔全部平行进行，=1 时，出渣与钻孔顺序进行；t 钻 为单位进尺的钻孔时间，按下式计算：(23)VNtnl钻式中：n 为工作面上钻机台数，视工作面的大小而定，一台钻机的合适工作面面积为35m2； V 为钻孔速度，按表 27 选用； 为炮眼利用系数，采用 0.9；t 出渣 为单位进尺的出渣时间，按式 24 确定：(24)PSt1出 渣式中：S 为开挖面积； P 为装渣机械的生产率（实方小时） 。 表 27 风钻钻进速度参考表f 值 8 9 10 11钻速(m/h) 6 4.5 3.8 3.04、确定钻孔，出渣机械数量钻孔数量根据工作面大小和合适进尺长度确定。出渣机械的数
44、量可以根据露天挖掘机械装碴、自卸汽车运渣定额，并加以适当修正（时间定额修正系数为 1.25）来确定。5、绘制循环作业图表，如下表：- 23 -隧洞开挖循环作业图表6、计算总工期(25)LnmT式中： 为隧洞全长；L 为每循环进尺； 为工作面数，本设计 =2； 为每天循环次 n数。7、隧洞开挖主要机械汇总表。- 24 -第三部分 施工控制性进度在研究导流计划，封孔蓄水计划的基础上，拟定枢纽工程的控制性进度，具体对导流工程、大坝、引水发电工程和溢洪道等的分部工程，按月编制进度，提出主要工程（土石方、混凝土工程）的施工强度，保持主要工种的平衡，并在研究施工方法时加以论证。一、进度计划编制步骤1、根据
45、导流计划、蓄水计划确定控制点，明确施工顺序，编制大坝控制性进度；2、提出主体工程施工强度；3、工程施工方法及强度论证；4、编制枢纽施工总进度；5、提出主要工程量，机械设备，材料劳动力需要量计划。二、进度计划编制原则1、保证如期发电或提早发电；2、保证各期中心任务的完成；3、尽量采用流水作业，以缩短工期减少施工强度；4、保证主要工程施工的平衡和连接，使人力、机械设备得到充分利用，不形成高峰，不造成窝工；5、合理安排施工顺序，保证施工安全，如：坝头清理应在基坑工作以前进行；6、考虑各工程施工时，应注意成套交工运转问题，如：发电系统的引水工程、厂房、机电设备安装、送变电工程等；7、土石方平衡利用，例
46、如：隧洞开挖石渣用作围堰或坝体。三、施工顺序安排1、明确控制点：截流、拦洪、封孔、发电。2、截流以前应完成的工程导流隧洞工程：隧洞进出口明挖一般为 24 个月；洞身开挖：日平均成洞进尺23m/d，月平均 5070m；隧洞混凝土衬砌，可与开挖平行进行，为避免干扰和安全要求，一般迟于开挖面 5070m；回填灌浆在混凝土衬砌以后，不早于 15d、不迟于 30d 内开始进行，固结灌浆在回填灌浆后一星期进行；导流时，洞身混凝土应具有足够的强度。3、截流以后拦洪以前（汛前）应完成的工程围堰工程及排水；基础开挖及截水墙浇注；帷幕灌浆：由于灌浆技术原因，所需工期较长，而基坑工期较短，可以考虑下述两种方法：水下
47、灌浆：但这样做帷幕与混凝土底板连接不好，以后应在混凝土完工后在基坑内用风钻打浅孔灌浆；在防渗墙与地基连接处设置灌浆廊道，在廊道内进行帷幕灌浆。4、与封孔蓄水有关的工程- 25 -上游移民，工程设备拆迁，库内清理等工作。引水隧洞工程：进口段渠段开挖，洞身开挖，洞身进口混凝土衬砌及进口设备安装；帷幕灌浆应保证蓄水；溢洪道完成，保证蓄水或泄水；大坝进度必须赶在洪水前面。5、发电前应完成的工程：引水系统及厂房工程；开关站、机电设备安装。四、要求成果由于没有进行每一项工程施工方法施工组织的研究，编制施工进度对每一项工程（大坝及导流洞开挖除外）只要施工顺序正确，工期长短不作严格要求，可根据实际时间大致分配
48、。在编制进度以后要求提出下列成果：(1)大坝砂砾及粘土心墙施工强度图，如图 l0；(2)在进度表上画出整个施工期上游水位与坝体升高对照图，如图 11。1.挖 掘 机 挖 装 土 自 卸 汽 车 运 输每 增 运 一 公 里 每 增 运 一 公 里 每 增 运 一 公 里 每 增 运 一 公 里台 班 台 班 产 量 台 班 台 班 台 班 产 量 台 班 台 班 台 班 产 量 台 班 台 班 台 班 产 量 台 班挖 掘 机 0.260 0.2843.76 3.52 0.162 0.158 6.17 6.31 0.124 0.12 8.07 8.35 0.105 0.10 9.52 10.0推 土 机 80马 力 0.13 0.142 0.08 0.079 0.06 0.06 0.053 0.05自 卸 汽 车 25吨 265 241 0.38 0.42 0.64 0.96
