水电站水利工程施工组织设计毕业论文.docx

水电站水利工程施工组织设计毕业论文.docx

《水电站水利工程施工组织设计毕业论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《水电站水利工程施工组织设计毕业论文.docx（33页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

水电站水利工程施工组织设计毕业论文

网络教育学院

本科生毕业论文（设计）

题目：

**水电站水利工程施工组织设计

学习中心：

层次：

专科起点本科

专业：

水利水电工程

年级：

学号：

学生：

指导教师：

完成日期：

内容摘要

水利工程施工组织设计,是论证水利工程设计成为现实的可行性和经济性合理的基本依据,且受自然条件和社会政治经济制约因素较大的影响,所以成为总体设计方案决策的主要依据之一。

同时在基本建设程序中,施工组织设计也是筹建施工总体规划布置与招标文件的基本依据,因而具有重要的现实意义。

本文主要对**水电站水利工程施工组织设计的意义和作用以及对工程施工组织设计的分类和基本内容的认识进行了论述。

关键词：

水利工程；施工组织；设计

内容摘要1

引言1

1设计基本资料2

1.1工程条件2

1.1.1工程地理位置及对外交通状况2

1.1.2水工枢纽布置概况2

1.1.3施工场地条件2

1.1.4主要建筑材料、水源，电源及其它条件3

1.1.5工期要求3

1.2自然条件7

1.2.1水文、气象条件7

1.2.2地形、地质7

2施工导流9

2.1导流标准9

2.1.1导流时段的划分9

2.1.2导流建筑物设计洪水标准9

2.2导流方案9

2.2.1导流方案的选择原则9

2.2.2导流方案的拟定10

2.3导流建筑物的设计与工程量11

2.3.1围堰的设计11

2.3.2导流隧洞的设计13

2.3.3导流建筑物工程量计算15

2.4导流工程施工15

2.4.1引水隧洞工程施工15

2.4.2围堰施工15

3主体工程施工17

3.1大坝工程施工17

3.1.1施工程序17

3.1.2基础石方开挖17

3.1.3灌浆工程17

3.1.4坝体砌筑17

3.1.5混凝土浇筑18

3.2泄水建筑物施工18

3.2.1施工程序18

3.2.2石方开挖18

3.2.3混凝土浇筑18

3.3引水系统工程施工18

3.3.1施工程序18

3.3.2施工方法18

3.4技术要求19

3.5主要施工机械设备19

4施工交通运输及辅助企业23

4.1场外交通运输23

4.2场内交通运输23

4.3施工辅助企业23

4.3.1砼拌和站23

4.3.2钢筋、木材加工厂23

4.3.3机械修理厂23

4.3.4风、水、电系统23

5施工总布置25

5.1施工总布置的原则25

5.2施工分区布置25

5.3土石方平衡及渣场规划25

6施工总进度27

6.1施工总进度安排27

6.2导流工程27

6.2.1引水隧洞27

6.2.2围堰27

6.3主体工程27

6.3.1大坝27

6.3.2溢洪道28

6.3.3厂房及升压站施工28

6.4交通及辅助企业28

6.4.1交通工程28

6.4.2辅助企业28

7结论与总结29

参考文献30

引言

兴修水利工程需经历河流规划、勘测、试验、设计、施工及运行管理等主要步骤的基本建设程序，施工组织设计是水利工程设计文件的重要组成部分，是编制工程投资概（估）算的主要依据和编制招、投标文件的主要参考，是工程建设和管理的指导性文件。

认真作好施工组织设计，对正确选定坝址、坝型、枢纽布置、整体优化设计方案、合理组织工程施工、保证工程质量、缩短建设周期、降低工程造价都有十分重要的作用。

施工组织设计是一个比较庞大复杂的理论体系,水利水电工程施工组织设计是一个庞大的系统工程，是工程建设前的总体战略部署。

它的主要内容有研究导流标准、导流方式、导流的挡水和泄水建筑物、截流和施工期度汛等，确定施工顺序和施工总进度，选定对外交通的方式和路线，拟订施工现场的总体布置以及选择原材料和半成品的产地、规格等。

1设计基本资料

1.1工程条件

**水电站主要建筑物有大坝、引水隧洞、溢洪道、发电厂房及升压站等，各建筑物分布分散，便于安排施工场地。

本工程主要工程量：

土石方明挖5650m3、石方洞挖11300m3、砌体4800m3、砼浇筑2131m3、钢筋制安16t、压力钢管制安115t、回填灌浆40m2、固结灌浆300m、排水孔210孔、房屋建筑100m3、水轮发电机组安装2台套、主变安装2台套及其他机电设备安装等。

本工程主要材料有水泥、钢筋、块石、条石、碎石、黄砂、板枋材和炸药等。

块石、条石及碎石就地、就近开采加工，开采场距施工点150m；黄砂从矶滩采砂场采购，运距57km；水泥从安庆市红旗水泥厂采购，运距112km；钢筋、炸药及木材均从石台县城采购，运距42km。

1.1.1工程地理位置及对外交通状况

**水电站位于安徽省池州市石台县仙寓镇，距石台县城40km，属长江一级支流秋浦河的侧向支流公信河的支流湘坑河的源头，厂址位于占大~汪家屋油路未端，坝址位于厂址上游3km的河道上，拟建的**水电站坝址以上来水面积14.3km2。

本工程施工项目分散，对外交通比较方便，仙寓~王家屋油路可直达厂区。

但主要材料及设备运至坝区尚需修筑永久公路2.0km、石料场至大坝的临时公路0.15km、坝址处临时施工便道0.05km、厂址处临时施工便道0.05km。

1.1.2水工枢纽布置概况

**水电站是以发电为主，拟装机2台计1600kw，多年平均发电量为438.46×104kw.h。

枢纽由正库大坝、引水隧洞（包括东库引水工程）、溢洪道、压力管道及厂房等部分组成。

大坝高16m，长72.8m，总蓄水量为18.43×104m3（其中正库16.43×104m3）。

引水隧洞长3162m、压力管道550m、厂房100m2，输电线路8km。

1.1.3施工场地条件

根据本工程特点，施工区分两处布置，一处在坝区，一处在站区。

坝区的施工场地主要承担大坝和引水隧洞上半段的施工；厂区的施工场地主要承担引水隧洞下半段、发电厂房及升压站的施工。

坝区的施工场地因坝址地处深切式河谷地段，地势陡峭，只好沿新开公路末端两侧布置，将生产区和生活区分开，生产区布置有砼搅拌机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂，各种材料及半成品首先运至缆索下临时场地，再通过缆机索道运抵各施工点。

大坝左、右坝肩各设一处缆机平台，平台上架设缆机塔架，由于公路位于左岸，因此5t卷扬机设在左平台上。

厂区的施工场地沿湘坑河布置，生产与生活用房均搭建临时工棚解决，并在远离工地和生活区的山坡上塔建一座火工材料库，将各种火工材料隔离分开专人保管，并建立严格进出库制度，以防火工材料外流。

在厂区施工场地上布置有石子破碎机、砼拌和机、堆料场、施工仓库、模板加工厂和钢筋加工厂。

本工程共需搭建临时工棚500m2，其中，生活用房250m2、各类加工厂150m2、各类仓库100m2；缆机平台土石方开挖150m3，缆机平台砼浇筑12m3，缆机塔架架设0.5t。

1.1.4主要建筑材料、水源，电源及其它条件

主要建筑材料

本工程主要材料有水泥、钢筋、块石、条石、碎石、黄砂、板枋材和炸药等。

块石、条石及碎石就地、就近开采加工，开采场距施工点150m；黄砂从矶滩采砂场采购，运距57km；水泥从安庆市红旗水泥厂采购，运距112km；钢筋、炸药及木材均从石台县城采购，运距42km。

水源

施工用水可直接从湘坑河中提取，生活用水可将河水净化处理后饮用。

电源

占大~王家屋10KV线路已接通，施工用电可直接T接就近接引地方系统电源。

其它条件

本工程所在区域属亚热带季风气候区，四季分明，气候温暖，雨量充沛，降雨主要集中在4~8月份，约占全年降雨的64.38%，秋、冬两季降雨较少，夏末秋初易出现干旱，施工期安排在2008年8月~2009年12月（利用两个枯水期）。

1.1.5工期要求

施工总进度安排

本工程计划2009年12月份发电，因此，主要工程必须在一个枯水期内施工结束，除大坝、厂房水下部分施工外，如厂房和大坝水上部分开挖、隧洞开挖、溢洪道开挖都应尽量提前进行，工程总工期计划18个月。

施工进度计划

施工准备阶段：

施工期为2008年7月初~8月底，主要完成三通一平、山场征用及施工招标等工作，为整个工程施工做好准备工作。

大坝施工：

施工期为2008年8月初~2009年2月底。

其中，基础石方开挖、垫层砼浇筑、帷幕灌浆、固结灌浆和钻排水孔时间为2008年8月初~9月底计61天。

坝体砌石和砼浇筑分二期施工，一期工程施工时间为2008年10月初~2008年11月底计61天，二期工程施工时间为2008年12月初~2009年2月底计120天。

引水隧洞工程施工：

施工期为2008年8月初~2009年9月底，其中，进出石方明挖安排在2008年8月份施工，计31天；石方洞挖安排在2008年9月初~2009年9月底计395天；进口建筑物的施工及隧洞衬砌安排在2009年9月初~2009年11月底计91天；压力钢管和钢闸门制作与安装安排在2009年10~11月份施工，计61天。

溢洪道施工：

施工期为2008年9月初~2009年1月底。

其中，基础石方开挖时间为2008年9月初~10月底计61天；安装锚固筋（含钻孔）时间为2008年11月初~11月底计30天；两侧及底板砼浇筑时间为2008年12月初~2009年1月底计62天。

厂房及升压站施工：

施工期为2009年元月初~2009年6月底，其中，土石方开挖及砌石安排在2009年元月份施工，计30天；基础砼浇筑安排在2009年2月初~4月底计89天；厂房砌筑安排在2009年5月份施工；机电设备安装安排在2009年6月份施工，计30天。

施工扫尾工作：

施工期为2009年11月初~2009年12月底，计61天。

主要完成坝基开挖裸露面的整治、厂区附属工程建设、施工区的绿化和工程验收等工作。

施工总进度计划详见**水电站施工总进度计划表。

**水电站施工总进度计划表

序

号

工程项目名称

工程量

2008年

2009年

单位

数量

7

8

9

10

11

12

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

施工准备工作

项

1

2

大坝

基础石方开挖

m3

2950

3

垫层砼浇筑

m3

1072

4

灌浆工程

m

820

5

大坝一期砌筑工程

m3

5225

6

大坝二期砌筑工程

m3

15658

7

引水

隧洞

进出口石方明挖

m3

1500

8

石方洞挖

m3

9511

9

进水口及隧洞衬砌砼浇筑

m3

413

10

压力钢管及闸门制安

t

9

11

溢洪道

基础石方开挖

m3

680

12

安装锚固筋（含钻孔）

t

2.5

13

底板、侧墙混凝土浇筑

m3

240

14

厂

房

及

升

压

站

土石方开挖

m3

600

15

基础砼浇筑

m3

262

16

厂房砼浇筑

m3

144

17

厂房砌筑

m3

59

18

水轮发电机组安装

台套

2

19

主变及其他机电设备安装

项

1

20

施工扫尾工作

项

1

1.2自然条件

1.2.1水文、气象条件

水文条件

**水电站地处石台县境内的三级支流湘坑河上，湘坑河发源于国家级自然保护区牯牛降，流经仙寓镇**村、湘源村，于合心村流入公兴河，全长8km。

引水坝址以上流域面积12.3km2，引水坝处河道窄小，河床为裸露花岗岩,流域内植被良好,林木繁茂,森林覆盖率达80﹪以上。

本区位于亚热带季风气候区，多年平均气温16℃，多年平均降雨量1900mm，汛期在5月至7月，洪水来得快，去得快，一次洪水过程不过一天。

料，按面积比缩放，同时考虑该区位于黄山暴雨中心，降雨量丰富，可研中推荐采用1.15扩大系数进行修正。

多年平均径流深1195mm（高坦站观测多年平均径流深1039.45mm），多年平均年径流总量为1470×104m3，3~7月份径流量占全年的72.68%。

气象条件

本地区位于长江下游华东季风温暖亚热带，四季分明，气候温暖，雨量充沛。

多年平均气温为16℃，最高气温40.9℃（1967年8月28日），最低气温-13.2℃（1969年2月1日），多年平均无霜期234天，多年平均日照时数1704h。

工程所在区域属亚热带湿润气候区，气候温和，光照充足，雨量充沛，四季分明。

因受太平洋暖空气和北方冷空气的共同影响，降雨年际间、地区间差异大，常有灾害性暴雨发生。

1.2.2地形、地质

**水电站位于池洲市石台县牯牛降西麓，仙寓镇**村境内湘源河源头。

本区地层属于扬子地层区郎溪~祁门地层小区，主要岩性为休宁组的中厚层细砂岩夹粉砂质泥岩，底部为石英砂岩及雷公坞组的凝灰岩，局部夹灰岩透镜体。

区内未见有成规模的岸坡崩塌河滑依现象，仅在局部山体缓坡处堆积有坡积物。

区内地下水类型主要为基岩裂隙水及第四系孔隙水。

区内植被茂密，水土保持良好,边坡稳定.河床中多为基岩裸露,沉积物较小,山体较厚,基本不存在库区渗漏问题。

坝址两岸山势挺拔雄厚，多悬崖陡壁，基岩多出露，仅在右岸分布有少许坡积物。

河流在此处呈近南北流向，河道宽约20m，河床中遍布巨石，河底高程约320m（黄海高程系,后同）；两岸山坡的坡度约40°~45°，河谷类型呈不规则对称的“U”字形。

坝址区地层属为白垩系第二次酸性侵入岩（γ53

（2）），岩性为二长花岗岩及花岗闪长岩，内有少量呈条带状分布的后期石英细脉。

二长花岗岩：

肉红色，块状构造，为中细粒等粒结构，坚硬致密，矿物粒度是渐变的，没有明显的分界线，其矿物组成主要为钾长石，长石、石英，局部岩石中的石英含量略高。

引水隧洞区属于构造低山地貌，山体雄厚，隧洞基本在微～未风化层中穿过，其埋深多在70m~180m。

进口段为花岗岩，岩石新鲜完整，节理裂隙不发育，开挖成形好，可全断面进行爆破开挖，无须支护和衬砌。

中后段系休宁组砂岩、片岩，节理裂隙局部相对发育密集或有破碎带，尤其是局部碳质页质分布区，岩石自然稳定性差，应进行必要的支护和衬砌。

其余段岩石新鲜完整，节理裂隙不发育，开挖成形好，可全断面进行爆破开挖，无须支护和衬砌。

厂房处表层覆盖少量第四系坡积物，厚度多小于1m，其岩性为泥质、碳质粉细砂岩夹薄层泥灰岩，南侧灰岩逐渐增多。

上部约有3m~5m左右厚度的弱风化层，其下为微分化层，为良好的建筑物基础持力层。

河床处为微～未风化岩石基本出露。

2施工导流

本章内容主要在综合分析导流条件的基础上确定导流标准，选择设计导流方案、导流建筑物等，并提出导流建筑物的合理施工安排。

此部分要求绘制完整的施工导流图，见施工平面布置图。

2.1导流标准

2.1.1导流时段的划分

根据各时段来水资料分析，本工程最小枯水流量在10月~次年3月，因此导流时段选为10月~次年3月。

2.1.2导流建筑物设计洪水标准

可由《水利水电施工组织设计规范》查表获得，规范中相关指标判别表具体可参见下表2.1。

表2.1导流建筑物洪水划分表

导流建筑物类型

导流建筑物级别

Ⅲ

Ⅳ

Ⅴ

洪水重现期（年）

土石

50-20

20-10

10-5

混凝土

20-10

10-5

5-3

根据保护对象、失事后果、使用年限和临时工程规模等综合因素确定，导流建筑物级别为Ⅴ级，对于采用当地材料填筑的土石围堰，施工导流建筑物洪水重现期为10~5年。

根据本工程特点及以上综合因素，本大坝工程导流标准采用5年一遇枯水期洪峰流量，经计算，导流流量为8.5m3/s。

2.2导流方案

2.2.1导流方案的选择原则

（1）充分掌握基本资料，全面分析各种因素，优化导流方案，使工程尽早发挥效益。

（2）对各期导流特点和相互关系进行系统分析，全面规划，统筹安排，运用风险度分析的方法，处理洪水与施工的矛盾，务求导流方案经济合理，安全可靠。

（3）适应河流水文特征和地形、地质条件。

（4）工程施工期短，工程施工安全、灵活、方便。

（5）结合利用永久建筑物，减少导流工程量和投资。

（6）河道截流、坝体度汛、封堵、蓄水和供水等初、后期导流在施工期各个环节，能合理衔接。

在导流方案比较优选时，应根据地形、地质条件、水文特征、流冰、枢纽布置、航运、施工安全方便、施工进度、投资等要求综合比较选择。

根据本工程坝址河床窄、导流流量小的特点，采用分段围堰、分期施工的导流方式。

由于坝址处右岸交通比较便利，一期围堰先围右岸，由左岸主河槽导流，一期围堰束窄河床的70%，施工右岸坝体和排砂底孔，排砂孔径为单排1200×1200mm的砼箱涵；进口闸门（底板高程502.2m）；待右坝端施工到▽508.4m，二期围堰围左岸，此时来水进入最枯季节，排砂底孔过流，后左、右坝体交替施工，直至坝体施工结束。

2.2.2导流方案的拟定

根据本工程坝址河床窄、导流流量小的特点，采用分段围堰、分期施工的导流方式。

由于坝址处右岸交通比较便利，一期围堰先围右岸，由左岸主河槽导流，一期围堰束窄河床的70%，施工右岸坝体和排砂底孔，排砂孔径为单排1200×1200mm的砼箱涵；进口闸门（底板高程502.2m）；待右坝端施工到▽508.4m，二期围堰围左岸，此时来水进入最枯季节，排砂底孔过流，后左、右坝体交替施工，直至坝体施工结束。

一期导流：

一期围堰先围右岸，由左岸河床导流，一期围堰束窄河床的70%，右岸河槽宽仅为15m，设计导流流量为8.5m3/s，控制水位上游为507.40m，下游水位为501.50m。

二期导流：

待右坝侧施工到▽508.40m时，二期围堰围住左岸，排砂底孔过流，此时正值最枯季节，随着坝体的升高，库内调蓄能力逐渐增强，排砂底孔基本能满足过流要求。

2.3导流建筑物的设计与工程量

2.3.1围堰的设计

围堰超高值Δh的计算

Δh=h1%+hz+hc

Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；

H1%—累计频率为1%时的波浪高度，m；

hz—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m；

hc—安全加高，按表2.2采用

表2.2堰顶的安全加高hc表

运用情况

坝的级别

1

2

3

设计情况（基本情况）

0.7

0.5

0.4

校核情况（特殊情况）

0.5

0.4

0.3

内陆峡谷水库，宜按官厅水库公式计算（适用于＜20m/s及D＜20km）

下面按官厅公式计算h1%，hz。

式中：

D——吹程，km，按回水长度计。

——波长，m

——壅高，m

V0——计算风速

h——当时，为累积频率5%的波高h5%;当时，

为累积频率10%的波高h10%。

规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应由累积频率为P（%）的波高hp与平均波高的关系可按表2.3进行换算

表2.3累积频率为P（%）的波高与平均波高的比值表

P（%）

0.1

1

2

3

4

5

10

13

20

50

0

2.97

2.42

2.23

2.11

2.02

1.95

1.71

1.61

1.43

0.94

0.1

2.70

2.26

2.09

2.00

1.92

1.87

1.65

1.56

1.41

0.96

0.2

2.46

2.09

1.96

1.88

1.81

1.76

1.59

1.51

1.37

0.98

0.3

2.23

1.93

1.82

1.76

1.70

1.66

1.52

1.45

1.34

1.00

0.4

2.01

1.78

1.68

1.64

1.60

1.56

1.44

1.39

1.30

1.01

0.5

1.80

1.63

1.56

1.52

1.49

1.46

1.37

1.33

1.25

1.01

表2.4超高值Δh的计算的基本数据表

设计洪水位

校核洪水位

吹程D（m）

2600

3000

风速（m）

21

14

安全加高（m）

0.4

0.3

设计洪水位时，采用重现期为50年的最大风速，本次设计；校核洪水位时，采用多年平均风速，本次设计。

a.设计洪水位时Δh计算：

波浪三要素计算如下：

波高：

h=1.03m

波长：

=10.65m

壅高：

，故按累计频率为计算

，由表2.3查表换算

故

b.校核洪水位时Δh计算：

波高：

h=0.65m

波长：

=7.37m

壅高：

，故按频率为计算

由表2.3查表换算

故

堰顶高程计算

a.设计洪水位的堰顶高程（枯水期）：

b.校核洪水位的堰顶高程（枯水期）：

为了保证围堰的安全，选取较大值，所以选取堰顶高程为508.40m

2.3.2导流隧洞的设计

开挖断面

本站设计流量1.12m3/s,考虑到水量损失及灌溉用水要求,引水工程按1.24m3/s设计,隧洞进口（底板）高程499.36m,出口（底板）高程474.36m,高差25.00m,主洞长3162m,平均坡度0.8%;拟定隧洞断面以减少水头损失,便于施工为原则,初步拟定城门型断面2.0m×2.0m,

断面面积:

A=2.0×1.0+