水利工程施工課程設(shè)計

1、1、課程設(shè)計目的和要求(1) 1.1課程設(shè)計的目的鞏固水利水電工程施工課程的相關(guān)理論知識。(2) 強(qiáng)化學(xué)生運用所學(xué)專業(yè)知識分析和解決工程施工實際問題的能力。(3) 進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的計算、繪圖能力及使用設(shè)計規(guī)范、設(shè)計手冊、定額、設(shè)計圖集、參考資料等基本資料編寫技術(shù)報告的能力。(4) 培養(yǎng)學(xué)生掌握施工組織設(shè)計有關(guān)內(nèi)容的設(shè)計方法與編制步驟。1.2課程設(shè)計的要求(1) 能根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求，利用所給的基本資料，認(rèn)真獨立地完成設(shè)計任務(wù)。(2) 獨立思考，敢于創(chuàng)新。(3) 報告書應(yīng)簡明扼要，邏輯性強(qiáng)，結(jié)論準(zhǔn)確，計算正確；方案有較全面的分析論證且具備良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。(4) 設(shè)計成果均裝入檔案袋，并注明

2、班級、姓名、學(xué)號及資料活單，然后上交。2、設(shè)計題目2.1工程概況S.T工程樞紐屆一級建筑物，由河床混凝土重力壩、溢洪道、右岸土壩和壩后廠房等部分組成。壩址上下游均有砂石材料，特別是壩址下游砂石藏量豐富，開采運輸比較方便，質(zhì)量一般符合工程要求。2.1.1混凝土工程量及工期要求C15混凝土(每位同學(xué)學(xué)號的最后兩位數(shù)都不為零時采用學(xué)號數(shù)的最后兩位加8,否則采用93.4)104m3,埋石率5%C20混凝土(若學(xué)號的倒數(shù)第二位數(shù)為零時，采用學(xué)號數(shù)的最后一位數(shù)，否則采用12.6)104m3(1) 總工期20個月，在開工后的8個月內(nèi)應(yīng)完成混凝土總量的30%40%15個月內(nèi)應(yīng)完成總量的80%90%剩余的在后5

3、個月內(nèi)完成。2.1.2混凝土的配合比表1混凝土配合比混凝土等級水灰比含砂率(%)1m3混凝土中各材料的需要量(kg/m3)水水泥砂小石中石大石特大石C150.6421.3107.5167463427427428427C200.5620.41081934414314314324322.1.3料場的基本情況表2礫石料場天然級配及物理性質(zhì)料場名稱粒徑(mm)自然密度t/m3密度(t/m3)粒度模數(shù)空隙率(%)<55-2020-4040-8080-150>150含量(%)明壩四級階地2018.721.821.815.721.812.727.6633.4舊鎮(zhèn)灘1910.411.719.327

4、.6121.872.758.7932平谷灘2013.612.414.321.7181.922.748.4929.92.1.4各砂料場的粒徑組成及主要物理性質(zhì)表3各料場基本特性料場位置及地形面積(km)高程(m)覆蓋層厚(m)有效層厚(m)佛里(1。帽)洪水及地下水情況明壩四級階地右岸壩址下游1.2km有2條大沖溝0.13550-57026.8平均142900礫石層與紅砂巖接觸帶雨季有小泉流出舊鎮(zhèn)灘右岸壩址下游6.9km灘伯平坦有水渠與階地相隔0.24410-4160.257.51803平谷灘右岸壩址下游9km灘道路略有起伏，覆蓋薄，有水渠通過0.13410-4150.185.5708家溝右岸壩

5、址下游10km山溝里，河口為沖積灘，溝壁黃土覆蓋，溝中平時無水0.3460-4802.03.5715平時為干溝孫家溝200老虎溝0.057.03902.1.5各礫石料場的粒徑組成及主要物理性質(zhì)表4各砂料場的顆粒組成與物理性質(zhì)料場名稱粒徑平均粒徑mm自然密度t/m3密度t/m3粒度模數(shù)空隙率%<0.150.150.30.30.60.61.21.22.52.55.0>5.0含量（%）家溝與孫家溝8.88.8814.420.819.2200.461.572.73.1241.9老虎溝8.8129.615.22014.4200.401.962.72.7326.6宛家溝9.814.79.111

6、.914.79.8300.341.982.72.3525.82.1.6輔助工程砂礫石凈料需要量表5輔助工程砂礫石凈料需要量（不包括損失）104t/20月砂小石中石大石特大石2.311.601.652.552.032.1.7各級砂石料的含量表6各級砂石料的含量（破碎機(jī)械為CM-11A型，破碎后的如下（）砂小石中石大石特大石4141540272.2課程設(shè)計要求1. 進(jìn)行料場規(guī)劃，選擇主料場和備用料場2. 混凝土工程施工進(jìn)度安排，各時段的混凝土澆筑量和砂石料凈需量計算3. 砂石開采量計算進(jìn)行方案比較：一種方案是減少開采量，利用超徑石破碎補(bǔ)充短缺粒徑砂石量；另一種方案是以最大開采量控制。設(shè)1m3天然砂

7、石料的采運綜合單價是15元，1m3超徑石的破碎加工單價是8元3、設(shè)計內(nèi)容3.1料場規(guī)劃3.1.1料場規(guī)劃細(xì)則1. 砂石料綜合規(guī)劃設(shè)計應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范或已經(jīng)多個工程驗證的成熟經(jīng)驗作為設(shè)計依據(jù)。2. 砂石料規(guī)模必須以相應(yīng)深度的勘探資料為基礎(chǔ)。資料內(nèi)容應(yīng)包括料場質(zhì)量、儲量、級配組成、產(chǎn)狀分布、剝采比（料場無用層的重量與有用層重量的比值）和開采條件。砂石料規(guī)劃一經(jīng)審查確定，一般不宜作總體方案上的重大變動，除非經(jīng)過全面論證工作，決策要慎重。3. 料場規(guī)劃應(yīng)與施工承包商普遍采用的施工設(shè)備和施工管理水平相適應(yīng)。4. 分期施工的工程，應(yīng)統(tǒng)籌考慮料源在各期的使用及其加工系統(tǒng)的延續(xù)性。分期使用料源時前后期原料應(yīng)統(tǒng)籌安

8、排。5. 在進(jìn)行料場選擇時，要了解工程的需要和河流梯級（或地區(qū)）的近期發(fā)展規(guī)劃、料源狀況，以便確定建立梯級共用或分區(qū)性的砂石生產(chǎn)基地，或建設(shè)專用的砂石系統(tǒng)。6. 根據(jù)混凝土工程量、級配資料，結(jié)合料源的實際情況，通過綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。滿足水工混凝土對骨料的各項質(zhì)量要求，其儲量力求滿足各設(shè)計級配的并有必要的富裕量。初查精度的勘探儲量一般不少于需要量的3倍；詳查精度的勘探量一般不少于設(shè)計需要量的2倍。成品骨料的利用率，一般宜在90恕上，低于90%寸應(yīng)采取級配調(diào)整措施，做到經(jīng)濟(jì)合理。7. 對于人工開采石場，需從巖性、夾層、埋藏狀況來判斷其開采和加工條件。一般地說，巖石的強(qiáng)度高，特別是沖擊強(qiáng)度高，

9、巖石的可碎性、可磨性差，對設(shè)備的磨蝕性大。這對破碎篩分設(shè)備及工藝流程的選擇極其重要。對丁天然砂礫料場，需進(jìn)行質(zhì)量評價。對丁不符合質(zhì)量要求的砂礫料，要研究改善質(zhì)量的可能性和經(jīng)濟(jì)價值。選用的主料場應(yīng)場地開闊，高程適宜，儲量大，質(zhì)量好，開采季節(jié)長，主、輔料場應(yīng)能兼顧洪枯季節(jié)互為備用的要求。應(yīng)優(yōu)先選用可采儲量為工程需要量50咖上的料場，與砂石料用戶或現(xiàn)成鐵路、碼頭距離在51km以內(nèi)的料場，有用成分在80恕上的料場，天然砂礫料場平均剝采比在0.2以下、采石場平均剝采比在0.4以下的料場，覆蓋層的厚度不超過1215m的料場，天然砂礫料場有用層的厚度在3m以上、采石場在1215m以上的料場，料場附近有足夠的

10、回車和堆料場地、不占或少占農(nóng)田、不拆遷或少拆遷現(xiàn)有生活、生產(chǎn)設(shè)施的料場。8. 通過綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選定料場規(guī)劃方案。在進(jìn)行料場技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析時，要以滿足質(zhì)量、數(shù)量的前提下，優(yōu)先選用開采、運輸、加工費用低的方案。一般來講，天然料的生產(chǎn)成本低丁人工料，應(yīng)優(yōu)先考慮利用。3.1.2主料場和備用料場的確定由各料場基本特性可計算各料場的剝采比（剝采比=覆蓋層厚度/有效層厚）明壩四級階地：0.258.50.029舊鎮(zhèn)灘：26.80.89330平谷攤：0.180.0335.5富家溝：2.00.573.5孫家溝：2.00.573.5老虎溝：2.00.297.0由丁剝采比=覆蓋層厚度/有效層厚，若其比值越大開挖

11、難度就會越大大，成本隨之會增加，經(jīng)濟(jì)效益低。因此富家溝和孫家溝階地不宜作主料場。由丁明壩四級階地的覆蓋層及其厚，因此開挖難度就會大大增大，成本隨之會增加，經(jīng)濟(jì)效益低。而且有小泉流過，海拔非常高，雖然它的儲量很豐富，達(dá)到290萬m3，但考慮到本工程的混凝土的需求量僅為55萬m3,因為詳查精度的勘探量一般不少丁設(shè)計需要量的2倍即可，而本工程需要求量很少，所以不宜采用它作為主料場?？紤]到本工程的需要量選舊鎮(zhèn)灘作為主料場。其儲量豐富，達(dá)到180萬m3,足以滿足工程的要求，相對離壩體較近。舊鎮(zhèn)灘有階地相隔，在雨季更容易排水，更有益于施工。在選用備用料場的時候，考慮到本工程所需要的量，選擇平谷灘的較為合適

12、，乂考慮到它有水渠通過，雨季容易被淹，所以再選擇一個備用料場，考慮到剝采比，老虎溝的較為合適。平時為十溝利于開采。因此選擇平谷灘和老虎溝為備用料場。3.2混凝土的進(jìn)度安排3.2.1各時段的混凝土澆筑量主體工程的混凝土的澆筑量C15為45萬m3,C20的為12.6萬m3,總工期為20個月，1-8月內(nèi)完成混凝土總量的40%9-15月內(nèi)應(yīng)完成總量的90%16-20月內(nèi)完成總量10%勺。1-8月混凝土澆筑量：C15:4540%18.8萬m3,3C2012.640%5.04萬m9-15月混凝土澆筑量：一一3C15:4550%22.5萬mC2012.650%6.3萬m316-20月混凝土澆筑量：C15:4

13、510%4.5萬m33C2012.610%1.26萬m3.2.2沙礫石凈料需要量由公式qi(1kc)eN得，其中、取0.01,C15的澆筑量為45萬m3,埋石率為5%C20的澆筑量為12.6萬m3。C15混凝土中各骨料的用量：砂：(10.01)46345(15%)19.99萬t小石：(10.01)42745(15%)18.44萬t中石：(10.01)42745(15%)18.44萬t大石:(10.01)42845(15%)18.48萬t特大石：(10.01)42745(15%)18.44萬tC20混凝土中各骨料的用量:砂：(10.01)44112.65.61萬t小石：(10.01)43112.

14、65.48萬t中石：(10.01)43112.65.48萬t大石:(10.01)43212.65.5萬t特大石:(10.01)43212.65.5萬t主體工程各骨料的用量（不包括填埋的石頭）：單位萬t砂小石中石大石特大石25.5123.9223.9223.9823.94輔助工程砂礫石凈料需要量（不包括損失）：萬t/20月砂小石中石大石特大石2.311.601.652.552.03整個工程砂礫石凈料需要量為主體工程和輔助工程的砂礫石的凈需量之和（不包括損失和填埋的石頭）：單位萬t砂小石中石大石特大石27.8225.5225.5726.5325.973.2.3各時段的沙礫石的凈需要量1-8月完成主

15、體工程量的40%9-15月內(nèi)應(yīng)完成總量的90%16-20月內(nèi)完成總量10%勺。輔助工程20個月的需要量見上面輔助工程的需要量表。1-8、9-15、16-20個月的沙礫石的凈需要量為主體工程的需要量與輔助工程的需要量之和18月砂礫石凈需要量；砂：25.5140%2.3120811.13萬t小石：23.9240%1.620810.21萬t中石：23.9240%1.6520810.23萬t大石:23.9840%2.5520810.61萬t特大石：23.9440%2.0320810.4萬t915月砂礫石凈需要量砂：25.5150%2.3120713.56萬t小石：23.9250%1.620712.52

16、萬t中石：23.9250%1.6520712.54萬t大石:23.9850%2.5520712.88萬t特大石：23.9450%2.0320712.68萬t1620月砂礫石凈需要量砂：25.5110%2.312053.13萬t小23.9210%中石：石：1.62052.79萬t23.9210%1.65205Qi(1氣2.8萬t大石:23.9810%2.552053.04萬t特大石：23.9410%2.032052.9萬t3.3砂石開采量的計算第i組骨料所需的凈料量為qi（萬t）,則要求開采天然砂石料的總量Qi（以自然方計，萬m3）可按下式計算：式中pi天然砂石料中第i種骨料粒徑含量的白分率，天

17、然砂石料的密度，萬t/萬m3;kp砂礫石的松散系數(shù)取1.2骨料生產(chǎn)過程的損失系數(shù)，為各生產(chǎn)環(huán)節(jié)損失系數(shù)的總和，即骨料損失的生產(chǎn)環(huán)節(jié)系數(shù)損失系數(shù)數(shù)值砂大中石特大.大石開挖作業(yè)水上Ki0.030.020.02水下0.070.050.03加工過程K20.070.020.01運輸過程K0.050.030.02混凝土生產(chǎn)K40.030.020.02損耗系數(shù)：k砂0.030.070.050.030.18K=K1+K2+K3+K4,其中K,K2,K3,K4的取值可參考下表:k小石0.020.020.030.020.09k中石0.020.010.020.020.07k大石0.020.010.020.020.0

18、7k特大石0.020.010.020.020.07開采量（沒有計入填埋量）：(1(10.18)27.8252.36萬m31.22.7519%Q小石(1(10.09)25.521.22.7510.4%81.05萬m3Q中石(1(10.07)25.571.22.7511.7%70.86萬m3Q大石(1Pi(10.07)26.531.22.7519.3%64.18萬m3Q特大石(1k)k(10.07)25.971.22.7527.6%30.51萬m33.4由砂礫石的開采量設(shè)計開采方案3.4.1方案一：按最大量進(jìn)行開采選小石作主料開采，沒有計入填埋量的開采量為81.05萬m3,則開采的質(zhì)量為Q總Q小石

19、Q埋81.05555%83.8萬m3,天然砂礫石料的采運單價為則按此方案開采的砂礫石的費用為:wiQ總1583.8151257萬元3.4.2方案二：選中石做主料開采以中石的實際凈需量進(jìn)行開采的天然骨料,其中小石不足的部分以超徑石破碎來獲取。1m3天然砂石料的采運綜合單價是15元，1m3超徑石的破碎加工單價是8元。按中石的實際凈需量開采則:Q采Q中石70.86萬m3則開采凈小石量為:q小石Q采kpPi(1k)70.861.210.4%(10.09)8.11萬m3則缺少的凈小石量為:25.52/2.758.111.17萬m3則需要的超徑石：Q需q缺14%1.1714%8.36萬m3開采量為Q采Q中石70.86萬m3中含有的超徑石量為;Q超70.8612%8.50萬t有Q超Q需，則滿足要求。Q總Q中石Q埋70.86555%73.61萬m3則超徑石來破碎的體積Q需8.36萬m3以此方案進(jìn)行計算的費用為:w2Q總15Q需870.86158.3681129.8萬元3.5開采方案的選擇wiQ總1583.8151257萬元w2Q總15Q需870.86158.3681129.8萬元有W1W2,則第二種方案費用較低，所以第二種方案比較經(jīng)濟(jì)合理4、設(shè)計感想為期一周的課程設(shè)計結(jié)束了，我有很多感觸，課程設(shè)計