水运工程施工课程设计.docx
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水运工程施工课程设计
水运工程课程设计计算说明书
2013年3月
2.9、降雨量和最大排水量计算………………………………………………………13
附录4施工总平面布置图………………………………………………………………29
附录5施工机械汇总……………………………………………………………………30
第一章工程简况
1.1、工程简况
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公里地平湖东面,将平湖与运河相沟通(参见图1).
1.1.3、工程规模
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地水利枢纽工程.计划安排整个枢纽工程分两期施工;考虑整个工程地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30M,详细尺寸见图2.
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
1
3.6
3.6
0.8
10.0
17.5
22.6
29.7
26.9
23.2
15.2
10.3
3.4
2
-11
1.9
1.5
6.1
17.3
21.3
27.3
26.9
24.5
12.8
11.3
3.8
3
0.3
0.6
3.2
6.6
16.6
21.6
26.5
29.2
26.9
14.9
10.3
7.0
4
0.3
1.6
2.4
10.4
17.1
21.1
28.0
27.5
24.2
17.2
12.2
6.0
5
0.1
1.9
5.5
10.9
14.7
18.7
27.8
28.0
22.8
17.3
12.1
3.5
6
2.8
0.9
3.5
11.9
14.3
18.6
28.5
29.8
22.8
16.8
12.0
5.6
7
2.4
2.4
23.9
11.4
15.7
21.1
26.2
30.2
23.5
16.2
11.5
6.4
8
6.1
2.3
4.7
9.4
17.6
21.9
27.2
20.0
21.9
17.2
11.5
4.1
9
5.7
2.6
9.1
10.7
17.6
21.5
27.3
29.4
20.2
17.0
12.7
3.2
10
3.6
2.4
10.2
10.4
14.8
21.4
26.5
28.4
22.1
16.8
14.2
1.6
11
7.0
0.8
9.9
8.9
12.3
25.4
27.1
25.8
22.6
18.4
13.1
3.2
12
4.1
4.0
9.5
10.8
13.5
27.0
27.2
25.0
23.4
18.2
11.8
3.2
13
2.1
2.9
12.0
9.9
13.0
26.7
27.1
20.5
24.4
21.0
8.3
5.6
14
2.7
0.3
7.0
12.4
11.4
22.8
28.5
22.2
26.4
14.4
5.1
8.0
15
7.9
1.8
6.3
15.1
13.8
23.4
27.5
23.6
25.9
10.5
3.8
5.3
16
10.1
4.0
8.0
19.0
16.9
21.7
27.6
24.1
19.2
10.7
4.7
4.6
17
18.0
6.1
6.8
15.5
17.8
25.2
27.8
27.2
19.6
11.8
4.0
6.0
18
5.2
5.4
8.1
13.0
17.3
28.8
27.6
29.0
20.8
11.5
6.0
6.0
19
1.7
4.8
8.1
14.9
16.3
26.5
28.0
25.4
19.7
13.7
4.0
4.8
20
0.4
6.5
10.8
20.1
17.1
25.8
29.8
24.0
18.1
14.8
3.4
2.2
21
3.6
8.1
11.6
20.1
19.5
24.4
30.8
22.0
19.5
14.6
4.5
5.6
22
4.1
10.6
2.3
17.0
18.2
24.3
31.4
23.8
19.9
9.3
5.8
6.9
23
7.4
5.6
11.7
17.9
18.9
24.4
29.6
22.4
20.3
8.0
4.7
6.2
24
6.2
6.2
12.7
17.0
21.1
24.3
28.5
21.2
20.9
9.8
5.0
7.9
25
2.1
10.1
13.6
16.8
24.2
26.6
29.7
22.3
20.1
10.8
6.9
5.0
26
0.3
1.7
5.8
15.4
26.0
30.3
28.1
23.7
20.5
6.1
7.6
3.1
27
3.1
1.5
3.3
14.0
25.1
26.9
29.2
23.8
19.9
7.2
6.5
0.6
28
1.3
0.8
3.3
15.3
26.1
26.9
30.8
22.3
17.3
8.5
4.6
1.7
29
0.4
4.7
15.5
24.4
26.4
31.8
22.3
14.6
9.8
6.5
2.2
30
3.5
9.6
16.9
25.5
26.3
29.5
24.3
15.1
9.2
3.3
2.2
31
2.2
12.4
27.1
27.3
23.7
9.1
1.1
B:
气温与施工地关系(表2)
工程
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<3℃
日平均气温>30℃
日最低气温<-3℃
╱
土方开挖
╱
╱
C:
拆模时间(单位:
天)(表3)
混凝土强度
水泥种类
温度(
)
5
10
15
20
25
30
25%
400#普通水泥
2.5
2.5
2.0
1.5
1.5
1.0
500#普通水泥
2.5
2.5
1.5
1.5
1.0
1.0
400#火山灰水泥
6
4.5
3.5
2.5
2.0
1.5
50%
400#普通水泥
12
8
6
4
3
3
500#普通水泥
10
7
6
8
4
3
400#火山灰水泥
18
12
10
8
7
6
70%
400#普通水泥
28
20
14
10
8
7
500#普通水泥
20
14
11
8
7
6
400#火山灰水泥
32
25
17
14
12
10
D:
混凝土初凝时间(表4)
温度(
)
0
10
20
30
初凝时间(小时)
2.5
2.0
1.5
1.0
1.2.2、降雨
A.降水量资料(表5)
B.降水量与施工关系(表6)
项目
降水量(mm/d)
≤0.5
0.5-5
5-10
10-30
>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
XX年
(XX+1)年
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
假日数
5
7
4
4
6
4
5
4
4
6
4
4
5
7
1.2.3、水位资料
平湖历年最高水位:
一般在20.00M,但施工期间可通过放水将运河水位保持在17.00M左右.船闸附近地下水位一般在地面以下0.7M.
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).
B、水文地质
地质剖面(见图4).地下水位一般在地面以下0.7M.当基坑穿过多层土时,可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施工现场地特点
A、交通运输:
在拟建地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——在位于县城城区地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地技工均可充分保证.
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单处理后供饮用和施工用水.
D、施工机械设备
负责施工地工程队有下列设备可供选择:
(1)W—100正向式挖土机三台;
(2)CT—6拖带式铲运机二台;
(3)T—100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)J1—800拌和机4台;
(6)HZ6P—70A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)QT—6塔式起重机1台;
(9)T45—10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)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公里处地县城),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.
第二章主要工程量地计算
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.船闸地结构尺寸见图2.
据设计资料中给出地地形图,结合等高线地分布,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0—8截面,上游导墙段为8—9截面,上闸首为9—10截面,闸室段为10—15截面,下闸首为15—16截面,下游导墙段为16—17截面,下引河段为17—24截面.我组共有6人,每人负责4—5个截面地相关计算.
2.2、开挖线绘制
开挖线是施工计算中地重要环节,将开挖线将开挖面地轮廓绘制于图纸上.在今后地平面布置中,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选取了几个典型地计算断面.
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,然后求和即可得总地开挖量.具体计算见表8.
表8
开挖量计算表
序号
断面号
开挖断面面积/m2
段长/m
开挖量/方
1
断面0
854.9930556
84.42
69707.65
断面1
819.9166667
断面2
819.8819444
2
断面2
819.8819444
77.50
61450.32
断面3
793.7638889
断面4
762.5069444
3
断面4
762.5069444
62.67
46643.87
断面5
741.6875
断面6
736.6458333
4
断面6
736.6458333
80.00
60424.07
断面7
758.2430556
断面8
762.1875
5
断面8
762.1875
65.25
51731.39
断面9
806.1458333
断面10
770.1388889
6
断面10
770.1388889
100.25
40097.22
断面11
326.4652778
断面12
323.8333333
7
断面12
323.8333333
67.92
29130.98
断面13
472.125
断面14
361.2013889
8
断面14
361.2013889
61.83
41793.68
断面15
743.8541667
断面16
718.8333333
9
断面16
718.8333333
124.583
79938.52
断面17
635.8819444
断面18
670.4722222
10
断面18
670.4722222
64.00
44631.26
断面19
704.9652778
断面20
693.8472222
11
断面20
693.8472222
74.42
50214.37
断面21
678.6041667
断面22
640.375
12
断面22
640.375
96.92
57086.95
断面23
581.5555556
断面24
567.5902778
开挖量合计为632850.29方
2.4、土方填方工程量计算
在开挖断面图地基础上,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
339.47
305
103538.35
上游导航段
339.47
35
13332.375
422.38
上闸首
423.11
30
12693.3
闸室
265
200
53000
下闸首
423.11
30
12693.3
下游导航段
422.38
35
13332.375
339.47
下游引航段
339.47
325
110327.75
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
166.92
300
50076
上游导航段
166.92
40
6552.8
160.72
下游导航段
160.72
40
6552.8
166.92
下游引航道段
166.92
320
53414.4
粘土工程量合计为116596方
2.6、混凝土工程量计算
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)
31.6
5
158
上游导航段(混凝土段后5m)
31.6
5
320.5
96.6
上闸首
416
20
7780(减去廊道体积540)
闸室
62.84
210
13195.98
下闸首
408
20
7620(减去廊道体积540)
上游导航段(混凝土段前5m)
31.6
5
158
上游导航段(混凝土段后5m)
31.6
5
320.5
96.6
混凝土工程量合计为29552.98方
钢筋用量为531953.64Kg
2.7、浆砌石工程量计算
引航段、导航段地一部分(30m)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
21.2
300
6360
上游导航段
1195
0.4
478
上游导航段
1195
0.4
478
下引航道直线段
21.2
320
6784
两侧
上引航道直线段
48
300
14400
上游导航段
24
72.5
1740
下游导航段
24
72.5
1740
下引航道直线段
48
320
15360
护坡
上引航道直线段
18.432
300
5529.6
上游导航段
18.432
40
772.8
20.208
上闸首
18.672
20
373.44
闸室
15.328
210
3218.88
下闸首
18.672
20
373.44
下游导航段
18.432
40
772.8
20.208
下引航道直线段
18.432
320
5898.24
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,则上游引航道地综合渗透系数
.
上游引航道地渗流量地具体计算过程如下表13.表13
渗流量计算
计算段
底面积(m2)
侧面积在水平面上地投影面积(m2)
综合渗透系数(m/s)
水力坡度
渗透量(m3/s)
0—1
3333.506
4083.805556
1.037E-04
0.2
0.153835
1—2
1701.388
1173.861111
1.037E-04
0.2
0.05963
2—3
2145.833
1452.354167
1.037E-04
0.2
0.074626
3—4
2479.361
1674.263889
1.037E-04
0.2
0.086146
4—5
2368.340
1609.215278
1.037E-04
0.2
0.082494
5—6
1369.213
910.25
1.037E-04
0.2
0.047275
6—7
2368.340
1534.791667
1.037E-04
0.2
0.080950
7—8
2405.347
1548.694444
1.037E-04
0.2
0.082006
上游引航道地渗流量合计为2401.086m3/h
2.9、降雨量和最大排水量计算
同样计算上游引航道地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)
侧面积在水平面上地投影面积(m2)
日最大降水量(mm/d)
降水量(m3/h)
0—1
3333.506944
4083.805556
109.3
33.77967734
1—2
1701.388889
1173.861111
109.3
13.09436771
2—3
2145.833333
1452.354167
109.3
16.38674557
3—4
2479.361111
1674.263889
109.3
18.91630052
4—5
2368.340278
1609.215278
109.3
18.11445093
5—6
1369.201389
910.25
109.3
10.38100153
6—7
2368.340278
1534.791667
109.3
17.7755134
7—8
2405.347222
1548.694444
109.3
18.00736476
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)
0—1
553.806
33.78
587.586
1—2
214.678
13.094
227.772
2—3
268.655
16.388
285.043
3—4
310.126
18.916
329.042
4—5
296.98
18.114
315.094
5—6
170.193
10.381
180.574
6—7
291.423
17.776
309.199
7—8
295.225
18.007
313.232
合计
2401.086
146.456
2547.542
第三章施工组织设计
3.1、有效工日计算
由于降雨、温度等地限制,每月可以施工地天数不同,不同地施工程序每月可以施工地天数也不一样.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
10
11
12
元月
当月总天数
31
30
31
30
31
31
30
31
30
31
31
土方开挖
降水量停工
1
2
7
9
6
14
11
6
4
2
2
节假日天数
4
4
6
4
5
4
4
6
4
4
5
停工地总天数
4
4
7
9
6
14
11
6
4
4
5
有效工日
27
26
24
21
25
17
19
25
26
27
26
混凝土工程
降水量
0
0
1
2
1
3
2
1
0
0
0
节假日天数
4
4
6
4
5
4
4
6
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