水利工程施工與施工組織計算題

1、PAGE PAGE - 7 -第一章 施工水流控制四、計算題1大壩施工,用全段圍堰、隧洞導流。圖示圍堰為級。設計導流流量為160m3/s,下游水位為129.25m。有隧洞泄流與水力關系查得,160 m3/s泄流量時上游水位為136.65m，此水位的波浪爬高為0.56m.下游波浪爬高0。15m，求上下游圍堰的堰頂高程.解：因采用波浪爬高，同時又是上下游圍堰，所以考慮應是土石圍堰；查表得：級土石圍堰的安全超高為0.7m。上游圍堰堰頂高程：HU=136.65+0。56+0。7=137.91m下游圍堰堰頂高程：HL=129.25+0.15+0。7=130。10m2 混凝土重力壩施工，初期導流采用分段圍

2、堰法,第一期先圍右岸河床，左岸河床泄流。設計洪水流量為13600 m3/s，,相應的過水深度為50m，過水斷面平均寬度為180m，行進流速為0.18m/s,驗算河床束窄后的流速能否滿足通航要求。圍堰屬級,求縱向圍堰近首、末段的高度.上、下游波浪高度分別為1。0m，0.6m。解：平均流速v=13600/(18050)=1。512m/s 滿足通航要求。級混凝土圍堰的安全超高為0.4m。流速系數取0。80.進口處水位落差為1。512/(2g0。802)-0.182/2g=0。18m縱向圍堰首端高度：5。0+0.18+0.4+1。0=51。58m縱向圍堰末段高度:50+0。4+0.6=51m3截流時拋

3、擲10t重的混凝土四面體。在立堵與平堵時，各能抵抗多大的水流流速。解：混凝土的容重取2.4t/m3。四面體的體積V為:10/2。4=4。17m3 設化引球體半徑為r，則 4。17=4r3/3 r=0.9985m球體直徑D=1。997m立堵時，取K=1.05，=7。78m/s平堵時，取K1=0.9， =6。67m/s 取K2=1.2, =8.89m/s4 大壩施工的導流隧洞為3。53.5的城門洞形斷面,封堵時隧洞斷面重心上水頭為45m。求混凝土塞的最小長度。解：安全系數K取1。2，混凝土容重取2。4T/M3. 隧洞斷面面積W=3。51.75+3.143。52/8=10.94m2水頭推力P=451

4、0009.8110。94=4829463N隧洞周長=3。5+21。75+3.143.5/2=12.5m混凝土與巖石（或混凝土塞）的摩阻系數取0。60，混凝土與巖石（或混凝土）的粘結力取10104N/m2。所以,混凝土塞的最小長度為l=4.13m第二章 爆破工程四、計算題1埋置深度為4m的藥包，爆破后得到底直徑為10m的爆破漏斗。求:（1)爆破作用指數，指出屬何種類型的爆破？如果炸藥單耗為15kgm3，爆破藥量是多少?（2)如果爆破漏斗直徑不變，要求實現減弱拋擲爆破，其深度如何調整？解：（1)W4m，r10/25m所以 n=r/W=5/4=1。251,屬加強拋擲爆破。裝藥量 Q=1。543(0.

5、4+0。61.253）=150.9kg(2）當n=1時,即 5/W=1，所以W=5m當n=0.75時，即5/W=0.75，所以W=6。67m故減弱拋擲爆破的條件：5W6。672某項爆破工程擬采用集中藥包洞室爆破,設計最小抵抗線長度為20米，取用爆破作用指數n=1。若要求增加爆破方量10000m3,在最小抵抗線不變的情況下,試近似計算爆破作用指數n值。并指出數何種爆破類型？解：當n=1時,爆破漏斗底直徑為22040m,爆破方量V1/440220/3=18377。6m3。增加爆破方量10000m3時，總爆破方量變?yōu)?8377。6m3。此時設爆破作用指數為nx，爆破漏斗底直徑為220nx=40nx，

6、則滿足:/4（40nx）220/318377。6。解得：nx1.48,故屬加強拋擲爆破.3在邊坡角度為50度的堅硬巖石坡上作爆破。最小抵抗線10m，爆破作用指數用1.2，標準炸藥單位耗藥量為1。4kg/m3.現用1號硝銨巖石炸藥,求裝藥量、壓縮圈半徑、上破裂半徑與下破裂半徑。解:1號硝銨巖石炸藥的爆力為350ml，故炸藥換算系數e=320/350=0。914.所以裝藥量Q1。40.914103（0。4+0。61。23)=1838。53kg堅硬巖石=10,裝藥密度取1000kg/m3，則壓縮圈半徑m。巖石系數KT取0。016，則岸坡坡度影響系數10.016(50/10)33，故上破裂半徑R10

7、23。07m，下破裂半徑R1015.62m。4在山坡上爆破處距地面一磚砌建筑物的距離為170。8m，爆破作用指數取1。0，求爆破飛石不致損害該建筑物的最小抵抗線的最大值。如果采用標準炸藥，該建筑物地基為粘土，校核爆破地震與空氣沖擊波對該建筑物有無損害。解:單位耗藥量為14kg/m2。飛石安全距離計算用的安全系數取1.5，設最小抵抗線的最大值為W，則:170。81。52012WW5.69m裝藥量Q1.45。693（0.40。613）257。9（kg)粘土地基，系數K取2。0。取2.0，取1/3。地基介質質點振動速度V2（257。9(1/3)/170。8）2第三章 基礎處理工程四、計算題1壩基灌漿

8、前作壓水試驗.壓水試驗段長5m，不同壓力水頭下5min的注水量列入表1A2求灌漿的臨界壓力及在此壓力時的單位吸水量。表1-A2 不同壓力水頭下的5min吸水量繪制壓力與注水量的關系曲線如圖2A1。圖2A1解：由曲線可知，當水頭達30m時,注水量突然增大,故臨界壓力為30m水頭。單位吸水量2. 砂礫石地基中顆粒的D150。35mm,欲灌水泥粘土漿。已知水泥與粘土的顆粒組成如表1-A3。求可灌的水泥與粘土的比例。解:假定水泥：粘土為1：3，則混合后的顆粒組成如表2A1（組成%)表2A1由表2A1可知，顆粒累計含量接近85的顆粒為0。03mm，故可灌比M=,可灌,故所選1:3的比例合適。3礫石地基中

9、開挖槽孔深度10 m。地下水位低于槽口2m。用泥漿固壁，泥漿面低于槽口0。5m。砂礫石的內摩擦角為32,干容重2.2tm3，比重2.69。求所需固壁泥漿的容重。解：泥漿深度H=10-0.5=9.5(m)。地下水面距地表a2m，槽中地下水深h10-28（m）砂礫地層的飽和容重（t/m3），設泥漿容重為，則9.5812.22（2.381）80.3073故1.34第四章 土石壩工程四、計算題1已知砂礫開挖強度為4966.25m3/d。用1 m3正鏟挖土，10 t 自卸汽車運土.正鏟挖裝土的循環(huán)時間為26 s,土斗的充盈系數為1,土的松散影響系數為0.75。求所需挖掘機的臺數。解：正鏟每分鐘循環(huán)作業(yè)次

10、數次土斗的充盈系數取為KH=1,時間利用系數KB=0。85,聯合作業(yè)延誤系數Kt0.9，土料的松散影響系數KP=0。75.故正鏟的生產率為P鏟6012。32。310。750。850.979.18m3/h每天按工作21h計，所需正鏟臺屬為，取3臺2砂礫石的容重2。3 t/m3，松散影響系數為0.75。用1m3正鏟開挖的循環(huán)時間為26 s.用10 t自卸汽車運土.運距1730 m，運行平均速度18km/h,卸土時間1min,求每臺正鏟徐配幾輛汽車。解：取土料充盈系數為1，則每輛斗裝斗數,取5，則裝車時間為265/60=2。16min,已知卸車時間為1min，來往運輸時間為每臺正鏟需配汽車輛數,取7

11、輛。3土壩施工，粘性土的上壩強度為4992m3/d。已知設計干容重為1.65 t/m3,料場土料干容重1.35 t/m3,土料松散干容重為1。28 t/m3。土料開挖損失系數為0。95,運輸損失系數為0。98,求開挖與運輸強度。解：開挖強度6461。63m3/d運輸強度6474.25m3/d4粘性土上壩強度為4922 m3/d。用滾筒寬度為1。3 m的5 t羊足碾壓實.鋪土厚度0。3 m。碾壓遍數16次。行速4.53 km/h。壩體設計干容重為1.65 t/m3，松鋪土料濕容重1.42 t/m3，含水量18。求所需羊足碾臺數。解：運輸土料干容重t/m3。層壓實厚度m。搭接寬度C取0。2m，時間

12、利用系數取0.85,羊足碾的生產率為58。24m3/h每日工作21h，需羊足碾臺數為臺第五章 混凝土壩工程四、計算題1混凝土壩最高澆筑強度為4104m3.混凝土的粗骨料為二級配，其中520mm占45，2040mm占55.天然骨料中520的含量為30，2040mm的含量為45。求砂礫石的最高月開采量（每方混凝土用粗骨料量為1476kg）。解：混凝土出機以后損失系統(tǒng)取1.5，則520 mm骨料的總需量q520（11。5）147645410426966520kg2040mm骨料的總需量q2040(1+1。5）147655410432959080kg骨料生產損耗系數小石用0.09，中石用0。07。按5

13、20mm骨料求開采總量Q520（10.09）26966520/3097978356kg。按2040mm骨料求總采量Q2040(10.07）32959080/45%=78369368kg。故應開采97978356kg。2混凝土壩的高峰月澆筑強度為4104m3/月。用進料容量為2。4m3的拌合機。進料時間為15s，拌合時間為150s，出料時間為15s,技術間歇時間為5s。求所需拌合機臺數。解：不均勻系數取1.5，月工作25d，每日工作20h，要求拌合設備小時生產能力為出料系數取0。65，時間利用系數0。85，混凝土拌合機的生產率為需要拌合機臺數，取5臺.3混凝土壩施工，高峰月澆筑強度為4104m3

14、/月。用20t纜機吊運6m3吊罐運送混凝土。吊運循環(huán)時間為6min。時間利用系數取0.75，吊罐有效容積利用系數取0。98，綜合作業(yè)影響系數取0。85,求纜機臺數。解：纜機月有效工作天數取25，每日有效工作時數取20，澆筑月內，日、小時的不均勻系數分布取1.1、1。2。纜機小時實際生產率 纜機小時澆筑強度纜機需要數量 臺,取3臺4某混凝土重力壩月澆筑強度為16530m3,壩段寬度為16m.混泥土的初凝時間為2.5h，運輸入倉時間為30min，澆筑層厚度為0.35m，求縱縫間距.解:混凝土澆筑月、日、小時不均勻系數分別取1.1、1。1、1。2，月工作日數取25d，工作小時數取20h，則澆筑能力.

15、運輸延誤系數取0。85，則縱縫間距L為5面積1624m的壩塊用碾壓法施工?；炷脸跄龝r間為2。5h.用31。5m3一座拌合樓，生產率為79。8m3/h。用BW201振動碾碾壓,碾寬2.032m。碾壓遍數為10，混凝土運輸入倉時間為30min,求不出冷縫的碾壓層厚度與震動碾臺數及其生產能力的利用程度。解：設碾壓層厚度為h,運輸延誤系數取0.85，則，求出h0.35。振動碾行速取1000m/h，疊壓寬度取0。2m,時間利用系數取0。85，則振動碾的生產率為所需振動碾臺數，取2臺。第六章 地下建筑工程四、計算題1隧洞長度12000m，要求18個月內完成開挖工作.已知隧洞開挖的綜合進度指標為180m/

16、月。施工支洞的綜合進度指標為270m/月。最長支洞長度為300m，求所需支洞條數。解：設所需工作面數為N,則，求得N=4。支洞條數m=條24m4m的城門洞形隧洞（上部為半徑為2m的半圓)。采用分部開挖法，先開挖上部半圓。巖石屬中等硬度巖石，單位耗藥量為1.4kg/m3。用光面爆破法，求光爆孔的個數與最小抵抗線.解：一次循環(huán)進尺需藥量3用混凝土泵垂直封拱.頂拱長度12m，初砌厚度0.8m?；炷帘玫乃捷斔途嚯x最大可達300m，生產率40m3/h.輸送管離洞底0.5m水平布置,到封拱段轉90角垂直上升。隧洞開挖高度為4m.求垂直管段長度、垂直管位置和混凝土泵到封拱段的距離（垂直管1m相當8m水平

17、管,90彎管相當于12m水平管）。解： 垂直管尾距洞頂0。2m,垂直管尾長度H=40。5-0.2=3.3m4隧洞頂有一塊高2m、體積2m3、可能垂直下落的危石，用20mm的錨桿作局部錨固.巖石容重2.5t/m3。鋼筋的設計拉應力為310Mpa，求錨桿數與錨桿長。解： 錨桿根數,取1根.第七章 施工總組織四、計算題1 某混凝土壩施工,擬用壩體臨時斷面攔洪渡汛。壩底長度240m,壩兩肩巖坡1：1，臨時斷面高35m,寬26m。需在6個月內完成?，F用生產能力為79。8m3/h的拌和樓一座，能否滿足施工強度要求。解：臨時斷面的工程量V=(240+135）3526=250250m3. 月工作日取25d，每日工作時間取20h,則要求的澆注能力P=1。11.21。1=121。12m3/h(1。1,1。2，1.1分別為月、日、時不均勻系數)79.8m3/h, 故不滿足。2 土壩樞紐施工采用全段圍堰、隧洞導流，壩高67.5m。工程于1995年初開始，1996年6月底壩體應達42m起攔洪作用.1997年初第一臺機組發(fā)電。各項工程的工程量及施工強度指標列入表1A7.每月工作日數按25d計。安排其施工進度。表1A7 各項工程的工程量及施工強度參考資料解：各項工程的施工延續(xù)時間（月工作按25d計）：隧洞:兩個工作面，施工強度取2。5m/d工作面，則=6月。壩