水闸设计报告

湖北水利水电职业技术学院

综合练习报告

系别：水利工程系

专业：水利水电建筑工程

题目：水闸施工技术课程设计

班级：水工（3）班

姓名：陈浩

指导老师：陈道英

成绩：

日期：

目录

1 施工条件分析

1.1对外交通

1.2施工场地条件

1.3水文气象

1.4水电供应

1.5主要建筑物

2料场的选择与开采

2.1粘性土料场

2.2石料料场

2.3砂料料场

2.4水泥、钢筋、汽油及柴油

3施工导流设计

3.1施工标准及导流时段

3.3导流建筑物设计

3.3. 1施工洪水

3.3. 2施工围堰设计

4主体工程施工

4.1主要施工程序和主要工程量

4.2清淤工程

4.3开挖工程

4.4土方回填

4.5砌体拆除工程

4.6砼工程

4.7砌石、抛石工程

4.8碳纤维补强加固工程

4.9金属结构工程

4.10堤顶道路工程

5施工交通运输

5.1对外交通

5.2场内交通

6施工工厂设施

7施工总布置

7.1布置原则

7.2施工房屋建筑

7.3弃料场规划

7.4施工占地

8施工总进度

8.1编制原则

8.2施工进度安排

9主要技术供应

9.1主要材料供应

9.2主要施工机械设备10设计总结

1.施工条件分析

1.1对外交通

YJC排涝闸位于宜城市城区汉江干堤右岸，桩号为6+500处，距宜城市市城区中心5.0km。本工程可利用现有堤顶路面作为对外施工陆路交通，汉江航道亦可作为水路交通运送主要施工材料。

1.2施工场地条件

闸址两岸外滩及堤内坡脚均有部分空闲场地。由于水闸的规模不大，对场地要求相对不高，因此现有的场地条件基本能满足施工布置的需要。

1.3水文气象

水闸所在地流域位于湖北省水文气象分区第Ⅵ区，属北亚热带季风气候区，兼有南北过渡气候特征。据统计，流域多年平均降水量831mm，历年最大年降雨量1353.6mm（1967年），最小年降雨量为647.3mm（1972年），雨季多集中在夏秋两季，尤其以7、8月为最多，一般占全年降雨量的45%。多年平均气温15.6℃，历年最高气温为40℃，最低气温为-16℃。多年平均蒸发量1100mm，多年平均径流深约220mm，多年平均最大风速15.5m/s。年日照时数在2000h 以上，无霜期为230d，多年平均相对湿度为77%。全年、冬季、夏季主导风向分别为E、WNW、E。

1.4水电供应

工程的施工用水、用电较为方便，施工用水可直接从汉江中提取，用水水质和水量均能满足生产需要，施工用电可由施工单位自备变压器,从当地电网取电后向各施工点供电。

1.5主要建筑材料

工程所需主要建筑材料包括水泥、钢材、油料、块石、碎石、砂、土料。

钢材、油料等可从建材市场择优购买；

水泥从宜城市葛洲坝水泥有限责任公司购买，汽车运往工地；

砂从窑湾镇河砂场购买，由汽车运往工地；

碎石料、块石料在雷河镇胡耳采石场购买，汽车运往工地；

土料从业主指定的土料场内取用或由施工单位自行解决。

2.料场的选择与开采

2.1粘性土料场

经走访调查，工程所需排涝闸粘性土可选自鄢城办事处太平村，距离排涝闸约10Km，其主要为第四系上更新统冲洪积（Q3al+pl）形成的粘性土，棕褐色、黄褐色，呈可塑-硬塑状态，见少量铁锰质斑点，局部含少量砾石。分布厚度2~5m,表层0.2~0.5m为耕植土，含植物根系。土料场长约200.0m，宽约60m，可采层厚度约3.0m；其储量在3~4万m3，能够满足排涝闸出险加固工程需要。

2.2石料料场

石料场拟选在雷河镇胡耳采石场，距离排涝闸约28Km。通过调查走访，该石料场岩性为加里东期花岗斑岩，岩体完整，节理裂隙不发育。该采石场年生产规模为40000吨，储量约180000吨，能够满足工程需要。

2.3砂料料场

砂石料可就近到窑湾砂石场采购，砂石料级配种类多，质地较纯净，含泥量少，储量丰富，运距约1Km，交通方便。

2.4水泥、钢筋、汽油及柴油

水泥可到YC市葛洲坝水泥厂购买，距离排涝闸约26Km、钢筋、汽油及柴油可到附近市场购买，距离排涝闸约3-5Km。

3.施工导流设计

3.1导流标准及导流时段

本次除险加固设计工程的施工规模不大，单项工程均能够在较短时间内完成。根据本区域的洪水特性，建筑物施工期宜安排在枯水期施工，导流时段确定为11月～次年3月。

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）和本工程的具体条件及施工导流阶段的要求，临时建筑物级别定为5级，相应确定该工程导流建筑物洪水标准采用五年一遇。

3.2施工导流方式

根据水文特征，地质地形条件，结合本工程性质和施工条件及施工进度，工程施工导流方式具体为：水闸加固时，采用（枯水期）上、下围堰挡水，一次断流方式；上下游渠道衬砌时,采用分期围堰导流方式。

3.3导流建筑物设计

3.3.1施工洪水

根据《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004），本工程临时性建筑物级别为5级，相应的导流建筑物洪水标准为5年一遇，水闸的施工期安排在枯水期12、1、2三个月，5年一遇的来水量为40.97万m3,对应的水位为55.60m。详细设计标准见表10.3-1。

表10.3-1 施工导流洪水

3.3.2施工围堰设计

根据施工洪水计算结果，考虑安全超高及风浪爬高，进而确定围堰顶高程。

水闸加固施工时采用上下围堰一次断流方式。闸上游围堰布置距水闸20m

处，围堰顶高程56.90m, 围堰基础高程54.00m,堰高1.9 m，围堰轴线长30.0m。围堰采用草袋粘土围堰，迎水坡采用1：2.0，背水面边坡为1:2.0，堰顶宽2.0m。闸下游围堰分别布置在水闸下游约50 m处，根据地形地质条件，为满足施工期的堤顶临时改道的交通要求，堰顶宽6m，考虑通行1.5T以下汽车，路面设30cm 厚石渣，10cm厚石粉。围堰顶高程57.2m，围堰基础高程52.00m,堰高5.2m。围堰轴线长30.0m。围堰采用草袋粘土围堰，迎水坡采用1：2.0，背水面边坡为1:2.0。

水闸上下游渠道清淤衬砌施工时采用分期围堰导流方式。上游围堰布置开始位置距水闸150m处，围堰顶高程56.90m, 围堰基础高程54.00m,堰高1.9 m，围堰轴线长230.0m。围堰采用草袋粘土围堰，迎水坡采用1：2.0，背水面边坡为1:2.0，堰顶宽2.0m。下游围堰布置截止于距水闸200m处，围堰顶高程53.90m, 围堰基础高程52.00m,堰高1.9 m，围堰轴线长280m。围堰采用草袋粘土围堰，迎水坡采用1：2.0，背水面边坡为1:2.0，堰顶宽2.0m。

围堰特性及工程量见表10.3-2。

4.主体工程施工

4.1主要施工程序和主要工程量

主要施工程序为：围堰填筑→基坑抽水→老闸局部拆除、基坑开挖→混凝土浇筑、碳纤维加固处理→上部结构→基坑回填及两岸连接段施工→金结、电气设备安装。其主要工程量见表10.4-1。

表

4.2清淤工程

本工程清淤量较大。清淤的施工方法主要采用水力冲挖机组冲挖（稀泥）晾干后汽车运输和挖掘机挖装（干泥）汽车运输方式；即稀泥采用15KW高压水泵将淤泥冲稀，再用13KW泥浆泵排泥至临时堆料点，等稀泥排水晾干至能装车运输时，采用汽车运至弃料点；干泥直接采用挖掘机挖装汽车运输。

4.3土方开挖

本工程土方开挖工程量差异较大，施工时应根据工程量大小及开挖部位确定施工方法。

对开挖工程量较小及与刚性建筑物接触部位，采取人工开挖，开挖的有用土料用胶轮车运至建筑物附近存料场，以利回填时使用，其他不合格渣料运至指定的弃渣场。对开挖工程量较大及离刚性建筑物较远的部位，拟采用lm3挖掘机开挖，表面的腐殖质，淤泥，树根杂草等用胶轮车运往指定的弃渣点，其他料堆方在附近空旷地带，以利回填时使用。

4.4土方回填

土方回填主要为闸体与土堤结合部位的基坑回填部分。在建筑物强度达到设计强度的50%～70%时开始进行，回填土方用5t自卸汽车从土料场运到施工现场。为防止对建筑物产生破坏，刚性墙两侧的填土应均衡上升，采用推土机铺土，每层铺土厚度20～25cm，拖拉机碾压。建筑物贴边回填应先在建筑物接触面边涂刷浓泥浆边铺土，涂刷浓泥浆高度与铺土厚度一致，宜采用人工铺土，利用蛙夯等夯具夯实。土料含水量控制在最优含水量附近，其上下偏差最优含水率量不超过-2-+3%，填筑压实度达90%。回填优先利用开挖土料，不足部分从附近料场开采。

4.5砌石拆除

水闸局部拆除宜在围堰填筑到一定高程后进行。为保证闸地基不被扰动，拆除宜采用挖掘机改装的专用钻头施工，不得用爆破拆除。

4.6混凝土工程

混凝土浇筑主要有进出口渠道底板、进出口翼墙、箱涵、闸室、消力池及海漫。

施工方法：采用0.4 m3 的拌和机拌制混凝土，胶轮车运输直接入仓，平板振捣器振捣的浇筑方法施工。模板尽量使用钢模板，以方便定型及节省木材。砼养护时间28天。

4.7砌石、抛石工程

施工范围主要包括进出口段渠道脚槽、进出口段渠道护坡、堤身外江外江护坡和防冲槽抛石施工。

护坡材料选用预制砼块，采用人工整坡、筑砌。砂石垫层和反滤料采用人工按设计厚度铺填，木夯或蛙夯压实，细石混凝土采用机械拌制。施工程序：修坡、夯实→碎石垫层→预制砼块。施工要求砌石平整、稳定、密实、错缝，表面用M10砂浆抹面。

脚槽和抛石材料采用块石，用自卸汽车运输至现场，人工转运抛石或砌筑。

4.8碳纤维补强加固工程

碳纤维补强主要用于原箱涵段加固。其主要施工工艺是：首先对补强部位的表面砂浆进行凿除、磨平，后涂基底胶、找平胶、下涂浸渍胶，粘贴碳纤维布，再上涂浸渍胶，最后抹水泥砂浆进行保护。粘贴碳纤维布作业应在生产厂家的指导下进行。

4.9金属结构工程

金属结构施工主要为闸门和启闭机安装及闸门喷锌处理等。

启闭机安装施工时先按吊耳中心线安装好两侧轨道，再用起重机吊启闭机到轨道上安装。

闸门先在专业厂家按设计要求制作好，然后由水路或公路运至现场，若施工单位有能力和经验，也可考虑现场制作。闸门制作需满足现行水工闸门验收规范要求。闸门吊装在闸墩混凝土强度达到设计强度的70％左右时进行，由汽车吊等起重设备直接将闸门吊入门槽内就位。门槽预埋件可在现场加工，随混凝土浇筑而同时上升。

闸门喷锌采用人工施工。

4.10堤顶道路工程

在闸址堤顶修筑混凝土路面100m，路基宽6m，路面宽4.5m。采用人工按设计厚度分层铺设路基碎石、砂石垫层和水泥稳定层，平碾压实；混凝土采用手推车运送入仓，平板式振捣器振捣。

5.施工交通运输

5.1对外交通

野鸡城排涝闸位于宜城市城区汉江干堤右岸，桩号为6+500处，距宜城市市城区中心5.0km。本工程可利用现有堤顶路面作为对外施工陆路交通，汉江航道亦可作为水路交通运送主要施工材料。施工期间不需要再新建对外公路。

5.2场内交通

为满足水闸过流能力，工程须扩建两孔，在施工过程中需将堤防挖开，因此施工期间闸两岸交通中断，为此，考虑将水闸下游围堰作为施工期的临时交通，围堰顶宽按6m设计，围堰两侧修整部分道路和原堤顶道路相连。此外，根据施工需要，现场还应布置少量临时道路。施工临时道路，共长0.5km，纵坡一般为1/8～1/10，可利用开挖、拆除料填筑。

6.施工工厂设施

根据本工程规模及施工条件，确定其辅助企业及设施项目主要有：混凝土拌和系统、钢筋加工厂、木材加工厂等。

根据主要工程项目工程量及施工总进度计划确定的施工强度，估算其规模如下：钢筋加工厂建筑面积82m2，占地面积260m2；钢筋加工厂建筑面积118m2，占地面积397m2；木材加工厂建筑面积88m2,占地面积165m2。为了便于管理和方便施工，其辅助企业及设施可利用管理处或就近安置。

7.施工总布置

7.1布置原则

由于野鸡城排涝闸除险加固工程规模不大，工期相对较短，施工强度不大，各种施工辅助设施维持时间也不长，在方便施工的基础上，各种辅助设施应尽量简化布置，同时各种施工辅助设施应尽量布置在堤防护堤地范围内，以减少征地费用。此外，开挖土石方应在不影响施工的情况下就近堆放，并且尽可能作为围堰、道路的填筑料或后期基坑回填料使用，以减少工程弃渣占地。

7.2施工房屋建筑

在满足施工进度的条件下，本工程拟定仓库建筑面积500 m2 ，其中钢筋仓库70 m2，水泥仓库380 m2，木材仓库50 m2。水泥、木材仓库可利用管理处房屋或就近布置。

施工管理及生活福利设施总建筑面积880 m2。由于本工程为排涝闸加固工程，施工管理及生活福利设施均可利用管理处房屋。

7.3弃料场规划

本工程土方开挖总量为43922m3，除土方回填共利用20911m3，其余23011m3部分用于道路、围堰填筑后最终在弃渣场堆放。老闸拆除的块石472m3，考虑约60％可作为利用料，用于外江抛石围堰固脚，其余283m3在弃渣场堆放。老闸拆除混凝土492m3，不考虑利用，全部在弃渣场堆放。

根据以上平衡规划，工程弃渣总量为23786m3。从现场条件来看，堤内平台场地有限，作为弃渣场影响美观，所以考虑将弃渣场布置在堤外滩，弃渣堆高不超过3.5m，占地面积7300m2。弃渣应做好水土保持工作。

土方回填38737m3，利用部分开挖土方后，其它全部从料场取土，计入压实系数后，需从料场取土17825m3。

7.4施工占地

本工程施工需占地项目有：渠道清淤、施工道路、弃料场、施工辅助企业、仓库系统、施工管理及生活福利等。工程总占地28749m2,其中永久占地19800m2，野鸡城村用地占6500m2，堤防管理处用地占13300m2；临时占地8949m2，均为管理处用地范围。故需新增征地6500m2，即9.75亩，施工占地情况详见表10.7-1。

表10.7-1 主要施工建筑占地面积

8.施工总进度

8.1编制原则

本工程以该阶段设计的工程量、国内目前涵闸的施工水平及各种材料的供应条件为编制依据，本着安全渡汛、早建成早收益的原则，同时充分考虑业主方意见和建议进行施工进度编制。

8.2施工进度安排

除险加固工程施工总工期为12个月，第一年9月至10月为工程准备期；第一年11月至第二年7月为主体工程施工期，第二年8月为竣工验收期。其控制性施工进度简述如下：

施工准备：包括场地平整、水电供应、辅助设施建设等内容，计划2011年9月1号开始，准备期4周。

围堰填筑：2011年10月1日开始，工期31天。

老闸局部拆除、基础开挖：围堰填筑到一定高程后开始拆除老闸、基坑开挖，计划2011年10月15日开始，用4周时间全部完成。

混凝土浇筑：混凝土浇筑按由低到高的顺序进行，即2011年11月20日开始，完成时间为2012年4月20日，工期3个月。

土方回填：土方回填在边墩、翼墙及防洪清等混凝土结构强度达到70％以上时开始进行，计划从2012年2月20日开始，2012年4月30日全部完成，工期10周。

砌石、抛石施工：砌石、抛石施工不占用直线工期，可安排在工程后期进行。

堤顶道路：堤顶道路应在堤身沉降基本稳定后进行，计划2012年7月施工，工期3周。

竣工验收：20012年8月进行，8月底闸竣工。

施工进度本着可以同时施工的尽可能进行施工的原则，直至完成全部施工，详见施工进度表。

9.主要技术供应9.1主要材料供应

本工程所需主要建筑材料见表10.9-1。

表10.9-1 主要材料用料表

9.2主要施工机械设备

本工程主要施工机械设备见表10.9-2。

表10.9-2 主要施工机械设备

10.设计小结