水运工程施工课程设计.doc

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1、水运工程课程设计计算说明书2013年3月目 录第一章 工程概况11.1 工程概况11.2 自然条件11.3 外部施工条件5第二章 主要工程量计算72.1 概述72.2 开挖线的绘制72.3 土方开挖工程量的计算72.4 土方填方工程量的计算92.5 粘土铺盖工程量计算102.6 混凝土工程量计算102.7 浆砌石工程量计算112.8 渗流量的计算12 2.9、 降雨量和最大排水量计算 13第三章 施工组织设计143.1 有效工日计算143.2 推土施工组织分析143.3 土方开挖施工组织分析153.4 混凝土浇筑施工组织分析153.5 浆砌石施工组织分析173.6 土方回填施工组织分析173.

2、7 粘土铺盖施工组织分析183.8 浆砌石护坡施工组织分析193.9 基坑排水组织分析193.10 安装和其他施工组织分析193.11 编制施工计划19第四章 施工平面布置204.1 交通运输路线204.2 建筑工地临时用水204.3 供电系统布置22 4.4 临时用房布置224.5 其他布置22附录： 附录1 混凝土施工横道图24附录2 流水施工横道图25附录3 流水施工横道图说明26附录4 施工总平面布置图29 附录5 施工机械汇总30第一章 工程概况1.1、工程概况1.1.1、工程名称:苏北某县某船闸工程1.1.2、工程地点：该船闸位于苏北某县城以北20公里的平湖东面，将平湖与运河相沟通

3、（参见图1）。1.1.3、工程规模图1 船闸位置该船闸是单线单级船闸。船闸隶属于包括节制闸、船闸、水坝等三个单项工程在内的水利枢纽工程。计划安排整个枢纽工程分两期施工；考虑整个工程的导流及保证正常通航，拟船闸为第一期工程，其它单位工程为第二期工程。船闸为钢筋混凝土结构，上闸首及调整过渡段与下闸首及调整过渡段基本对称，均采用短涵洞输水。采用人字形闸门，每扇门重30吨。闸室结构缝间距为30米，详细尺寸见图2。图2 船闸结构尺寸图1.2、自然条件 1.2.1、气温 A： X年日平均温度（下页表1）日1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月13.63.60.810.017.522.629

4、.726.923.215.210.33.42-111.91.56.117.321.327.326.924.512.811.33.830.30.63.26.616.621.626.529.226.914.910.37.040.31.62.410.417.121.128.027.524.217.212.26.050.11.95.510.914.718.727.828.022.817.312.13.562.80.93.511.914.318.628.529.822.816.812.05.672.42.423.911.415.721.126.230.223.516.211.56.486.12.34.7

5、9.417.621.927.220.021.917.211.54.195.72.69.110.717.621.527.329.420.217.012.73.2103.62.410.210.414.821.426.528.422.116.814.21.6117.00.89.98.912.325.427.125.822.618.413.13.2124.14.09.510.813.527.027.225.023.418.211.83.2132.12.912.09.913.026.727.120.524.421.08.35.6142.70.37.012.411.422.828.522.226.414.

6、45.18.0157.91.86.315.113.823.427.523.625.910.53.85.31610.14.08.019.016.921.727.624.119.210.74.74.61718.06.16.815.517.825.227.827.219.611.84.06.0185.25.48.113.017.328.827.629.020.811.56.06.0191.74.88.114.916.326.528.025.419.713.74.04.8200.46.510.820.117.125.829.824.018.114.83.42.2213.68.111.620.119.5

7、24.430.822.019.514.64.55.6224.110.62.317.018.224.331.423.819.99.35.86.9237.45.611.717.918.924.429.622.420.38.04.76.2246.26.212.717.021.124.328.521.220.99.85.07.9252.110.113.616.824.226.629.722.320.110.86.95.0260.31.75.815.426.030.328.123.720.56.17.63.1273.11.53.314.025.126.929.223.819.97.26.50.6281.

8、30.83.315.326.126.930.822.317.38.54.61.7290.44.715.524.426.431.822.314.69.86.52.2303.59.616.925.526.329.524.315.19.23.32.2312.212.427.127.323.79.11.1B：气温与施工的关系（表2）项目冬季施工措施夏季施工措施土方填筑间断建筑时 0 （日平均）连续填筑时 5 （日平均）混凝土工程日平均气温 30日最低气温 30土方回填照常施工停 工雨后停一天雨后停两天雨后停三天土方开挖照常施工照常施工停 工雨后停一天雨后停两天混凝土工程照常施工照常施工采取措施停工或采

9、取措施停 工浆砌块石照常施工照常施工照常施工采取措施停 工安 装照常施工照常施工照常施工照常施工停 工 C：月节假天数（表7）年份X X 年(X X1)年月份12345678910111212假日数57446454464457 1.2.3、水位资料平湖历年最高水位：一般在20.00米，但施工期间可通过放水将运河水位保持在17.00米左右。船闸附近地下水位一般在地面以下0.7米。 1.2.4、工程地质条件A、地形地貌船闸周围地形及建筑物平面布置分别见图2与图3(图中均有船闸放样基本控制点)。图3 船闸周围地形 B、水文地质地质剖面（见图4）。地下水位一般在地面以下0.7米。当基坑穿过多层土时，可

10、用加权平均法计算基坑内平均渗流量指标。1.3 外部施工条件 1.3.1 施工现场的特点A、交通运输： 在拟建的拦河坝上游处有一座简易码头，并有简易公路通县城。1.3.2 当地建筑材料供应情况A、建筑材料运输建议路径水泥、钢材由县城经公路运来；木材由水路运达简易码头，运距50公里；石料由水路运达简易码头，运距20公里；砂由采砂场水路达简易码头，运距38公里；闸门构件在位于县城城区的工厂制造后经公路运达工地拼装；其它物资由南面县城运来。 B、劳动力供应：所需一般民工和掌握一定技术的技工均可充分保证。 C、水电资源：工地附近有高压输电线路经过，可在工地修建变电站降压后向工地供电。运河水水质良好可经简

11、单处理后供饮用和施工用水。 D、施工机械设备负责施工的工程队有下列设备可供选择：（1）W100正向式挖土机三台；（2）CT6拖带式铲运机二台；（3）T100推土机四辆；（4）解放CA340自卸汽车和黄河QD351自卸汽车，3.5T，8T自卸汽车各6辆；（5）J1800拌和机4台；（6）HZ6P70A震捣器10台；（7）W100履带式起重机和W200履带式起重机各2台；（8）QT6塔式起重机1台；（9）T4510皮带输送机；（10）井式升降塔3台；（11）6JD36和6JD56深井泵各12台；（12）4B20和B20离心泵各12台；（13）井点设备2套；（14）斗车10辆、手推车20辆；（15）

12、3T卷扬机4台。以上机械设备开工前均检修完毕，集中于该工程队常驻地（船闸南面约20公里处的县城），并处于完好待命状态。必要时可以考虑向机械租赁公司租借常规土木建筑施工机械。 1.3.3、工程期限上级规定船闸工程于X年三月动工，次年元月完工，为期计11个月。第二章 主要工程量的计算2.1、概述主要工程量计算包括开挖面计算、挖方计算、填方计算、粘土量计算、浆砌石计算、混凝土方量计算、渗流量计算等。船闸在地形图中得位置见图5。船闸的结构尺寸见图2。图5 船闸断面及开挖轮廓线图据设计资料中给出的地形图，结合等高线的分布，将整个船闸沿纵向分为 25个截面（见图5），其中上游引航段为08截面，上游导墙段为

13、89截面，上闸首为910截面，闸室段为1015截面，下闸首为1516截面，下游导墙段为1617截面，下引河段为1724截面。我组共有6人，每人负责45个截面的相关计算。2.2、开挖线绘制开挖线是施工计算中的重要环节，将开挖线将开挖面的轮廓绘制于图纸上。在今后的平面布置中，开挖线范围内不得布置建筑物。开挖线根据制图，绘制在图纸上（详见上图5）。2.3、土方开挖工程量计算 开挖坡度为1:2，整个船闸纵向增宽为3m，横向增宽为5m。下图6选取了几个典型的计算断面。图6开挖断面图计算时每3个断面作为一个计算段，利用公式来计算，然后求和即可得总的开挖量。具体计算见表8。表8开挖量计算表序号断面号开挖断面

14、面积/m2段长/m开挖量/方1断面0854.993055684.4269707.65断面1819.9166667断面2819.88194442断面2819.881944477.5061450.32断面3793.7638889断面4762.50694443断面4762.506944462.6746643.87断面5741.6875断面6736.64583334断面6736.645833380.0060424.07断面7758.2430556断面8762.18755断面8762.187565.2551731.39断面9806.1458333断面10770.13888896断面10770.13888

15、89100.2540097.22断面11326.4652778断面12323.83333337断面12323.833333367.9229130.98断面13472.125断面14361.20138898断面14361.201388961.8341793.68断面15743.8541667断面16718.83333339断面16718.8333333124.58379938.52断面17635.8819444断面18670.472222210断面18670.472222264.0044631.26断面19704.9652778断面20693.847222211断面20693.847222274

16、.4250214.37断面21678.6041667断面22640.37512断面22640.37596.9257086.95断面23581.5555556断面24567.5902778开挖量合计为632850.29方2.4、土方填方工程量计算在开挖断面图的基础上，按1：2.5坡度回填，同时回填顶面两侧各预留3m机械通道或人行道。各个回填断面见下图7。图7船闸各处填方示意图 具体计算见表9表9回填量计算表部位回填断面面积/m2回填段长度/m回填量/方上游引航段339.47305103538.35上游导航段339.473513332.375422.38上闸首423.113012693.3闸室26

17、520053000下闸首423.113012693.3下游导航段422.383513332.375339.47下游引航段339.47325110327.75回填量合计为318917.45方2.5、粘土铺盖工程量计算上下游引河段和导航段底板均有黏土层铺盖，厚度为2.6m，粘土铺盖工程量计算表如下表10 。表10粘土铺盖工程量计算表部位粘土断面面积/m2长度/m粘土量/方上游引航道段166.9230050076上游导航段166.92406552.8160.72下游导航段160.72406552.8166.92下游引航道段166.9232053414.4粘土工程量合计为116596方2.6、混凝土工

18、程量计算 闸首、闸室和导航段（10m）为混凝土结构。图8 闸室混凝土断面图具体计算过程见下页表11 。表11部位混凝土断面面积/m2长度/m混凝土量/方上游导航段（混凝土段前5m）31.65158上游导航段（混凝土段后5m）31.65320.596.6上闸首416207780（减去廊道体积540）闸室62.8421013195.98下闸首408207620（减去廊道体积540）上游导航段（混凝土段前5m）31.65158上游导航段（混凝土段后5m）31.65320.596.6混凝土工程量合计为29552.98方钢筋用量为531953.64Kg2.7、浆砌石工程量计算 引航段、导航段的一部分（3

19、0m）和护坡为浆砌石结构。图9 浆砌石断面图 具体计算过程见下页表12表12位置部位面积（m2）长（高）度（m）体积（m3）底板上引航道直线段21.23006360上游导航段11950.4478上游导航段11950.4478下引航道直线段21.23206784两侧上引航道直线段4830014400上游导航段2472.51740下游导航段2472.51740下引航道直线段4832015360护坡上引航道直线段18.4323005529.6上游导航段18.43240772.820.208上闸首18.67220373.44闸室15.3282103218.88下闸首18.67220373.44下游导航

20、段18.43240772.820.208下引航道直线段18.4323205898.24浆砌石工程量合计为64279.2方2.8、渗流量计算 分析得，由于上游引航道得渗流量较大，故这里仅计算上游引航道得渗流量，根据其进行基坑排水设计，其它段可参照上游引航道进行基坑排水设计。计按公式计算渗流量，由于基坑穿过多层土，可用加权平均法计算综合渗透系数以计算基坑内渗流量指标，则上游引航道的综合渗透系数。 上游引航道的渗流量的具体计算过程如下表13。 表13渗流量计算计算段底面积(m2)侧面积在水平面上的投影面积(m2)综合渗透系数（m/s）水力坡度渗透量（m3/s）013333.5064083.80555

21、61.037E-040.20.153835121701.3881173.8611111.037E-040.20.05963232145.8331452.3541671.037E-040.20.074626342479.3611674.2638891.037E-040.20.086146452368.3401609.2152781.037E-040.20.082494561369.213910.251.037E-040.20.047275672368.3401534.7916671.037E-040.20.080950782405.3471548.6944441.037E-040.20.0820

22、06上游引航道的渗流量合计为2401.086m3/h2.9、 降雨量和最大排水量计算 同样计算上游引航道的降雨量和最大排水量，根据其进行基坑排水设计，其它段可参照上游引航道进行基坑排水设计。具体计算过程见下表14和15表14降水量计算计算段底面积(m2)侧面积在水平面上的投影面积(m2)日最大降水量（mm/d）降水量（m3/h）013333.5069444083.805556109.333.77967734121701.3888891173.861111109.313.09436771232145.8333331452.354167109.316.38674557342479.36111116

23、74.263889109.318.91630052452368.3402781609.215278109.318.11445093561369.201389910.25109.310.38100153672368.3402781534.791667109.317.7755134782405.3472221548.694444109.318.00736476表15上游引航段最大排水量计算计算段渗流量（m3/h）降水量（m3/h）总排水量（m3/h）01553.80633.78587.58612214.67813.094227.77223268.65516.388285.04334310.1261

24、8.916329.04245296.9818.114315.09456170.19310.381180.57467291.42317.776309.19978295.22518.007313.232合计2401.086146.4562547.542第三章 施工组织设计3.1、有效工日计算由于降雨、温度等的限制，每月可以施工的天数不同，不同的施工程序每月可以施工的天数也不一样。具体有效工日计算表如下:表16有效工日分析有效工日计算X年X+1年分部工程月份3月4月5月6月7月8月9月101112元月当月总天数3130313031313031303131土方开挖降水量停工1279614116422节

25、假日天数44645446445停工的总天数4479614116445有效工日2726242125171925262726混凝土工程降水量00121321000节假日天数44645446445停工的总天数44645446445有效工日2726252626272625262726浆砌块石降水量00121321000节假日天数44645446445停工的总天数44645446445有效工日2726252626272625262726土方回填降水量361618162619111055节假日天数44645446445停工的总天数461618162619111055有效工日2724151215511202

26、02626调整工日2724181818181820202626安装降水量00121321000节假日天数44645446445停工的总天数44645446445有效工日2726252626272625262726注：降雨天数与假日数取大值，气温不符合均采取措施而不停工。3.2、推土施工组织分析开工初期，先用推土机将场地进行初步整平，然后进行开挖，因此布置4辆T1100推土机对各个施工段进行初步整平工作。推土工作包括在施工前准备工作中。推土厚度为20cm。推土施工组织如下：使用4台推土机从上引航道向下引航道进行推土整平工作，使得其他机器能够行使，总共需要6天的时间，接下来正式开始施工。3.3、土

27、方开挖施工组织分析3.3.1、确定开挖方法，划分开挖区分两个施工队，每队有4台挖土机同时工作，两队同时开挖上引航道加上导航段的第一个施工段、上引航道加上导航段的第二个施工段、下引航道和下导航段的第三个施工段、下引航道和下导航段的第四个施工段，然后分别开挖闸首，最后同时集中开挖闸室。 3.3.2、堆土弃土区布置挖土机械开行路线和运输工具运行路线参见施工总平面布置图。3.3.3、选择主要施工机械及数量 开挖利用w-100挖土机和8T自卸汽车搭配作业。w-100挖土机工作效率为350-550m3/台班，取为550m3/台班；8T自卸汽车效率为85 m3/台班。每台套机械设备的机械工数量均为2。开挖施

28、工机械数量及配套人员数参见表17。表17 挖方施工组织部位工程量台班产量挖土机有效天数汽车台班产量自卸汽车数量汽车配套人员挖土机配套人员上、下闸首45584.5835508685459016闸室89081.56555088855310616上导航段27445.8335508385428416下导航段23707.5175508385428416上引航道1119112.960550815855010016上引航道2119112.960550815855010016下引航道1104081.78855081285499816下引航道2104081.788550812854998163.4、混凝土浇筑施

29、工组织分析船闸混凝土浇筑顺序应遵循“先深后浅、先高后低、先主后次”的原则进行安排。“先深后浅”是在先浇筑基础深的工程部位，否则，在浅的部位施工完成后，再浇筑深的部位时，便会扰动邻近表浅部位工程的基础，造成已浇部分的混凝土发生沉降、移位和裂缝。“先高后低，是在高度较大的结构物浇筑时，不致由于下层混凝土未浇而影响到上层结构物的浇筑或安装，这有利于后续工程施工的安排。另外，先浇高大建筑的底下一部分，再浇邻近低矮建筑物，最后完成高大建筑物的上部，这样的施工安排也有利于地基的稳定。“先主后次”是次要施工工程项目应服从主要项目，将次要项目穿插于主要项目之间进行。船闸工程由于其空间尺寸庞大，同时受基础、结构

30、、环境温度等因素的影响，容易产生不均匀沉降和裂缝，所以必须进行分块浇筑，并采取一系列温控措施，以保证船闸工程的质量。而各块之间的变形缝，是永久性接缝。由于结构块高度和平面尺寸仍然较大，如果按一次整体浇筑，在混凝土的拌和、起吊和运输等工序的力度上都难以满足要求，另外，受施工条件、施工机具等的限制一般还要分块浇筑，在结构上横向或竖向仍需要划分水平缝及垂直缝，这种临时性接缝称为施工缝。施工缝必须在施工过程中专门处理，以免使临时缝成为“永久”缝。混凝土施工选择J-800拌和机及HZ 6P-70A振动器，拌合机械效率为20m3/h，混凝土初凝时间选为2.5h，运输时间为0.5h，混凝土的延误系数取为0.

31、85具体方案如下：图10 闸首混凝土施工示意图先浇筑上下闸首底板，每台班70人浇筑12天【第1-12天】，然后继续上下闸首侧墙，每台班30人浇筑24天【第13-36天】。同时对上下导航道墙底板每台班5人浇筑4天【第13-16天】，上下导航道导墙侧墙每台班5人浇筑20天【第16-36天】。图11 闸室混凝土施工示意图图12 闸室平面混凝土施工示意图 对闸室底板分7段浇筑，由上下闸室相对浇筑，即由1、7段，2、6段，3、5段同时浇筑，最后第四段单独浇筑，每次浇筑4天【第36-40天】，第2、6段浇筑4天【第41-44天】，第3、5段浇筑4天【第45-48天】，第4段浇筑4天【第49-52天】，对闸

32、室侧墙分7段浇筑，在每段闸室底板完成后立刻进行对应段的侧墙浇筑，两侧闸墙同时施工施工顺序同闸室底板，即第1、7段浇筑21天【第40-61天】，即第2、6段浇筑21天【第44-65天】，即第3、5段浇筑21天【第48-69天】，即第4段浇筑21天【第52-73天】。共需：塔式起重机2台，拌和机J 1-800拌和机5台，HZ 6P-70A振动器25台，自卸汽车4辆。3.5、浆砌块石（不含护坡）施工组织分析 浆砌块石（不含护坡）施工组织分析详见下表。表18 浆砌石施工组织工程部位浆砌石砌筑量/m3台班效率实际天数每台班人员备注引航道加导墙第一段1148910857400先一二段、再三四段引航道加导墙

33、第二段11489108引航道加导墙第三段1218110865500引航道加导墙第四段12181108总47340若无搭接，共122天两台班共900人注：1共需：起重机6台，8T自卸汽车2辆，3.5T自卸汽车6辆。3.6、土方回填施工组织分析3.6.1、确定回填方法，注意作业顺序分两个施工队施工，开始上下导航段同时回填， 完工后回填上下引航段，然后回填上下闸首和闸室。 3.6.2、选择施工机具及数量，计算工期和工人数回填施工机械为T-100推土机、自卸汽车，T-100推土机工作效率为300500 m3/台班，取为400 m3/台班；自卸汽车产量为85 m3/台班。每台套机械设备的机械工数量均为2

34、。回填施工机械数量及配套人员数参见表19。表19回填施工组织分析回填施工组织分析部位工程量推土机工作效率推土机数推土实际天数汽车台班产量实际自卸汽车数量汽车配套人员机械配套人员上、下闸首25386.64008485357086闸室530004008985377490上导航段13332.374008385397894下导航段13332.374008385397894上引航道151769.174008885397894上引航道251769.174008885397894下引航道155163.8840081085377490下引航道255163.88400810853774903.7、粘土铺垫施工组织分析粘土铺垫施工组织分析详见下表20。表20粘土铺垫施工组织分析部位工程量推土机效率推土机数实际天数打夯机工作效率实际打夯机数上导航段6552.84004310016下导航段6552.84004310016上引航道12503840041510016上引航道22503840041510016下引航道126707.240041510016下引航道226707.2400415100163.8、浆砌石护坡施工组织分析浆砌石护坡施工组织分析详见下表。表21浆砌石护坡施工组织分析部位工程量汽车台班产量自卸汽车数量天数汽车配套人员上、下闸首