甘肅工業職業技術學院《水利工程施工》課程設計任務書（水利水電工程專業）前言根據水利水電工程專業培養計劃和《水利工程施工》教學大綱的規定，本專業的學生有一周半時間的《水利工程施工》課程設計。本課程設計的主要目的是鞏固和掌握課堂所學理論知識，培養學生運用本課程的知識解決相應實際問題的能力，并使學生在水力計算說明書編寫等方面能得到初步、繪圖、設計訓練，為畢業設計和今后的工作、學習打下堅實基礎。本次課程設計的主要內容是水利水電工程施工導流設計和截流設計，以下為導流設計的相應資料?；举Y料工程概況本水電站位于市某村境內，系干流水電建設規劃的梯級電站之一，距市公路里程約。本工程主要任務是發電，水庫正常蓄水位，死水位，總庫容億，屬日調節水庫。等級為一等工程，主要水工建筑物為，級次要建筑物為。級電站樞紐建筑物主要由左右岸擋水壩、中孔壩段和溢流壩段（為碾壓混凝土重力壩）、本工程消力池、右岸引水發電系統組成，右岸地下廠房裝機臺機組，總裝機容量。工程樞紐處地形及工程布置見附圖。大壩為碾壓混凝土重力壩，壩頂高程，最低建基面高程，最大壩高，最大壩底寬，壩頂軸線長；整個壩體共個壩段，從左至右由左岸擋水壩～壩段、左中孔壩段、溢流壩～壩段、右中孔壩段和右岸擋水壩～壩段組成；溢流壩段布置頁腳內容甘肅工業職業技術學院孔溢流表孔，每孔凈寬，溢流堰頂高程；放空中孔孔口底高程，孔口尺寸；溢流壩段下游接消力池，消力池邊墻為混凝土斜邊墻，消力池邊墻頂高程，建基高程分別為、，底板高程為，消力池長。氣象條件流域屬高原氣候區，主要受高空西風環流和西南季風影響，干、濕季分明。每年月至次年月為干季，日照多、濕度小、日溫差大，降水很少，只占全年的～％；月至月為雨季，氣候濕潤，日照少，濕度較大，日溫差較小，降雨集中，雨量約占全年雨量的～％。在該電站附近設立了氣象站，觀測有年月至今的氣象資料。據氣象站實測資料統計，多年平均降水量為，雨季（～月）降水量為，占全年的；多年平均降水日數為天。多年平均蒸發量為（口徑蒸發皿）。多年平均相對濕度為，最小值為。多年平均氣溫為℃，極端最高氣溫為℃，極端最低氣溫為℃。水文條件（）徑流本流域徑流主要來源于降水，徑流的年內變化及地區分布與降水的變化趨勢基本一致。據水文站年月～年月共年水（文年）資料統計，多年平均流量為，折合年徑流量億，徑流深?！聻樨S水期，占全年的，～月為枯水期，僅占年水量的，徑流年內分配不均。年最小流量一般發生在～月，實測最小流量為。（）洪水頁腳內容甘肅工業職業技術學院本流域洪水主要由暴雨形成。本流域暴雨一般出現在～月，主要集中在、兩月，且多連續降雨。洪水過程多呈雙峰或多峰型，一般單峰過程～天，雙峰過程～天。洪水一般具有洪峰相對不高、洪量大、歷時長的特點。電站天然設計洪水直接采用水文站設計洪水成果見表和表。表水文站設計洪水果本水頻率計算成各頻率設計值項目均值洪峰一日洪量（億）三日洪量（億（億）七日洪量）十五日洪量（億）表各頻率設計洪水過程線（）時間頁腳內容甘肅工業職業技術學院（）分期設計洪水①本水電站施工分期洪水成果見表。表分期設計洪水成果均值時段頁腳內容甘肅工業職業技術學院。另外，月～月分期洪水②本電站～月分旬平均流量成果見表。表本電站～月分旬平均流量月月月下旬上旬中旬下旬上旬中旬下旬（）庫容曲線本水庫的水位～庫容關系曲線見表。表本水電站水位～庫容曲線庫水位（）庫容（億）庫水位（）庫容（億）（）壩址天然水位關系曲線見表。表壩址天然水位關系曲線壩址壩軸線處的天然水位關系曲線水位（）流量（水位（）流量（））地質條件頁腳內容甘肅工業職業技術學院本水電站樞紐區屬高山峽谷地形，壩址區河道由上游至下游從逐漸變為向，河谷呈基本對稱的“”型河谷，臨江坡高大于，左岸坡度～，局部段達～，右岸坡度～，～?？菟诮粫r，水面寬，正常蓄水位時，相應谷寬。樞紐區出露地層主要為二疊系上統玄武巖組（），下游將涉及二疊系下統平川組（）灰巖及砂巖，第四紀覆蓋層分布較為廣泛。第四系覆蓋層主要為現代河床沖積物以及分布于兩岸谷坡的崩坡積，坡殘積、少量沖溝內的洪積物，兩岸的階地堆積物零星分布。河床覆蓋層厚。玄武巖堅硬性脆，而且經受多次構造作用，加之成巖過程中發育有大量的生節理，巖石各向異性比較突出，使節理發育規律性差，方向較分散。樞紐區原以中陡傾裂隙為主導優勢，占裂隙總數以上，且分布普遍，緩傾角裂隙數量相對較少，但分布仍具有一定普遍性，裂隙產狀在各部位差異較大，淺表部沿該組裂隙卸荷強烈，大部分充填次生泥。上游圍堰地基：據鉆孔揭示，河床覆蓋層最厚約，基巖巖性為杏仁狀玄武巖及斑狀玄武巖和杏仁狀玄武巖、致密狀玄武巖，根據覆蓋層結構特征由下至上Ⅰ層：卵礫石夾砂層，為遠源物質，如大理巖，花崗巖等，磨園度較好，砂為中粗砂，床底部。Ⅱ層：孤塊碎石夾砂礫石層，塊石較多，孤、塊及碎石成份主要為斑狀玄武巖，新鮮堅硬。分布于河Ⅲ層：含漂卵礫石夾砂層，厚～，漂、塊石較多，結構較松散，漂石成分主要為花崗巖，卵礫石主要為砂巖、花崗巖、大理巖等。分布于河床上部。第Ⅰ層度厚小，局部分布。Ⅱ、Ⅲ層度厚相對較大，分布連續，總體粗顆粒主要分為三層。厚～，主要分布于河床中心，卵礫石成份主要物質結構較緊密。分布于河厚～，結構較松散，局部架空。孤、床中下部。組成骨架，結構較松散，局部架空，根據注水資料河床覆蓋層透水性為：頁腳內容甘肅工業職業技術學院～，可能為管涌土，透水性強，需采取適宜的防滲和排水措施以及合適的施工方法。圍堰兩側邊坡整體穩定，但大致順坡向的錯動帶及裂隙對局部邊坡穩定不利。由于、巖體中裂隙發育，河床下部基巖為弱風化，基巖透水性為～，透水性強，應切實按照設計要求作好防滲措施。下游圍堰地基：據勘測，河床覆蓋層最厚約，由于施工棄渣原因，河床覆蓋層厚度有所改變，結構特征與上圍堰相近，但厚度略有差異。Ⅰ層：卵礫石夾砂層，厚～，分布于河床底部。Ⅱ層：塊碎石夾砂礫層石，厚～，孤、塊石較多，局部為含泥塊碎石，分布于河床中下部。Ⅲ層：含泥漂石夾砂層，厚～，塊石及漂礫較多，局部夾細砂透鏡體，厚～，分布于河床上部。根據注水資料河床覆蓋層透水性為：～，可能為管涌土，由于土體結構較松散，透水性強，需采取適宜的防滲和排水措施以及合適的施工方法。堰基巖體為角礫熔巖和火山角礫集塊巖、枕狀玄武巖，弱風段下限，在河床位置最低高程約，厚～，下部弱風化基巖透水性為～滲透性化上較強，應按設計方案做好防滲處理。交通及場地本工程有鐵路、國道及其他簡易公路可到達，對外交通運輸較方便。場內修建有進場公路、左右岸高線公路及其連接線、左右岸纜機平臺公路、左右岸低線公路等，其中經左右岸低線公路可達到導流泄水建筑物進出口及上下游堰本工程地處高山峽谷地帶，岸坡陡峻，階地不發育，壩區附近可供利用的平緩山坡及灘地很少，除壩址附近庫區沿江右岸黑水溝口至虎山灘分布有少量緩坡外，工程主要場地集中在大壩附近右岸的黑水溝內、竹子壩溝內，大壩下游肩。地帶頁腳內容甘肅工業職業技術學院左岸打羅溝溝口，大壩下游左岸大橋溝溝口及溝內，大壩下游左岸大鹽池等較為平緩地帶。材料、技術供應條件本電站所需建筑材料包括當地天然建材和外來建材兩部分。天然建材主要為混凝土砂石骨料和防滲土料。通過對壩區周圍的調查表明，壩區附近天然砂石料貧乏，遠不能滿足工程要求，但生產人工骨料的石料儲量豐富，且距壩址較近。石料場主要有在壩址右壩肩上側、竹子壩溝上緣山體的玄武巖料場，儲量約萬；土料場有溫泉堡料場，儲量約萬。外來建材主要有水泥、粉煤灰、木材、鋼筋、炸藥及油料等，均在市可購買，施工用電由某市電力系統供應。施工工工程準備期從第一年月導流工程施工及壩期肩開挖準備工程開始至第三年月具備下基坑條件，工期個月；主體工程施工期從第三年月基坑開挖開始至第七年月初第一臺機組發電，工八年月，工期個月。本工期個月；工程完建期從第七年月到第程總工期個月，即第一年月～第七年月。其中，大壩混凝土施工進度計劃安排如下：（）大壩基礎墊層常態混凝土澆筑開始日期：第四年月日；（）大壩碾壓混凝土澆筑開始日期：第四年月日；（）以下大壩及溢流面澆筑完成日期：第六年月日；（）大壩常態和碾壓混凝土澆筑完成日期：第六年月日；（）放空中孔工作閘門安裝完成日期：第六年月日；（）放空中孔檢修閘門安裝完成日期：第六年月日；（）大壩（）上游圍堰拆除完成日期：第六年月日；（）下游圍堰拆除完成日期：第六年月日；帷幕灌漿完成日期：第六年月日；（）導流泄水建筑物下閘日期：第六年月初；頁腳內容甘肅工業職業技術學院（）導流泄水建筑物封堵完成日期：第七年（）大壩表孔金屬結構安裝完成日期：第七年月日；（）大壩完工日期：第七年月日；（）以上溢流面完工日期：第六年月日；（）消力池完工日期：第六年月日；（）第一臺機組發電時間：第七年月日。月日；設計任務根據本工程樞紐建筑物的布置及壩體斷面結構形式，結合施工條件，進行施工導流設計，要求完成以下任務：（）選擇導流方式（全段圍堰法分段圍堰法？隧洞導流明渠導流？）（）確定導流設計流量（包括選擇導流標準和劃分導流時段）（）選擇導流方案（包括初期、中期和后期導流方案）（）導流建筑物布置及設計（包括導流（）導流水力計擋水建筑物及導流泄水建筑物）算（無壓流、半有壓流、有壓流）成果要求（）設計書：～頁。說明應能簡明扼要地表達出設計思路，包括設計基本資料的應用，導流方式選擇的理由，要求邏輯清楚，語句通順；導流水力計（）圖紙：圖紙張。第張為施工導流平面布置、導流設計流量確定、導流建筑物設計及布置算應包括計算公式、過程和成果。圖，采用虛實線的方式繪出導流建筑物的布置位置；第張為導流建筑物橫剖面圖。應有正規圖框。（）成果提交時間：（）答辯方式：參考資料頁腳內容甘肅工業職業技術學院（）討論課所用資料（錦屏一級水電站可研報告）（）《水利工程施工》（第版）教材（）《水利水電工程施工組織設計規范》（）（）《水利水電工程施工組織設計手冊》第一卷施工規劃第二篇施工導流（）《水力設計手冊》第六篇水工隧洞的水力計算（）《水利水電工程施工過程中的水流控制》王民壽編（）《水利水電施工導流圖集》設計提示（）選擇導流方式主要參考《水利工程施工》（第版）教材第一章和《水利水電工程施工組織設計手冊》（以下簡稱為《手冊》）第一卷施工規劃第二篇施工導流第四章導流規劃與設計～頁，再結合本工程地形地質等資料來選擇。（）確定導流設計流量導流設計流量一般需要結合導流標準和導流時段的分析來決定。劃分導流時段，可參考《水利工程施工》（第版）教材頁。選擇導流標準，可參考《水利水電工程施工組織設計規范》（）、《水利工程施工》（第還應包括壩體擋水度汛標準，截流、限，主要依據所給工程資料和《水利水電工）來定性選擇導流標準風險決策。另外，參考本流域上其他水電工程，初步擬定上游圍堰最大堰高約，使用年限約年。版）教材頁。注意：導流標準不僅包括初期導流標準，下閘、封堵、蓄水標準。由于資料所程施工組織設計規范》（初期導流標準，不考慮頁腳內容甘肅工業職業技術學院（）選擇導流方案參考所用資料（錦屏一級水電站可研報告）～頁。（）導流建筑物布置及設計圍堰布置參考《水利工程施工》（第版）。導流泄水建筑物布置參考《水利工程施工》（第版），或《手冊》第一卷施工規劃第二篇施工導流有關章節。導流建筑物設計參考資料（錦屏一級水電站可研報告）～頁。如果導流泄水建筑物確定為導流隧洞，以下要點可供設計時參考：①選擇隧洞斷面形式：參考《手冊》頁，定性比較；②擬定隧洞斷面尺寸：由于資料所限，可不進行經濟斷面計算；隧洞斷面尺寸按有壓流設計，斷面最大平均流速不超過來確定；③隧洞襯砌：襯砌厚度應根據地質資料和襯砌計算最確終定，由于所給地質資料不詳，洞身全長均暫按全斷面鋼筋混凝土襯砌，襯砌厚度取洞徑或洞寬的～，參考《水工建筑物》（第版）教材頁；④洞口位置：取決于地形、地質條件，洞頂巖層厚度應滿足成洞要求，實際工程中，可常取～倍洞門開挖寬度，參考《水利水電工程施工過程中的》頁表；⑤進口形式：參考《水力設計手冊》第六篇水工隧洞的水力計算頁；：參考《手冊》第一卷施工規劃第二篇施工導流程，底坡可取‰～‰，底坡取大些，水流控制⑥進出口高程及底坡頁，出口高程不宜低設計成陡坡，可增大泄水能力⑦導流隧洞進出口的：參考《水利水電施工導流圖集》簡單繪制于河床高，也會簡化無壓流的水力計算；繪制。如果導流擋水建筑物確定為不過水土石圍堰，以下要點可供設計時參考：①圍堰尺寸：在初步布置時，參考本流域上其他水電工程，初擬圍堰最大高度為左右（最終數值要通過堰頂高程計算來確定），堰頂寬度可取