[毕业设计]水利综合枢纽工程计算书_secret

水工专业施工毕业设计
计算书
一、工程概况
工程地处我国华东XX江的支流上，为一发电为主兼顾灌溉、防洪的水利枢纽工程。

枢纽工程的挡水建筑物为粘土芯墙砂壳坝，坝高81m，坝顶长度为370米。

设计正常高水位为100米，校核洪水位为102米。

大坝属二级建设物。

电站为引水式电站，布置在右岸，其中引水隧洞长525米，直径7米。

厂房安装两台5万千瓦的机组。

溢洪道布置在距坝一公里的左岸凹口处，为开敞正槽式，此顶高程为92米，总宽是64米，出口采用差动式鼻坎挑流消能。

导流洞布置在左岸，断面为10m×10m城门洞形，洞身长450m。

二、有效工日基分析
为了给计算施工强度和论证施工进度提供依据，保证工期实现，首先需对工日进行分析，计算出每月的有效工日。

考虑到本工程的工期比较紧，结合工程的实际情况，施工单位适当减少法定假日的休息时间，进行加班，来弥补由于天气等原因而不能施工的天数。

为此，对计算出的有效工日进行适当的调整，计算如下。

2.1 工日分析
月有效工日=每月的日历天数－因雨雪、气温等不能施工天数－其它原因停工天数
2.1.1 粘土开采
2.1.2 粘土填筑
2.1.3 砂砾料开采与填筑
2.1.4混凝土浇筑
2.1.5 隧洞开挖
三、坝体工程量计算
用公式V=
]})(23[])(3[{6
2121H m m b l H m m b L H
+++++进行计算。

式中：V —计算部分坝体工程量（m 3）；
L —计算部分坝体顶部长度（m ）；顶部宽度L 由坝体平面布置图相应高程丈量平均而得；
H —计算部分坝体高度（m ）；
b —计算部分坝体宽度（m ）；计算部分顶部宽度b 由坝体剖面图中顶宽、边坡、马道计算而得（上、下游的马道宽度取2.5m ）；
l—计算部分坝体底部长度（m）；计算部分底部宽度l由坝体平面布置图相应高程丈量平均而得。

m1、m2—分别为计算部分坝体上、下边坡。

相应的工程量计算见下表。

3.1坝体相应层的总方量
注：基岩底面高程为24.5m是根据剖面图中上游底高程24.0m与下游底面高程25.0m的平均值。

3.2 粘土相应层方量
3.3 砂砾料相应层方量
每层砂石料方量等于相应的坝体总方量减去粘土方量，见下表。

3.4 H ～V 图
H～V图
50
150100
300350
250200方量
20408060(万立方米)
高程（m）四、施工导流计算 4.1 导流标准
本工程大坝属二级建筑物，根据《水利水电工程施工组织设计规范》(SDJ338-89)的规定，查（表9）导流建筑物级别的划分得，相应导流建筑物为级别为Ⅳ级。

4.1.1 洪水标准确定
综合考虑经济及工期因素，拟定导流建筑物为隧洞导流，土石围堰挡水。

由于导流建筑物的设计洪水标准是根据导流建筑物的级别（属Ⅳ级）和类型，查导流建筑物的洪水划分（表9*）标准表，洪水重现期为20～10年，取洪水重现期为20年，即导流的洪水频率P＝5%。

4.1.2 坝体临时挡水渡汛
由毕业指导书已知条件，经确定围堰的设计标准为5%频率，并考虑施工时段为10.1～4.30，查表2得，其设计流量为2950 m3/s，由设计流量为2950 m3/s查坝址水位流量关系曲线图，对应的上游水位为32.45 m；再查水库库容曲线图，对应的库容为54.1×106m3，根据坝型及拦洪库容查表10，得坝体施工期临时渡汛洪水标准为100～50年，为了安全起见，取渡汛洪水标准为100年，P＝1%。

4.1.3 隧洞封堵后，大坝进入施工运行期，坝体渡汛按表10*标准查得，大坝级别为Ⅱ级。

该土石坝的设计渡汛标准为P=1%～0.5%，校核标准为P=0.2%～0.5%。

取设计渡汛标准和校核标准为P=0.5%。

4.1.4 水库蓄水标准：采用80%保证率作为水库的蓄水标准。

4.2施工导流方案和大坝施工分期，根据施工单位能力，粗定大坝施工控制进度
4.2.1 施工导流方式
坝址处河床狭窄，根据选坝阶段，对枢纽施工导流进行多方案比较，采用“土石围堰断流，隧洞导流”方式进行。

并从经济方面考虑，上、下游围堰与坝体相结合。

根据本工程水文特性，非汛期由围堰挡水，导流洞过水，汛期将围堰加
高至一定高程作为坝体，由坝体挡水，导流隧洞导流。

4.2.2 大坝导流方案
根据导流形式，结合施工控制性进度安排，大坝工程导流方案及施工期临时渡汛方案可分以下几个阶段：
第一阶段：XX年1月~XX年9月31日为导流洞及准备施工阶段，主要进行导流隧洞工程施工，并做好截流准备工作。

此阶段主要由原河道过流。

第二阶段：XX年10月1日~XX年4月30日，前期在最短的时间内完成截流施工，在围堰的保护下进行大坝基础工程施工（包括基坑排水及开挖，基础处理），然后进行大坝的填筑，在梅雨、台风汛期到来之前将大坝抢筑到拦洪水位以上。

第三阶段：XX年5月1日~XX年3月31日，为大坝填筑期。

主要工作为大坝填筑。

第四阶段：XX年4月1日~XX年12月31日，为封孔后大坝填筑期。

主要工作为大坝填筑到设计高程，并完成其它配套工程。

4.2.3 截流时间与拦洪时间的确定
根据本工程的水文特点，截流时间暂定于XX年10月初，拦洪时间定于XX年4月底汛期之前。

为了保证在施工单位生产能力范围内顺利完成拦洪任务，根据以上的初定时间和估算的大坝工程量并结合施工单位的生产能力。

对大坝的分期填筑方案进行讨论，并且初步确定。

从XX年10月至XX年4月，粘土能填筑的高程（大坝可能达到的拦洪高程）计算：在此过程中的粘土有效工作时间需扣除排水时间10天、基础开
挖10天，基础处理时间40天、其中考虑到工作与工作的搭接时间暂定为8天，则粘土填筑的有效工作日为：20+22+22+15+15+19+17-10-10-40+8=78天。

按粘土心墙填筑上升速度平均每天0.35米计算，粘土心墙可能达到的高程（大坝可能达到的拦洪高程）：24+78×0.35=51.3m 。

即在汛期来之前的拦洪坝高为51.3m 。

4.2.4 大坝各期工程量确定
第一期：导流洞工程；部分围堰方量暂定为150000m 3
第二期：若按填筑到51.3m 全断面拦洪，进行校核，查图H~V 得，其砂砾料的方量约为1550000 m 3，由于本工程施工单位最大施工能力为10000m 3，砂砾料填筑的有效工日仅为：22+24+24+18+18+20+18=144天，故不能满足全断面填筑施工要求，故拦洪采用临时断面拦洪。

断面如下：
39.50
1：3
.5围堰
1：2.5
51.30
V1
24.00
25.00
1：0.
2
1：0
.25V2'
V2'V3
V3
V2
V2
V2
V2
30.50
上游围堰V 1部分：底边长度l=100m 顶边长度L=210m ； m 1=2.5； m 2=3.5； 砂砾料断面面积S=788.52m 2，粘土断面面积S ＇=75.48 m 2，(面积有CAD 求得)
砂砾料方量V 1=1/2 (210+100)×788.52=122221 m 3；（其中约50000在截流后施工，属于第二期工程）
粘土方量V 1＇=1/2 (210+100)×75.48=11699 m 3；（其中约5000在截流后施工，属于第二期工程）
V 2部分：底边长度l=100m 顶边长度L=240m 砂砾料断面面积S=4820.6m 2，粘土断面面积S ＇=1020.6 m 2，(面积有CAD 求得)
砂砾料方量V2=1/2 (240+100)×4820.6=819502 m3；
粘土方量V2＇=1/2 (240+100)×1020.6=173502 m3；
临时断面修筑时间在XX年10月1~XX年4月30日有效工日144天
平均施工强度Q平=V/T。

其中此段时间需完成的砂砾料方量：
V=819502+50000=869502 m3；
∴Q平=869502/144=6038.2 m3/d
Q大=1.5Q平=1.5×6038.2=9057.3 m3/d＜10000m3/d
因此满足施工要求，按该临时断面在XX年4月30日前，能将大坝施工至51.3m高程满足拦洪要求。

4.2.5、计算大坝各期平均施工强度
第一期围堰修筑：计划在XX年8月开始，至XX年9月31日结束，总有效工日为22+20=42天。

上游围堰V1 =122221 m3；下游围堰V=1/2 (210+100)×176=27280
Q平=（上游围堰V1＋下游围堰V-50000）/T=（122221＋27280-50000）/42=2369.1 m3
Q大=1.5Q平=1.5×2369.1=3553.6 m3/d＜10000m3/d
粘土方量约为V1＇=1/2 (210+100)×75.48-5000+4000=10699 m3；（下游围堰的粘土估算为4000m3）
第二期临时断面修筑：XX年10月1日~XX年4月30日，有效工日144天，平均施工强度Q平=V/T。

其中此段时间需完成的砂砾料方量：V=819502+50000=869502 m3；
∴Q平=869502/144=6038.2 m3/d
Q大=1.5Q平=1.5×6038.2=9057.3 m3/d＜10000m3/d
因此，满足施工要求。

粘土方量V2＇=1/2 (240+100)×1020.6+5000=173502+5000=178502 m3；
第三期：计划在XX年5月1日至XX年3月31结束，共计有效工日474天。

根据本工程其它工程安排情况，第三期应到填筑到86.0m高程，此高程查图H~V图得相应的砂壳方量为2952300m3，则：
V=(2954200-122221-819502)/ 474=4245.7m3
Q大=1.5Q平=1.5×4245.7=6368.6m3/d＜10000 m3/d
粘土方量V3＇=1/2 (240+320)×843.5=236180m3；
第四期：计划在XX年4月1日至XX年12月31结束，共计有效工日190天。

相应的剩余方量为3317996-2954200=363796 m3。

V=363796/ 190=1914.7m3
Q大=1.5Q平=1.5×1914.7=2872.1 m3/d＜10000 m3/d
粘土方量V4＇=486342.28-236180-173502=76660 m3；
4.2.6 确定封孔蓄水及发电日期
根据要求，本工程发电日期为XX年10月1日首台机组发电，发电的初始水位为80m。

在确保大坝安全的前提下，尽可能提早发电。

1、封孔日期的确定
根据初始发电水位80m，查水库库容曲线，相应库容为1470×106 m3。

水
库蓄水采用80%典型枯水年各月平均流量进行推算封孔日期：
由此确定上，封孔蓄水日期为4月24日。

从封孔开始，又每月的累计来水量，查库容曲线得相应的水位如下表：
2、大坝安全校核
大坝安全采用丰水年1%流量进行校核：
注：库水位根据累计来水量，由水库库容曲线查得，坝面高程根据进度来定。

故本工程应采用后期导流措施，利用永久溢洪道溢洪，以保证大坝安全。

要求在5月31日前大坝达到92米高程，以利用永久溢洪道泄洪。

804060（m）高程20月
大坝上升与水位上升关系曲线
4.3 导流工程规划布置 4.3.1 拦洪水位
根据前述，已定的拦洪坝高为51.3米，扣除安全超高2.0米后，即拦洪
水位等于51.3－2.0=49.3米。

4.3.2隧洞断面尺寸的确定 1、隧洞最大下泄流量
根据汛期时水库拦洪水位49.3米，查水库库容曲线，得此时的水库库容为282×106m 3，在0.1～1.0亿立方米之间，采用100年一遇洪水标准，频率P=0.1%，查各月最大瞬间流量（表一）得其设计洪水流量为8290 m 3/s 。

根据洪水单位过程线，在估计所求B 点附近，任意选定B1、B2、B3、B4点，通过B1、B2、B3、B4向A 点方向作四条直线，并与洪峰过程线相切。

如下图：
3
洪水单位过程线
t(时)
根据上图，计算相应直线AB i 与洪峰过程所包围的面积（相应库容V i ）和相应的隧洞最大下泄流量Q i ，计算成果见下表：
根据上表，绘制Q ～V 关系曲线，如下图：
1000
200040003000600050003
3
6V(10 m )
50
100
200
150
300250
Q～V图
在拦洪水位为49.3m 时，水库的库容为282×106m 3，由上图查得，需导流洞的最大泄流量2167.2 m 3/s 。

2、隧洞流速计算
大坝拦洪时，隧洞为有压流，其流速按有压流公式V=)(20p h H g m -⋅ 计算：其中 m=0.85； H 0=49.3m ； h p =31.65m （由最大泄流量为2167.2 m 3/s 时，查坝址水位流量关系曲线上而得）
V=0.85×√2×9.8×（49.3－31.65）＝15.8m/s 3、过水断面面积W 计算 W=Q 泄/V=2167.2/15. 8=137.2m 3 4、隧洞断面型式
本工程隧洞断面采用城门洞，其底宽B 与洞高H 采用以下公式进行计算： B=
)
8
1(π
+
W =√137.2÷（1+3.1416÷8）=9.93m ，取底宽B 为10m 。

H=B+1/2B=1.5×10=15m。

其断面如下：
导流洞标准断面图单位：m
为了便于航运、施工方便，结合实际地形布置，导流系统全长883米，其中明渠长148米，出口明渠长285米，隧洞长450米，并在桩号导0+206设转折角半径为100米的圆弧，进口高程定为26.0米，出口高程24.65米，其中进口明渠为平坡，隧洞底坡为0.30％，出口明渠平坡，出口高程为24.65米。

4.3.3汛期大坝拦洪校核
1、根据已定的隧洞尺寸和泄流条件，经调洪演算确定上游拦洪水位，以检查此时的坝面高程是否安全拦洪。

⑴明流计算（无压段）
假定Q分别为300m3/s , 600m3/s, 900m3/s
(a)判别出口流态
当h k＜h下时为淹没出流，则h2＝h下；反之h k≥h下为自由出流，则h2＝h k。

h下由坝址处流量水位曲线查得。

由于过水断面为矩形，临界水深h k ，按公式h k =
3
2
g
q α计算。

其中α取1.0；
g 取9.8；单宽流量q=Q/B ；B 为10m ，经以上公式计算，并判断流态，结果列表如下：
(b)由上表所得的h 2分别假定h 1，明流按下式计算：
L i R
c V g V g V h h )(2222
212221-+-+=；式中： h 1-进口洞内水深；C -平均谢才系数，其
中砼衬砌时n=0.014；不衬砌时n=0.035 ；h 2-出口洞内水深；R -平均水力半径；V 1-进口洞内流速；L-隧洞长度；i-洞身坡降；V 2-出口洞内流速；V =（V1+V2）/2。

列表如下：
(c)在所假定的流量下，计算出相应的上游水位，见下表：
⑵有压段计算
假定Q 分别为2500m 3/s ， 2750m 3/s ， 3000 m 3/s 由于过水断面为矩形，临界水深h k ，按公式h k =
3
2
g
q α计算。

其中α取1.0；
g 取9.8；单宽流量q=Q/B ；B 为10m ，经以上公式计算，并判断流态，结果列表如下：
有压流按下式计算：L i R
C V g V h H )()1(222
220-+++=ε；
其中：h 2—出口计算水深。

自由出流时：h 2=0.85D ；淹没出流时：h 2=h 下。

ε局部损失系数之和，进口采用喇叭口时 进ε=0.25；
61
1
R n
C =谢才系数，砼衬砌时n=0.014；不衬砌时n=0.035，本导流洞衬砌
n取0.014。

上游水位：▽上=进口坎高程+H0i。

计算见下表：
根据以上计算的结果，画出无压和有压部分的泄流量与水位的关系曲线并以光滑曲线连接该曲线，以代替半有压流曲线，如下图：
Q(立方米/秒)
隧洞泄水能力曲线
2、通过调洪演算确定梅雨汛期拦洪水位（采用简易图解法）
(a)假定三条隧洞泄水过程线A1B1、A2B2、A3B3；
(b)求出相应库容V1、V2、V3和下泄流量Q1、Q2、Q3；
(c)根据V1、V2、V3在库容曲线上得出相应的下面游水位H1、H2、H3；
(d)在绘有隧洞泄流能力曲线L1的Q～H坐标图上，绘出相应的点P1(Q1 ,H1)、P2(Q2 ,H2)、P3(Q3 ,H3)；
(e)过P1、P2、P3点绘曲线L2交L1于P对应于P点的水位H即是所求拦洪水位,图解计算结果列表如下：
H(米)
隧洞泄水能力曲线
查上图得H拦=50.11m
3、大坝安全校核
根据大坝施工控制进度所确定的梅雨汛前大坝高程▽1=51.3m
安全超高△h=2.0m ，拦洪高程H=50.6m
∵▽1-△h=49.3m<H=50.6m
∴应局部加高坝体拦洪,即汛期来临前修筑一子堰临时拦洪。

4.4 围堰主要尺寸、型式及布置
4.4.1挡水时段确定
本工程采用枯水期挡水围堰围护基坑修筑大坝。

围堰的任务在于保护基坑内工程施工，直到坑内坝体高出水面，所以围堰的挡水时段决定于基坑内基础处理工程量，坝体施工速度及水文变化情况。

大坝第二期施工时间为XX 年10月1日～XX年4月30日，因此选择枯水期10月1日～4月30日时段内P＝5%的最大洪峰流量（查表2）2950m3/s 作为围堰的设计流量。

4.4.2 围堰顶高程确定
围堰顶高程由该设计流量时的上游水位和安全超高确定。

发生设计洪水时的上游水位即为围堰拦洪水位。

Q5%＝2950 m3/s，根据洪水单位过程线，作图法如下：
3
洪水单位过程线
122420
164128168t(时)
402420 根据上图，计算相应直线AB i 与洪峰过程所包围的面积（相应库容V i ）和相应的隧洞最大下泄流量Q i ，计算成果见下表：
根据上表，绘制Q ～V 关系曲线，如下图：
3
250015002000
1000500
12575
100
50
25
V(10 m )
63
Q～V图
假设上游水位为38.5高程，根据上游水位38.5m 时查得水库的库容为106.6×106m 3，再由上图查得此时导流洞的流量Q 为648.6m 3/s 。

再由流量Q=648.6试算出进洞水深，再计算上游水位进行校核。

计算见下表：
h 2 =h k =
3
2
g
q =7.54m ，
得进洞口的水深h 1=8.02m ，进口落差Z=4.12m ，上游水位H 上
=26+8.02+4.12=38.14m ，所以假设的上游水位为38.5m 满足要求。

发生设计洪水时的上游水位即拦洪水位38.5m ；求得Q 泄＝648.6m 3/s 。

查坝址水位流量关系曲线得下游水位H 下＝29.3m 。

考虑安全超高0.7m ，则：
上游围堰顶高程：▽上=上游水位+超高=38.5＋0.7＝39.2 取39.5 m 。

下游围堰顶高程：▽下=下游水位+超高=29.3+0.7=30.0 取30.5 m 。

4.4.3 围堰形型式确定
考虑经济与当地施材料原因，为了施工方便，围堰采用粘土斜墙围堰。

4.4.4 围堰断面尺寸
考虑交通要求，根据经验，堰顶宽取10m 。

围堰迎水面坡度1:3.5,背水坡度1:2.5，型式如图所示：
24.00
下游围堰剖面
24.00
上游围堰剖面
4.4.5 围堰的平面布置
上游围堰作为大坝的一部分，因此该围堰与大坝坝趾重合，轴线与坝轴
线平行。

五、主体工程施工 5.1土石坝施工 5.1.1 土石坝施工顺序 施工顺序见下图。

30.50
Ⅱ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅲ
ⅢⅡ
ⅡⅡ
86.00
105.039.50
1：3
.5围堰
1：2.5
51.30
Ⅰ
24.00
25.00
1：0.2
1：0
.25
5
.1.2施工强度列如下表
注： Q 平=V/T (m 3/d)
Q大= k Q平(m3/d) 取k=1.5
由上表计算可得：一般粘土施工强度可满足要求，砂砾石最大施工强度为9057.3m3/s，故施工强度满足。

5.1.3 土方施工机械的选择及数量计算
1、根据资料并结合施工的实际情况，比较常用土方施工机械的适用性及可供选择的型号规格。

2、土石坝施工作业机械化方案选定
根据施工强度、工程量、料场条件、运输道路、上坝条件、坝面作业等选择合理的机械化施工方案，本工程各个作业采用以下机械如下表所列
3、主要机械选择
本工程各种作业选用的机械如表3.3所示
4、确定机械的生产率
A．粘土施工机械生产率的确定：（粘土心墙施工机械生产率用查定额指标的方法来确定）
挖掘机：台班：0.162～0.158
台班产量：6.17～6.31
自卸汽车：台班：0.79～0.68 (1km)
台班产量：1.27～1.47
每增一公里：台班增加0.16～0.27
羊足碾：台班：0.49～0.308 （另加刨毛台班0.11）
台班产量：2.04～3.2
推土机：台班：0.11
由实际料场的位置，运距为7km，计算机械生产率如下：
P挖=100÷1.11÷0.16=563.1 m3/班。

（其中1.11为自然方转换实方的系数，下同）
P运=100÷1.11÷（0.73+6×0.21）=45.3 m3/班。

P压=100÷1.11÷（0.4+0.11）=176.6 m3/班。

P推=100÷1.11÷0.11=891.0m3/班。

B．粘土心墙机械数量确定
由表可知粘土心墙最大施工强度Q大=2059.6m3/d，n=1～2班/天，取n=1.5；
机械数量：N控=Q大/nP控=2059.6÷563.1÷1.5≈3台（挖掘机）
N 运=Q 大/nP 运=2059.6÷45.3÷1.5≈32台 （自卸汽车） N 压= Q 大/nP 压=2059.6÷176.6÷1.5≈8台 （羊足碾） N 推= Q 大/nP 压=2059.6÷891.0÷1.5≈2台 （推土机）
C ．配套机械数量计算：
在机械化作业组织中，为充分发挥配套机械中主要机械的作用，必须使配套和次要机械生产率略大于主要机械的生产率。

①汽车容量：合理范围是3～6倍的挖土机斗容。

q
v m '
=
=3～6。

式中：m ——土斗数；v '——车箱容积；q ——土斗容积 m=11.7÷2=5.85∈（3～6）满足要求
②一台挖土机正常工作时，配合的汽车数n 由下式确定
装
卸装t t V L t n ++
=
2； 其中：t 装=挖土机的循环时间×装满一车的装载次数=0.4×6=2.4 min ；
t 卸=1 min ；
∴n=（2.4+2×7÷25×60+1）÷2.4=16台
因此，需配套自卸车机械数量为3×16=48台
C ．砂砾石施工机械生产率的确定：（砂砾石坝壳施工机械生产率采用计算的方法来确定）
D ．砂土生产率： ①正向铲p t v K K qK t
p 8
60⨯=
挖（m 3/班） 式中：q —土斗的几何容积（m 3）
k v —土斗的充盈系数
k p —体积换算系数
t —机械运行一次的循环时间；取0.5min P 挖=60×8÷0.5×2×0.95×1÷1.18=1545.8 m 3/班。

②自卸汽车p t v K K qK t
p 8
60⨯=
汽（m 3/班） 式中：q —车箱的几何容积（m 3）
k v —车箱的充盈系数 k p —体积换算系数
t —机械运行一次的循环时间；t
运
=t
空回
=L/V=5.5÷20×
60=16.5min ；t 装=0.4×6=2.4min ；t 卸=1 min ；即t=t 装+t 卸+t 运+t 回=36.4 min
P 运=60×8÷36.4×11.7×1×0.75×1÷1.18=98.1m 3/班。

③振动碾生产率
P 压=8V （B-C ）h ·k t ·k p /n =1464.4 (m 3/班) 其中：V —碾压机运行速度，V=1500 m/时
B —滚筒长度，取2.0 m
C —搭接长度，取0.2 m （羊足碾） h —铺土厚度，取h=0.8m n —压实遍数，取n=6 k t —时间利用系数，取k t =0.6 k p —体积换算系数，取k p =1／1.18
P 压=8×1500×（2.0－0.2）×0.8×0.6×1÷1.18÷6=1464.4 m 3/班。

E ．砂砾石施工机械数量选定：最大施工强度Q 大=9057.3 m 3/d 挖掘机数量N 挖=Q 大/nP 挖=9057.3÷1.5÷1545.8≈4台；
自卸汽车数量N 运=Q 大/nP 运=9057.3÷1.5÷98.1≈62台； 羊足碾数量N 压= Q 大/nP 压=9057.3÷1.5÷1464.4≈5台； 推土机数量N 推= 9057.3÷100×0.111÷1.5≈7台 F ．配套机械数量的确定
①汽车容量：合理范围3~6。

m=6/2=3，满足要求 ②一台挖土机正常工作时，配合的汽车数n 由下式确定
装
卸装t t V L t n ++
=
2； 其中：t 装=挖土机的循环时间×装满一车的装载次数=0.4×6=2.4 min ；
t 卸=1 min ；
∴n=（2.4+2×5.5÷20×60+1）÷2.4=16台
因此，需配套自卸车机械数量为4×16=64台
G ．经计算并考虑各施工机械之间的合理组合得施工机械规格、数量如下： 粘土心墙施工：
砂壳施工：
5.2施工道路布置
自卸汽车上坝布置，要求爬坡坡度小于25°。

由地形资料知岸坡陡峻，岸坡的坡度较陡，无法在岸坡上布置汽车上坝道路，所以采用坝坡上坝道路，如枢纽平面布置图所示。

5.3导流隧洞开挖
5.3.1基本资料
1、隧洞长450米，断面为城门洞型，底净宽B＝10m，开挖断面面积S=163m2，进口高程26m，出口高程24.65m，砼衬砌厚0.5m。

2、施工期：截流前建成，每天两循环制，每循环作业时间为12小时。

3、地形地质条件：岩石f＝10（级别Ⅸ～Ⅹ），开挖时不进行临时支撑，整个隧洞进行砼永久衬砌，无支洞开挖。

4、爆破炸药：硝铵炸药（矿山地下Ⅱ号）
5、施工设备主要有：空压机站；凿岩机械采用钻车；装渣采用装载机；运输机械采用自卸汽车。

5.3.2开挖方式选择：由于工程地质较好，采用全断面钻爆法开挖隧洞。

5.3.3钻孔爆破循环作业项目及机械设备得选择。

在隧洞进出口同时开挖，每个工作循环中有关工序的固定时间如下：
装药0.5小时；
爆破、散烟、安全检查处理1小时；
装渣机械进、出洞各15分钟；
钻车进、出洞各15分钟。

随循环进尺而变的作业钻孔和出渣，其延续时间均按循环进尺计算。

由于采用全断面开挖，所以采用装载机装渣，自卸汽车出渣，（堆渣场距
洞口约300米）钻孔采用钻车，车上凿岩机数量根据需要自定。

5.3.4开挖循环作业组织
1、开挖面积S ＝163 m 2（考虑0.5m 厚砼衬砌）
2、炮眼数量的确定布置
根据以往的工程经验及统计资料，用单位进尺耗药量除以每孔装药量即得炮眼数N ； α
η
⋅⋅=r ks N 。

式中：r —单位长度炮眼的装量，取1.7kg/m ，d ＝45 mm ；
α—炮眼的装药系数，一般药孔：α2＝0.63，掏槽药孔α1＝0.72；
η—炮眼利用系数，取0.9；
K —单位挖方耗药量，根据岩石级别，查表：取90 kg/100 m 3。

选用6个六个孔眼锥形掏槽孔，计算一般炮眼数量2
1
1ααηr rn KS N -==
（0.9*163*0.9-0.72*1.7*6）/（1.7*0.63）=117个。

3、循环作业进尺计算
选择循环作业时间12小时，减去循环中固定的作业时间，余下即为钻孔，出渣时间。

这段时间越长，钻孔总深度和出渣量越大，进尺也越大。

但过深的钻孔深度往往降低爆破的效果。

循环作业进尺按式出渣
钻循t t t t L i ϕ+-=
∑计算：
其式中：t 循—为作业循环时间12小时；
ϕ—为出渣与钻孔顺序进行的时间搭按系数 （0～1）；
Σt i —为循环中固定的作业时间之和，Σt i ＝0.5+1+0.5＝2h ； t 钻—为单位进尺的钻孔时间，η
V n l
N t ⋅⨯=
钻=（123×1.15）÷（8×3.8
×0.9）=5.2h ，式中，n —工作面的钻机台数，根据工作面的大小，取n=8台，V —为钻孔速度，取V=3.8m/s ，η为炮眼利用系数采用0.9；
t
出渣
＝S ×l/P ，其中S 为开挖面积；P 为装渣机械的生产率，P 装=60
÷2×3×0.75×0.75×1÷1.15=44.0 m 3/h 。

所以t 出渣=163×1.15÷44.0=4.3h 。

(计算过程，首先假使一作业进尺L 进行试算)
因此，循环作业进尺出渣
钻循t t t t L i ϕ+-=
∑=（12―2）÷（5.2＋0.8×4.3）=1.15m
4、钻车采用CGJ15-3型号，钻机采用配套的YG-40凿岩机。

自卸车数量n ＝（t 装+2L/V+t 卸）/t 装＝（1.5+2×0.6×60÷20+0.5）/1.5=3.7，即一台装载机要配的汽车数量取4台。

装载机数量进、出口各一台，需自卸汽车8辆。

5、计算总工期，T ＝L ′/（m ′n ′）L=450÷（2×2×1.15）=98天 式中：L ′为隧洞全长；L 为每循环进尺；m ′为工作面数；n ′为每天循环次数。

6、循环作业图见下图
7、开挖主要机械汇总表。