水利工程施工课程设计(共12页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上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24.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0.3460-4802.03.5715平时为干沟孙家沟200老虎沟0.057.0390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(%)<0.150.150.30.30.60.61.21.22.52.55.0>5.0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(%)<55-2020-4040-8080-150>150含量(%)明坝四级阶地2018.721.821.815.721.812.727.6633.4旧镇滩1910.411.719.327.6121.872.758.7932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:= (kg,以松方计)式中混凝土出机以后的损失系数，为0.010.02。开采天然骨料总量为:Qi=(1+k)qi （pi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）<55204080204080120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=Qipi（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0.020.06，运输储存损失为0.020.04，对于人工砂，加工损失为0.080.20，运输储存损失为0.020.06-每立方米混凝土的骨料用量，tm3Vo混凝土的总需要量，m3块石开采成品获得率，取80%95%块石的密度，tm3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：0.0327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 2、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 4、九至十五月所需的 5、剩余五个月所需要的 表1、各月所需的混凝土量 单位: 混凝土前8个月9至15月剩余5个月总量1.7134.25.741.643.787.561.2612.60（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C20的混凝土中所需的砂 C15的混凝土中所需的小石 C20的混凝土中所需的小石 C15的混凝土中所需的中石 C20的混凝土中所需的中石 C15的混凝土中所需的大石 C20的混凝土中所需的大石 C15的混凝土中所需的特大石 C20的混凝土中所需的特大石表2、前八个月各骨料的用量 单位×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 C20的混凝土中所需的砂 C15的混凝土中所需的小石 C20的混凝土中所需的小石 C15的混凝土中所需的中石 C20的混凝土中所需的中石 C15的混凝土中所需的大石 C20的混凝土中所需的大石 C15的混凝土中所需的特大石 C20的混凝土中所需的特大石表3、九到十五月各骨料的用量 单位×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 C20的混凝土中所需的砂 C15的混凝土中所需的小石 C20的混凝土中所需的小石 C15的混凝土中所需的中石 C20的混凝土中所需的中石 C15的混凝土中所需的大石 C20的混凝土中所需的大石 C15的混凝土中所需的特大石 C20的混凝土中所需的特大石 表4、16到20月各骨料的用量 单位×混凝土砂小石中石大石特大石C1526.65524.58224.58224.64124.582C205.6125.4855.4855.4985.498表5、各月骨料的用量 单位×107混凝土1-8月（40%）9-15月（40%）16-12月（20%）砂小石中石大石特大石砂小石中石大石特大石砂小石中石大石特大石C1516.31014.94815.12714.76915.45016.31014.94815.12714.76915.4508.15527.47407.56377.28457.7250C203.04952.92132.70272.93492.95503.04962.92142.97532.93492.93791.52481.46071.48771.46741.4775辅助料0.9240.640.661.020.8120.80820.560.57750.89250.71050.57750.40.41250.63750.5075总量20.283518.509318.489718.72391821720.167818.236918.483818.596419.098410.25759.33479.46399.38939.71表六、二十个月所需要的骨料的量 单位×107砂小石中石大石特大石用量50.708846.273346.633446.709647.0254（四）（五）各料场可开采的总量1、旧镇滩可开采的骨料总量QI=(1+K)q/p则qi=QIpii/1+K由生产过程中骨料损耗系数表可知：砂：（取k=0.03+0.07+0.05+0.03=0.18）小石：（取k=0.02+0.02+0.03+0.02=0.09）中石：（取k=0.02+0.02+0.03+0.02=0.09）大石：（取k=0.02+0.01+0.02+0.02=0.07）特大石：（取k=0.02+0.01+0.02+0.02=0.07）砂：qi=QIpii/1+K=2125×103×1.87×103×19%/1+0.18=6.3984×108 kg小石：qi=QIpii/1+K=2125×103×1.87×103×10.4%/1+0.09=3.781×108 kg中石：qi=QIpii/1+K=2125×103×1.87×103×11.7%/1+0.09=4.265×108 kg大石：qi=QIpii/1+K=2125×103×1.87×103×19.3%/1+0.07=7.1676×108 kg特大石：qi=QIpii/1+K=2125×103×1.87×103×27.6%/1+0.07=10.250×108 kg主料即可开材料量如下表 单位：×107砂小石中石大石特大石总量开采量63.98437.8142.6571.676102.50318.62主料场实际可开采料量与计算值得二十个月的用量的差值：单位：×107砂小石中石大石特大石净需要量50.708846.273346.633446.709647.0254开采量63.98437.81042.65071.676102.50差量-13.27528.46333.9834-24.9664-55.4746由表可知若将旧镇滩料场开采完则浪费的料过多，方案一按最大量进行开采砂：Qi=(1+k)qi （pi天然）=（1+0.18）×50.7088×104÷(19%×1.87)=168.41×104 m3小石：Qi=(1+k)qi （pi天然）=（1+0.09）×46.2733×104÷(10.4%×1.87)=259.35×104 m3中石：Qi=(1+k)qi （pi天然）=（1+0.09）×46.6334×104÷(11.7%×1.87)=232.33×104 m3大石：Qi=(1+k)qi （pi天然）=（1+0.07）×46.7096×104÷(19.3%×1.87)=138.48×104 m特大石：Qi=(1+k)qi （pi天然）=（1+0.07）×47.0254×104÷(27.6%×1.87)=99.658×104 m3各种骨料开采总量 单位：104m³砂小石中石大石超大石开采量168.41259.35232.33138.4899.658898.228四、砂石开采方案比较（一）方案一：按最大量进行开采选小石作主料开采，以此方案进行计算的费用为：W=2×104×15=3.4805×107元（二）方案二：减少开采量，利用超径石破碎补充短缺粒径砂石量由中石破碎 Qi=(1+k)qi （pi天然）可计算出q小石 Q中石=232.33×104=（1+0.09）q小石÷（10.4%×1.87） q小石=37.810×107kg小石差量为q=46.2733×107-37.810×107=8.4633×107kg取232.27×104 m³为开采量进行计算得超经石W=232.33×104×12%=27.884×104 m³砂：qi=QIpii/1+K=232.33×104×1.87×103×19%/1+0.18=6.995×108kg小石：qi=QIpii/1+K=232.33×104×1.87×103×10.4%/1+0.09=4.608×108kg中石：qi=QIpii/1+K=232.33×104×1.87×103×11.7%/1+0.09=5.173×108kg大石：qi=QIpii/1+K=232.33×104×1.87×103×19.3%/1+0.07=8.455×108kg特大石：qi=QIpii/1+K=232.33×104×1.87×103×27.6%/1+0.07=12.061×108kg单位×107砂小石中石大石特大石净需要量50.7146.2746.6346.7147.03开采量69.9546.0851.7384.55120.61差量-19.240.19-5.1-37.84-73.58对超经石进行破碎需要量W=4.65÷0.14÷1.87=17.7616×104m3则此方案所需费用W=232.33×104×15+17.7616×104×8=3.6270×107元（三）方案三、若取开采量为200×104 m³ 可得超劲石W=200×104×12%×1.87=44.88×107砂：qi=QIpii/1+K=200×104×1.87×103×19%/1+0.18=60.220×107小石：qi=QIpii/1+K=200×104×1.87×103×10.4%/1+0.09=35.684×107中石：qi=QIpii/1+K=200×104×1.87×103×11.7%/1+0.09=44.145×107大石：qi=QIpii/1+K=200×104×1.87×103×19.3%/1+0.07=67.460×107特大石：qi=QIpii/1+K=200×104×1.87×103×27.6%/1+0.07=96.471×108单位×107砂小石中石大石特大石净需要量50.7146.2746.6346.7147.03开采量60.2235.6844.1567.4696.47差量-9.5110.592.48-20.75-49.44对超经石进行破碎需要的超经石W=(10.59+2.48)×104÷0.14÷1.87=49.92×104m3小石：W=49.92×104m3×15%=5.79×104>3.56×104则满足要求此方案所需费用W=200×104×15+49.92×104×8=3.399×107元综上分析：方案三相比而言较为经济。（五）结语第一次进行的课程设计给我留下了很多记忆深刻的东西，学到了很多过去在课本上没有掌握的知识。通过这次实习，我切实感受到以前所学的知识运用欠灵活。主要是因为对所学的知识没有形成一套完整的体系，这些零散的知识点运用起来很困难，因此，今后在学习中应该重视积累和运用，使所学的知识由量变到质变，发挥更大的指导作用。我今后的学习中以至于今后的工作中都将不断的得到验证，我会不断的理解和体会实习中所得到的知识，在未来的学习和工作中，利用学习的只是和今后学到的经验，充分展示自我的个人价值和人生价值，为实现自我的理想和光明的前程努力，为水利事业做出一点自己的贡献。最后，感谢胡老师这一周的悉心指导，使我在此施工课程设计中对水利水电施工课程的相关理论知识有了一个全新认识，为以后的学习工作打下了良好的基础。三、时间安排顺序设计内容时间分配（天）1施工条件分析，砂石料场规划方案确定12开采量计算2.53编写说明书与计算书（合）1.54合计5四、考核方式设计工作完成后，教师对学生设计成果全面评阅，结合定期检查情况和学生平时设计态度，评定课程设计成绩。成绩分优、良、中、及格、不及格5级。成绩评定后报学校记入学生成绩档案。成绩评定标准：优秀：设计合理，计算数据准确。设计工作认真，有一定的独立见解和创造精神。说明书符合任务书要求，内容正确、条理清楚，图纸符合规范，图面清晰。良好：设计合理，计算正确。设计工作认真，考虑问题基本周到。说明书符合任务书要求，内容正确，图纸比较清晰。中等：工作认真，设计方案与结构基本合理，计算正确。说明书和图纸符合任务书要求，内容基本正确。及格：设计工作比较认真，能够运用相应的设计方法进行设计，计算数据基本正确。内容基本正确，无原则性错误。说明书和图纸基本符合任务书要求，无大错误。不及格：设计工作敷衍，设计中有原则性错误，达不到任务书要求, 不掌握专业必备的基础理论和基础知识。 长江工程职业技术学院 水利工程系水工与施工教研室专心-专注-专业