水利工程施工课程设计1

1《水利工程施工技术与施工机械1》课程设计一、目的和要求1．课程设计的目的（1）巩固水利水电工程施工课程的相关理论知识。（2）强化学生运用所学专业知识分析和解决工程施工实际问题的能力。（3）进一步培养学生的计算、绘图能力及使用设计规范、设计手册、定额、设计图集、参考资料等基本资料编写技术报告的能力。（4）培养学生掌握施工组织设计有关内容的设计方法与编制步骤。2．课程设计的要求（1）能根据设计任务书的要求，利用所给的基本资料，认真独立地完成设计任务。（2）独立思考，敢于创新。（3）报告书应简明扼要，逻辑性强，结论准确，计算正确；方案有较全面的分析论证且具备良好的技术经济效益。（4）设计成果均装入档案袋，并注明班级、姓名、学号及资料清单，然后上交。二、设计题目、设计内容和成果（一）工程概况S.T工程枢纽属一级建筑物，由河床混凝土重力坝、溢洪道、右岸土坝和坝后厂房等部分组成。坝址上下游均有砂石材料，特别是坝址下游砂石藏量丰富，开采运输比较方便，质量一般符合工程要求。1.混凝土工程量及工期要求（1）C15混凝土(每位同学学号的最后两位数都不为零时采用学号数的最后两位，否则采用93.4)×104m3，埋石率5%。（2）C20混凝土（若学号的倒数第二位数为零时，采用学号数的最后一位数，否则采用12.6）×104m3（3）总工期20个月，在开工后的8个月内应完成混凝土总量的30%~40%，15个月内应完成总量的80%~90%，剩余的在后5个月内完成。2.料场的基本情况，见表13.混凝土的配合比，见表224.各砂料场的粒径组成及主要物理性质，见表35.各砾石料场的粒径组成及主要物理性质，见表46.辅助工程砂砾石净料需要量（不包括损失）：104t/20月砂小石中石大石特大石2.311.601.652.552.03（二）破碎机械为CM-11A型，破碎石料得到的各级砂石料的含量如下（%）砂小石中石大石特大石414154027（三）课程设计要求1.进行料场规划，选择主料场和备用料场2.混凝土工程施工进度安排，各时段的混凝土浇筑量和砂石料净需量计算3.砂石开采量计算4.进行方案比较：一种方案是减少开采量，利用超径石破碎补充短缺粒径砂石量；另一种方案是以最大开采量控制。设1m3天然砂石料的采运综合单价是15元，1m3超径石的破碎加工单价是8元表1各料场基本特性料场位置及地形面积(km2)高程(m)覆盖层厚(m)有效层厚(m)储量(103m3)洪水及地下水情况明坝四级阶地右岸坝址下游1.2km有2条大冲沟0.13550-57026.8平均142900砾石层与红砂岩接触带雨季有小泉流出旧镇滩右岸坝址下游6.9km滩石平坦有水渠与阶地相隔0.24410-4160.257.51803平谷滩右岸坝址下游9km滩道路略有起伏，覆盖薄，有水渠通过0.13410-4150.185.5708富家沟右岸坝址下游10km山沟里，河口为冲积滩，沟壁黄土覆盖，沟中平时无水0.3460-480〈2.03.5715平时为干沟孙家沟200老虎沟0.057.03903表2混凝土配合比混凝土等级水灰比含砂率（%）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C150.6421.3107.5167463427427428427C200.5620.4108193441431431432432表3各砂料场的颗粒组成与物理性质料场名称粒径平均粒径(mm)自然密度(t/m3)密度(t/m3)粒度模数空隙率(%)0.150.15~0.30.3~0.60.6~1.21.2~2.52.5~5.05.0含量(%)富家沟与孙家沟8.88.8814.420.819.2200.461.572.73.1241.9老虎沟8.8129.615.22014.4200.401.962.672.7326.6宛家沟9.814.79.111.914.79.8300.341.982.672.3525.8表4砾石料场天然级配及物理性质料场名称粒径(mm)自然密度(t/m3)密度(t/m3)粒度模数空隙率(%)55-2020-4040-8080-150150含量(%)明坝四级阶地2018.721.821.815.721.812.727.6633.4旧镇滩1910.411.719.327.6121.872.758.7932平谷滩2013.612.414.321.7181.922.748.4929.9二、设计依据（一）骨料料场规划应根据料场的分布、开采条件、可利用料的质量、储量、天然级配、加工要求、弃料多少、运距远近、生产成本等因素考虑。首先要了解砂石料的需求、流域的近期规划、料源的状况，以确定是建立流域或地区的砂石生产基地还是工程专用的砂石系统。满足水工混凝土对骨料的各项质量要求、其储量力求满足各项设计级配的需要，并有必要的富裕量。选用的料场，特别是主料场，应场地开阔，高程适宜，储量大，质量好，开采季节长，主辅料场应能兼顾洪枯季节互为备用的要求。选择可采率高，天然级配与设计级配较为接近，用人工骨料调整级配数量少的料场。料场附近有足够的回车和堆料地，且占用农田少，不拆迁或少拆迁现有生活、生产设施。选择开采准备工作量小的，施工简便的料场。（二）天然砂砾料开采量的确定骨料总需要量iq:iq=jjijCVeK)1((kg,以松方计)4式中CK——混凝土出机以后的损失系数，为0.01~0.02。开采天然骨料总量iq为:Qi=(1+k)qi∕（piρ天然）式中k——骨料生产过程的损失系数，为个生产环节系数的总和，即k=k1+k2+k3+k4,其中k1，k2，k3，k4参考下表生产过程中骨料损耗系数产生损耗的生产环节Ki骨料粒径（mm）55~2040~8020~4080~120水上开采水下开采K10.030.070.020.050.020.03加工运输堆存混凝土生产K2K3K40.070.050.030.020.030.020.010.020.02（1）由天然砂石料开采量的计算公式：Qi=(1+K)可知，qi=Qiρpi／（1+K）（2）人工骨料开采量确定如需要开采石料作为人工骨料的料源，则石料开采量可按下式计算：式中Vr—采石场总开采量，m3，以自然方记K—人工骨料损耗系数，对碎石，加工损失为0.02～0.06，运输储存损失为0.02～0.04，对于人工砂，加工损失为0.08～0.20，运输储存损失为0.02～0.06--每立方米混凝土的骨料用量，t／m3Vo—混凝土的总需要量，m3β—块石开采成品获得率，取80%～95%ρ—块石的密度，t／m3在采用或部分采用人工骨料方案时，若有可用的开挖弃料，则将其扣除后确定实际开采量。三、计算过程各料场的剥采比的计算及主料场的确定剥采比：明坝四级阶地：0.8933旧镇滩：0.0294平谷滩：0.03275富家沟：＜0.5714孙家沟：＜0.5714老虎沟：＜0.2857由于剥采比=覆盖层厚/有效层厚，由规范知道剥采比≤0.2，若其比值越大开挖难度越大，成本也随之增加，经济效益低。覆盖层太大会给开挖增加难度。由于明坝四级阶地要考虑雨季，综上所述明坝四级阶地不宜作主料场。旧镇滩与平谷滩相比，旧镇滩右岸坝址下游6.9km滩石平坦有水渠与阶地相隔，平谷滩右岸坝址下游9km滩道路略有起伏，覆盖薄，有水渠通过，两者相比，旧镇滩的运距较近更有利于施工，所以初步选旧镇滩为主料场,选平谷滩为辅助料场。（一）1、本工程混凝土总量3534m107.5%95m106015C34m106.1220C2、总工期为20个月初步估开工后8个月应完成混凝土总量的30%，15个月完成总量的60%，剩余5个月完成总量的10%3、前八个月所需要的3535m1071.1%30m100.615C3434m1078.3%30m106.1220C4、九至十五月所需的3435m102.34%)3090(m107.515C3434m107.5660)%-(90m106.1220C5、剩余五个月所需要的3435m107.5%10m107.515C3434m1026.110%m106.1220C表1、各月所需的混凝土量单位:34m10混凝土前8个月9至15月剩余5个月总量15C1.7134.25.741.6420C3.787.561.2612.60（二）由表2可得前八个月﹙其中KC的取值都为0.01﹚：C15的混凝土中所需的砂75109965.74631071.1)1.01()1(jjijCVeKq砂C20的混凝土中所需的砂7410683.14411078.3)1.01()1(jjijCVeKq砂C15的混凝土中所需的小石675103747.74271071.1)1.01()1(jjijCVeKq小石C20的混凝土中所需的小石7410645.14311078.3)1.01()1(jjijCVeKq小石C15的混凝土中所需的中石75103747.74271071.1)1.01()1(jjijCVeKq中石C20的混凝土中所需的中石7410645.14311078.3)1.01()1(jjijCVeKq中石C15的混凝土中所需的大石7510392.74281071.1)1.01()1(jjijCVeKq大石C20的混凝土中所需的大石7410649.14321078.3)1.01()1(jjijCVeKq大石C15的混凝土中所需的特大石75103747.74271071.1)1.01()1(jjijCVeKq特大石C20的混凝土中所需的特大石7410649.14321078.3)1.01()1(jjijCVeKq特大石表2、前八个月各骨料的用量单位×710㎏混凝土砂小石中石大石特大石C157.99657.37477.37477.3927.3747C201.6831.6451.6451.6491.649（二）九至十五月C15的混凝土中所需的砂7510992.154631042.3)1.01()1(jjijCVeKq砂C20的混凝土中所需的砂7410367.34411056.7)1.01()1(jjijCVeKq砂7C15的混凝土中所需的小石7510749.144271042.3)1.01()1(jjijCVeKq小石C20的混凝土中所需的小石7410291.34311056.7)1.01()1(jjijCVeKq小石C15的混凝土中所需的中石7510749.144271042.3)1.01()1(jjijCVeKq中石C20的混凝土中所需的中石7410291.34311056.7)1.01()1(jjijCVeKq中石C15的混凝土中所需的大石7510783.144281042.3)1.01()1(jjijCVeKq大石C20的混凝土中所需的大石7410299.34321056.7)1.01()1(jjijCVeKq大石C15的混凝土中所需的特大石7510749.144271042.3)1.01()1(jjijCVeKq特大石C20的混凝土中所需的特大石7410299.34321056.7)1.01()1(jjijCVeKq特大石表3、九到十五月各骨料的用量单位×710㎏混凝土砂小石中石大石特大石C1515.99214.74914.74914.78314.749C203.3673.2913.2913.2993.299（三）剩余五个月C15的混凝土中所需的砂6410655.26463107.5)1.01()1(jjijCVeKq砂C2