华北水利水电学院本科生毕业设计开题报告

                                                  2014 年 02 月 25日

第二篇：课题设计

1 课题来源

本课题来源于工程实际。该工程坝址位于某乡上游3 km处，控制流域面积317 km2，坝址处多年平均流量11.1m3/s，年径流总量3.5×108m3，是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程。

电站装机容量为2×3200kW。引水压力钢管设在非溢流坝段内，进水口底板高程为95.0m，管径1.75 m，采用单元供水的布置方式。水轮机安装高程85.0 m，设计工作水头36.0 m，最大工作水头45.0m，最小工作水头27.0m。

本课题要求根据选定的坝轴线及枢纽建筑物的布置，结合坝体断面结构形式，进行施工导流设计。拟定本工程的施工导流、截流、度汛、蓄水等具体方案，进行导流水力计算和导流建筑物的设计，截流时间选择，施工度汛及蓄水概略设计等。

2 编制施工导流方案的目的和意义

  目的：创造干地施工的条件，可以加快施工进度，缩短工期，降低造价。使主体工程尽可能及早发挥效益，简化导流程序，降低导流费用，使导流建筑物即简单易行，又适当可靠。

 意义：本课题来源于工程实际。该工程坝址位于某乡上游3 km处，控制流域面积317 km2，坝址处多年平均流量11.1m3/s，年径流总量3.5×108m3，是一座兼有防洪、灌溉、发电、水产养殖效益的综合开发的水利枢纽工程。

电站装机容量为2×3200kW。引水压力钢管设在非溢流坝段内，进水口底板高程为95.0m，管径1.75 m，采用单元供水的布置方式。水轮机安装高程85.0 m，设计工作水头36.0 m，最大工作水头45.0m，最小工作水头27.0m。

本课题要求根据选定的坝轴线及枢纽建筑物的布置，结合坝体断面结构形式，进行施工导流设计。拟定本工程的施工导流、截流、度汛、蓄水等具体方案，进行导流水力计算和导流建筑物的设计，截流时间选择，施工度汛及蓄水概略设计等。

3 阅读的主要文献、资料名称，国内外现状和发展趋势

3.1 文献资料概述

1.《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)；

2.《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；

3.《水电水利工程施工导流设计导则》（DL-T5114-2000）；

4.《水利水电工程施工组织设计手册》；

5.《水利水电工程施工手册》；

6.《水利水电工程施工技术》

7.《水利水电工程施工》

8.《小型水电站工程施工规范》SL172-96 

9.《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004 

10.《水利水电工程等级划分及洪水标准》SL252-2000 

11.《水利水电设计洪水计算规范》SL44-93 

12.《碾压式土石坝施工规范》（DL-T5129-2001）

13.《水工建筑物水泥灌浆施工技术规范》(SL62-94)；

14.《水工建筑物地下开挖工程施工规范》(SL378-2007)；

15.《水利水电工程技术术语标准》(SL26-92)；

3.2 导流的现状、特点及发展趋势

3.2.1现状及发展趋势

工程施工均是在大小江河或滨湖滨海地区进行，其中相当一部分建筑物位于河床中，而修建这些建筑物又必须要创造干地施工的条件，为了解决好这个矛盾，就需要在河床中修筑围堰围护基坑，并将河道中各时期的上游来水量按预定的方式导向下游，这就是施工导流。施工导流方法分为全段围堰法和分段围堰法。 关于导流工程的导流方式的选取取决于地形、地质、水文、当地材料和施工技术水平等条件。在有通航、漂木或排冰任务的河道上,还需保证这些要求的实现。

发展趋势：导流是大坝建设过程中必须妥善解决的关键技术问题之一。根据客观条件和施工技术水平,选取适当的导流方式,关系着工程的安全和经济效益。一般言之,不同的导流方式各有其适用条件和范围,随着水电建设向高山峡谷发展,和施工经验的积累与技术的提高,导流工程也有其发展过程和新趋势。河滩施工布置,适用于平原并有很宽低滩河道。主要建筑物都在边滩施工。不修或仅修简易低围堰或局部挡拦低洼地段的小围堰。施工期河水仍由原河道下泄,不受干扰,主体工程完成后,再用土石坝拦断河槽,枢纽即建成。在修河床主坝时,也往往不用围堰,而采用水中抛石俄堤截流。再用水力冲填筑坝。这类枢纽虽然导流量很大(如苏联古比雪夫枢纽实测最大流量63 100m3/s),但导流施工比较容易。 河床分期导流,一般先围部分河床,进行部分坝体施工,河水由余下的束窄河床宣泄。二期再围另一部分,形成新的基坑,再施工另一部分坝体,河水由一期已建成的临时或永久底孔、梳齿、未完成坝体或厂房下泄,这类布置方式,在大江大河最常见。

3.2.2特点

施工导流首先要修建导流泄水建筑物，然后修筑围堰进行河道截流，迫使河道水流改由导流泄水建筑物下泄$此后还要进行施工过程中的基坑排水并保证汛期在建的建筑物和基坑安全渡汛，当主体建筑物修建到一定高程后，再对导流泄水建筑物进行封堵。因此，施工导流虽属临时工程，但在整个水利水电工程的施工中又是一项至关重要的单位工程，它不仅关系到整个工程施工进度及工程完成时间，而且对施工方法的选择，施工场地的布置以及工程的造价有很大影响，例如：当某项水利工程在施工时采用的施工导流标准过低，而上游实际来水量大于设计所采用的施工导流流量时，这将导致围堰工程失事，基坑被淹，尤其是在工程渡汛时，将直接影响到工程施工的成败和下游人民生命财产的安全；反之，施工导流标准选择过高，将会增加导流泄水建筑物及围堰工程的修筑工程量，使工程的造价增加而造成浪费。

3.3 目前导流的原理、施工工艺和方法

3.3.1原理

为了使水工建筑物能保持在干地上施工，用围堰来维护基坑，并将水流引向预定的泄水建筑物泄向下游。

3.3.2施工工艺

按河床位置分为：河床外导流、河床内导流两类。

河床外导流：用围堰一次拦断整个河床，让河水通过河床外的导流泄水建筑物导向下游；

河床内导流：用围堰先后分段围护部分河床，河水通过被束窄的另一部分河床导走，即分期导流。

2、按泄水建筑物类型分为：明渠导流、隧洞导流，以及涵洞、坝体底孔、梳齿和缺口过流、涵管导流等导流方式。

涵洞导流一般用于中小型水闸、土石坝等工程。

底孔导流用于混凝土坝施工，水流全部或部分通过坝体内设置的临时或永久泄水孔导向下游。

梳齿导流则是在混凝土坝施工时预留梳齿状缺口过水，随坝体升高，分级轮换封堵缺口。

涵管导流是一种利用涵管进行导流的施工方法，适用于导流量较小的河流或只用来担负枯水期的的导流。一般在修筑土坝、堆石坝等工程中采用。由于涵管过多对扒身不利，且使大坝施工受到干扰，故此坝下埋管不宜过多，单管尺寸不宜过大，涵管在干地施工，易布置在河滩上，滩地高程在枯水位以上。

3.3.3方法

 1.全段围堰法，又称一次拦断法或河床外导流。主河道被全段围堰一次拦断，水流被导向

全段围堰法

旁侧的泄水建筑物。

适用

多用于河床狭窄，基坑工作面不大，水深流急、覆盖层较厚难于修建纵向围堰，难于实现分期导流的工程。

类型

隧洞导流

适用于两岸陡峻、

全段围堰

山岩坚硬、风化层薄、河谷狭窄的山区河流或有永久性隧洞可供利用。

明渠导流

明渠导流适用于岸坡平缓或有宽阔滩地的平原河道。在山区河道上如河槽形状明显不对称。

涵管导流

涵管导流多用于中小型土石坝工程，导流流量不超过1000/s。

渡槽导流

渡槽导流一般适用于小型工程的枯水期导流，导流流量不超过20～30/s，个别达100/s。

2.

分段围堰法，又称分期围堰法 或河床内导流，分期就是将河床围成若干个干地施工基坑，分段进行施工。分期就是从时间上将导流过程划分成阶段。分期是就时间而言，分段是就空间而言。工程实践中，两段两期导流采用最多。

适用：

河床较宽，流量大，工程工期较长的情况，易满足通航、过木、排冰等要求。

类型

分段围堰

①束窄河床导流

②底孔导流

③缺口导流

④梳齿导流

⑤厂房导流

3.4 导流工程中可能出现的问题或事故

导流方式，可以加快施工进度，缩短工期，降低造价，考虑不周，不仅达不到目的，有可能造成很大危害。例如：选择导流流量过小，汛期可能导致围堰失事，轻则使建筑物、基坑、施工场地受淹，影响施工正常进行，重则主体建筑物可能遭到破坏，威胁下游居民生命和财产安全；选择流量过大，必然增加导流建筑物的费用，提高工程造价，造成浪费。

3.5 质量评价

基坑排水式选择原则

基坑排水：基坑排水费所占比重较大，应结合不同防渗措施进行综合分析，使总费用最小。降水量可采用抽水时段的多年日平均降水量计算。基坑水位下降速度时，尚应考虑对不同堰型的影响。基坑渗水量可分析围堰式、防渗方式、堰基情况、地质资料可靠程度、渗流水头等因素适当扩大。

4 设计的主要内容及成果要求

4.1 主要内容

导流标准及导流方式

导流挡水及泄水建筑物设计

截流设计

基坑排水设计

施工期通航、排冰及蓄水期对下游供水设计

4.2 成果要求

1) 开题报告一份。要求对国内外水利工程施工导流的施工技术、方法、发展现状、问题等有深刻的认识。开题报告内容不少于3000字。                        

2) 设计计算书一份。应包括设计基本资料的应用，要求计算原理清楚、明确，计算步骤、公式或过程齐全，要有计算依据、相应的计算说明图和最终成果。

3) 设计说明书一份。要有各设计部分布置的理由和布置方式，并将工程施工导流设计方案的各部分最终结果阐述清楚。

4) 施工导流平面布置图A3图纸一张（若分期导流，各期用不同线形表示），围堰断面图A3图纸2张以上。要求图样结构清楚、比例适当。

5) 毕业答辩PowerPoint文档一份。

5 进行导流设计的方法及手段

1.阅读相关资料文献

2.对设计的整体内容进行规划

3.通过文献总结出设计内容

4.完成基本计算过程

5.逐步完成内容要求，在导师帮助下进行修改

6.提交设计报告进行批阅

6 设计进度

7 现有条件及需采取的措施

7.1 现有条件

《水利水电工程施工组织设计规范》(SL303-2004)；

《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；

《水电水利工程施工导流设计导则》（DL-T5114-2000）；

《水利水电工程施工组织设计手册》；

《水利水电工程施工手册》；

《水利水电工程施工技术》

《水利水电工程施工》

《工程单元工程质量等级评定标准》（SDJ249.1-6-88）

7.2 相应的措施

1.对文献资料的阅读及收集整理

2.把网上的资料和老师总结的资料进行阅读

3.与导师同学交流不懂的问题

4.把发现的问题进行总结

5.再次整理好所有准备资料，进行最后的修改，装订。