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水工建筑物毕业设计论文
业毕设计(论文)
题目:
锦屏一级水电站大坝左岸1720m~1885m
高程边坡支护工程
班级:
20123014
学号:
2012301423
姓名:
壮哥
专业:
水利水电建筑工程
指导教师
完成日期:
2012年06月6日
评阅教师:
前言………………………………………………………………………………5
工程简况……………………………………………………………………………5
1基本资料……………………………………………………………………
2支护型式及工程量…………………………………………………………
第一章施工临时设施布置…………………………………………………………9
1现场观礼平台及值班室……………………………………………………
2供电系统……………………………………………………………………
3供风系统……………………………………………………………………
4供水系统……………………………………………………………………
5制浆与灌浆系统……………………………………………………………
6材料运输系统………………………………………………………………
7锚索加工车间………………………………………………………………
8混凝土系统…………………………………………………………………
9材料存储和堆放场地………………………………………………………
第二章边坡支护施工程序…………………………………………………………12
1支护型式分析………………………………………………………………
2总体支护程序…………………………………………………………
3特殊情况处理……………………………………………………………
第三章施工进度……………………………………………………………………13
1施工总进度的编制依据和编制原则………………………………………
2施工进度安排………………………………………………………………
3关键线路分析………………………………………………………………
4施工强度指标及高峰强度分析……………………………………………
5施工资源配置………………………………………………………………
6施工进度保证措施…………………………………………………………
第四章喷射施工…………………………………………………………………22
1喷混凝土原材料…………………………………………………………
2施工准备……………………………………………………………………
3混凝土配合比………………………………………………………………
4配料、拌和及运输………………………………………………………
5锚杆加素喷砼施工……………………………………………………………
6锚杆挂网喷混凝土……………………………………………………………
7特殊部位喷混凝土施工………………………………………………………
8质量检查…………………………………………………………………
第五章锚杆施工…………………………………………………………………27
1施工准备……………………………………………………………………
2施工工艺……………………………………………………………………
3工程施工组织………………………………………………………………
4施工监测……………………………………………………………………
6环境保护措施及文明施工措施……………………………………………
第六章排水孔施工………………………………………………………………35
1排水孔工程概述…………………………………………………………
2钻孔………………………………………………………………………
3排水滤管加工与安装……………………………………………………
第七章锁口锚杆(束)结合预灌浆施工…………………………………………36
1施工范围……………………………………………………………………
2锚杆束施工参数……………………………………………………………
3钻孔方法……………………………………………………………………
4钻孔施工……………………………………………………………………
5预灌浆………………………………………………………………………
6锚杆束的安装与注浆………………………………………………………
第八章预应力锚索施工………………………………………………………40
1锚索基本情况………………………………………………………………
2锚索施工设备选型…………………………………………………………
3锚索施工工艺流程…………………………………………………………
4钻孔施工……………………………………………………………………
5锚索编束……………………………………………………………………
6锚束安装………………………………………………………………………
7锚索孔道灌浆…………………………………………………………………
8锚墩浇筑………………………………………………………………………
9张拉施工………………………………………………………………………
10锚索封锚……………………………………………………………………
致谢………………………………………………………………………………49
参考文献…………………………………………………………………………50
设计原创性声明
本人郑重声明:
所呈交的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了设计中特别加以标注引用的内容外,本设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:
壮哥2012年6月6日
前言
毕业设计是理论与实践相结合的教学环节,是我们学生在学校学习期间最后的总结性的教学环节,是对几年所获得知识结合生产实际进行的一次系统有机的应用,也是完成基本训练的最后一个教学环节。
而对于即将走向工作岗位的我来说,作为一名水电行业的学生来讲,将来从事本专业时,或多或少会碰上一些大坝或是其他水工建筑物的设计,而通过本次设计的实战演习,感觉自己收获不少,学到不少,并相信自己只要专心努力的完成好毕业设计,并从中总结经验、吸取教训,在设计中有效的提高自己对专业知识的运用能力,将来在工作中定能有所斩获。
本次设计课题为锦屏一级水电站大坝左岸1720m-1885m高程边坡支护工程,使我更多的掌握了一些有关坝体设计的基本方法和步骤,尤其是坝体填筑。
通过本次毕业设计,让我更好的巩固,加深,扩宽,提高了自己所学的基础理论和专业知识,学到了自己以前所没学到的东西,为今后的学习和工作奠定了坚实的基础。
本设计由于时间、自身水平以及其他相关方面因素的影响,其中肯定存在着一些不足和缺点,敬请各位老师给予批评和指正,让我在今后能够得到更大的进步。
工程简况
锦屏一级水电站大坝左岸1720m-1885m高程边坡支护工程
学生壮哥
指导老师蔡元培
剑桥职业学院
1基本资料
摘要:
随着水利水电开发的热潮,势必将会促进水电各行业的发展。
本设计是初步分析和解决高程和边坡支护工程施工的问题。
设计的内容主要包括施工临时设施的布置、施工进度、喷射施工、锚杆施工、排水孔施工、锁口锚杆结合预灌浆施工、预应力锚索施工、混凝土施工等。
锦屏一级水电站位于四川凉山彝族自治州木里县和盐源县交界处的雅砻江大河湾干流河段上,是雅砻江下游从卡拉至河口段水电规划梯级开发的龙头水库,距河口358km,距西昌市直线距离约75km。
本工程采用坝式开发,主要任务是发电。
水库正常蓄水位1880m,死水位1880m,正常蓄水位以下库容77.65亿m3,调节库容49.1亿m3,属年调节水库。
电站装机6台,单机容量600MW。
标段范围内基岩主要为三叠系中上统杂谷脑组(T2-3z)变质岩,另外还可见少量后期侵入的煌斑岩脉(X)。
第四系(Q)松散堆积层主要为河流冲积物,分布于现代河床谷底。
杂骨脑组变质岩按岩石建造特征可分为三段:
第一段(T2-3z1)绿片岩、第二段(T2-3z2)大理岩、第三段(T2-3z3)砂板岩。
与本标段大坝建筑物密切相关的各段岩石特征如下:
第一段绿片岩,厚度90m,在标段区地表未露出,深埋与河床190m以下及右岸谷坡水平深度350m以内,大坝防渗及排水工程就爱你个涉及该段岩体。
岩性较复杂,以石英绿泥石片岩和方解石绿泥石片岩为主,夹透镜状、条带状大理岩,中厚层状结构,岩石强度较低,且个向异性明显。
第二段大理岩,总厚度600m,分布于右岸和左岸谷坡1820m高程一下,按岩性特征可细分为8层,本标段要全部涉及。
第1层互层状大理岩与绿片岩、钙质绿片岩;第2层岩性岩相变较大,河床下部以灰绿色绿片岩为主,夹带条状、透镜状大理岩,向右岸延伸相变呈两分结构,上部以中薄层状大理岩为主夹少量绿片岩,层面裂隙发育,下部为角砾状大理岩,厚层~块状结构;第3层条纹状大理岩、同色角砾状大理岩,层面在变质过程多胶结愈合,呈厚层~块状结构;第4层岩性为中厚~厚层状杂色角砾状大理岩,夹透镜状、团体状绿片岩,层片裂隙不发育,但绿片岩岩质较软,片里发育;第5层岩性呈浅灰至灰白色厚层状大理岩,层面裂隙不发育,岩体新鲜较完整;第6层岩性为深灰色薄~中厚层状大理岩,少量角砾状大理岩,层面裂隙及层间挤压错动带较发育,完整性较差;第7层岩性为厚层状大理岩、条纹状大理岩,层面裂隙不发育,岩体新鲜较完整。
第8层岩性为深灰色薄~中厚层状大理岩,底部发育较多的绿片岩。
第三段砂板岩,岀露于枢纽区左岸1820~2300m高程之间,斜褶皱叠加后总厚度约400m,按岩性组合特征细分为6层,第1、3、5层为薄层状粉砂质板岩;第2、4、6层为厚~巨厚状变质砂岩。
本标段主要涉及第1、3层粉砂质板岩和第2层砂岩。
煌斑岩脉厚一般为2~3m,局部可达7m,总体产状N50~75°E,SE<60~75°,贯穿分布于河床、右岸低高程坝基及两岸抗力体内。
煌斑岩脉在左右岸、大理岩与砂板岩中性状差别较大;右岸出露煌斑岩脉以微新为主,岩质坚硬,与围岩接触面为f18断层;左岸砂板岩及1680m高程以上大理岩中出露煌斑岩脉多弱~强分化,且受荷载影响,多松弛破碎,性软教疏松,遇水易软化;左岸1680m,高程以下大理岩中出露煌斑岩脉以微新为主,岩质坚硬,与围岩接触面多为紧密节理裂隙接触。
标段区内岩体受地质构造作用影响强烈,岩体内断层、层间挤压错动带、节理裂隙发育。
岩层产状左岸为N0~30°E,NW<25°~45°。
标段区断层较发育,其中以NE~NNE向最为发育,且断层规模较大,如f5、f8、f2断层,而近EW向断层也有一定发育,如左岸坝头f42-9及斜穿坝基的f18断层等,规模相对较大。
2支护型式及工程量
大坝左岸EL1720m~EL1885m边坡开挖及支护主要分拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游边坡、拱肩槽后坡三个区域。
大坝左岸EL1720m~EL1885m边坡支护按设计图纸《CIII标1885m~1720m大坝左岸支护图》要求有以下支护项目:
深层支护预应力锚索:
1000KN级锚索、2000KN级锚索、3000KN级锚索;浅表层支护L=4.5m、6m、9m砂浆锚杆、C25网喷混凝土、L=9m锚杆束兼预固结灌浆、L=6m、Φ76mm或Φ110排水孔。
各支护项目主要工程量见下表。
大坝左岸EL1720m~EL1885m边坡支护项目工程量表
序
号
施工项目
单单位
工工程量
备注
11
锚杆
L=4.5m、Φ28mm
根根
9916
长短交错布置
L=6.0m、Φ28mm
根根
88614
L=9.0m、Φ32mm
根根
77626
22
C25喷护混凝土(厚10cm或15cm)
mm3
99599
33
挂网钢筋(Φ6mm@15cm×15cm)
根t
1148
44
锚杆束
L=9m、Φ110mm
根根
11390
安装3Φ32mm钢筋
L=12m、Φ110mm
根根
2286
安装3Φ32mm钢筋
55
1000KN级预应力锚索
L=30m
根根
882
长短交替布置
L=40m
根根
1127
L=60m
根根
338
66
2000KN级预应力锚索
L=30m
根根
665
长短交替布置
L=40m
根根
999
L=50m
根根
1113
L=60m
根根
4445
L=70m
根根
2294
77
3000KN级预应力锚索
L=50m
根根
333
长短交替布置
L=60m
根根
334
88
排水孔
L=6m、Φ110mm
根m
774818
L=6m、Φ76mm
根m
118414
99
C20混凝土
Mm3
222872
110
预灌水泥浆
万万吨
按现场实际发生量计
第一章施工临时设施布置
1现场观礼平台及值班室
现场指挥中心拟布置在平台下游,由观礼平台、现场值班房及会议室组成。
观礼平台长30.0米,宽6.0米,高0.8米,平台四周防护栏杆高1.2米,为不锈钢栏杆;观礼平台周边采用浆砌石砌筑轮廓后,中间回填砂石混合料,表面浇筑10cm厚C15砼。
现场值班房(含监理值班室)及会议室为双彩钢活动板房,共两层,每层五间,每间尺寸5.4m×3.6m。
2供电系统
左岸边坡支护施工供电全部由35KVA变电站引取。
在EL1885m平台内侧靠3#灌浆洞口位置集中布置一座变电站,变电站前期共布置5台变压器,总负荷3060KVA;在灌浆平洞内布置2台,其中1台630KVA,另外1台500KVA;在灌浆平洞口外布置3台,其中2台1250KVA,另外1台1500KVA。
在洞口外变电站旁边设置低压配电房。
整个供电系统采用安全防护围墙围起来,围墙高2.0米,为12墙,砖砌。
后期需要对变电站进行增容处理时,可在目前规划的变电站场地内增设变压器即可。
各个支护区域施工用电直接由1885m平台下游侧变电站供给,采用90mm2铠装电缆线作为主供电线路,在拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游侧坡每隔1个马道设置配电柜,根据用电负荷接相应规格电缆线至各高程工作面。
3供风系统
在EL1885m平台设置空压机站,由1.2~1.3Mpa供风系统及2.1Mpa供风系统组成。
根据施工需要前期共布置16台空压机,每台空压机占地按3m×5m布置,需要占地面积300㎡。
空压机站与观礼平台并排布置,按“一”字排开形状摆放。
空压机站以防火彩钢瓦围栏且盖顶,布置整齐划一。
在EL1885m平台集中空压机站采用储气罐将同类型空压机并联供风,在拱肩槽上游侧坡、拱肩槽后坡、拱肩槽下游侧坡各铺设Φ159mm供风管形成供风管网,在每30m高差沿马道铺设一趟Φ114mm风管路贯穿拱肩槽上、下游侧坡面。
并在马道指定部位设置出风口以满足钻孔和喷护施工需要。
4供水系统
施工用水采用大坝左岸系统水供给,并在EL1885m平台下游侧自然边坡之上设置水池,高桩约在1890m高程。
采用局部清挖边坡浮土,在坡面施工一定数量的锚筋束,并砌筑浆砌石基础。
水池占地面积100m2,容积为3×100m3,铁皮制做。
左岸边坡每三级马道间铺设一趟Φ114mm送水管路,再在马道指定位置通过Φ50mmPVC管引至各工作面,水压不能满足要求时使用增压泵供应各区域施工用水。
5制浆与灌浆系统
根据施工场地和交通条件限制以及供浆覆盖范围需要,CⅢ标前期考虑设置辅助制浆站。
辅助制浆站采用钢管搭建操作室,用铁皮瓦盖顶。
存放袋装水泥200吨。
辅助制浆站总共占地面积为250㎡。
自动化制浆站占地面积为300㎡,前期布置3个储灰罐,每个罐储灰1000吨,共存放散装水泥3000吨,以满足CⅢ标前期灌浆要求。
后期随着混凝土拌和系统拆除后,可将自动化制浆站扩建,以满足左岸边坡支护及基础灌浆供浆需要。
由于制浆系统储灰罐储灰吨位达1000吨,必须系统地进行罐基基础处理。
在罐基垫座砼范围内按2m×2m的孔排距钻3φ32mm的锚筋束孔,孔深5m,灌注水灰砂为0.4:
1:
1的水泥砂浆。
每个灰罐六个支柱下部设置2m×2m人工挖槽,桩深1m,断面为正方形。
人工挖孔桩浇注C25钢筋混凝土,按端承桩考虑,单桩承载力200t,而灰罐每个支柱荷载为167t,满足安全运行要求。
在1885m制浆系统未形成前采用8#路明段制浆系统进行制浆。
灌浆站布置在拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游侧坡,随左岸边坡开挖、支护高程的下降,在各级马道设置临时灌浆站满足锚索孔道灌浆需求。
制、灌浆站以钢管为结构,外部以深蓝色铁皮围栏,并盖顶,形成规格统一、外观整洁有序的房建结构。
6材料运输系统
施工设备、钢筋、水泥及砂石骨料等主要利用左岸6#公路及上坝交通洞运至EL1885m高程平台,在拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游侧坡各设置1台运输能力为2~3t的滑道运输系统或吊物竖井,利由滑道、吊物竖井运输与人工运输相结合的方式将材料运至各工作面。
在滑道系统不能满足材料运输要求时,利用左岸基础处理CⅤ标EL1730m、EL1785m、EL1829m高程洞室进行相应高程的材料运输。
当缆机运行后,可利用缆机进行材料运输。
7锚索加工车间
锚索加工车间要适应于设计长度的要求,占地长度大,布置非常困难。
拟在EL1885m、EL1855m、EL1825m、EL1795m、EL1765m、EL1735m高程拱肩槽上游侧坡、拱肩槽下游侧坡随边坡开挖下降各设置1个锚索加工车间,锚索加工车间布置在各级马道上,采用架管搭设承重平台。
8混凝土系统
由于左岸边坡锚墩浇筑、面板、马道及砼梁等混凝土项目工程量较大,依靠强制搅拌机拌料已不能满足施工现场生产、质量、安全及文明施工的需要。
为此,在该平台下游靠近冲沟部位布置砼拌和系统,布置0.35m3砼拌和站,制备各类项目所需砼成口料。
拌和站占地面积300m3,临近Ⅲ区扩挖部位及冲沟拓展部位。
拌制好砼后,通过汽车运输至各需料点。
9材料存储和堆放场地
CⅢ标左岸边坡支护各类材料用量较大,尤其是砂石骨料、水泥、钢筋,为规范施工现场各类材料的存储与堆放,规划与设计了材料存储和堆放场地;对于砂石骨料的堆放,采用砌浆砌石料仓和采用移动式钢筋骨架料仓的形式对砂子和石子进行分仓堆放;对于水泥与外加剂存储与堆放则采用在现场搭设棚建结构,深蓝色铁皮盖顶并围设围栏,以保证水泥及外加剂不受污染。
第二章边坡支护施工程序
1支护型式分析
大坝左岸边坡支护施工中的各类支护型式在实施过程中由于其作用机理不同、实施周期不同,在边坡支护中发挥着不同的作用。
特别是针对CⅢ标左岸边坡的工程地质条件,设计上采用了多种支护施工类型,分别有马道锁口锚杆束及锚杆(结合预灌浆)、锚喷支护、预应力锚索、砼梁、排水孔及马道面板砼等,此外还有柔性主、被动网等支护与防护施工型式。
上述支护类型分别为边坡开挖成型、浅表层支护保持边坡临时稳定、深层支护施加预应力锚索并通过砼梁传递锚固力以保证边坡永久稳定、进行坡面排水等提供了保障。
此外,通过柔性主、被动网对危岩体的防护,为施工期安全及运行期安全提供了保障。
通过上述各类支护型式的加固机理、适用条件、施工周期及其对作业面的影响,可以根据实际条件确定边坡支护施工程序。
2总体支护程序
在按设计要求进行系统支护前,应视边坡具体情况,对稳定条件较差的部位及时采取随机支护,随机支护以锚杆束、锚杆为主。
左坝肩1885m~1730m高程区间系统支护中挂网喷混凝土、锚杆、锚杆束支护与开挖工作面的高差不应大于7.5m,预应力锚索与开挖工作面的高差不应大于15m。
左坝肩1730m高程以下随机支护和系统支护中挂网喷混凝土、锚杆、锚杆束支护与开挖工作面的高差不应大于15m,预应力锚索与开挖工作面的高差不应大于30m。
根据前期边坡支护施工形成的程序与方法,针对大坝左岸1885m高程以下边坡施工特点,当边坡的地形地势条件及开挖后的台阶作业高度满足多功能全液压锚固钻机工作业时,可采用:
“锁口锚筋束(锚杆)结合预灌浆——素喷——锚索施工——排架搭设——锚杆——网喷——砼梁——排水孔”的支护程序;当边坡地形条件及开挖梯段高度不满足多功能全液压锚固钻机作业时,可采用:
“锁口锚筋束(锚杆)结合预灌浆——排架搭设——锚杆——网喷——锚索施工——砼梁——排水孔”的支护程序与原则。
确定了支护程序后,应严格按照所确定的原则进行实施,既避免了工序交叉干扰,又利于施工质量控制与单元验收。
无论采用上述何种支护程序,浅层与深层支护必须为边坡稳定提供保障,特别是预应力锚索施工必须及时完成相关工序并施加预应力。
各支护项目的施工工艺流程可参见相关章节所述内容。
3特殊情况处理
由于大坝左岸1885m高程以下边坡开挖后,坡面不同部位将出现f5、f8、f42-9等断层破碎带、煌斑岩脉和浅表部的卸荷裂隙,这些不利地质组合将会对边坡局部的稳定产生重要影响,倘若不掌握好支护时机,不采取相应的处理措施,容易产生局部塌陷或小块体塌滑失稳的情形。
因此,当出现如f5、f8、f42-9等断层破碎带、煌斑岩脉或局部不稳定地质结构面时,以优先支护上述部位为准,及时进行锚喷支护,若在汛期还应注重截、排水工作,同时加强边坡变形监测,及时进行深层支护,以确保边坡的稳定。
其施工程序应按编制的专项施工措施来确定,同时在实施过程中根据现场实际情况进行调整,不能局限于常规的支护程序。
第三章施工进度
1施工总进度的编制依据和编制原则
(1)《雅砻江锦屏一级水电站大坝左岸工程施工》(合同编号:
JPIC-200617)招标文件第Ⅰ卷商务文件、第Ⅱ卷技术条款、第Ⅲ卷图纸以及《雅砻江锦屏一级水电站大坝左岸工程施工》(合同编号:
JPIC-200617)招标文件附件1:
水文泥沙、附件2:
工程地质、附件3:
大坝混凝土性能试验;
(2)《雅砻江锦屏一级水电站大坝左岸工程施工》(合同编号:
JPIC-200617)招标文件补遗第一号、第二号、第三号、第四号;
(3)国家及行业有关规程、规范的要求;
(4)结合大坝左岸1885m~1720m支护设计图纸(CD66SG-419-16(1~13))、《四川省雅砻江锦屏一级水电站大坝基础开挖及支护施工技术要求(A版)》相关要求,以及施工中的施工程序及采用的施工措施;
(5)结合CⅡ标左岸1885m高程以上开挖工程支护施工经验。
2施工进度安排
2.1施工进度编制原则
本合同工程具有工程量大,强度高、施工项目多、涉及专业广泛的特点。
在安排施工进度时充分考虑各方面的影响,在满足目标工期的前提下,抓住关键线路和关键项目,统筹兼顾其他次要项目,优化施工程序,采用成熟可靠技术,选用先进的、高效的施工机械,达到确保工期、统筹整体最优的目的。
施工进度编制主要遵循以下原则:
(1)满足工程总进度要求;
(2)满足工程控制性工期要求;
(3)满足工程度汛形象要求;
(4)整体统筹,保证重点;
根据招标文件规定控制性工期要求,确定施工关键线路,紧紧围绕施工关键线路组织施工,在确保关键项目和关键线路施工进度的同时,统筹安排好非关键线路和非关键项目的施工进度。
(5)强度适中,均衡施工
合理组织安排各项作业,提高施工生产效率。
采用适中的施工强度指标作为施工计划的基础,对不可预见因素留有一定余地,以确保进度计划顺利实现,施工中力求实现均衡生产、文明施工,并避免施工设备不合理的闲置。
(6
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