1、华北水利水电大学继续教育学院毕业设计- 0 -玉仁水电站施工组织设计摘 要河流上修筑水工建筑物，关系着下游千百万人民生命财产安全。本设计主要论述了玉仁水电站施工导流、导流建筑物的形式、围堰的结构设计及稳定分析、施工总进度等。玉仁水电站位于西藏林芝地区波密县境内雅鲁藏布江一级支流玉仁河上，为无调节坝后式小型水电站。电站由拦河坝、泄洪建筑物、引水建筑物及电站厂房组成。设计装机容量 2800kW，施工总工期 2 年。本枢纽导流建筑物为 V 级，电站施工导流一期采用设计洪峰流量 Q=417m3/s，二期采用非汛期设计流量 Q=117.5m3/s。在导流方案设计时，分别采取了全段围堰法和分段围堰共 8
2、种方案的论述，经过技术和经济论证，最终采用分段围堰法施工。围堰材料采用草土袋，土工布防渗，经过抗滑稳定的分析，围堰符合设计标准。施工进度计划根据水工结构设计图纸，选定的施工导流方案，提出坝体上升高程的控制要求；根据所选择的施工方法和各单项工程的进度计划，修正初步拟定的总进度计划，计算和统计主要设备、材料和劳动力的需用量。在图纸上绘出总进度计划表，表上共绘出建筑材料填筑强度和劳动力的需用量曲线。关键词：施工导流，玉仁电站，分段围堰法，施工进度计划华北水利水电大学继续教育学院毕业设计- 1 -目 录摘 要 I前 言 .II1 玉仁电站工程基本概况 .11.1 水文基本资料 .11.2 洪水 .21
3、.2.1 洪水特性 .21.2.2 设计洪水 .21.2.3 设计断面水位流量关系曲线 .31.3 地质 31.3.1 库区工程地质条件 .31.3.2 天然建筑材料 .62 施工导流设计 .72.1 导流建筑物级别的确定. 72.2 洪水标准. 82.3 围堰堰顶高程以上的超高 d 82.4 导流方案 .92.4.1 导流方案介绍 102.4.2 全段围堰法导流 .122.4.3 分段围堰法导流 .182.3.4 方案比较 .272.5 施工导流建筑物设计 .302.5.1 一期导流建筑物布置 .312.5.2 二期导流建筑物布置 .322.6 围堰结构设计 .332.6.1 一期围堰结构型
4、式 .332.6.2 二期围堰结构型式 .352.7 围堰的稳定分析 .363 施工总进度计划 .393.1 概述 .393.1.1 玉仁电站建筑物的特征及工程量 .393.1.2 施工计划历时和计划强度 .413.2 施工准备工程进度 .433.2.1 对外交通工程 .433.2.2 施工辅助企业 .433.2.3 施工供水、供电系统 .433.2.4 仓库、办公、生活设施 .443.3 一期工程施工进度 .443.3.1 右岸土方开挖施工进度 .44华北水利水电大学继续教育学院毕业设计- 2 -3.3.2 一期导流工程施工进度 .453.3.3 一期坝基开挖及处理工程施工进度 .463.3
5、.4 电站施工进度 .473.3.5 一期溢流坝施工进度 .483.4 二期工程施工进度 .533.4.1 二期导流工程施工进度 .533.4.2 二期坝基开挖及处理工程施工进度 .543.4.3 非溢流坝施工进度 .553.4.4 二期溢流坝施工进度 .563.4.5 坝体缺口的封堵 .583.5 调整强度曲线 对施工进度进行优化 .613.5.1 二期地基开挖及处理施工进度调整 .613.5.2 非溢流坝施工进度调整 .613.5.3 二期溢流坝施工进度调整 .624 结论 .65参考文献 .66华北水利水电大学继续教育学院毕业设计01 玉仁电站工程基本概况1.1 水文基本资料玉仁电站位于
6、波密县玉仁河上。玉仁河是雅鲁藏布江的一级支流，发源于喜马拉雅山北麓仲巴县境内，海拔 5685m，河长 402km，流域呈长方形。电站坝址以上流域面积5615.2km2，河道平均比降 5。流域内地势由北向南倾斜，地形复杂，河道由高山经高原进入河谷，河谷断面由“V” 型逐渐过渡到“U” 型。设计代表年年内分配比例见表 1-1。表 1-1 设计代表年径流年内分配比例表月月 份频 率1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12P=10% 1.46 1.32 1.84 3.49 7.67 18.09 20.03 14.70 13.96 9.89 4.56 2.98P=50% 2.50 2.15
7、2.20 3.55 9.65 20.47 20.65 13.80 10.25 7.20 4.61 2.96P=90% 2.35 2.16 2.30 3.67 6.62 13.03 18.67 16.75 15.77 10.29 5.13 3.25计算求得玉仁电站坝址处指定频率的设计代表年年径流量如下：丰水年 P=10%，K 10%=1.26， Qp=62.82 m3/s；平水年 P=50%，K 50%=0.99， Qp=49.36m3/s；枯水年 P=90%，K 90%=0.75， Qp=37.40m3/s。表 1-2 设计代表年年内径流分配表 单位：m 3/s月 份频 率 1 2 3 4 5
8、 6 7 8 9 10 11 12P=10% 10.99 9.97 13.91 26.32 57.82 136.38 150.98 110.83 105.26 74.53 34.38 22.47P=50% 14.80 12.74 13.01 21.02 57.16 121.26 122.31 81.75 60.74 42.66 27.32 17.55P=90% 10.56 9.68 10.30 16.48 29.71 58.48 83.78 75.19 70.78 46.18 23.05 14.60表 1-3 玉仁电站丰水年逐日平均流量（P=10%） 单位：m 3/s月日 一 二 三 四 五
9、六 七 八 九 十 十 一 十 二1 14.07 10.39 14.01 20.40 34.13 109.60 180.66 78.11 153.09 117.50 43.13 28.112 13.79 10.53 14.01 22.23 39.78 107.82 191.15 80.40 142.34 110.90 41.60 27.363 13.23 10.25 13.41 22.23 45.21 111.08 173.67 71.38 134.61 105.56 41.60 26.374 12.24 9.97 13.81 23.14 38.88 120.00 172.58 88.44 1
10、21.65 97.39 41.09 24.62华北水利水电大学继续教育学院毕业设计15 11.12 9.70 13.81 22.83 32.55 105.44 199.23 96.32 111.72 98.02 42.36 24.136 10.55 9.28 14.01 23.44 33.23 92.37 200.54 97.14 105.65 98.02 40.83 25.377 10.69 9.56 13.41 25.88 37.07 87.62 220.20 132.25 98.75 92.05 38.02 23.138 11.40 9.42 13.21 26.18 32.55 83.4
11、6 197.04 146.20 94.34 89.22 38.28 23.139 11.96 9.14 13.61 25.88 31.65 84.65 190.05 142.76 90.75 87.34 37.51 24.1310 12.52 9.14 13.81 25.27 35.26 90.89 279.62 119.95 107.58 81.68 36.24 23.8811 11.12 9.84 13.81 24.66 35.04 87.32 280.93 132.25 110.61 76.97 35.47 24.8712 11.12 9.97 14.01 22.83 40.92 97.
12、12 273.94 141.77 109.51 73.83 35.22 23.3813 11.12 9.84 14.61 22.53 51.77 101.28 249.47 142.76 95.72 70.69 35.22 22.3914 11.26 10.25 14.01 23.14 64.42 109.60 204.04 150.63 88.27 69.12 33.43 22.6315 10.69 9.84 14.01 23.14 58.77 118.81 170.17 135.70 82.20 68.17 33.94 21.8916 10.55 9.97 14.01 24.05 55.3
13、8 146.73 146.80 116.50 88.27 69.75 33.94 21.6417 10.27 10.11 13.41 24.05 61.71 155.04 131.73 97.14 86.62 66.29 31.64 21.6418 10.55 10.67 13.81 24.05 67.82 207.62 116.44 100.59 80.82 62.83 31.13 20.8919 10.55 10.81 14.41 24.97 66.23 204.35 103.98 121.75 89.93 62.21 31.90 20.8920 10.41 10.53 15.01 24.
14、05 66.46 186.82 96.99 116.50 91.86 62.21 32.15 21.3921 10.13 10.67 14.81 23.75 65.55 212.37 91.09 114.70 83.58 61.89 31.64 21.3922 9.99 9.84 14.41 24.66 73.01 188.61 88.91 104.20 86.34 60.63 31.13 21.6423 9.99 9.70 15.21 24.36 84.77 166.33 83.89 94.51 98.75 60.95 30.37 22.1424 9.71 9.84 14.81 23.75
15、79.80 145.54 79.30 90.08 103.44 60.32 29.86 20.6425 10.27 9.84 14.41 24.97 61.49 128.61 76.02 93.69 114.48 59.06 29.60 20.1526 9.71 9.97 13.61 31.06 67.59 121.78 72.09 95.34 121.10 59.38 28.58 20.8927 9.85 10.11 13.81 37.14 80.25 118.51 71.22 95.34 122.48 60.32 27.82 20.4028 10.13 9.97 12.61 41.41 8
16、8.16 180.59 70.12 114.70 119.17 60.32 30.37 20.1529 10.41 13.21 41.10 86.35 193.36 80.17 120.77 113.92 56.86 29.09 19.1530 10.69 13.01 42.32 86.80 228.11 88.47 106.82 110.34 57.18 28.33 19.4031 10.55 13.01 89.74 99.83 97.14 53.72 18.901.2 洪水1.2.1 洪水特性玉仁河洪水主要由暴雨形成，具有洪水历时短，过程尖瘦，涨落快的特点。1.2.2 设计洪水玉仁电站以堤
17、坝集中水头，但坝低，库容很小，仅能进行径流日调节。对水工建筑物形成威胁的主要因素是洪峰流量，因此本次洪水计算只考虑了设计、校核洪峰流量，以及相应频率的坝址的设计、校核洪水位计算，没有对设计、校核洪水过程作调洪计算。华北水利水电大学继续教育学院毕业设计2根据国家技术监督局和建设部 GB50071-2002 国家标准，本电站工程为 IV 等工程，枢纽工程为 4 级建筑物。确定拦河坝设计洪水标准为 100 年一遇，校核洪水标准为 300年一遇。设计洪水计算采用经验公式：Q 设 =（F 设 /F 参 ） nQ 参 （1-1）式中：Q 参 参证站平均年最大洪峰流量（Q 参 =216m3/s） ；Q 设
18、设计站平均年最大洪峰流量（m 3/s） ；F 参 参证站流域面积（F 参 =2841km2） ；F 设 设计站流域面积 (F 设 =5615.2km2)。n=0.66直接移用白玉水文站的 P-III 型曲线分布参数 Cv、C s 计算成果，即Cv=0.30，C s=3.0Cv。可计算出电站坝址处各设计频率的年最大洪峰流量，成果如下：表 1-4 设计洪峰流量成果表 单位：m 3/s设 计 断 面 设 计 频 率 p（ %）0.1 0.2 0.33 0.5 1 2 5 10 20 50Kp 2.32 2.19 2.10 2.02 1.89 1.75 1.56 1.40 1.23 0.96电 站 坝
19、 址(5615.2km2) 786 742 712 685 641 593 529 475 417 3251.2.3 设计断面水位流量关系曲线根据实测的工程区河段地形资料及断面资料，结合洪水调查、河道糙率及比降等参数，拦河坝的水位流量关系用比降法推算，采用谢才公式计算，计算结果见表 1-5、图 1-1。1.3 地质1.3.1 库区工程地质条件水库区河谷较宽，滑坡、崩塌等不良地质现象所见甚少，谷坡右岸较陡，约 50，完整性较好。左岸坡度较缓，约计 3050，岩石完整性差，风化强于右岸，全风化深度在华北水利水电大学继续教育学院毕业设计35m 以上，水库蓄水后会有局部塌滑，但总体上边坡是稳定的。两岸
20、植被较好，水土流失不严重，在雨季河水较浑浊，一般季节河水清澈，含砂量小，淤积源有限，但为保证有效库容应有排沙设施。库区由砂岩、板岩组成，板岩渗透性差，对抗渗有利，两岸山体雄厚，不存在向临近沟谷渗漏问题。水库回水河道长度约 7.5km，在正常高水位下无住户，耕地少，不存在严重浸没、淹没问题。表 1-5 上 坝 址 水 位 流 量 关 系 成 果 表水 位 水 深 水 面 宽 过 水 断面 面 积 湿 周 水 力半 径 谢 才系 数 流 量 备 注Z h B A X R C Qm m m m2 m m m3/s3693.3 0.4 25.05 8.49 0.34 20.87 7.293693.7
21、0.8 31.25 19.76 31.35 0.63 23.15 25.683694.1 1.2 37.45 33.50 37.60 0.89 24.52 54.833694.5 1.6 42.12 49.57 42.35 1.17 25.66 97.323694.9 2.0 45.415 67.07 45.73 1.47 26.65 153.043695.3 2.4 48.69 85.89 49.12 1.75 27.44 220.363695.7 2.8 51.98 106.03 52.51 2.02 28.11 299.453696.1 3.2 54.70 127.44 55.41 2.
22、30 28.72 392.523696.5 3.6 56.12 149.62 57.21 2.62 29.34 502.063696.9 4.0 57.53 172.34 59.00 2.92 29.89 622.563697.3 4.4 58.94 195.63 60.79 3.22 30.38 753.833697.7 4.8 60.36 219.50 62.58 3.51 30.82 895.753698.1 5.2 61.77 243.92 64.37 3.79 31.22 1048.033698.5 5.6 63.18 268.92 66.16 4.06 31.58 1210.74华
23、北水利水电大学继续教育学院毕业设计43698.9 6.0 64.59 294.48 67.96 4.33 31.92 1383.61华北水利水电大学继续教育学院毕业设计5图 1-1 上坝址处水位流量关系曲线华北水利水电大学继续教育学院毕业设计61.3.2 天然建筑材料主要对砂料、粗、细骨料、块石料、粘土料进行了调查。砂料、粗细骨料：距坝轴线上游 200m 左右有一长 250m，宽 50m 河漫滩可作为砂料。粗细骨料场，砂以中砂为主，含泥量较低，砾石 0.54cm 占绝大部分，其组成为砂岩、灰岩、片麻岩，储量估计有 4050 万方。块石：左岸坝轴线下游 300m。现公路高程，灰岩裸露，岩石致密，
24、强度高，储量丰富，且运距短。板岩风化土：左岸沿公路高程有丰富的板岩风化土、残坡积物等可做土料产地。华北水利水电大学继续教育学院毕业设计72 施工导流设计施工导流是水利水电枢纽总体设计的重要组成部分，是选定枢纽布置，施工程序和施工总进度的重要因素，要周密地分析研究水文、地形、地质、水文地质、枢纽布置及施工条件等资料；要选定导流标准，划分导流时段，确定导流设计流量；选择导流方案及导流建筑物的型式；确定导流建筑物的布置。正确合理的施工导流，可以加快施工进度，降低工程造价。2.1 导流建筑物级别的确定.导流标准是选择导流设计流量进行施工导流设计的标准，导流设计流量是选择导流方案，设计导流建筑物的主要依
25、据。我国所采用的导流标准是按现行规范水利水电工程施工组织设计规范SD7338-89，需根据导流建筑物的保护对象失事后果，使用年限和工程规模等指标，将导流建筑物划分为 3-5 级。具体划分见下表 1 。 表 2-1 导流建筑物级别划分表 围堰工程规模项目级别保护对象 失事后果使用年限（年） 堰高（m）库容（亿m3）3有特殊要求的 1 级永久建筑物淹没重要城镇、工矿企业、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 1.041、2 级永久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 0.11.053、4 级永
26、久建筑物淹没基坑，但对总工期及第一台（批）机组发电影 1.5 15 0.1华北水利水电大学继续教育学院毕业设计8响不大，经济损失较小由基本资料可知，玉仁水电站位于西藏林芝地区波密县境内雅鲁藏布江一级支流玉仁河上，为无调节坝后式小型水电站。电站由拦河坝、泄洪建筑物、引水建筑物及电站厂房组成。取水枢纽为浆砌石重力坝。其中两侧为非溢流坝，最大坝高 22.47m。坝顶轴线长 70m，宽 3.0m，高程 3715.00m。 则本电站枢纽工程为 4 级建筑物，根据其保护对象、工程规模、失事后果、使用年限，本枢纽导流建筑物为 V 级 1，使用年限小于 1.5 年， 堰高小于 15米，库容小于 0.1 亿 m
27、3。2.2 洪水标准.本工程厂房处于设计洪水位以上，水下工程有拦河坝。本工程拟用土石围堰， V 级土石围堰其洪水重现期为 5 至 10 年 3。表 2-2 导流建筑物洪水标准划分表 导流建筑物级别3 4 5导流建筑物类型洪水重现期（年）土 石 5020 2010 105混 凝 土 2010 105 53本着“ 最优的洪水重现期，其相应的导流建筑物的造价与风险损失费用之和应最小“考虑，本工程围堰洪水重现期选为 5 年，则 P=20,由第一章基本资料表 1-7 可查得 P=20对应的流量 Q=417m3/s，则设计洪峰流量取 Q=417m3/s；如果工程采用允许基坑淹没，即采用不过水围堰，由第一章
28、基本资料可知，波密县玉仁河 6、7、8 三个月为汛期，根据基本资料表 1-40 玉仁电站丰水年逐日平均流量（P=10%） ，非汛期设计流量取 Q=117.5m3/s。2.3 围堰堰顶高程以上的超高 d 土石围堰堰顶在设计洪水静水位以上应有一段超高，其高度应当避免顶溢流的一切可能性。华北水利水电大学继续教育学院毕业设计9设计洪水位以上的堰顶超高按下式（2-1）确定： 2（2-qhed1）式中： 土石围堰在静水位以上的超高，m;d堰前因风吹而使静水位超出库水位的壅水高度，m（取 0.05m） ；e波浪在堰坡上的爬高（按式 2-2 计算） ，m；qh波浪以上的安全超高（按表 2-3 取值，级围堰对应
29、的 取 0.5m） ，m。其安全超高值 由标准 SDJ12-78 及 SDJ217-87 规定。级围堰对应的 取 0.5m1（见下表 2-3） 。表 2-3 不过水围堰堰顶超高下限值（m） 围堰级别围堰形式3 45土石围堰 0.7 0.5混凝土围堰 0.4 0.3hq 计算式子繁多，按以下公式计算 2：（2-3.K(2h)tgq2） 式中：K堰坡护面粗糙系数（块石取 K=0.77） ；2h波浪高（h 取 0.07m） ；迎水堰面坡角， （ ） ；由式 3-3 计算出波浪在堰坡上的爬高 hq=0.36m；由式 2-2 计算出设计洪水位以上的堰顶超高 d=0.91m。华北水利水电大学继续教育学院毕
30、业设计102.4 导流方案施工导流的基本方法，可分为两类：一类是分段围堰法，水流通过被束窄的河床、坝体底孔、缺口或明槽等往下游宣泄；另一类是全段围堰法，水流通过河床外的临时或永久隧洞、明渠或河床内的涵管等往下游宣泄。若遇导流流量较大，也可采用围堰过水配合泄流的导流方式。分段围堰法亦称分期围堰法，就是用围堰将水工建筑物分段分期围护起来进行施工的方法。分期导流适用于下列情况：导流流量大，河床宽，有条件布置纵向围堰。河床中永久建筑物便于布置导流泄水建筑物。 河床覆盖层不厚。全段围堰法导流，就是在河床主体工程的上下游各建一道拦河围堰，使河水经河床以外的临时泄水建筑物下泄。主体工程建成或接近建成时，再将
31、临时泄水道封堵。本工程导流设计流量为 417m3/s，流量不大，河床较窄，不利布置纵向围堰，河床深覆盖层为 4050m。以上条件都说明不宜采用分段围堰，但分段围堰不用在河道旁边修筑明渠或隧洞，节省工程量。2.4.1 导流方案介绍2.4.1.1 采用全段围堰法方案介绍采用全段围堰法施工时，围堰形式采用土石不过水围堰，隧洞导流。隧洞建在河流左岸，当导流任务完成后，封堵隧洞出口，此时隧洞作为发电引水隧洞，与水轮机通过压力钢管连接。现列出以下三种方案：（1）方案 1：全段围堰法，斜墙带水平铺盖围堰；（2）方案 2：全段围堰法，土石不过水围堰带混凝土刚性心墙；（3）方案 3：全段围堰法，土石围堰塑性黏土
32、心墙。2.4.1.2 采用分段围堰法方案介绍分段围堰法导流,采用二段二期导流，围堰形式为草土袋围堰。一期先围河床左岸，建造电站厂房坝段和一段溢流坝段，,河水由右岸束窄的河道通过。二期围河床右岸，建造非溢流坝段和剩下的溢流坝段，河水由一期预留的坝体华北水利水电大学继续教育学院毕业设计11缺口导流。由于采用的设计流量和坝体缺口尺寸不同，列出以下七种方案：（1）方案 4：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算，梳齿导流，设两孔，孔口宽 b=5m，坝基到缺口的距离 P1=5m，梳齿间距 t=3m，梳齿到边界的距离 b=2m。（2）方案
33、 5：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算，只在坝体预留一个缺口，按设计洪峰流量，即 Q=417 m2/s 计算，孔口宽 b=15m，坝基到缺口的距离 P1=5m，缺口到边界的距离 b=2m。（3）方案 6：分段围堰法，二期采用过水围堰。一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按非汛期（P= 10%）流量，Q=117.5m 2/s 计算， 梳齿导流，设两孔，孔口宽 b=4m，坝基到缺口的距离 P1=5m，梳齿间距 t=4m，梳齿到边界的距离 b=2.5m 。（4）方案 7：分段围堰法，二期采用过水围堰。一期按设计
34、洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按非汛期（P= 10%）流量，Q=117.5 m2/s 计算，梳齿导流，设两孔，孔口宽 b=5m，B=nb=8m，坝基到缺口的距离 P1=5m，梳齿间距t=4m，梳齿到边界的距离 b=0m。（5）方案 8：修改主体工程的形式，溢流坝分缝有两个变成一个，分缝在中间。分段围堰法，二期采用过水围堰。一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按非汛期（P= 10%）流量，Q=117.5m 2/s 计算， 梳齿导流，设两孔，孔口宽 b=4m，坝基到缺口的距离 P1=5m，梳齿间距 t=3m，B=nb=8m，梳齿到边界的距离 b=2m。（6）方案 9：分
35、段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算，在坝体留一个缺口，在缺口下再留两个导流底孔，使缺口与导流底孔结合导流。但此方案影响坝体稳定，所以不采用此华北水利水电大学继续教育学院毕业设计12方案.（7）方案 10：分段围堰法，一期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算；二期按设计洪峰流量，Q=417 m2/s 计算梳齿导流，设两孔，在缺口下再留两个导流底孔，使缺口与导流底孔结合导流，此方案与方案二一样，会影响坝体稳定，所以亦不采用此方案。以上是本工程的十种方案，分段围堰法施工的后两种方案是不合理的，所以删除。下面将对前八种方案进行
36、论述。2.4.2 全段围堰法导流2.4.2.1 方案 1 全段围堰法，斜墙带水平铺盖围堰（1）围堰尺寸确定围堰顶宽（无行车要求） ，其与围堰堰高有关，当堰高大于 10 米时，顶宽为 5 米。围堰边坡为 1 级坡，坝壳料为风化岩石，上游坡为 1：2.5-1：3，下游坡为 1：1.75。 2围堰斜墙为黏土，其高度逐渐向下加厚，斜墙上部厚度不小于 1 米，这里取 4 米 2。为防止斜墙表面冲刷、干裂、冰冻以及迎水面裂缝，在斜墙上覆盖有保护层，保护层为沙砾石，厚度为 1.5 米，水平铺盖长度为（3-4）水头，取三倍水头。（2）隧洞平面布置初定两条隧洞洞轴线：洞轴线长 l=399.201m，隧洞进口与主
37、河流交角为 =25，隧洞转弯半径=38.677m，隧洞转角 =58，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为 0.4 米,隧洞糙率n=0.011。洞轴线长 l=409.9978m，隧洞进口与主河流交角为 =25，隧洞转弯半径=86.1122m，隧洞转角 =59，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为 0.4 米,隧洞糙率n=0.011。（注：当隧洞洞径 d7.73518m 时采用隧洞 1，若隧洞洞径华北水利水电大学继续教育学院毕业设计137.73518md17.514m 时采用隧洞 2。 ）（3） 下游水深 hX 的确定隧洞导流能力为设计洪峰流量，也就是说当洪水到来时，所有来水都通过隧洞泻往下游，那么下游流量也就相当于原河
38、床中的流量。设计洪峰流量时所对应的下游水深即为下游最大水深，则下游围堰高度定为此水深。由 Qd=417m3/s 时，其水位为 3696.17m，在其水深为 3.27m，所以可认为在Qd=417m3/s 时 hx=3.27m，即下游围堰高为 3.27m。（4） 选取洞径 d 与上游围堰高 hs 的最优组合（按淹没出流计算）公式如下 6：（2-3）ghAQ2式中：Q泻水量，m 3/s；流量系数，A隧洞过水断面面积，m 2；Z-上下游水头差， m；流量系数 按淹没出流计算 ，见下式 6：（2-)(dl4）（2-28cg5）（2-nRc616）（2-7xA）式中：沿程阻力系数；n隧洞糙率系数，由混凝土
39、用刮泥刀做平，其糙率系数最小值为0.011； 6华北水利水电大学继续教育学院毕业设计14c谢才系数；R隧洞过水断面的水力半径，m；X隧洞过水断面湿周，m；l隧洞洞轴线长，m； d隧洞洞径，m； 隧洞局部水头损失系数之和主河槽进入隧洞其水头损失系数为 6：=0.5+0.3COS+0.2COS2 （2-8）式中：为隧洞轴线与河床主流夹角由隧洞进入主河槽其水头损失系数为 =1由隧洞转弯引起的水头损失系数为 6=0.131+0.1632（d/） (7/2)（/90） 1/2 （2-9）具体计算过程由程序完成经计算得隧洞洞径与上游围堰堰高的最优组合为 d=7.73m，上游围堰高为hs=13.598m。（
40、5） 工程量总结表 2-4 由工程经验可知各材料单价：材料(立方米) 单价(元)黏土 30土石 25隧洞开挖 260混凝土 240土工布 25浆砌石 170隧洞挖方 21264.67m3隧洞衬砌所用混凝土方量 7434.89 m3华北水利水电大学继续教育学院毕业设计15围堰用堆石体方量 48276.34 m3围堰用黏土方量 42066.74 m3总造价为（人民币） 9807508 元上游围堰横剖面图 (图 2-1)图 2-1 斜墙带水平铺盖围堰剖面图1-护面； 2-粘土斜墙、铺盖；3-反滤层；4-堆石体2.4.2.2 方案 2 全段围堰法，土石不过水围堰带混凝土刚性心墙 (1)围堰顶宽设围堰具
41、有通车能力，公路等级为四级，路面等级低，单个行车道宽为 3.5米，采用双车道，即堰顶宽为 7 米。 6(2)围堰坡度迎水面为 1:3 的坡度,背水面为 1:1.5 的坡度.(3)混凝土心墙混凝土心墙围堰，顶部厚度不应小于 0.5 米，取 0.5 米。 1断面为梯形，两边坡度相同，坡度为 15：1-30：1，取 30：1。底部厚度按允许水力梯度所承担水头而定，不小于（1/6-1/8）堰高。（4） 隧洞平面布置初定两条隧洞洞轴线：洞轴线长 l=399.201m，隧洞进口与主河流交角为 =25，隧洞转弯半径=38.677m，隧洞转角 =58，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为 0.4 米,隧洞糙率n=0.01
42、1.洞轴线长 l=409.9978m，隧洞进口与主河流交角为 =25，隧洞转弯半径华北水利水电大学继续教育学院毕业设计16=86.1122m，隧洞转角 =59，水泥砂浆抹面,衬砌厚度为 0.4 米,隧洞糙率n=0.011。（注：当隧洞洞径 d7.73518m 时采用隧洞 1，若隧洞洞径7.73518md17.514m 时采用隧洞 2。 ）（5） 下游水深 hX 的确定隧洞导流能力为设计洪峰流量，也就是说当洪水到来时，所有来水都通过隧洞泄往下游，那么下游流量也就相当于原河床中的流量。设计洪峰流量时所对应的下游水深即为下游最大水深，则下游围堰高度定为此水深。由图 1-1 查得 Qd=417m3/s
43、 时，其水位为 3696.17m，在第一章表 1-5 中查得其水深为 3.27m，所以可认为在 Qd=417m3/s 时 hx=3.27m，即下游围堰高为3.27m。（6） 选取洞径 d 与上游围堰高 hs 的最优组合（按淹没出流计算）经计算得隧洞洞径与上游围堰堰高的最优组合为 d=7.72m，上游围堰高为hs=13.993m。（7） 工程量总结隧洞挖方 28415.5m3隧洞衬砌所用混凝土方量 9729.514 m3围堰用堆石体方量 52197.0816 m3围堰用混凝土方量 17339.058 m3总造价为（人民币） 15360000 元（8） 上游围堰横剖面图 （图 3-2) 华北水利水
44、电大学继续教育学院毕业设计17图 2-2 混凝土刚性心墙围堰剖面图1-堆石体；2-混凝土心墙2.4.2.3 方案 3 全段围堰法，土石围堰塑性黏土心墙(1) 围堰顶宽围堰顶宽（无行车要求）由水利水电工程施工组织设计指南表 2-9 查得，其与围堰堰高有关，当堰高大于 10 米时，顶宽为 5 米。围堰边坡为 1 级坡，坝壳料为风化岩石，上游坡为 1：2，下游坡为 1：1.5。(2) 黏土心墙尺寸确定心墙用黏土作成梯形断面，坡度为 1：0.2-1：0.6，这里选 1：0.3。 2心墙迎背水面用较粗粒透水料做成，靠近心墙用细料做过滤带，心墙上部厚度不小于 0.8-1.0m，取 3m。下部厚度不小于 1
45、/10 倍水头，且不小于 4m。与基础结合长度不小于 0.5 倍水头，取 0.5 倍水头。（3）隧洞平面布置隧洞进口距主体工程上游边坡线 140m，隧洞出口距主体工程下游边坡线100m。隧洞进口底板沿河底抬高 0.5m，出口底板与河底相切。洞轴线长 l=335.84m，隧洞进口与主河流交角为 =9，隧洞转弯半径=40m，隧洞转角 =52，隧洞糙率 n=0.011。（4） 下游水深 hX 的确定隧洞导流能力为设计洪峰流量，也就是说当洪水到来时，所有来水都通过隧洞泻往下游，那么下游流量也就相当于原河床中的流量。设计洪峰流量时所华北水利水电大学继续教育学院毕业设计18对应的下游水深即为下游最大水深，
46、则下游围堰高度定为此水深。由图 1-1 查得 Qd=417m3/s 时，其水位为 3696.17m，在表 1-5 中查得其水深为 3.27m，所以可认为在 Qd=417m3/s 时 hx=3.27m，即下游围堰高为 3.27m。（5） 选取洞径 d 与上游围堰高 hs 的最优组合（按淹没出流计算）经计算得隧洞洞径与上游围堰堰高的最优组合为 d=7.55m，上游围堰高为hs=14.898m，下游围堰高为 3.27m。（6） 工程量总结隧洞挖方 18390.57m3隧洞衬砌所用混凝土方量 3355.131 m3围堰用堆石体方量 34940.216 m3围堰用粘土方量 17662.785 m3总造价
47、为（人民币） 6989225 元（7）上游围堰横剖面图 (图 3-5)图 2-3 塑性黏土心墙土石围堰剖面图1-堆石体 2-粘土心墙2.4.3 分段围堰法导流2.4.3.1 方案 4 分段导流法，二期梳齿导流 （1）一期束窄河床水位壅高 Z 计算分期导流围堰束窄河床后，使天然水流发生改变，在围堰上游产生水位壅高，其值可采用如下近似公式 2（2-10）试算。即先假设上游水位 H0，算出 Z华北水利水电大学继续教育学院毕业设计19值，以 Z+tcp 与所设 H0 比较。逐步修改 H0 值直至接近 Z+tcp 值，计算过程详见计算书。（2-10gvZc2102）= （2-cvWQ11）= （2-cp
48、tb12）式中： 壅高， m；Z行近流速，m/s；0v重力加速度（取 9.81）,m 2/s；g流速系数（与围堰的布置形式有关，围堰的形式按梯形布置，取 0.82） ；束窄河床平均流速,m/s；cv计算流量，m 3/s（取设计流量 417m3/s）;Q收缩断面有效过水断面，m 2；cW束窄河段过水宽度，m（对应下游水深 3.27m 时， 取b cb28.71m） ；河道下游平均水深，m（查第一章基本资料图 1-1，设计流量所cpt对应的正常水深为 3.27m， 取 3.27m）cpt利用试算：H 0=4.5m,Z=1.53m。则一期上游围堰高为:5.7m； 一期下游围堰高为: 4.2m。华北水利水电大学继续教育学院毕业设计20（2） 二期导流建筑物的水力计算而期利用一期预留缺口进行梳齿导流，拟设两个缺口 n=2。 二期导流最重要的是计算出梳齿上的水头 H0，由 H0+d（超高）计算出二期上游围堰的高度，利用实用堰流计算公式计算（式 2-13）： 4（2-2/30sgmBQ13）式中： 4
