《水利水电工程施工》课程设计松涛水利枢纽工程组织设计专业: 水利水电工程班级:姓名:学号:指导老师:2016年1月目录第一章设计基本资料 (2)一、设计步骤 (2)1、枢纽组成及工程概况 (2)2、工程地质条件 (2)3、枢纽各组成建筑物的工程量 (2)4、施工场地 (3)5、运输条件 (3)6、气候特征 (4)7、水文条件 (5)8、当地建筑材料 (8)9、坝体混凝土主要特征 (9)第二章施工项目进度设计 (10)一、工程项目分项说明 (10)二、工程主要工期说明 (11)1、准备工程: (11)2、施工导流工程 (11)3、河床重力坝工程 (12)4、右岸重力坝工程 (13)5、溢洪道工程 (13)6、右岸土石坝工程 (13)7、厂房工程 (13)8、收尾工程 (13)9、有效工期确定 (13)三、项目时间参数计算 (13)1、事件的时间参数 (13)2、工序的时参计算 (14)3、工序的时差计算 (14)4、项目时间参数计算成果表 (15)四、工程项目进度说明 (16)1、总体进度控制 (16)2、详细进度控制 (16)五、施工横道图 (17)第一章设计基本资料一、设计步骤1、枢纽组成及工程概况松涛水利枢纽系一级建筑物,由河床混凝土重力坝、溢洪道,右岸土坝和坝后厂房等部分组成.枢纽共装三台机组,每台机组15万Kw,发电的最低水位为500米,相应库容19.5亿米3.枢纽的右岸适当位置布置有排砂放空洞,可满足封孔蓄水期对游供水100 米3/s流量的要求.2、工程地质条件坝区为高山峡谷区.峡谷由震旦纪变质岩构成,其上部为第四纪砾石岩,含沙砾石层及黄土.柳河流向,在坝址附近转为S260°W,河谷呈弯曲形.河谷两岸变质岩出露顶板标高,左岸约520米,右岸约515米.在标高515米时,谷宽约135米,坝址左右岸基岩上直接为黄土覆盖.坝址区及上下游河床覆盖层厚5～12米.表面0.3米为黄土覆盖,以下均由卵砾石夹粗、中砂等物构成.河床靠右岸有一深槽,顺河呈长条状分布,深槽处水深约10米,覆盖层厚10～12米,此深槽系河水沿构造裂隙侵蚀冲刷而成.坝址河谷及两岸的变质岩主要由云母石英片岩和角闪岩组成,石质坚硬,相当于16级岩石分类中的第X级岩石,普氏系数f=8云母石英片岩极限抗压强度为1000～1200公斤/厘米2,角闪片岩极限抗压强度为900～1200公斤/厘米2.坝址右岸距河边480米处,有一天然冲刷的鞍状地形,溢洪道即建此处,该处系古河道的遗址,两侧有大小冲沟数条,与它成70°～80°交角.此坝址处水文地质情况,地下水属裂隙补给水,数量很少,主要在构造裂隙及局部破碎带内.在坝区变质页岩中还有裂隙承压水,稳定水位432～466米,单宽涌水量一般为3升/分,最大为120升,随岩石裂隙发育程度、联通情况和深度而变化.松涛是地震波及区,根据上级主管部门提出的松涛水利枢纽地段的地震基本烈度为7度.3、枢纽各组成建筑物的工程量见表1-1.表1-1 枢纽各组成建筑物的工程量表4、施工场地坝址距下游的仙州市河道长约100公里,直线距离约50公里,坝址附近皆为高山峡谷地区.松涛峡长约12公里,上下游均有比较平坦的山间盆地,可作为施工场地.枢纽选定坝址位于峡谷尾部,距峡谷出口约1.7公里,坝区河床两岸山坡陡峻,成V字形.左岸坡约45°～80°,陡缓相间;右岸坡度 60°～85°,两岸山顶均为黄土覆盖.坝址河床高程一般为410米,枯水季一般水位为418米,河面宽50～60米,深化偏右岸,最深约10米.坝址左岸山峰起伏高出河面约150米以上.右岸坝头附近为一狭小丘陵阶地,高出河面约110米左右.与坝区阶地相连的就是地形平坦面积宽阔的李家台四级阶地,高程560～580米.自峡谷出口起,两岸地势逐渐开阔,呈狭长的二级阶地,高程约430～440米,沿柳河右岸距坝址约8公里的旧镇,附近有宽阔平坦的二级阶地.坝内河谷两岸有很多冲沟,左岸主要有坝址下游200米处的滑沟;右岸主要有坝址上游150米处的红柳沟,下游的刘家沟、金沟和银钩等.这些冲沟既深且短,均系沿断层及节理裂隙发育而成,与河谷多成70°～80°的交角.由于这些冲沟的切割,使坝区地形变得非常复杂,给施工场地布置造成一定困难.坝区附近可供施工场地布置的地段,有右岸李家沟,峡谷出口下有右岸的明坝和左岸的易家湾等阶地,各地段特性见表1-2所示.5、运输条件仙州到松涛的公路线路为六级公路,已建成通车,路线全长约50公里.对于水路交通,因柳河上游为峡谷,河窄水急,不能通行船只.有国家铁路干线通过仙州市,可沿柳河岸边进工地.6、气候特征(1)气温本区为大陆性气候.多年平均温度为9.6℃,约平均最高温度为22.9℃,最低位-6.5℃;绝对最高为39.1℃,绝对最低为-23.1℃,日最小变幅 1.3℃.坝址附近历年气温观测统计资料如表1-3所示.(2)降水本地区雨量稀少,年平均降水量为330.1毫米,最大达471.9毫米,其中60～70%集中在7～9月,最大日降雨量为71.8毫米.最长一次降水延续时间4昼夜,最大一次降雨量为21毫米.暴雨常在下午或晚间出现.降雪一般于11月下旬开始,最大一次为20毫米,积雪最大厚度为6厘米,积雪日期一般从11月下旬至次年3月上旬,年平均积雪日数为21.6日,土壤冻结深度约1米.本地区降水统计资料如表1-4、1-5所示.表1-4 坝区1952～1988年各月降水量(毫米)表1-5 坝区1985～1988年各月不同降水量出现天数统计表每年11月底或12月初行凌,次年2月底或3月初解冻.冰冻期月2～3个月.冬季行凌初期,多为针状.流冰速度最大为1.45米/秒,最小为0.95米/秒.春季流冰多为坚硬冰块,冰厚一般为0.2米,最后可达1米.流冰期一般无过大冰块下泄.7、水文条件柳河的年最小流量多发生在1、2月份,3月份上旬开始融冰化雪,流量渐增,6月份以后即进入汛期.年最大流量一般发生在7～9月间.坝址区实测最大流量为5640米3/秒,最小流量为205米3/秒,多年平均流量为830米3/秒;河水含沙量最大达5公斤/米3(7～9月),最小为0.01公斤/米3(1～2月).峡内流速最大为7米/秒,最小为0.8米/秒.其流量特征资料列于表1-6～1-11.3表1-7 坝址水文站不同频率的月平均流量(米3/秒)表1-8 不同施工期各种频率的最大流量(米3/秒)3表1-10 水位库容关系表8、当地建筑材料坝址上、下游均有砾石材料.特别是坝址下游藏量丰富,开采运输比较方便,质量一般皆符合标准,只有沙砾土尚未找到理想产地,必要时可采用的两岸的黄土代替,各料物主要特征见表1-12、1-13、1-14.表1-13 卵砾石料场天然级配及物理性质表表1-14 各料场基本特征表9、坝体混凝土主要特征坝体混凝土的设计龄期为90天,水工设计中内部混凝土用100号,外部混凝土用150号.总混凝土用量比为0.75:0.25.坝体混凝土的配合比见表1-15.混凝土的容重为2400公斤/米3.混凝土的热学指标及各种材料的热学性能见表1-16、1-17.混凝土采用600号纯孰料水泥,水泥最终水化热为67大卡/公斤,水泥放热率米=0.384天.表1-16 混凝土的热学指标表1-17 混凝土各材料的比热地方工业、住宅、卫生福利和到动力来源仙州市,有些地方工业可以利用,这些地方工业可以考虑在施工期间委托进行部分加工和修配工作.坝区附近村镇不多,且民房数量不多,只能在明坝村和李家台村用少量民房作为工人临时住宅.而其他福利设施及住宅需要建设.施工期间大批的生活物资和粮食、燃料、日用品等,均需从仙州市运来,当地只能解决副食品和部分粮食供应.施工期间施工队伍由公开招标选定.施工用电:初步估计仙州市可供应量最高负荷为1.2万千瓦.坝址区地下水硫酸根(SO-24)含量约为2000～3000毫克/升,对一般水泥有硫酸盐侵蚀性.因此基础混凝土有抗硫酸盐寝室的要求,铝酸三钙的含量应小于5%.地下水不宜作为工程用水和生活用水.河水除含砂外,无其他杂质,经沉淀处理后可作为工程用水和生活用水.注:其余资料见文件“松涛水利枢纽资料汇编”.第二章施工项目进度设计一、工程项目分项说明松涛水利枢纽系一级建筑物,其关键工程一般位于河床,依设计资料,以施工导截流、大坝岩基开挖及处理、砼浇筑、拦洪度汛、封堵蓄水、发电为主线,列出工程项目35个,具体见下表:二、工程主要工期说明1、准备工程:依据经验,工期为1.5年,开工时间定在第一年的5月,安排如下:(1)准备工程1施工场地平整,生活房屋建设,供水供电,通信系统安装,对外交通,对内交通修筑,计划耗时6个月;(2)准备工程2混凝土工厂、砂石料厂修筑,起重机平台的开挖安装,完善施工场地的安全措施,计划耗时11个月;2、施工导流工程(1)隧洞开挖和衬砌采用两条长800米的隧洞导流,施工中采用上下游4个开挖断面同时进行,考虑施工进度 ,隧洞开挖定在准备工作开始后的第5个月,根据现有的施工水平,洞口处理时间2个月,开挖时间6个月,安排3个月的衬砌时间,由于混凝土需待28天强度后才可导流过水,故隧洞工期安排12个月.(2)截流(合龙、闭气)根据进度及截流要求,截流时间安排在枯水期11月.由于河床水面宽度 50～60米,宽度较小,不必提前安排戗体预进占,截流历时两天.之后马上进行围岩闭气,安排时间1个月.(3)基坑排水截断河流之后,进行基坑排水,为河床开挖准备条件,工期1个月.(4)土石围岩加高培厚施工中上下游土石围岩高45米、30米,土料采用随洞开挖料,安排工期4个月. (5)围岩拆除当坝体上升到500米高程之后,可进行围堰拆除,工期3个月.(6)封堵蓄水根据发电要求,需在6月初完成蓄水工程,封堵前应保证溢洪道的封顶浇筑,洪水水位为最低发电水位500米,开始蓄水时对应水位为420米左右,根据水位库容关系,所需库容19.5亿立方米,考虑蓄水期还要满足对下游供水100立方米每秒的流量要求,采用85%的来流洪水频率进行计算,并要求在6月1号之前将水库蓄满,计算如下(每月为2592000s): 5月份 (354-100)×2592000=6.58亿立方米4月份 (332-100)×2592000=6.01亿立方米3月份 (240-100)×2592000=3.63亿立方米2月份 (229-100)×2592000=3.34亿立方米将以上计算结果相加为19.56亿立方米,从而可定在2月初开始蓄水,蓄水时间为4个月,到6月初可完成蓄水工程.3、河床重力坝工程(1)河床重力坝坝肩土石方开挖可安排与隧洞开挖同时进行,根据工程量及开挖水平,安排工期3个月.(2)河床重力坝坝基土石方开挖安排在基坑排水之后,工期5个月.(3)河床重力坝基础段混凝土浇筑基础段混凝土浇筑安排工期3个月,为固结灌浆压重,随后固结灌浆安排工期1个月;紧随其后,河床重力坝上升到500米高程段,在浇筑过程中与接缝灌浆交替进行,在网络进度图中不单独表现,将相应的施工工期延长,耗时21个月.最后坝体上升至坝顶高程,安排工期21 个月.在这段时间内可平行安排围堰拆除、帷幕灌浆和封堵蓄水工程.(4)帷幕灌浆一般在廊道或灌浆洞内进行帷幕灌浆,基本不受气候和洪水的影响,于大坝施工干扰较小,均可均衡安排其施工进度 .但是必须在坝体浇筑几层后才可开始灌浆.所有帷幕灌浆一般都安排在基坑蓄水之前完成,工期接在围堰拆除之后,耗时4个月.4、右岸重力坝工程施工过程与重力坝基本相似,根据工程量,土石方开挖工期为4个月,基础段混凝土浇筑1个月,固结灌浆1个月,上部混凝土浇筑及接缝灌浆安排5个月.5、溢洪道工程土石方开挖量较大,安排工期13个月,填方1个月,浇筑7个月.6、右岸土石坝工程根据工程量,开挖工期11个月,填方工期8个月.7、厂房工程(1)厂房基础石方开挖可与河床重力坝的河床部分同时施工,由于工程量不大,安排工期2个月;厂房混凝土浇筑,虽工程量不大,但细部较复杂,施工质量要求高,安排3个月工期.(2)开关站工程量较小,土石方开挖工期为2个月,浇筑2个月,设备安装3个月.(3)1号机组安装工期为3个月,调试运行工期1个月,2号、3号机组安装工期6个月,调试运行2个月.8、收尾工程包括现场清理,设备、房屋的拆卸等,安排工期4个月.9、有效工期确定根据停工规定,坝体浇筑过程中每年都有长时间受到气温及雨量的影响,所以在实际施工过程中有可能要适当延长工期.三、项目时间参数计算1、事件的时间参数(1)事件最早时间(Earliest ti米e)TE i是以该结点为开始点的各个工序最早可能开始的时刻.总开工结点:TE i=0其它结点:)D TE (max TE j -i i j +=ii 是以j 为完工结点的工序开工节点;计算原则:由起始节点开始由左向右,正向计算. 总完工结点:TE n 就是工程项目最早可能完成时间. (2)事件的最迟时间(Lastest ti 米e)TL i 是指在保证总工期TE n 的前提下,以事件i 为完成时间的各个工序最迟必须完成的时刻,由结点n 向结点1逆箭头方向计算.总完工结点:TL n =TE n其它结点:)D TL (min TL j -i j i -=j2、工序的时参计算(1)工序的最早开始时间j i -ES 就是它的所有紧前工序全部完成的时刻. i j i TE ES =- 或 )D ES (max ES j i i h h j i ----=h 为工序i －j 的紧前工序的开始结点. (2)工序的最早完成时间:j i -EFj i j i j i ---+=D ES EF(3)工序的最迟完成时间:j i -LFj TL LF =-j i 或)D LF (min LF j i i h k j i ---+=k 为工序i －j 的所以紧后工序的完工结点 (4)工序的最迟开始时间j i -LSj i j i j i ----=D LF LS3、工序的时差计算(1)工序的总时差(total float)j i -TF 不会影响总工期的最大机动时间.j i i j i ---=D ET -LT TF j 或j i j i i j i -----=+=ES LS EF LF TF j j -i在TF n =TE n 的前提下:j j -i EF LF -≥i 0TF ≥-j i(2)工序的自由时差(free float)j i -FF 不影响后续工作的最大机动时间.j i i j i ---=D ET -ET FF j 或j k EF )D ES (min FF -----+=i j i j k j i4、项目时间参数计算成果表项目时间参数计算表四、工程项目进度说明1、总体进度控制截流工程采用全年围岩,一次拦断河流,截流时间为开工后的第二年11月,经过大坝基岩开挖及处理、混凝土浇筑、拦洪度汛、封堵蓄水等工程,第一台机组在第五年的8月1日正式发电,工程总工期安排6年零3个月.2、详细进度控制(1)关键线路进度由截流时间和隧洞开挖工期,开工时间定在第一年5月初,经过历时6个月的施工准备其,开始随洞开挖,直至第二年11月初完成隧洞导流工程.在11月份枯水期,进行截流工程,预计在第二年完成.第二年末经过1个月的基坑排水,可以开始河床重力坝的河床开挖,历时5个月,在第三年6月开始进行坝体浇筑,含固结灌浆和接缝灌浆,这个项目是整个工程的重点,工程量大,施工复杂,干扰因素多,且混凝土的特性决定不能浇筑的太快,并需考虑到气候的影响,预计耗时37个月,在第五年的7月完成坝体浇筑.此时,溢洪道已建成可以运行,右岸重力坝和土石坝也已竣工,水位已达到500米高程,厂房已建,1号机组及开关站的浇筑及设备安装都已完成,可以对1号机组进行1个月的运行调试,第五年度8月1日正式开始发电.随后进行2号、3号机组的安装,工期6个月,最后完成收尾工作,项目在第六年7月底完工,整个项目历时6年零3个月.(2)右岸重力坝工程进度右岸重力坝开挖开始在围岩加高培厚之后,及第三年的4月开始,经历坝体浇筑及固结,接触及帷幕灌浆7个月,在第四年2月完工.其中,固结灌浆安排在坝体基础段浇筑之后,占用直线工期,而帷幕灌浆与坝体上部混凝土浇筑平行施工,不占直线工期.(3)右岸土石坝工程进度与右岸重力坝坝基开挖同时进行,经历11个月的土石方开挖工程,8个月土石料填筑施工,在第四年的10月份完工.(4)坝后式厂房施工进度厂房基础石方开挖与河床重力坝的河床开挖同时施工,开始于第三年的11月份,耗时2个月,随后完成3个月的厂房混凝土浇筑工程,历经开关站的开挖和浇筑,时间是第三年的10月份.然后开始开关站的设备安装,同时进行1号机组安装,于第四年1月完工.与右岸重力坝坝基开挖同时开挖,开挖工程耗时13个月.堆砌石填为1个月,混凝土浇筑及接缝止水工程7个月,于第四年1月份完成.五、施工横道图根据划分的项目及安排的工期,结合合理的施工组织设计,将各个项目的工序用横道图表示,见附图.。