水利水電工程管理與實務 案例重點

2022-09-18 02:24:15 字數 4888 閱讀 8530

(只是案例中需要掌握的重點,和少部分客觀題重點)

一、水利水電工程技術

(一)施工導截流:先截流再圍堰;有擋必有洩。

1導流方式(案)選擇:施工導流的基本方式可分為分段圍堰法導流和全段圍堰法導流兩類。

(1)分段圍堰法導流中又包括束窄河床導流和通過已建或在建的建築物導流。

束窄河床導流:束窄河床導流通常用於分期導流的前期階段,特別是一期導流。其洩水道是被圍堰束窄後的河床。

通過建築物導流:通過建築物導流的主要方式,包括設定在混凝土壩體中的底孔導流、混凝土壩體上預留缺口導流、梳齒孔導流,平原河道上低水頭河床式徑流電站可採用廠房導流等。這種導流方式多用於分期導流的後期階段。

(2)全段圍堰法導流:使河道中的水流經河床外修建的臨時洩水道或永久洩水建築物下洩。適用於枯水期流量不大,河道狹窄的河流,按導流洩水建築物的型別可分為明渠導流、隧洞導流、涵管導流等。

明渠導流:是在河岸或河灘上開挖渠道,在基坑的上下游修建橫向圍堰,河道的個流經漫道下洩。這種施工導流方法一般適用於岸坡平緩或有一岸具有較寬的台地、埡口或古河道的地形。

隧洞導流:適用於河谷狹窄、兩岸地形陡峻、山岩堅實的山區河流。

涵管導流:適用於導流流量較小的河流或只用來擔負枯水期的導流。一般在修築土壩、堆石壩等工程中採用。

2圍堰:(1)堰頂高程確定:堰頂高程=水位+安全超高+波浪打高

(2)圍堰接頭處理:主要通過擴大接觸面和嵌入岸坡的方法,以延長塑性防滲體的接觸,防止集中繞滲破壞。土石圍堰與混凝土縱向圍堰的接頭,通常採用刺牆形式插入土石圍堰的塑性防滲體中,並將接頭的防滲體斷面擴大,以保證在任一高程處均能滿足繞流滲徑長度要求。

(3)圍堰拆除:圍堰拆除一般是在使用期的最後乙個汛期過後,隨上游水位的下降,逐層拆除圍堰背水坡和水上部分。土石圍堰的拆除可用挖掘機開挖、爆破、挖泥船開挖或人工開挖等。

3基坑排水:(1)初期排水:圍堰合龍閉氣之後,為使主體工程能在乾地施工,必須首先排除基讒積水、堰體和堰基的滲水、降雨匯水等,稱為初期排水。

a. 初期排水總量:為圍堰閉氣後的基坑積水量、抽水過程中圍堰及地基滲水量、堰身及基坑覆蓋層中的含水量,以及可能的降水量之和。

b. 初期排水量:

c. 水位降落速度:對於土質圍堰或覆蓋層邊坡,其基坑水位下降速度必須控制在允許範圍內。開始排水降速以0.5~0.8m/d為宜,接近排乾時可允許達1.0~1.5m/d。

排水時間:一般情況下,大型基坑可採用5~7d,中型基坑可採用3~5d。

(2)經常性排水:基坑積水排乾後,圍堰內外的水位差增大,此時滲透流量相應增大。另外基坑已開始施,在施工過程中還有不少施工廢水積蓄在基坑內,以及施工期間的降雨量都需要不停地排除。

a.排水量的組成:設計水頭的滲流量、覆蓋層中的含水量、排水時降水量及施工棄水量之和。

b.排水方式:分明溝排水和人工降低地下水位兩種方式:

明溝排水:適宜於地基為岩基或粒徑較粗、滲透係數較大的砂卵石覆蓋面,在國內已建和在建的水利水電工程中應用最多。

人工降低地下水位:方法按其排水原理分為管井排水法、井點排水法(真空井點排水法、噴射井點法、電滲井點排水法)等。

排水方法的選擇與土層的地質構造、基坑形狀,開挖深度等都有密切關係,但一般主要按其滲透係數來進行選擇。管井排水法適用於滲透係數較大、地下水埋藏較淺(基坑低於地下水水位)、顆粒較粗的砂礫及岩石裂隙發育的地層,而真空排水法、噴射法和電滲排水法等則適用於開挖深度較大、滲透係數較小、且土質又不好的地層。

(3)排水裝置的選擇:無論是初期排水還是經常性排水,都應合理選用水幫浦的型號及數量。在可能的情況下,盡量使各個排水時期所選的幫浦型一致。

a.幫浦型的選擇:水利工程一般常用離心式水幫浦。離心式水幫浦的型別很多,在水利水電工程中,sa型單級雙吸清水幫浦和s型單級雙吸離心幫浦兩種型號水幫浦應用最多,特別在明溝排水時更為常用。

通常,在初期排水時需選擇大容量低水頭水幫浦,在降低地下水位時,宜選用小容量中高水頭水幫浦,而在需將基坑的積水集中排出圍堰外的幫浦站中,則需大容量中高水頭的水幫浦。

b. 水幫浦台數的確定:在幫浦型初步選定之後,即可根據各型水幫浦所承擔的排水流量來確定水幫浦台數。

另外還需配備一定的事故備用容量。備用容量的大小,應不小於幫浦站中最大的水幫浦容量。

4截流:截流方式可歸納為戧堤法截流和無戧堤法截流兩種。

(1)戧堤法截流

a.平堵:單寬流量小,最大流速也小,水流條件較好,特別適用於易沖刷的河床上截流。

b.立堵:不適用於地質不好的河道上截流。

c.混合堵。

(2)無戧堤法截流:建閘截流、水力衝填法、定向爆破截流、浮運結構截流等。

降低截流難度的措施:截流工程的難易程度取決於河道流量、洩水條件、龍口的落差、流速、地形地質條件、材料**情況及施工方法、施工裝置等因素。

減少截流難度的主要技術措施包括加大分流量,改善分流條件,改善龍口水力條件(雙戧截流、三戧截流、寬戧截流、平拋墊底),增大拋投料的穩定性、減少塊料流失,加大截流施工強度等。

(二)土石壩施工:1根據施工方法的不同,土石壩分為分層幹填碾壓(碾壓式)、水中填土、水力衝填(包括水墜壩)和定向爆破修築等型別。其中,碾壓式土石壩最為普遍。

2壓實機械:壓實機械分為靜壓碾壓、振動碾壓、夯擊三種基本型別。其中靜壓碾壓裝置有羊腳碾、氣胎碾等;夯擊裝置有夯板等。

(1)靜壓碾壓的作用力是靜壓力,其大小不隨作用時間而變化。

(2)夯擊的作用力為瞬時動力,有瞬時脈衝作用,其大小隨時間和落高而變化。

(3)振動的作用力為週期性的重複動力,其大小隨時間呈週期性變化,振動週期的長短,隨振動頻率的大小而變化。與靜壓碾壓相比,具有重量輕,體積小,碾壓遍數少,深度大,效率高的優點。

3土料填築標準:(1)黏性土的填築標準:以壓實度和最優含水率作為設計控制指標。設計最大幹密度應以擊實最大幹密度乘以壓實度求得。

1級、2級壩和高壩的壓實度應為98%~100%,3級中低壩及3級以下的中壩壓實度應為96%~98%。設計**烈度為8度、9度的地區,宜取上述規定的大值。

(2)非黏性土的填築標準:砂礫石和砂的填築標準應以相對密度為設計控制指標。砂礫石的相對密度不應低於0.75,砂的相對密度不應低於0.7,反濾料宜為0.7。

4壓實引數的確定:(1)主要包括碾壓機具的重量、含水量、碾壓遍數及鋪土厚度等,對於振動碾還應包括振動頻率及行走速率等。(2)黏性土料壓實含水量可取ω1=ωp+2%;ω2=ωp;ω3=ωp-2%三種進行試驗。

ωp為土料塑限。(3)分別計算單位壓實遍數的壓實厚度進行比較,以單位壓實遍數的壓實厚度最大者為最經濟、合理。(4)對非黏性土料的試驗,不考慮含水量,只需作鋪土厚度、壓實遍數和幹密度r,d的關係曲線。

5碾壓土石壩的施工作業,包括準備作業、基本作業、輔助作業和附加作業。

準備作業:包括「四通一平」(通車、通水、通電、通訊、平整場地)、修建生產、生活福利、行政辦公用房以及排水清基等項工作。

基本作業:包括料場土石料開採,挖、裝、運、卸以及壩面作業等。

輔助作業:輔助作業是保證準備及基本作業順利進行,創造良好工作條件的作業,包括清除施工場地及料場的覆蓋,從上壩土料中剔除超徑石塊、雜物,壩面排水、層間刨毛和加水等。

附加作業:附加作業是保證壩體長期安全執行的防護及修整工作,包括壩坡修整,鋪砌護面塊石及鋪植草皮等。

6壩體填築中的街接頭處理: (1)在壩體填築中,層與層之間分段接頭應錯開一定距離,同時分段條帶應與壩軸線平行布置,各分段之間不應形成過大的高差。接坡坡比一般緩於l:3。

(2)壩體填築中,為了保護黏土心牆或黏土斜牆不致長時間暴露在大氣中遭受影響,一般都採用土、砂平起的施工方法。土、砂平起填築,採用兩種施工方法:一種是先土後砂法,即先填土料後填砂礫反濾料;另一種是先砂後土法,即先填砂礫反濾料後填土料。

(3)對於壩身與混凝土結構物(如涵管、刺牆等)的連線,靠近混凝土結構物部位不能採用大型機械壓實時,可採用小型機械夯或人工夯實。填土碾壓時,要注意混凝土結構物兩側均衡填料壓實,以免對其產生過大的側向壓力,影響其安全。相關土石類與混凝土的鏈結均採用類似的方法和思路。

7 土石壩的施工質量控制:包括料場的質量檢查和控制、壩面的質量檢查和控制。

(1)料場的質量檢查和控制:a.對所取土質情況、土塊大小、雜質含量和含水量等。

其中含水量的檢查和控制尤為重要。簡單辦法是「手檢」,即手握土料能成團,手指搓可成碎塊,則含水量合適。或用用含水量測定儀測定,即插即讀。

b. 若土料的含水量偏高,則應改善料場的排水條件和採取防雨措施,翻曬處理,輪換掌子面或者機械烘乾法進行處理。

c. 當含水量偏低時,對於黏性土料應考慮在料場加水。方法:

分塊築畦埂,灌水浸漬,輪換取土和噴灌機噴灑,但都應進行現場檢驗。對非黏性土料可用灑水車在壩面噴灑加水,避免運輸時從料場至壩上的水量損失。

d. 含水量不均勻時,堆築「土牛」(大土堆)。

e. 經常檢查石質、風化程度、石料級配大小及形狀等是否滿足上壩要求。

(2)壩面的質量檢查和控制:a.對鋪土厚度、土塊大小、含水量、壓實後的幹密度等進行檢查,並提出質量控制措施。

對黏性土,含水量的檢測是關鍵。幹密度的測定,黏性土一般可用體積為200~500cm3的環刀取樣測定;砂可用體積為500cm3的環刀取樣測定;礫質土、砂礫料、反濾料用灌水法或灌砂法測定;堆石因其空隙大,一般用灌水法測定。當砂礫料因缺乏細料而架空時,也用灌水法測定。

b. 選定固定取樣斷面,沿壩高5~10m,取代表性試樣(總數不宜少於30個)進行室內物理力學效能試驗,作為核對設計及工程管理之根據。

c. 非黏性土的填築,主要應控制壓實引數:25m×25m,1~2個;50m,不得少於4個。

挖運的方案選擇(技術、經濟分析比較):挖掘機的產出量÷汽車運載量=斗數(取2~5為宜)

方案設計(施工強度計算、施工機械數量計算、主導機械數量驗算):配置中,由於挖掘機為主導機械且臺班費高於汽車,所以應出現車等機而避免出現機等車的現象。則車的運載能力要略大於機得生產能力。

結合實際案例和相關知識掌握。

案例:某施工單位承擔一土石壩施工任務,該單位對壩基開挖做了施工組織設計,壩基基坑深為-5.2公尺,採用藥壺爆破法施工,土方量為9000立方公尺,平均運距為10公里,合同工期為8天。

該施工單位有甲、乙、丙液壓挖掘機各4臺、2臺、2臺,a、b、c自卸汽車各12臺、30臺、18臺,挖掘機的機械利用率為0.9,自卸汽車的機械利用率為0.95,其主要引數見表1、表2。

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