水利工程施工課程設(shè)計(jì)

目錄1根本資料31.1工程概況31.2水文分析31.2.1大壩壩頂及壩坡設(shè)計(jì)31.2.2心墻設(shè)計(jì)3反濾料設(shè)計(jì)41.3壩址地形地質(zhì)情況41.4氣候特征41.5料場分布51.5.1心墻土料場51.5.2土料的壓實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)6砂卵石設(shè)計(jì)干密度61.6開竣工要求71.7水文資料72壩體剖面擬定72.1確定施工導(dǎo)流階段72.2施工導(dǎo)流階段82.3壩體施工階段8壩體施工第Ⅰ階段8壩體施工第Ⅱ階段9壩體施工第Ⅲ階段9壩體施工第Ⅳ階段93確定形象進(jìn)度103.1第一期工程量確定103.2第二期工程量確定103.3第三期工程量確定103.3完建期工程量確定113.3初擬施工方案的形象進(jìn)度114確定各期的強(qiáng)度124.1確定有效施工期124.2挖運(yùn)強(qiáng)度確實(shí)定124.2.1確定上壩強(qiáng)度124.2.2確定運(yùn)輸強(qiáng)度134.2.3確定開挖強(qiáng)度145確定挖運(yùn)方案165.1確定開挖機(jī)械的生產(chǎn)能力165.2確定運(yùn)輸機(jī)械165.3確定粘性土、反濾料、砂性土汽車裝載有效方量165.4確定運(yùn)輸工具周轉(zhuǎn)一次的時間165.5循環(huán)式運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量n確實(shí)定175.5.1確定粘土料運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量175.5.2確定砂石料運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量175.5.3確定反濾料運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量185.6復(fù)核挖運(yùn)機(jī)械的參數(shù)186確定填筑方案191根本資料1.1工程概況西安市黑河引水工程金盆水利樞紐位于西安市周至縣黔江河干流峪口以上1.5km處，東距西安市約86km，北距周至縣城約14km。樞紐是一項(xiàng)以向西安市供水為主、兼顧灌溉、結(jié)合發(fā)電、防洪等綜合利用的大型水利工程。水庫總庫容為2億m3，有效庫容1.774億m3。工程建成后每年可向城市供水3.05億m3，提供農(nóng)業(yè)灌溉用水1.23億m3，灌溉農(nóng)田37萬畝。電站裝機(jī)容量20MW，多年平均發(fā)電量7308萬kW·h。樞紐屬Ⅱ等大〔2〕型工程，由粘土心墻砂礫石壩、左岸泄洪洞、右岸溢洪洞及引水洞、壩后電站等建筑物組成。大壩為1級建筑物。樞紐設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為500年一遇，相應(yīng)洪峰流量為5100m3/s，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)為5000年一遇，相應(yīng)洪峰流量7400m3/s，保壩洪水為10000年一遇，相應(yīng)洪峰流量為1.2壩體設(shè)計(jì)大壩壩頂及壩坡設(shè)計(jì)大壩壩頂高程600m，頂寬11m，壩頂長440m。設(shè)計(jì)壩基最低開挖高程466m，設(shè)計(jì)最大壩高134m。實(shí)際開挖高程472.5m，最大壩高127.5m。壩頂上游側(cè)設(shè)置1.2m高的混凝土防浪墻，墻頂高程601.2m，防浪墻底部深入心墻。大壩上游壩坡坡比為1：2.2，高程在565m及515m各設(shè)一戧臺，寬度分別為3m和5m，下游壩坡坡比為1：1.8，高程在570m、540m和510m各設(shè)一戧臺，寬度依次分別為2m、3m、3m。在下游壩坡設(shè)置貼坡式上壩道路，道路寬12m，貼坡比為1：1.5。上游高水圍堰和下游低水圍堰采用與壩體結(jié)合方式布置。高水圍堰堰頂高程527m，上游坡比為1：2.5，高程在517m處，設(shè)15m寬的馬道，下游坡比為1：2。下游圍堰兼作壩體排水棱體，堰頂高程493.5m，外坡比為1：1.8，內(nèi)坡比為1：1.2。壩殼采用下游河床砂卵石填筑，排水棱體采用堆石填筑。心墻設(shè)計(jì)心墻頂高程598m，頂寬7m。河床段心墻坡比為1：0.3，考慮到由于岸坡對心墻沉降的約束，在縱向心墻也會出現(xiàn)拱效應(yīng)現(xiàn)象，給抗?jié)B帶來不利影響，為了提高岸坡段心墻的抗?jié)B能力，將兩岸坡段坡比由1：0.3變?yōu)?：0.6。為提高心墻在兩岸坡適應(yīng)變形的能力，在心墻底部鋪設(shè)厚2m左右的高塑性土，采用粘粒含量較高的土填筑，填筑干密度為1.66g/cm3，填筑含水量為20.2%～23%。反濾層設(shè)計(jì)從壩料的級配過渡及變形模量過渡考慮，在心墻上下游均設(shè)置兩道反濾層，第一層為粒徑小于5mm的砂反濾層，第二層為粒徑小于80mm的混合砂礫料反濾層。下游的砂反濾層水平寬度為2m，混合料反濾層水平寬度為3m，上游的砂反濾層水平面寬度為1m，混合料反濾層水平寬度為2m。大壩填筑方量大壩總填筑方量為771.6萬m3，其中心墻土料158萬m3，反濾料29萬m3，壩殼砂卵石料584.6萬m3。1.3壩址地形地質(zhì)情況壩址位于金盆古河道出口至藺家灣S形河道腰部，距峪口約1.5km。壩址地形為不對稱的V形谷。右岸山體高程約823m，邊坡為300～500。左岸是現(xiàn)代河谷與古河道間長約800m、正常水位處寬度為270m的薄弱山梁，河道一側(cè)山坡坡度在520左右。壩址區(qū)內(nèi)出露的基巖為前震旦系寬平群大鎮(zhèn)溝組變質(zhì)巖。巖性主要為云母石英片巖、綠泥石片巖、鈣質(zhì)石英巖以及后期沿?cái)鄬尤肭值氖r脈、云煌斑巖脈、斜長斑巖脈。在地形較平緩的山坡、河谷階地廣泛分布著第四系松散堆積物，巖性主要為碎塊石、碎石質(zhì)壤土、砂卵石等。壩址位于西駱峪～田峪背斜的南翼，巖層走向近東西向，傾向上游。由于主要受南北向壓應(yīng)力作用，東西向的構(gòu)造斷層裂隙發(fā)育。在壩址區(qū)的斷層構(gòu)造有80多條，主要為層間擠壓的逆斷層。壩址區(qū)以近南北向的裂隙構(gòu)造發(fā)育。河床部位巖體全～強(qiáng)風(fēng)化帶較薄，一般厚5m左右。兩岸全～強(qiáng)風(fēng)化帶較厚，一般厚5～20m。1.4氣候特征氣溫，多年實(shí)測資料分析，見表1，年平均氣溫9.6℃表1月份123456789101112月平均-6.5-1.65.512.017.421.022.921.516.410.11.8-5.3降水，多年實(shí)測資料分析見表2。表2月份123456789101112全年(天數(shù))月平均天數(shù)5mm以下5~1010~1515~20mm20~30mm30mm以上4.3000002.3000005.7000008.7000001510000171.70.30001230.70.70.30.3144210.309.7210.70.70.371.70.30002.700000600000104.312.34.32.31.70.71.5料場分布心墻土料場在各設(shè)計(jì)階段，對心墻土料的勘探試驗(yàn)進(jìn)行了大量的工作，先后完成了金盆、武家莊、永泉、毛家灣、田家溝等料場的勘探工作，根據(jù)勘探試驗(yàn)成果選定了金盆、武家莊、永泉三個料場，對選定的三個料場在初查的根底上又進(jìn)一步做了詳查。金盆料場位于黑河左岸上金盆古河道內(nèi)，屬水庫淹沒區(qū)，武家莊料場位于金盆東北邊緣的山坡上，永泉料場位于金盆西北周城公路之西的山坡上。三個料場土料普遍存在的問題是天然含水量偏高，土料均需要翻曬前方可上壩。初設(shè)階段在考慮土料的物理力學(xué)指標(biāo)，特別是土料的擊實(shí)性能及天然含水量、儲量等因素后，本著盡量少占用耕地、減少征地、增加庫容的原那么，確定心墻填筑以金盆料場為主料場，武家莊料場作為輔助料場，永泉料場為備用料場。施工單位于截流前進(jìn)行了金盆料場土料現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)翻曬時，土料結(jié)塊難以粉碎，土塊外干內(nèi)濕，在碾壓后的土層中，發(fā)現(xiàn)夾有碎土塊，土層在碾壓過程中發(fā)生剪切破壞。經(jīng)研究，決定將金盆料場轉(zhuǎn)為備用料場，加緊對武家莊、永泉料場的復(fù)查和碾壓試驗(yàn)工作，同時盡快尋找新的土料場。在綜合考慮了土料性質(zhì)、儲量、運(yùn)距、天然含水量等因素后，選擇蕎麥窩、猴子頭、上黃池、鐘樓山、武家莊料場Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)土料及金盆料場含礫土作為心墻土料，所選用的料場土料從顆分看，絕大局部為粉質(zhì)粘土，少局部為重粉質(zhì)壤土。上述料場存在的問題為天然含水量偏高需翻曬，儲量均較小，場地面積小，土料翻曬強(qiáng)度低。土料的壓實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)表3土料最大干密度和最優(yōu)含水量土料干法制樣濕法制樣ρmax(g/cm3)ωop(%)ρmax(g/cm3)ωop(%)獅子頭1.70018.8蕎麥窩1.72018.81.68020.2武Ⅱ1.70519.21.67921.0上黃池1.71419.31.67420.9鐘樓山1.69719.01.67519.7土料現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)采用英格索蘭17.6t自行式凸塊振動碾和氣胎碾進(jìn)行，四個料場的試驗(yàn)結(jié)果見表4。表4土料現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)成果土料名稱壓實(shí)干密度〔g/cm3〕含水量〔%〕鋪土厚度〔cm〕碾壓方式及遍數(shù)備注獅子頭1.70017.621～22凸塊8遍，氣胎4遍蕎麥窩1.72618.825～27凸塊8遍，氣胎4遍武Ⅱ1.72019.925～30凸塊8遍12遍后，局部剪切破壞上黃池1.69018.623～25凸塊8遍8遍后，個別地方剪切破壞考慮到黑河大壩的壩高和重要性，以及土料壓實(shí)性能的不均勻性和碾壓機(jī)具壓實(shí)功能較大，土料的設(shè)計(jì)干密度為1.68g/cm3，同時，規(guī)定土料的壓實(shí)系數(shù)不小于0.99，這樣可以防止壓實(shí)性能好的土料得不到充分壓實(shí)。砂卵石設(shè)計(jì)干密度壩殼砂卵石料采用黑河大橋下游0.5～6km范圍內(nèi)的河床砂卵石。根據(jù)SDJ18-84《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》及SDJ10-78《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)規(guī)定，砂卵石水上局部的填筑相對密度為0.7，水下局部的填筑相對密度為0.8。在考慮了料場砂卵石料含礫量的分布范圍后，確定砂卵石的設(shè)計(jì)干密度為2.33g/cm3，Dr=0.7，干密度為2.24g/cm3，Dr=0.8。工程料場含水量自然土干容重(t/m3)松土折自然土系數(shù)設(shè)計(jì)干容重γd(t/m3)粘性土砂礫料砂礫料反濾料16%5%5%5%1.451.651.651.650.860.710.730.711.682.332.242.331.6開竣工要求1998年10月開工，2001年12月竣工。說明：在本次設(shè)計(jì)中可不考慮根底開挖與處理事宜，但應(yīng)考慮導(dǎo)流時段對壩體上升的要求〔即攔洪渡汛、施工進(jìn)度方案安排〕。要求同學(xué)們初擬施工進(jìn)度方案。1.7水文資料可采用的水文資料如下：CV=0.63,Cs=3；Xp50=3557.69m3/s，Xp100=4096.65m3/s,Xp200=4628.03m3/s,Xp202確定施工導(dǎo)流階段2.1計(jì)算壩前水深工程于1998年10月開工，2001年12月竣工，工程總歷時39個月，在整個施工期共經(jīng)歷了3個汛期，綜合各方面考慮，進(jìn)行施工分期。根據(jù)有壓流計(jì)算公式Q=ωμ(2gz)1/2，可推算出工程正常運(yùn)行時的流域面積ω=Q/μ(2gz)1/2=Xp500/μ(2gz)1/2=5100/0.75×〔2×9.8×〔594-493.5〕1/2=153.2m當(dāng)遇到20年一遇洪水時，在壩前水位：▽p20=X2p20/μ2ω22g=2846.662/0.752×153.22×2×9.8+493.5=524.8m同理可知當(dāng)遇到50年一遇洪水時，在壩前水位：▽p50=542.4m當(dāng)遇到100年一遇洪水時，在壩前水位：▽p100=558.4m當(dāng)遇到200年一遇洪水時，在壩前水位：▽p200=576.3m2.2施工導(dǎo)流階段本工程采用全段圍堰法和隧洞導(dǎo)流相結(jié)合的導(dǎo)流方案。2.3壩體施工階段壩體施工第Ⅰ階段第一次汛期來臨前可歸為壩體施工Ⅰ階段共九個月即1998年10月至1999年6月，由于作業(yè)面寬，這一段為施工頂峰期，根據(jù)壩體剖面尺寸，可估算出汛期來臨時即1999年6月底，壩體施工高度到達(dá)517m。第一次攔洪度汛〔1999年7月-1999年9月〕，根據(jù)攔洪標(biāo)準(zhǔn)第一次攔洪度汛應(yīng)能攔截50-20年一遇洪水，此階段為施工期，壩體繼續(xù)上升，根據(jù)水文計(jì)算可知在圍堰作用下，20年一遇洪水可攔截，50年一遇洪水無法攔截，為確保壩體平安，用圍堰擋水隧洞泄水。壩體施工第Ⅱ階段第一次攔洪度汛至第二次攔洪度汛期來臨可作為壩體施工第Ⅱ階段，即1999年7至2000年6月，共12個月，作業(yè)面較第一次施工窄，根據(jù)填筑方量估計(jì)到2000年6月底，壩體施工高度到達(dá)577m。第二次攔洪度汛即2000年7月至9月，根據(jù)攔洪標(biāo)準(zhǔn)第二次攔洪度汛應(yīng)能攔截200年一遇洪水，水庫總庫容為2億m3,有效庫容1.774億m3,校核水位598.04m，死水位520m，直線內(nèi)插可得壩前水位577m時攔洪庫容1.52億m3,能攔截200年一遇洪水。壩體施工第Ⅲ階段此施工期共經(jīng)歷12個月，作業(yè)面繼續(xù)變窄，施工強(qiáng)度低，2001年6月壩體施工高度594m，累計(jì)施工高度17m。第三次攔洪度汛2001年7月至2001年9月，此時壩體高度達(dá)594m，直線內(nèi)插可得攔洪庫容為1.91億m3，能攔蓄500年一遇洪水。壩體施工第Ⅳ階段2001年7月至2001年12月此階段為完建期，施工作業(yè)面減小，施工強(qiáng)度最小，2001年12月底工程根本完工，此階段累計(jì)高度6m。3確定形象進(jìn)度3.1第一期工程量確定初步估計(jì)第一期土體方量V=253.79萬m3,V粘=71.22萬m3,V反=9.99萬m3,V石=172.57萬m351745103493.52484475.21由圖上比例3.6/80.2=4/L475.2可測得L475.2=89.1m,L484=120.3m,L493.5=289.6m,L510=289.6m,L510=285.16m,L517=289.6mS=S1+S2+S3+S4=(120.3+89.1)×(484-475.2)×0.5+(289.6+120.3)×(493.5-484)×0.5+289.6×(510-493.5)+(289.6+285.16)×(517-510)×0.5=9658.45mB484=440-(600-484)ctg45o-(600-484)ctg52o=233.37mB517=440-(600-517)ctg45o-(600-517)ctg52o=292.15mB=(B484+B51)/2=262.76mV=BS=262.76×9658.45=253.8×10S粘=(55.7+77.97)×(517-475.2)/2=2793.7mB粘=(B517+B475.2)/2=254.9mV粘=S粘B粘=712177.76mS反=49.01×〔3+5〕=392.09mV反=392.09×254.9=99943.7mV石=V-V粘-V反=1725732.84m同理可得第二期、第三期、完建期工程量如下。3.2第二期工程量確定估計(jì)第二期土體方量V=458.94萬m3,V粘=78.19萬m3,V反=18.95萬m3,V石=361.79萬m3。3.3第三期工程量確定估計(jì)第三期土體方量V=47.84萬m3,V粘=9.49萬m3,V反=2.95萬m3,V石=35.49萬m33.4完建期工程量確定估計(jì)完建期土體方量V=6.01萬m3,V粘=1.35萬m3,V反=1.55萬m3,V石=3.18萬m3,S=139.92m2,B=3.5初擬施工方案的形象進(jìn)度施工形象進(jìn)度方案工程工作量(m3)日期壩體一期253.81998年10月—1999年6月平均強(qiáng)度28.2(m3/月)壩體二期458.941999年7月—2000年6月平均強(qiáng)度38.25(m3/月)壩體三期47.842000年7月—2001年6月平均強(qiáng)度3.99(m3/月)完建期6.012001年7月—2001年12月平均強(qiáng)度1.0(m3/月)4確定各期的強(qiáng)度4.1確定有效施工期根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，法定節(jié)假日和各月因雨天停工天數(shù)如下表：一月元旦1天，二月春節(jié)3天，五月勞動節(jié)3天，十月國慶節(jié)3天。施工工作日分析表123456789101112一期二期三期完建期粘土2522252113853817272518319919985反濾料302531303029272726283031264344344169石料3025313030303031292930312663563561804.2挖運(yùn)強(qiáng)度確實(shí)定土石壩施工的挖運(yùn)強(qiáng)度取決于土石壩的上壩強(qiáng)度，上壩強(qiáng)度又取決于施工中的氣象水文條件、施工導(dǎo)流方式、施工分期、工作面的大小、勞動力、機(jī)械設(shè)備、燃料動力供給情況等因素。對于大中型工程，平均日上壩強(qiáng)度通常為1至3萬m3,高的到達(dá)10萬m3確定上壩強(qiáng)度上壩強(qiáng)度QD〔m3/d〕按下式計(jì)算：QD=V＇KaK/TK1式中V＇--分期完成的壩體設(shè)計(jì)方量〔m3〕,以壓實(shí)方計(jì)；Ka――壩體沉陷影響系數(shù)，可取1.03～1.05；取1.05K――施工不均勻系數(shù)，可取1.2～1.3；取1.3K1――壩面作業(yè)土料損失系數(shù)，可取0.9～0.95；取0.95T――施工分期時段的有效工作日數(shù)，d，等于該時段的總?cè)諗?shù)扣除法定節(jié)假日和因雨停工的日數(shù)，后者取決于降雨強(qiáng)度、上壩土料性質(zhì)等因素；一期QD=QD粘+QD反+QD石=15457.49m3QD粘=V粘＇KaK/T粘K1=712178×1.05×1.3/183/0.95=55910.73m3QD反=V反＇KaK/T反K1=99944×1.05×1.3/264/0.95=543.95m3QD石=V石＇KaK/T石K1=1725732×1.05×1.3/266/0.95=9321.81m3二期QD=QD粘+QD反+QD石=21360.02m3QD粘=V粘＇KaK/T粘K1=781909×1.05×1.3/199/0.95=5645.6m3QD反=V反＇KaK/T反K1=189539.3×1.05×1.3/344/0.95=791.68m3QD石=V石＇KaK/T石K1=3617880×1.05×1.3/356/0.95=14922.74m3三期QD=QD粘+QD反+QD石=2234.41m3QD粘=V粘＇KaK/T粘K1=94035×1.05×1.3/199/0.95=678.96m3QD反=V反＇KaK/T反K1=29489×1.05×1.3/344/0.95=123.17m3QD石=V石＇KaK/T石K1=354869×1.05×1.3/356/0.95=1432.28m3完建期QD=QD粘+QD反+QD石=384.36m3QD粘=V粘＇KaK/T粘K1=13545×1.05×1.3/85/0.95=228.97m3QD反=V反＇KaK/T反K1=15491×1.05×1.3/169/0.95=131.71m3QD石=V石＇KaK/T石K1=31780×1.05×1.3/180/0.95=253.68m3確定運(yùn)輸強(qiáng)度運(yùn)輸強(qiáng)度QT(m3/d)根據(jù)上壩強(qiáng)度QD確定：QT=QDKc/K2式中Kc――壓實(shí)影響系數(shù)，Kc＝γ0/γT，γ0為壩體設(shè)計(jì)干容重，t/m3，γT為土料運(yùn)輸?shù)乃缮⑷葜?，t/m3；K2――運(yùn)輸損失系數(shù)，可取0.95～0.99，因土料性質(zhì)及運(yùn)輸方式而異。取0.95。工程料場含水量自然土干容重(t/m3)松土折自然土系數(shù)設(shè)計(jì)干容重γd(t/m3)KcK＇c粘性土砂礫料反濾料16%5%5%1.451.651.650.860.710.711.682.332.331.341.991.991.161.411.41一期QT=QT粘+QT反+QT石=28553.45m3QT粘=QD粘Kc/K2=55910.73×1.34/0.95=7887.28m3QT反=QD反Kc/K2=543.95×1.99/0.95=1139.43m3QT石=QD石Kc/K2=9321.81×1.99/0.95=19526.74m3二期QT=QT粘+QT反+QT石=40880.84m3QT粘=QD粘Kc/K2=5645.6×1.34/0.95=7963.27m3QT反=QD反Kc/K2=791.68×1.99/0.95=1658.36m3QT石=QD石Kc/K2=14922.74×1.99/0.95=31259.21m3三期QT=QT粘+QT反+QT石=4215.95m3QT粘=QD粘Kc/K2=678.96×1.34/0.95=957.69m3QT反=QD反Kc/K2=123.17×1.99/0.95=258.01m3QT石=QD石Kc/K2=1432.28×1.99/0.95=3000.25m3完建期QT=QT粘+QT反+QT石=1130.26m3QT粘=QD粘Kc/K2=228.97×1.34/0.95=322.97m3QT反=QD反Kc/K2=131.71×1.99/0.95=275.90m3QT石=QD石Kc/K2=253.68×1.99/0.95=531.39m3確定開挖強(qiáng)度開挖強(qiáng)度Qc(m3/d)仍根據(jù)上壩強(qiáng)度QD確定：Qc=QDK＇c/(K2K3)式中K＇c――壓實(shí)系數(shù)，為壩體設(shè)計(jì)干容重γ0與料場天然容重γc的比值；見上表K3――土料開挖損失系數(shù)，隨土料特性和開挖方式而異，一般取K3=0.92～0.97。本設(shè)計(jì)取0.95一期QT=QT粘+QT反+QT石=22600.69m3Qc粘=QD粘K＇c/(K2K3)=55910.73×1.16/0.95/0.95=7187.15Qc反=QD反K＇c/(K2K3)=543.95×1.41/0.95/0.95=849.83m3Qc石=QD石K＇c/(K2K3)=9321.81×1.41/0.95/0.95=14563.71m3二期QT=QT粘+QT反+QT石=31807.45m3Qc粘=QD粘K＇c/(K2K3)=5645.6×1.16/0.95/0.95=7526.39m3Qc反=QD反K＇c/(K2K3)=791.68×1.41/0.95/0.95=1236.86m3Qc石=QD石K＇c/(K2K3)=14922.74×1.41/0.95/0.95=23314.20m3三期QT=QT粘+QT反+QT石=3302.8m3Qc粘=QD粘K＇c/(K2K3)=678.96×1.16/0.95/0.95=872.68m3Qc反=QD反K＇c/(K2K3)=123.17×1.41/0.95/0.95=192.43m3Qc石=QD石K＇c/(K2K3)=1432.28×1.41/0.95/0.95=2237.69m3完建期QT=QT粘+QT反+QT石=896.4m3Qc粘=QD粘K＇c/(K2K3)=228.97×1.16/0.95/0.95=294.30mQc反=QD反K＇c/(K2K3)=131.71×1.41/0.95/0.95=205.77m3Qc石=QD石K＇c/(K2K3)=253.68×1.41/0.95/0.95=396.33m35確定挖運(yùn)方案5.1確定開挖機(jī)械的生產(chǎn)能力開挖機(jī)械及其計(jì)算。〔取正鏟〕P=60qnKHK＇pKBKt(m3/h)式中q――土斗的幾何容積，取6m3n――對于單斗挖掘機(jī)系指每分鐘循環(huán)工作次數(shù)，對于多斗挖掘機(jī)系指每分鐘傾倒的土斗數(shù)量；取1.6KH――土斗的充盈系數(shù)，表示實(shí)際裝料容積與土斗幾何容積的比值；對于正向鏟可取1，對于索鏟可取0.9；取1K＇p――土的松散影響系數(shù)，系指挖土前的實(shí)土與挖后松土體積的比值，其大小與土料的等級有關(guān)，對于Ⅰ級土約為0.913～0.83，Ⅱ級土約為0.88～0.78，Ⅲ級土約為0.81～0.71，Ⅳ級土約為0.79～0.73；根據(jù)預(yù)算定額三類土取0.8KB――時間利用系數(shù)，表示挖掘機(jī)工作時間的利用程度，可取0.8～0.9；取0.9Kt――聯(lián)合作業(yè)延誤系數(shù)，考慮運(yùn)輸工具影響挖掘的工作時間；有運(yùn)輸工具配合時，可取0.9；無運(yùn)輸工具配合時，應(yīng)取1;取0.9P=60qnKHK’pKBKt=60×6×1.6×1×0.8×0.9×0.9=373.2(m3/h)5.2確定運(yùn)輸機(jī)械運(yùn)輸采用30T自卸汽車運(yùn)輸，裝車時間1.5min，卸車時間1min，運(yùn)距1KM，汽車在一般道路上行駛，行駛速度取15KM/h,用2班，每班取8小時T1=8×60=480min5.3確定粘性土、反濾料、砂性土汽車裝載有效方量γ粘=1.45;γ反=γ砂=1.65q粘=30/1.45=20.7m3;q反=30/1.65=18.18m3;q砂=30/1.65=5.4確定運(yùn)輸工具周轉(zhuǎn)一次的時間對于工地常用的汽車、拖拉機(jī)，t值為：t=t1+t2+2L×60/v式中t1――裝車時間，min；t2――卸車時間，min；L――運(yùn)距，km；取1v――平均行駛速度，km/h；拖拉機(jī)取3.5～5km/h，在一般工地上開行的汽車取15～20km/h，經(jīng)改善路面后的道路上汽車可取25～35km/h。t=t1+t2+2L×60/v=1.5+1+2×1×60/15=10.5min5.5循環(huán)式運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量n確實(shí)定n=QTt/[q(T1-T2)]式中QT――運(yùn)輸強(qiáng)度〔一晝夜或一班運(yùn)載的總方量〕；q――運(yùn)輸工具截裝載的有效方量；T1――一晝夜或一班的時間，min；T2――一晝夜或一班內(nèi)運(yùn)輸工具的非工作時間，min；t――運(yùn)輸工具周轉(zhuǎn)一次的循環(huán)時間，min。確定粘土料運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量N1=QTt/[q(T1-T2)]=7887.28×10.5/20.7/480/2=4.17取5N2=QTt/[q(T1-T2)]=7963.27×10.5/20.7/480/2=4.2取5N3=QTt/[q(T1-T2)]=957.69×10.5/20.7/480/2=0.5取1N完=QTt/[q(T1-T2)]=322.97×10.5/20.7/480/2=0.2取1確定砂石料運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量N1=QTt/[q(T1-T2)]=19528.74×10.5/18.18/480/2=11.7取12N2=QTt/[q(T1-T2)]=31259.21×10.5/18.18/480/2=18.8取19N3=QTt/[q(T1-T2)]=3000.25×10.5/18.18/480/2=1.8取2N完=QTt/[q(T1-T2)]=531.39×10.5/18.18/480/2=0.4取1由于砂石料采用采砂船開挖有軌機(jī)車運(yùn)輸于自卸汽車上壩,采砂船采用索鏟Pc船=60qnKHK’pKBKt(m3/h)式中：q=6m3,n=1.2,KH=0.9,K’p=0.81,KB=0.9,Kt=1.0(m3Pc船=60qnKHK’pKBKt=60×6×1.2×0.9×0.81×0.9×1=283.44(m3/h)一般汽車每晝夜或每班運(yùn)輸循環(huán)次數(shù)m=(T1-T2)/t，生產(chǎn)能力PT為：PT=q(T1-T2)/t=18.18×8×60/10.5=831.1mPa=Pt/8=831.1/8=103.9>Pc船/n由上式得n=5.43取n=6輛確定反濾料運(yùn)輸機(jī)械數(shù)量N1=QTt/[q(T1-T2)]=1139.43×10.5/18.18/480/2=0.7取1N2=QTt/[q(T1-T2)]=1658.36×10.5/18.18/480/2=1.1取2N3=QTt/[q(T1-T2)]=258.01×10.5/18.18/480/2=0.2取1N完=QTt/[q(T1-T2)]=275.9×10.5/18.18/480/2=0.2取1n1=5+12+1=18,n2=5+19+2=26，n3=1+2+1=4，n完=1+1+1=3綜上取n=26輛5.6復(fù)核挖運(yùn)機(jī)械的參數(shù)采用正向鏟與自卸汽車配合的挖運(yùn)方案。，復(fù)核所選挖掘機(jī)的裝車斗數(shù)m。m=Q/(γcqKHK’p)式中Q――自卸汽車的載重量，t；q――選定挖掘機(jī)的斗容量，m3；γc――料場土的天然容重，t/m3；KH――挖掘機(jī)的土斗充盈系數(shù)；K’p――土料的松散影響系數(shù)。就粘性土料用汽車18輛γc=1.45，KH=1.0，K’p=0.8，q=6m3m=30/1.45/6/1.0/0.8=4.3通常應(yīng)使一臺挖掘機(jī)所需的汽車數(shù)n所對應(yīng)的生產(chǎn)能力略大于此挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，以充分發(fā)揮挖掘機(jī)的生產(chǎn)潛力，故有Pa=Pt/8=20.7×8×60/10.5/8=118.29m3/h>Pc/8=373.2/8=式中Pa――一輛汽車的生產(chǎn)率，m3/h；Pc――一臺挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m3/h。所以采用6m3滿足頂峰施工期上壩強(qiáng)度的挖掘機(jī)的數(shù)量應(yīng)為：Nc=Qcmax/Pc=2.3×104/16/373.2=3.8取4臺滿足頂峰施工期上壩強(qiáng)度的汽車總數(shù)應(yīng)為：Na=QTmax/Pa=3.2×104/16/67.14=29.8<44式中，Qcmax、QTmax分別為頂峰施工期開挖及運(yùn)輸土料的最大小時強(qiáng)度〔m3/h〕。6確定填筑方案壩體填筑壓實(shí)采用進(jìn)占法，為保證鋪料均勻，用推土機(jī)和平土機(jī)散料平料，采用“算放上料，定點(diǎn)卸料，隨卸隨平，定機(jī)定人，鋪平把