水利工程施工课程设计

1、1、课程设计目的和要求(1) 1.1课程设计的目的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。1.2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

2、班级、姓名、学号及资料活单，然后上交。2、设计题目2.1工程概况S.T工程枢纽届一级建筑物，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。2.1.1混凝土工程量及工期要求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加8,否则采用93.4)104m3,埋石率5%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(1) 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

3、个月内完成。2.1.2混凝土的配合比表1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C150.6421.3107.5167463427427428427C200.5620.41081934414314314324322.1.3料场的基本情况表2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(%)<55-2020-4040-8080-150>150含量(%)明坝四级阶地2018.721.821.815.721.812.727.6633.4旧镇滩1910.411.719.327

4、.6121.872.758.7932平谷滩2013.612.414.321.7181.922.748.4929.92.1.4各砂料场的粒径组成及主要物理性质表3各料场基本特性料场位置及地形面积(km)高程(m)覆盖层厚(m)有效层厚(m)佛里(1。帽)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滩伯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家沟右岸坝

5、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0.3460-4802.03.5715平时为干沟孙家沟200老虎沟0.057.03902.1.5各砾石料场的粒径组成及主要物理性质表4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%<0.150.150.30.30.60.61.21.22.52.55.0>5.0含量（%）家沟与孙家沟8.88.8814.420.819.2200.461.572.73.1241.9老虎沟8.8129.615.22014.4200.401.962.72.7326.6宛家沟9.814.79.111

6、.914.79.8300.341.982.72.3525.82.1.6辅助工程砂砾石净料需要量表5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2.311.601.652.552.032.1.7各级砂石料的含量表6各级砂石料的含量（破碎机械为CM-11A型，破碎后的如下（）砂小石中石大石特大石4141540272.2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

7、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3、设计内容3.1料场规划3.1.1料场规划细则1. 砂石料综合规划设计应严格按规范或已经多个工程验证的成熟经验作为设计依据。2. 砂石料规模必须以相应深度的勘探资料为基础。资料内容应包括料场质量、储量、级配组成、产状分布、剥采比（料场无用层的重量与有用层重量的比值）和开采条件。砂石料规划一经审查确定，一般不宜作总体方案上的重大变动，除非经过全面论证工作，决策要慎重。3. 料场规划应与施工承包商普遍采用的施工设备和施工管理水平相适应。4. 分期施工的工程，应统筹考虑料源在各期的使用及其加工系统的延续性。分期使用料源时前后期原料应统筹安

8、排。5. 在进行料场选择时，要了解工程的需要和河流梯级（或地区）的近期发展规划、料源状况，以便确定建立梯级共用或分区性的砂石生产基地，或建设专用的砂石系统。6. 根据混凝土工程量、级配资料，结合料源的实际情况，通过综合的技术经济比较确定。满足水工混凝土对骨料的各项质量要求，其储量力求满足各设计级配的并有必要的富裕量。初查精度的勘探储量一般不少于需要量的3倍；详查精度的勘探量一般不少于设计需要量的2倍。成品骨料的利用率，一般宜在90恕上，低于90%寸应采取级配调整措施，做到经济合理。7. 对于人工开采石场，需从岩性、夹层、埋藏状况来判断其开采和加工条件。一般地说，岩石的强度高，特别是冲击强度高，

9、岩石的可碎性、可磨性差，对设备的磨蚀性大。这对破碎筛分设备及工艺流程的选择极其重要。对丁天然砂砾料场，需进行质量评价。对丁不符合质量要求的砂砾料，要研究改善质量的可能性和经济价值。选用的主料场应场地开阔，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。应优先选用可采储量为工程需要量50咖上的料场，与砂石料用户或现成铁路、码头距离在51km以内的料场，有用成分在80恕上的料场，天然砂砾料场平均剥采比在0.2以下、采石场平均剥采比在0.4以下的料场，覆盖层的厚度不超过1215m的料场，天然砂砾料场有用层的厚度在3m以上、采石场在1215m以上的料场，料场附近有足够的

10、回车和堆料场地、不占或少占农田、不拆迁或少拆迁现有生活、生产设施的料场。8. 通过综合的技术经济分析，选定料场规划方案。在进行料场技术经济分析时，要以满足质量、数量的前提下，优先选用开采、运输、加工费用低的方案。一般来讲，天然料的生产成本低丁人工料，应优先考虑利用。3.1.2主料场和备用料场的确定由各料场基本特性可计算各料场的剥采比（剥采比=覆盖层厚度/有效层厚）明坝四级阶地：0.258.50.029旧镇滩：26.80.89330平谷摊：0.180.0335.5富家沟：2.00.573.5孙家沟：2.00.573.5老虎沟：2.00.297.0由丁剥采比=覆盖层厚度/有效层厚，若其比值越大开挖

11、难度就会越大大，成本随之会增加，经济效益低。因此富家沟和孙家沟阶地不宜作主料场。由丁明坝四级阶地的覆盖层及其厚，因此开挖难度就会大大增大，成本随之会增加，经济效益低。而且有小泉流过，海拔非常高，虽然它的储量很丰富，达到290万m3，但考虑到本工程的混凝土的需求量仅为55万m3,因为详查精度的勘探量一般不少丁设计需要量的2倍即可，而本工程需要求量很少，所以不宜采用它作为主料场。考虑到本工程的需要量选旧镇滩作为主料场。其储量丰富，达到180万m3,足以满足工程的要求，相对离坝体较近。旧镇滩有阶地相隔，在雨季更容易排水，更有益于施工。在选用备用料场的时候，考虑到本工程所需要的量，选择平谷滩的较为合适

12、，乂考虑到它有水渠通过，雨季容易被淹，所以再选择一个备用料场，考虑到剥采比，老虎沟的较为合适。平时为十沟利于开采。因此选择平谷滩和老虎沟为备用料场。3.2混凝土的进度安排3.2.1各时段的混凝土浇筑量主体工程的混凝土的浇筑量C15为45万m3,C20的为12.6万m3,总工期为20个月，1-8月内完成混凝土总量的40%9-15月内应完成总量的90%16-20月内完成总量10%勺。1-8月混凝土浇筑量：C15:4540%18.8万m3,3C2012.640%5.04万m9-15月混凝土浇筑量：一一3C15:4550%22.5万mC2012.650%6.3万m316-20月混凝土浇筑量：C15:4

13、510%4.5万m33C2012.610%1.26万m3.2.2沙砾石净料需要量由公式qi(1kc)eN得，其中、取0.01,C15的浇筑量为45万m3,埋石率为5%C20的浇筑量为12.6万m3。C15混凝土中各骨料的用量：砂：(10.01)46345(15%)19.99万t小石：(10.01)42745(15%)18.44万t中石：(10.01)42745(15%)18.44万t大石:(10.01)42845(15%)18.48万t特大石：(10.01)42745(15%)18.44万tC20混凝土中各骨料的用量:砂：(10.01)44112.65.61万t小石：(10.01)43112.

14、65.48万t中石：(10.01)43112.65.48万t大石:(10.01)43212.65.5万t特大石:(10.01)43212.65.5万t主体工程各骨料的用量（不包括填埋的石头）：单位万t砂小石中石大石特大石25.5123.9223.9223.9823.94辅助工程砂砾石净料需要量（不包括损失）：万t/20月砂小石中石大石特大石2.311.601.652.552.03整个工程砂砾石净料需要量为主体工程和辅助工程的砂砾石的净需量之和（不包括损失和填埋的石头）：单位万t砂小石中石大石特大石27.8225.5225.5726.5325.973.2.3各时段的沙砾石的净需要量1-8月完成主

15、体工程量的40%9-15月内应完成总量的90%16-20月内完成总量10%勺。辅助工程20个月的需要量见上面辅助工程的需要量表。1-8、9-15、16-20个月的沙砾石的净需要量为主体工程的需要量与辅助工程的需要量之和18月砂砾石净需要量；砂：25.5140%2.3120811.13万t小石：23.9240%1.620810.21万t中石：23.9240%1.6520810.23万t大石:23.9840%2.5520810.61万t特大石：23.9440%2.0320810.4万t915月砂砾石净需要量砂：25.5150%2.3120713.56万t小石：23.9250%1.620712.52

16、万t中石：23.9250%1.6520712.54万t大石:23.9850%2.5520712.88万t特大石：23.9450%2.0320712.68万t1620月砂砾石净需要量砂：25.5110%2.312053.13万t小23.9210%中石：石：1.62052.79万t23.9210%1.65205Qi(1气2.8万t大石:23.9810%2.552053.04万t特大石：23.9410%2.032052.9万t3.3砂石开采量的计算第i组骨料所需的净料量为qi（万t）,则要求开采天然砂石料的总量Qi（以自然方计，万m3）可按下式计算：式中pi天然砂石料中第i种骨料粒径含量的白分率，天

17、然砂石料的密度，万t/万m3;kp砂砾石的松散系数取1.2骨料生产过程的损失系数，为各生产环节损失系数的总和，即骨料损失的生产环节系数损失系数数值砂大中石特大.大石开挖作业水上Ki0.030.020.02水下0.070.050.03加工过程K20.070.020.01运输过程K0.050.030.02混凝土生产K40.030.020.02损耗系数：k砂0.030.070.050.030.18K=K1+K2+K3+K4,其中K,K2,K3,K4的取值可参考下表:k小石0.020.020.030.020.09k中石0.020.010.020.020.07k大石0.020.010.020.020.0

18、7k特大石0.020.010.020.020.07开采量（没有计入填埋量）：(1(10.18)27.8252.36万m31.22.7519%Q小石(1(10.09)25.521.22.7510.4%81.05万m3Q中石(1(10.07)25.571.22.7511.7%70.86万m3Q大石(1Pi(10.07)26.531.22.7519.3%64.18万m3Q特大石(1k)k(10.07)25.971.22.7527.6%30.51万m33.4由砂砾石的开采量设计开采方案3.4.1方案一：按最大量进行开采选小石作主料开采，没有计入填埋量的开采量为81.05万m3,则开采的质量为Q总Q小石

19、Q埋81.05555%83.8万m3,天然砂砾石料的采运单价为则按此方案开采的砂砾石的费用为:wiQ总1583.8151257万元3.4.2方案二：选中石做主料开采以中石的实际净需量进行开采的天然骨料,其中小石不足的部分以超径石破碎来获取。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。按中石的实际净需量开采则:Q采Q中石70.86万m3则开采净小石量为:q小石Q采kpPi(1k)70.861.210.4%(10.09)8.11万m3则缺少的净小石量为:25.52/2.758.111.17万m3则需要的超径石：Q需q缺14%1.1714%8.36万m3开采量为Q采Q中石70.86万m3中含有的超径石量为;Q超70.8612%8.50万t有Q超Q需，则满足要求。Q总Q中石Q埋70.86555%73.61万m3则超径石来破碎的体积Q需8.36万m3以此方案进行计算的费用为:w2Q总15Q需870.86158.3681129.8万元3.5开采方案的选择wiQ总1583.8151257万元w2Q总15Q需870.86158.3681129.8万元有W1W2,则第二种方案费用较低，所以第二种方案比较经济合理4、设计感想为期一周的课程设计结束了，我有很多感触，课程设计