水利工程施工设计(编辑修改稿)

水利工程施工设计(编辑修改稿)内容摘要：

筋网，钢筋网的直径取 16mm ，间距为 25mm ，钢筋网表面用高强混凝土喷浆处理，要形成 25cm 厚的保护层， （ 3）锚筋设计 锚筋采用直径 d =30mm，其间距取 l =2m。 锚 入深度 D 依据不同的地质条件，取值范围在 3— 5m ，每块护坦板的尺寸依据具体情况取值范围为 10— 20 2m。 6 细部构造设计 坝顶构造 坝顶上游设置防浪墙，与坝体连成整体，其结构为钢筋混凝土结构。 防浪墙在坝体横缝处留有伸缩缝，缝内设止水。 墙高为 ，厚度为 50cm，以满足运用安全的要求。 坝顶采用混凝土路面，向两侧倾斜，坡度为 2%，两边设有排水管，汇集路面的雨水，并排入水库中。 坝顶公路两侧设有宽 1m 的人行道，并高出坝顶路面 20cm，下游侧设置栏杆及路灯。 （见图：非溢流坝坝顶布置） 18 页 廊道系统 基础灌浆廊道 基础灌浆廊道的断面采用上圆下方的城门洞形，尺寸为 （宽高）见下图，以满足钻孔、灌浆工作空间的需要。 在廊道顶部和底部应埋设一些吊钩和轨道，以便用来搬动机件。 底部廊道尽量靠近基础，非溢流坝段底部廊道高程为 304m ，溢流坝段底部廊道高程为 304m。 灌浆廊道的高程低于尾水位。 在廊道近下游侧设有集水井。 用水泵抽水向下游排出。 检查排水廊道： 19 页 为了检查，观测，巡视和排除渗水，靠近坝体上游面处每隔 15~30m 高程设置一检查廊道兼做排水廊道。 廊道也采用上圆下方的型式，尺寸此处选和基础廊道相同。 检查廊道分别布置布置于非溢流坝和溢流坝内，纵向排水廊道沿不同高程分设自流式排水设备。 排水管 靠近坝的上游面沿坝轴线方向设一排竖向排水管幕。 管内直径为 15cm，间距 为 15m，上端通至坝顶，下端通至廊道，垂直布置。 排水管采用无砂混凝土管。 坝体分缝 横缝 横缝垂直于坝轴线设置，将坝体分成若干个坝段，横缝间距 15m，一般间距一般为 12～20m，缝宽 1～ 2cm，取 1cm，横缝为永久缝，缝面为平面，缝内设止水。 纵缝 为了适应混凝土浇注能力和减小施工期温度能力，常用平行于坝轴线方向的纵缝把一个坝段分成几块浇注。 本工程设垂直纵缝，取间距 15m. 水平施工缝 上、下层浇注块之间的水平施工缝是新来混凝土的结合面。 一般浇注块的厚度约为～ ，施工时按 的浇捣层连续浇注，上下浇注块之间间隔 5 天。 在基岩表 20 页 面用 的薄层浇注以利散热，减少温升，防止开裂。 坝体止水与排水 止水 在坝体下述部位布置止水设施：坝体横缝内（包括上游坝面、溢流坝面及坝体下游最高尾水位以下部位），陡坡坝段与基础接触面，坝体内廊道和孔洞穿过横缝处的周围。 上游面采用两道止水金属片，中间设一沥青井，第一道止水片具上游坝面为 1m ，第二道止水片下游设排水孔和检查井，井中设有攀梯。 溢流坝下游面用热浸沥青麻绳 止水塞。 止水片：第一道止水片采用金属铜片，第二道止水片采用金属铜片或橡胶。 止水铜片采用。 每一侧埋入混凝土内长度为 20cm。 止水铜片作成可伸缩的“  ”形。 沥青井：内径为 20cm 的圆形，井底埋入岩基内。 井内设置加热设备，以便当沥青收缩开裂或与井壁脱离开时可加热恢复其流动性，提高止水性能。 上游面沥青井攀梯 （溢流坝）（非溢流坝）横缝止水布置下游面止水金属铜片沥青麻绳 坝体排水 ① 坝体排水： 在坝体各种接缝面内虽已设置了止水系统，但渗水仍难完全避免。 为了减小渗水的有害影响，还要设置相应的排水系统，将坝体和坝基的渗水由排水管排入廊道，再由廊道汇入集水井，自流或用抽水机排到下游。 坝体排水管间距取 3m，管内径取 15cm，坡度及与坝上游面间距见图纸。 ② 基础排水： 基础排水系统包括排水孔幕和基面排水。 排水孔幕距灌浆帷幕下游面约 ～ 倍帷幕孔距，在坝基面上，排水孔与帷幕孔的距离不 宜小于 2m。 排水孔略向下游倾斜，排水孔距取 3m，孔径取 15 cm，孔深 10m。 21 页 基础处理 坝基开挖 坝基开挖与清理的目的是使坝体坐 落 在稳定，坚固的地基上。 建筑物基坑开挖的形状，要根据地形、地质条件和结构要求确定。 该坝为中坝，建基面不要求为新鲜岩石，故河床坝段以弱风化带作建基面，最大开挖深度 5— 8m。 最低建基面高程 300m ；两岸坝段以弱风化至微风化带作建基面，为提高坝体的侧向稳定性，沿岸坡开挖成台阶状 ,左 岸岸坡倾角较大 ,为了坝段的横向稳定 ,通常在斜坡上按坝体的分段开挖成台阶 ,台阶宜位于坝体横缝部位。 台阶应避免开挖成锐角或高差甚大的陡坡 ,以免坝体发生集中应力或使坝体混凝土与基岩不能紧密结合。 同时还应注意边坡走向与节理一致时，边坡坡度不宜陡与节理的坡度。 基岩开挖后，在浇筑混凝土前，需进行彻底的清理和冲洗，包括：清除一切松动的岩块，打掉凸出的尖角，基坑中原有的勘探钻孔、井、洞等均应回填封堵。 还必须注意，开挖爆破不能损害设计开挖线以下基岩的质量；当基岩为易风化的岩石，如页岩、粘性岩等时，在设计开挖线或边线以上易留 有保护层 ～ ,待混凝土浇筑时才随挖随浇。 固结灌浆 为了提高基岩的整体性和弹性模量，减少基岩受力后的变形，提高基岩的抗压、抗剪强度，降低基岩的渗透性，在坝基和消力池底板基岩均作固结灌浆，孔深 4— 7m ，孔距3m ，排距 4m ，呈梅花形布置，局部断层交汇带、坝踵、坝址附近适当加密、加深固结孔。 帷幕孔上游固结加深至 10m。 具体布置见下图。 22 页 帷幕灌浆 为了减小渗透压力对坝体稳定的影响，减小扬压力，在坝基的迎水面，即在坝体灌浆廊道下的基础内形成一道连续而垂直的幕墙。 在灌浆廊道设置一排帷幕灌浆孔，孔距 3m ，利用高压灌浆填塞基岩内的裂缝和孔隙等渗水通道，帷幕深度以深入相对抗水层顶板以下20m 控制，河床部位帷幕一般深 40m ，左岸深度 70m ，右岸深度 42m ，在断层部位局部加深。 为了减低绕坝渗漏和渗流速度，防渗帷幕均向岸坡内伸一定距离。 具体布置见下图。 坝基断层及破碎带处理 对于规模较小或较浅的断层和破碎带，采用局部掏空，再用混凝土回填的方法处理；对于规模较大或较深的断层和破碎带，将采用刻槽回填混凝土塞的办法处理。 混凝土重力坝的分区 简单示意图如下所示，祥图见图纸。 23 页 下游最低水位下游最高水位上游最高水位上游最低水位上游最高水位下游最高水位上游最低水位下游最低水位溢流坝段非溢流坝段 Ⅰ 上下游水位以上坝体表层混凝土。 Ⅱ 上下游水位变化区的坝 体表层混凝土。 Ⅲ 上下游最低水位以下的坝体表层混凝土。 Ⅳ 靠近地基的混凝土 , 岩基面以上 9m 范围内基础。 Ⅴ 坝体内部混凝土。 Ⅵ 有抗冲刷要求部位的混凝土 注意： Ⅰ区主控制因素为抗控，同时满足强度、低热要求； Ⅱ区主控制因素为抗冻，满足强度、抗渗、抗侵蚀、低热要求； Ⅲ区主控制因素为强度、抗渗，同时满足抗冻、抗侵蚀、低热要求； Ⅳ区主控制因素为强度、低热，同时满足抗渗、抗冻、抗侵蚀要求； Ⅴ区主控制因素为强度、低热，同时满足抗渗、抗冻要求； Ⅵ区主控制因素为强度、抗冻、抗冲刷、抗侵蚀，同时满足低热要 求。 24 页 第二部分 计算说明书 1 洪水调节 调洪演算 堰顶高程 设此堰的堰顶高程为 337m。 设计水头 dH 最高限制水位为 350m ，正蓄水位 H＝ 345m ，设堰顶高程为 337m ，则堰上最大水头maxH 根据公式 maxH ＝最高限制水位－堰顶高程 进行计算，即 maxH ＝ 350m － 337m ＝ 13m 设计水头 dH 取最大水头的（ ～ ），即 dH ＝（ ～ ） maxH 所以有 dH ＝（ ～ ） 13，取 dH ＝ 13＝ 流量系 数 m 的确定 河底高程为 300m ，所以上游的堰高为 H＝ 337300＝ 37m 因为设计水头 dH ＝ ，所以dHH ＝  ，所以此堰为高堰。 根据水力学中 0dHmfH 的关系图得各个水深的流量系数。 方案拟订 25 页 根据所给资料，工程建成后可以对下游起到防洪作用，最大的下泄流量为3500q 3ms，设最大单宽流量为 smq /85 3单 ，则沿流宽度 B 根据公式 qBq 单 确定，可得： 调洪演算采用坝址洪水，根据水量根据水量平衡原理用列表法计算，计算时先按不同孔口尺寸拟定两组方案： 方案一： 3 个表孔 3个表孔堰顶高程为 337m ，堰顶采用“ WES”曲线实用堰，堰顶设弧形工作闸门，堰宽 42m ,闸门尺寸 14m 20m （宽高），用坝顶排架上的固定式启闭机启闭。 方案二： 5 个表孔 5个表孔堰顶高程为 337m ，堰宽 40m ,工作弧形闸门尺寸为 8m 12m （宽高）。 计算下泄 流量 根据以上数据应用下泄流量的计算公式 2302nq Hgmb 计算下泄流量，其中其中ε =， g=， 0H =Z337 根据以上数据和不同的堰宽可得不同水深时的下泻流量 q ，列于表中： 表 111： 水位 水深 dHH0 m流量系数 下泄流量 Q 下泄流量 Q （堰宽 42m) （堰宽 40m) 4 1 m853 5 0 0 单qqB 26 页 设计洪水的计算 27 页 半图解法 计算并绘制单辅助线 方案一 ： 计算中 V 取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取△ t=4h。 计算过程见下表： 表 112： 水库设计洪水 )2( qtVfq  单辅助曲线计算表 (P=1%)堰宽 42m 水库水位Z 总库容 V总 堰顶以上库容 V V/△ t q q/2 2qtV (m) (亿 m179。 ) (亿 m179。 ) (m179。 /s) (m179。 /s) (m179。 /s) (m179。 /s) 1 2 3 4 5 6 7 337 2 0 0 30 15 15 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 利用表 112 中第 (5)、 (7)两栏相应的数据绘制成单辅助线如下图所示。 28 页 单辅助曲线0100020203000400050000 10000 20200 30000 40000v/t+q/2q 图 111 单辅助曲线图 方案二：计算中 V 取溢洪道堰顶以上库容，计算时段取△ t=4h。 计算过程见下表： 表 113： 水库设计洪水 )2( qtVfq  单辅助曲线计算表 (P=1%)堰宽 40m 水库水位Z 总库容 总V 堰顶以上库容V tV q q/2 2qtV (m) (亿 m179。 ) (亿 m179。 ) (m179。 /s) (m179。 /s) (m179。 /s) (m179。 /s) 1 2 3 4 5 6 7 337 2 0 0 30 15 15 338 339 340 341 342 343 344 29 页 345 346 347 348 349 350。