工程施工组织设计课程设计任务书

目 录 铁路工程施工组织设计任务书 1 课程设计说明书 2 1工程量的计算 2 1 1基地土方量的计算 2 1 2路基土石方量计算 8 2 确定土方调配方案 9 2 1 区间路基土石方调配 9 2 2 基地土石方调配 11 3 施工方法选择 16 4 机械化施工及施工机械的选择 16 4 1 计算挖土机的生产率 16 4 2 运输车辆配套计算 16 5 施工工期的计算 18 5 1 土石方集中地段的工期计算 18 5 2 施工工期的总体要求 18 6 施工场地布置图 19 参考文献 20 1 铁路工程施工组织设计任务书铁路工程施工组织设计任务书 一 一 设计题目 设计题目 新线铁路土石方工程施工组织设计 工程施工队承担 新线铁路临时轨排基地的土石方工程任务 其中包括基地面积为长300m宽9 0m的广场 基地两侧沿线路外伸500m的路基土石方工程 基地初步标高按线路设计 标高取平均值 泄水坡为单向坡i 3 土方边坡挖方为1 1 25 填方为1 1 5 原始资料为 贵广线 DK387 100至 DK388 100 段设计平面图及纵断面图各一份 线路为一级单线 一 施工条件 1 计算所需的施工机具均按需配备供应 2 所需劳力全部满足要求 3 施工在非雨季进行 月平均气温为20 二 设计内容设计内容设计内容设计内容 1 计算基地及基地两侧路基土方工程量 2 确定土方调配方案 选择施工方法 3 选择施工机械 确定施工机械走行路线 4 计算施工工期 布置现场平面图 三 设计成果及要求 1 编写课程设计说明书 约8000字 2 绘制现场平面布置图1张 2 图纸 3 绘制路基横断面图 比例 1 200 2 课程设计说明书课程设计说明书 1 1工程量的计算工程量的计算 1 1基地土方量的计算 1 1 1地面标高H地计算 在平面图上找出接近线路较为平坦的场地 300m 90m 布置方格网 边长取30m 形成30个方格 在平面图上找出每个方格角点的地面标高 表1 地面标高 地面标高 m H地1 203 3 H地12 204 8 H地23 204 9 H地34 204 0 H地2 204 2 H地13 203 2 H地24 203 2 H地45 203 6 H地3 203 5 H地14 203 5 H地25 203 7 H地36 203 7 H地4 202 7 H地15 203 0 H地26 203 1 H地37 203 2 H地5 201 5 H地16 201 0 H地27 202 8 H地38 202 6 H地6 202 7 H地17 201 2 H地28 200 9 H地39 201 1 H地7 202 8 H地18 202 6 H地29 200 8 H地40 201 3 H地8 202 6 H地19 202 5 H地30 201 2 H地41 201 5 H地9 202 6 H地20 202 6 H地31 201 4 H地42 200 8 H地10 201 5 H地21 201 3 H地32 200 5 H地43 200 4 H地11 200 5 H地22 200 5 H地33 200 5 H地44 200 3 1 1 2基地初步设计高程计算 0 H 根据线路起点高程204 67m 点高程200 93m 高程9 59m m73 201 3 59 19993 20067 204 3 321 0 HHH H 1 1 3基地设计高程 n H 单向排水 方向为X轴负方向 3 i 3150 03423121 HHHHH 73 201m18 202 3150 m09 202 312073 201 3120 03524132 HHHHH m00 202 39073 201 390 03625143 HHHHH m91 201 36073 201 360 03726154 HHHHH m82 201 330073 201 3120 03827165 HHHHH m73 201 3073 201 30 03928176 HHHHH m64 201 33073 201 330 04029187 HHHHH 3 m55 201 36073 201 360 04130198 HHHHH m46 201 39073 201 390 04231209 HHHHH m37 201 312073 201 3120 043322110 HHHHH m28 201 315073 201 3150 044332211 HHHHH 图1 基地计算土方量图 单位m 表2 基地设计高程 基地设计高程 m H1202 18H12202 18H23202 18H34202 18 H2202 09H13202 09H24202 09H35202 09 H3202 00H14202 00H25202 00H36202 00 H4201 91H15201 91H26201 91H37201 91 H5201 82H16201 82H27201 82H38201 82 H6201 73H17201 73H28201 73H39201 73 H7201 64H18201 64H29201 64H40201 64 H8201 55H19201 55H30201 55H41201 55 H9201 46H20201 46H31201 46H42201 46 H10201 37H21201 37H32201 37H43201 37 H11201 28H22201 28H33201 28H44201 28 1 1 4各角点的施工高度H计算 以 表示填方 表示挖方 下同 m12 1 3 203 18 202 1 地设 HHh 同理 各角点的施工高度求 结果见表3 表3 施工高度 施工高度 m 1 h 1 12 12 h 2 62 23 h 2 72 34 h 1 82 2 h 2 11 13 h 1 11 24 h 1 11 35 h 1 51 4 3 h 1 50 14 h 1 50 25 h 1 70 36 h 1 70 4 h 0 79 15 h 1 09 26 h 1 19 37 h 1 29 5 h 0 32 16 h 0 82 27 h 0 98 38 h 0 78 6 h 0 97 17 h 0 52 28 h 0 83 39 h 0 63 7 h 1 16 18 h 0 96 29 h 0 84 40 h 0 34 8 h 1 05 19 h 0 95 30 h 0 35 41 h 0 05 9 h 1 14 20 h 1 14 31 h 0 06 42 h 0 66 10 h 0 13 21 h 0 07 32 h 0 87 43 h 0 97 11 h 0 78 22 h 0 78 33 h 0 78 44 h 0 98 1 1 5确定 零线 由于施工的方格中 一部分的施工高度为 而另一部分的施工高度为 则此方格的土方必然为一部分是填方 一部分是挖方 填挖方的边界线即为零线 1 1 6方格网土方量计算 1 全填或全挖方格 如 1566 62 211 111 212 1 4 30 3 2 11 mV 5 1399 50 111 1 11 250 1 4 30 3 2 21 mV 1098 50 1 09 1 79 0 50 1 4 30 3 2 31 mV 927 05 195 0 96 0 16 1 4 30 3 2 71 mV 963 05 1 95 0 14 1 14 1 4 30 3 2 81 mV 558 07 0 13 0 14 1 14 1 4 30 3 2 91 mV 5 1701 72 2 11 1 11 1 62 2 4 30 3 2 12 mV 5 1219 70 111 1 11 150 1 4 30 3 2 22 mV 1233 70 1 19 1 09 1 50 1 4 30 3 2 32 mV 5 562 78 0 87 0 78 0 07 0 4 30 3 2 102 mV 1611 82 1 51 1 11 1 72 2 4 30 3 2 13 mV 5 1354 70 1 70 1 51 1 11 1 4 30 3 2 23 mV 1323 70 170 1 29 1 19 1 4 30 3 2 33 mV 954 78 098 029 1 19 1 4 30 3 2 43 mV 594 84 034 063 0 83 0 4 30 3 2 63 mV 5 355 84 0 34 005 0 35 0 4 30 3 2 73 mV 252 66 0 06 005 0 35 0 4 30 3 2 83 mV 576 66 0 06 0 97 0 87 0 4 30 3 2 93 mV 1701 98 0 78 0 97 0 87 0 4 30 3 2 103 mV 2 两填两挖方格 如 47 266 82 0 09 1 09 1 32 0 79 0 79 0 4 30 3 222 41 mV 6 97 99 82 0 09 1 09 1 32 0 79 0 32 0 4 30 3 222 41 mV 40 271 35 0 95 0 95 0 84 0 96 0 96 0 4 30 3 222 72 mV 40 109 35 095 0 35 0 84 0 96 0 84 0 4 30 3 222 72 mV 88 399 06 014 1 14 1 35 095 0 95 0 4 30 3 222 82 mV 88 21 14 1 06 0 06 0 95 0 35 0 35 0 4 30 3 222 82 mV 47 216 63 078 0 78 0 83 0 98 0 98 0 4 30 3 222 53 mV 97 148 63 0 78 0 78 0 83 098 0 98 0 4 30 3 222 53 mV 3 三填一挖或三挖一填方格 如 22 3 1 5 300 97 86 90 60 320 97 Vm 0 52 0 97 2 3 1 5 30 2 0 320 822 0 520 97 86 90316 4 6 Vm 22 3 1 6 300 52 18 39 60 520 97 Vm 0 52 0 96 2 3 1 6 30 2 0 97 1 162 0 960 52 18 39693 39 6 Vm 22 3 1 10 300 13 13 93 60 130 78 Vm 0 13 0 07 2 3 1 10 30 2 0 780 782 0 070 13 13 39365 89 6 Vm 22 3 2 4 300 82 29 34 60 82 1 09 Vm 0 98 0 82 7 2 3 2 4 30 2 1 09 1 192 0 980 82 29 34705 84 6 Vm 22 3 2 5 300 98 44 22 60 980 83 Vm 0 98 0 82 2 3 2 5 30 2 0 820 522 0 830 98 44 22470 22 6 Vm 22 3 2 6 300 96 51 89 60 960 84 Vm 0 96 0 52 2 3 2 6 30 2 0 520 832 0 840 96 51 89440 39 6 Vm 22 3 2 9 301 14 134 26 60 07 Vm 1 14 0 06 1 14 2 3 2 9 30 2 0 060 872 0 07 1 14 134 26132 76 6 Vm 将计算结果汇总 T 24095 75VV 填 3 m 3 w 14 18792mVV 挖 1 1 7 方格网边坡土方量的计算 图2 基地边坡平面示意图 土方边坡挖方为1 1 25 填方为1 1 5 按三角棱锥体和三角棱柱体计算边坡放量 8 23 111 11 221 12 1 251 120 73 32 VFHm 3 222 111 1 12 1 25 1 12111 429 11 332 VF lm 3 333 111 0 32 1 5 0 328 650 22 332 VF lm 3 444 111 7 5 0 32 1 25 0 320 16 332 VF lm 3 555 111 52 5 1 16 1 25 1 1614 72 332 VF lm 3 666 111 94 3 1 16 1 25 1 1626 44 332 VF lm 3 777 111 25 7 0 78 1 5 0 783 91 332 VF lm 23 888 11 220 78 1 5 0 78 0 36 32 VF Hm 22 3 810 99 11 0 78 1 5 0 98 1 5 22 9079 42 22 FF Vlm 23 101010 11 220 98 1 5 0 98 0 71 32 VF Hm 3 111111 111 162 52 0 98 1 5 0 9839 02 332 VFlm 3 121111 111 137 48 1 82 1 25 1 8294 87 332 VFlm 23 131313 11 221 82 1 25 1 82 3 14 32 VF Hm 22 3 113 1414 11 1 12 1 25 1 82 1 25 22 90160 55 22 FF Vlm 则 3 123 79 T Vm 3 329 56 W Vm 1 1 8 基地总土方量计算 3 24095 75 123 7924219 52 T Vm 3 18792 14 329 56 19121 70 W Vm 1 2路基土石方量计算 已知线路为一级单线 从 路基规范 中查得 一级单线非渗水土路基面宽度 路堑为7 1m 路堤为7 5m 路基顶面标高由纵断面图相应中心点求得 路基土石方的 采用平均断面法求 每50m画一个横断面 然后在CAD里面读出各断面的面积 用下面 9 的公式即可求得 23112 121 222 nn n AAAAAA VLLL 式中 A1A2A3 An 每个断面面积 L 1L2L3 Ln 1 两相邻断面间距离 用平均面积法求出各土方量填入下表 表6 表6 路基方量 路基方量计算 序号里程挖方面积Fw 填方面积Fr 挖方量填方量备注 1DK387 10038 89 2728 5 路堑 2DK387 15070 25 769 176 6 路堤 路堑 3DK387 1706 667 66 99 9809 4 路堤 路堑 4DK387 20019 32 611 5483 路堤路堑 5DK387 25024 46 5014 路堑 6DK387 300176 1 6094 25 路堑 7DK387 35067 67 3096 25 路堑 8DK387 40056 18 6975 路堑 9DK387 450222 82 6662 25 路堑 10DK387 50043 67 2174 路堑 11DK387 55043 29 2469 路堑 12DK387 60055 47 合计 36693 751369 10 2 确定土方调配方案 2 1 区间路基土石方调配 经济运距计算公式为 设路堑1的挖土 纵向运送L距离到路堤的费用为Am则 2 m Am A bL 1 A 挖土并装到运送工具上的费用 2 1m b 1土运送1m距离的费用 如果上述路堑挖方不纵向运至路堤 而运往弃土堆 路堤就由取土坑取土 横向 运至路堤的费用则为An An A bL弃 A bL取 2 L弃 挖土运至弃土堆的距离 L取 取土坑运至路堤的距离 当满足Am An时 L值即为经济运距 A bL A bL弃 A bL取 所以 L A L弃 L取 b b 3 查 铁路工程概预算定额 第一册 路基工程 2004年 路基土方定额 LY 47 挖掘机挖土装车挖掘机 3 0 2 m 普通土 挖土并装到运送工具上的费用为1 1295元 即 3 1m 1 1295A LY 150 自卸汽车运土自卸汽车 t20 运距 运土1000m需要4 1763元 则km1 3 1m 元0041763 0 1000 1763 4 b 根据地形条件取 mL50 取 mL50 弃 根据经济运距的公式 1 1295 100 0 0041763 370 0 0041763 ALLb Lm b 取弃 区间土石方调配 采用表上作业法 见表7 表7 区间土石方调配 断面方数m3利用方数m3 起讫里程 段 落路堤路堑路堑路堤 自何处 来往何 运 距 施工方法 技术及数 11 量 m 编 号 往路 堤 往弃土 堆 自取 土坑 自路堑 处去 m 人 力 施 工 机械 施工 DK387 100 DK387 1 50 12728 2728 0 0 来自路 堑 50 2728 DK387 150 DK387 1 70 277769769 00 769 来自路 堑 50 846 DK387 170 DK387 2 00 3809100 100 00 809 来自路 堑 50 909 DK387 200 DK387 2 50 4483612 500 1120483 来自路 堑 50 1095 DK387 250 DK387 3 00 55014 0 50140 0 来自路 堑 50 5014 DK387 300 DK387 3 50 660940 6094 00 来自路 堑 50 6094 DK387 350 DK387 4 00 703096 0 309600 来自路 堑 50 3096 DK387 400 DK387 4 50 8069750697500 来自路 堑 506975 DK387 450 DK387 5 00 9066620666200 来自路 堑 506662 DK387 500 DK387 5 50 10021740 21740 0 来自路 堑 50 2174 DK252 550 DK252 600 11024690 246900 来自路 堑 50 2469 2 2 基地土石方调配 由于站场为半填半挖 挖19122 填24220 挖方量大于填方量 所以须 3 mm 12 在站场周围寻找合适的取土区 满足运距大于200 且安全环保 取土区的分布情m 况如图3 图3 基地土石方分布图 单位 m 2 2 1 求各区段重心 取场地纵 横两边为坐标轴 分别求出各区间的上方重心的位置 即 V xV X V yV Y X Y 挖方或填方调配区的重心坐标 V 每个方格的土方量 x y 每个方格的重心坐标 为简化计算 可以几何形心位置代替重心位置 的重心坐标为 146 08 42 87 1 T 1 T 的重心坐标为 208 46 18 47 2 T 2 T 的重心坐标为 275 26 37 12 3 T 3 T 的重心坐标为 62 36 42 42 1 W 1 W 的重心坐标为 210 40 66 59 2 W 2 W 的重心坐标为 209 80 21 44 3 W 3 W 2 2 2 求填 取土区间之间的平均运距 22 WTWT YYXXL 填方区的重心坐标 T X T Y 13 挖方区的重心坐标 W X W Y 22 111111 WTTWTW LXXYY 83 72m 同理 可求其它各填挖区段间的距离 TjWi L 12132122 148 05 212 96 68 56 48 16 WTWTWTWT Lm Lm Lm Lm 23313233 71 24 90 54 21 48 87 83 WTWTWTWT Lm Lm Lm Lm 2 2 3 表上作业法进行最优土方调配 2 2 3 1根据图1 3及上面求出的运距编制土方调配表 如表8 表8 土方调配表 填方区 挖方量 3 m 挖方区 1 T 2 T 3 T 83 72148 05212 96 1 WX11 X12 X13 13956 4 68 5648 1671 24 2 WX21 X22 X235165 8 90 5421 4887 83 3 W X31 X32 X335097 8 填方量 3 m 14067 37738 82413 924220 目标函数 m i n j ij XijCZ 11 min 为每对调配区运距 ij C 约束条件 m j jij m i iij bXaX 11 2 2 3 2 编制初始调配方案 为使目标函数较小 并减少运算次数 可采用 最小元素法 编制 即优先对运距 最小的调配区进行调配 表8中 X32运距为21 48m 挖方W3供应给T2填方区 以此类 14 推 最后得到初始调配方案 见表9 表9 初始调配方案 填方区 挖方量 3 m 挖方区 1 T 2 T 3 T 84148213 1 W13956 x x 13956 4 694871 2 W111 2641 24145165 8 912188 3 W x 5098 x5097 8 填方量 3 m 14067 37738 82413 924220 由初始调配方案 计算其目标函数值为 3 min83 72 1395668 56 111 48 16 2641 5098 21 4871 24 2414 1586953 S mm 2 2 3 3 调配方案最优化检验 尽量方案以 最小元素法 调配原则编制 各目标函数是较小 但不能确定为 最小 所以要进行检验 检验采用假想运距法 此法较为简便 假想运距是假设方 案最优时的虚拟运距 在假想运距条件下 方案任意调整 若原运距均大于或等于 其对应的假想运距 则目标函数不能再降低 即方案为最优 如果原运距小于其对 应的假想运距 则目标函数值还可以降低 即方案不是最优 假想运距法的编制方法 见表10 先将有解 的方格运距填入表中0 X 表中有影格线 然后按矩形对角线上运距之和两两相等规律 从适当的方格 开始 逐一求出无解 即X 0表中方格画有X 方格的假想运距 即得假想运距表 表10 表10 假想运距表 填方区 挖方区 1 T 2 T 3 T 15 846386 1 W 694871 2 W 4221 10 3 W 用原运距减去假想运距来检验表11 表中出现负值 说明方案不是最优的 需进行 调整 表11 检验表 填方区 挖方区 1 T 2 T 3 T 085127 1 W 000 2 W 4900 3 W 2 2 3 4 方案调整 调整方案的目的是降低目标函数值 调整时应重新平衡 调整采用 闭回路法 从负值 X23 出发 沿竖直方向前进 遇到适当的有解 方格作90度转弯 然后依次前进 转回到出发点 形成闭回路 见表120 X 表12 闭合回路表 挖方区 填方区 1 T 2 T 3 T 1 W 2 W 26412414 16 3 W 5098X 在闭合回路上 将其最大运距的有解方格变为零 其有解值转入X23负值格 并调整 其他值 使其约束条件不变 调整后的新调配方案见表13 对新的调配方案再求出新的调整运距表 用前边方法 再去检验 直至找出最优方案为止 表13 新的调配方案表 填方区 挖方量 3 m 挖方区 1 T 2 T 3 T 83 72148 05212 96 1 W13956 x x 13956 4 68 5648 1671 24 2 W111 2641 24145165 8 90 5421 4887 83 3 W x 5098 x5097 8 填方量 3 m 14067 37738 82413 924220 新方案经检验 均为大于0 故新方案最优 其目标函数为 3 min83 72 1395668 56 111 48 16 2641 5098 21 4871 24 2414 1586953 S mm 2 2 3 5 绘出基地土方调配图 图4 基地土方调配图 17 3 施工方法选择 该工程土石方工程量大 战线长 劳动强度大 质量要求高 因此优先采用机械 化施工方法 在工程量小且施工条件限制而不宜采用机械化施工的工点 采用人 力配合小型机具施工方法 4 机械化施工及施工机械的选择 根据站场的土石方量和机械工作限额表 本应该选择铲运机施工 但由于 地形条件的限制还是宜采用挖土机施工并配合自卸汽车进行运输 并配备其他 机械压实 其中挖土机为6台 规格为1立方米 W1区布置3台 W2区布置2台 W 3区布置1台 4t自卸车 采用两班制作业 4 1 计算挖土机的生产率 3 8 36008 36000 9 10 85478 96 401 15 c B s K PqKm tK 台班 式中 P 挖土机生产率 台班 3 m q 挖土坑斗容量 本设计取1 3 m 3 m 土斗的充盈系数 0 8 1 1 本设计取0 9 c K 土的最初可松系数 本设计取1 15 s K 工作时间利用系数 0 7 0 9 本设计取0 85 B K 18 t 挖土机每次作业循环延续时间 s 一般为25 40s 本设计取40s 4 2 运输车辆配套计算 对区 1 W 运土车辆的数量 应保证挖土机连续作业 可按下式计算 1 N 111 tTN 式中 T 运土车辆每一工作循环延续时间 min t1 运土车辆每次装车时间 min n 运土车辆每车装土次数 r K K q Q n s c 1 Q 运土车辆的载重量 吨 本设计取4t r 实土容重 吨 m3 一般取1 7吨 m3 运土距离 m l Vc 重车与空车的平均速度 m