水利工程施工教案

主讲：颜宏亮水利工程施工教案主讲：颜宏亮绪论第一章施工导流第二章爆破工程第三章基础地基工程第四章土石坝工程第五章砼坝工程第六章地下建筑工程第七章施工总组织第八章经营管理主讲：颜宏亮？水利—①利用水资源，防止水灾害；②指水利工程，如兴修水利；？工程—土木建筑或其他生产制造部门用较大而复杂的设备来建造的工作。？水利工程—兴水利（修水害）所修建的工程。（包括设施和措施）设施：为满足某种需要而建立起来的机构、系统、组织、建筑。措施：针对某种情况采取的处理办法。？施工—按照设计的规格和要求建造工程的过程。主讲：颜宏亮施工管理经营管理组织与计划施工组织与管理施工要求施工方案序讲主要建筑物的施工程突出个性施工技术施工机械按工种施工讲抓住共性施工方法21？水利工程施工—建造水利工程的过程：主讲：颜宏亮？施工的目的——以设计的实现和运用的需要为目的。？施工的依据——规划设计的成果。？施工的特征：（包括实践性和综合性）实践性—实践检验—“硬科学”综合性—综合运用自然科学和社会科学的知识和经验。？施工的目标：规范要求—安全经济。表现在：质量：（1）安全—根本所在（2）效益—盈利、扩大再生产。进度：（1）效益—省料、省时（2）合理—科学又先进。主讲：颜宏亮一、任务和特点1．主要任务P1（1）编制施工组织设计；（2）科学地使用人力、物力、财力；（3）开采观测、试验和研究工作。2．特点：P1—P2二、成就——举世瞩目、世界最大的的水利枢纽为代表。河南范县在山东境内，为了由金堤河引黄。展望——水的危机摆在全世界的面前、水利工程只有国家来控制，而且难管，如全国水利有“二台”，一是台湾，二是台前。主讲：颜宏亮三、施工组织与管理的基本原则p2~p3(1)~(5)四、课程内容和特点：前面讲的过程中包括了。教材在内容编排上，运用矛盾论的哲学思想，按先共性后个性的顺序解决问题。P3。主讲：颜宏亮——为避开水流对施工的不利影响而采取的“导、截、拦、蓄、泄”的工程措施。施工导流设计的主要任务：P4主讲：颜宏亮§1—1施工导流的基本方法§1—2围堰工程§1—3导流设计流量的确定§1—4导流方案的选择§1—5截流工程§1—6拦洪渡风（略）§1—7蓄水计划与封堵技术（略）§1—8基坑排水主讲：颜宏亮（有分段围坝法和全段围坝法）一、分段围堰法导流（图1—1）将建筑物分段、分期的围护起来进行施工。分段——空间上分成若干期分期——时间上分成若干期（图1—2）（一）前期都是利用束窄的原河道导流1．关键问题——河床束窄程度（纵向围坝位置）的选择。主讲：颜宏亮（1）束容河床的平均流量)(21AAVVc（1—2）（2）束窄度K=A2/A1×100%（1—1）K=40%~70%≤围坝及河床的[V冲]并满足通流要求的V（流速）、J（比降）和h（水深）、B（河宽）2．各段的各程量，施工强度比较均衡；3．适用：P6（图1—3右侧）主讲：颜宏亮（二）后期则要通过修建的泄水道导流（有河床内泄水道或河床外泄水道）1．河床内泄水道——适用于重力式砼坝。（1）底孔导流（图1—1C）—分段分期修建砼坝时1.临时底孔—后封堵2.结合永久底孔P7上优点：缺点：（2）坝体缺口导流（图1—1b）—河水暴涨暴落，其他导流量不足的砼坝。主讲：颜宏亮（3）明槽导流（图1—4）——河水较深，河床履盖层较厚，修纵向围堰困难的砼坝工程，河床内较高部位处。注意问题：（1）明槽糙率，别取小了，用模型试验验证（2）出口消能妥善——安全（3）永久性给合永久建筑物——费用降低，（图1—5）P9主讲：颜宏亮2．河床外泄水道—适用于土石坝和非重力试验坝。（1）隧洞导流（在全段围堰法中讲）（2）明渠导流—河床外的明渠（如三峡，在全段围堰法中讲）二、全段围堰法导流（适用于导流流量小的情况）（一）河床外泄水道导流：1．隧洞导流（图1—6）河谷狭窄、山岩坚实的、造价高、复杂。布置要求：见《水工》中，若结合永久隧洞最好。（图1—7）主讲：颜宏亮二、全段围堰法导流（适用于导流流量小的情况）（一）河床外泄水道导流：1．隧洞导流（图1—6）河谷狭窄、山岩坚实的、造价高、复杂。布置要求：见《水工》中，若结合永久隧洞最好。（图1—7）主讲：颜宏亮（二）河床内泄水道导流1．涵管导流——土石坝坝下埋管，可结合放水洞，经济、可靠、但流量小。2．底孔导流3．坝体缺口导流4．电站厂房导流5．船闸闸室导流6．基坑上导流渡槽导流主讲：颜宏亮——导流中的临时挡水物作用：围护基坑干地施工，妨碍永久运行的还要拆除。一、围堰的种类1．按材料分，土石~、草土~、板桩~、砼~2．按与水流方向的相对位置分：横向~、纵向~3．按基坑是否允许淹没分：过水~，不过水~。主讲：颜宏亮二、选型原则：1．具有足够的稳定性、防渗性、抗冲性和强度。2．就地取材，造价便宜、构造简单、建、拆方便。3．布置上力求导流平顺，不严重冲刷。4．防止接头处集中渗漏。主讲：颜宏亮三、基本型式及构造1．土石围堰材料：当地土石料结构：支承体加防渗体（1）河床透水覆盖浅的—水下抛填，做过水侧斜墙及铺盖壤土1：6~1：7风化砂1：1.7~1：2.0粘土更缓，不宜用（2）河床透水覆盖深的——在围堰中间部位做①垂直防渗墙—土基中；②灌浆帷幕—透水岩中主讲：颜宏亮主要特点：类似于土石坝（简易），堰高较大。2．草土围堰材料：①草捆（麦草或稻草）单个长1.5m左右，直径0.5m.②细土：黄土、粉土、细土草土围堰施工顺序示意图配合图（1—12，1—13）①压草——逐层排草捆接茬错塔1/3~1/2，开始为便于向前进占飘浮状态，草绳定位。②铺散草—捆叠高2m，铺一层0.25~0.3m厚散草。③铺土：撒草上，人工踏实。主要特点：宜用于水深〈6~8m，V〈3~5m/s的场合。主讲：颜宏亮3．钢板状格形围堰——工厂产品材料：轧制钢型材（①刚度要求EJ；图1—14圆形、扇形、花辨形；图1—15圆筒形；②稳定要求——内充填透水砂石。）结构：带锁口，相互联结固结于地基中的悬臂梁。施工：打柱船（机）图1—17程序主要特点：快！挡水高度〈15~18m，顶部可过水，回收率〉70%。主讲：颜宏亮4．砼围堰：类似于砼挡水坝（1）图1—18拱型；（2）图1—20重力式①实体式②空心式]主要特点：后期作为永久建筑物的一部分（1）隔墙—泄洪与发电般之间（2）导墙——船闸进出口，溢洪闸边的。主讲：颜宏亮5．过水土石围堰结构：类似于土石围堰，但要解决堰顶和下游坡过水问题。防冲措施：（1）砼板护面图1—21（2）钢筋网护面图1—24主锚筋提前埋入堰体。主讲：颜宏亮四、围堰的防渗和防冲——关键1．防渗——同一般挡水建筑物，按前挡后排原则；属于水下修筑防渗体，水下施工质量是关键。2.接头——防止集中渗透变形——降低J（刺墙延长渗径）刺墙（图1—25木板的、砼的）3．防冲因为断面降低，所以流速提高，转角处底部涡流——抛石护底辅以上下游导流墙。主讲：颜宏亮五、围堰的折除1．要干净：保证二期导流顺畅；保证永久物运用。2．拆除顺序：自背水坡分层拆（图1—28），保证挡水稳定。3．方法：土石——挖土机和爆破、水冲草土——人挖缺口+水冲或爆破+水冲钢板桩——拔桩机砼——爆破主讲：颜宏亮五、围堰的折除1．要干净：保证二期导流顺畅；保证永久物运用。2．拆除顺序：自背水坡分层拆（图1—28），保证挡水稳定。3．方法：土石——挖土机和爆破、水冲草土——人挖缺口+水冲或爆破+水冲钢板桩——拔桩机砼——爆破主讲：颜宏亮六、围堰的平面布置与堰顶高程P201．平面布置（1）按导流方案（取决于主体工程轮廓）①全段围堰法—上下游围堰基坑坡趾距主体工程轮廓≮20~30m、梯形布置；②分段围堰法a.上下游围堰基坑坡趾距主体工程轮廓≮20~30m、梯形布置；b.纵向围堰上下游围堰基坑坡趾距主体工程轮廓≯2m。主讲：颜宏亮（2）尽量利用有利地形，减少围堰长度、高度，有利导流。2.堰顶高程（取决于导流设计流量及围堰工作条件）下游围堰堰顶高程Hd=下游水位高程hd+波浪爬高ha+围堰超高δ上游围堰堰顶高程Hd=hd+ha+δ+上下游水位差Zδ见表1—3由下游围堰、下游河道断面向上游推：主讲：颜宏亮（1）先判断流态急流——用水力指数法，分段求和法推水位。缓流——用图解法，试算法推水位（2）再算束窄段的水位，束窄段进口处的水深h（3）上游水位差Z=h-hd所以上游Hd=下游Hd+Z主讲：颜宏亮导流建筑物的供水标准是以供水期来表示。一、导流标准——按《水利水电工程施工组织设计规范》SDJ338-891.先定导流建筑物的级别（III～V级）根据表1—4导流标准所保护对象的级别的级别导流物失事后果导流物使用年限围堰的工程规模注：表1—4下主讲：颜宏亮2．再根据导流物的种类确定洪水重现期表1－5T－年注：最优的洪水重观期其相应的导流物造价与风险损失费用之和应最小。所以风险度（R）洪水重观期（T）及导流建筑物使用（L）年限等有关。LTR)11(1（1—6）主讲：颜宏亮二、导流时段的划分（相当于围堰导流法的分期）——按导流程需序所划分的各个施工阶段的延续时间。不同导流方法组合的顺序。（导流方案P24）导流（T）标准已定，看导流的时段在（1）枯水期——Q小，导流物工程量小；（2）中水期——确定相应导流流量（设计）（3）洪水期——Q大，导流物工程量大。主讲：颜宏亮所以合理划分导流时段，是既安全又经济地完成导流任务的基本要求。导流设计流量为该时段内洪水重现期的最大流量。一个建筑物的导流标准是什么，导流流量与导流时段数相对应。其中最大的称为导流设计流量。主讲：颜宏亮——不同导流时段不同导流方法的组合，如表1—6要求：研究水文、地形、地质、施工枢纽布置和河道通行因素。拟定若干个导流方案，进行技术经济比较，选取优。主讲：颜宏亮——在河床中全面开展主体建筑物的施工前夕，截断原河采水流。一、截流方法：1．戗堤进占——双向或单向河床中填筑戗堤（围堰）束窄河床成龙口，图1—352．龙口加固——为提高龙口的抗冲能力，减少合龙工程量，对龙口加以保护护底、裹头P33主讲：颜宏亮3．合龙——封堵龙口（1）立堵法——适用广、采用多图1—35（2）平堵法——适于软床，采用少图1—364．闭气——创堤全线堵漏防渗。5．加高培厚——形成围堰二、截流日期——尽量提前在枯水期初，不在洪水期，对航运影响小时。截流流量——截流时期内10%~20%频率的旬或月平均流量，以当时水文气象预报修正。主讲：颜宏亮三、截流的重要性1．施工进度的关键：截流失败可能拖到来年。2．技术复杂——慎密的设计龙口位置和宽度截流水力计算。截流材料图1—37及备料量。甚至水工模型试验，倒下被冲走。3．组织要严密——合龙几小时到几天必须完成，封堵强度很大。主讲：颜宏亮包括：1.开挖前的初期排水2.开挖及施工中的经常性排水一、初期排水围堰内基坑上的积水包括降水（主要）和渗水排水流量取决于排水时间TT取决于围观及基坑边坡的稳定，不能下降过快（非稳定渗流造成失稳）。TVQ3~2主讲：颜宏亮边坡的稳定取决于土质（tgφ和c）。一般控制水面下降速度（0.5～1.5m/天）根据Q选择数台离心式水泵，便于试抽、水位（1）降得快—关部分（2）降得慢—加台数水泵站布置p42图1—46适应泵的吸水高度和扬程。主讲：颜宏亮二、经常性排水（渗水—主要；降水；施工废水）1．系统布置（排水沟集水井）（1）开挖过程中的——不防碍开挖和运输为原则，基坑中部；（2）修建筑物时的——不影响建筑为原则——基坑四周；p43图1-472．排水量计算水力学、水文地质（本科教材P165《施工》）主讲：颜宏亮围堰的——按土石坝渗透计算方法基坑倒向的基坑倒向的rRhHKQlg366.122（7—12）H——含水层厚度mK——围堰和透水层的透水系数mh——基坑内水深mR——地下水位下降曲线的影响半径mr——（m）F——基坑平面面积m2主讲：颜宏亮基坑度部的q=每米水头每平方米基坑面积的渗流量