水利工程施工课程设计报告

水利水电工程课程设计报告

姓名：韩瑶瑶

学号：1334001273275

二○一五年七月

1、课程设计目的和要求

1.1 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。

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，并注明班级、姓名、学号及资料清单，然后上交。

2、设计题目

2.1 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。

2.1.1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加8，否则采用93.4)3

4

?，埋石率5%。

10m

（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）3

4

?

10m

（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。

2.1.2混凝土的配合比

表1 混凝土配合比

2.1.3料场的基本情况

表2 砾石料场天然级配及物理性质

2.1.4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

2.1.5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

2.1.6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

2.1.7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（%））

2.2 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

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

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%以上，低于90%时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，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。对于天然砂砾料场，需进行质量评价。对于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。

8.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%以上的料场，与砂石料用户或现成铁路、码头距离在5~1km以内的料场，有用成分在80%以上的料场，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12~15m的料场，天然砂砾料场有用层的厚度在3m以上、采石场在12~15m以上的料场，料场附近有足够的回车和堆料场地、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。

9.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于人工料，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：

029.05.825

.0= 旧镇滩： 893.0308

.26= 平谷摊： 033.05.518

.0= 富家沟： 57.05.30

.2=

孙家沟： 57.05.30

.2=

老虎沟： 29.00

.70

.2=

由于剥采比=覆盖层厚度/有效层厚，若其比值越大开挖难度就会越大大，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。

由于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290万3m ，但考虑到本工程的混凝土的需求量仅为55万3m ，因为详查精度的勘探量一般不少于设计需要量的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180万3m ，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，又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。平时为干沟利于开采。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45万3m ，C20的为12.6万

3m ，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%的。

1-8月混凝土浇筑量： C15： 38.18%4045m 万=?， C20： 304.5%406.12m 万=? 9-15月混凝土浇筑量： C15： 35.22%5045m 万=? C20： 33.6%506.12m 万=? 16-20月混凝土浇筑量： C15： 35.4%1045m 万=? C20： 326.1%106.12m 万=? 3.2.2沙砾石净料需要量

由公式j j

ij c i v e k q ∑+=)1(得，其中c k 取0.01，C15的浇

筑量为45万3m ，埋石率为5%，C20的浇筑量为12.6万3m 。

C15混凝土中各骨料的用量：

砂： t 万99.19%)51(45463)01.01(=-???+ 小石： t 万44.18%)51(45427)01.01(=-???+ 中石： t 万44.18%)51(45427)01.01(=-???+ 大石： t 万48.18%)51(45428)01.01(=-???+ 特大石： t 万44.18%)51(45427)01.01(=-???+ C20混凝土中各骨料的用量： 砂： t 万61.56.12441)01.01(=??+ 小石：

t 万48.56.12431)01.01(=??+

中石： t 万48.56.12431)01.01(=??+ 大石：

t 万5.56.12432)01.01(=??+

特大石： t 万5.56.12432)01.01(=??+

主体工程各骨料的用量（不包括填埋的石头）：单位万t

辅助工程砂砾石净料需要量（不包括损失）： 万t/20月

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

3.2.3各时段的沙砾石的净需要量

1—8月完成主体工程量的40%，9-15月内应完成总量的90%，16-20月内完成总量10%的。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。

1—8月砂砾石净需要量；

砂： 13.1182031.2%4051.25=?÷+?万t 小石： 21.108206.1%4092.23=?÷+?万t 中石： 23.1082065.1%4092.23=?÷+?万t 大石： 61.1082055.2%4098.23=?÷+?万t 特大石：4.1082003.2%4094.23=?÷+? 万t

9—15月砂砾石净需要量:

砂： 56.1372031.2%5051.25=?÷+?万t 小石： 52.127206.1%5092.23=?÷+?万t 中石： 54.1272065.1%5092..23=?÷+?万t 大石： 88.1272055.2%5098.23=?÷+?万t 特

大

石

： 68.1272003.2%5094.23=?÷+?万

t

16—20月砂砾石净需要量:

砂： 13.352031.2%1051.25=?÷+?万t 小石： 79.25206.1%1092.23=?÷+?万t 中石： 8.252065.1%1092.23=?÷+?万t 大石： 04.352055.2%1098.23=?÷+?万t 特大石：9.252003.2%1094.23=?÷+?万t 3.3 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，万3m ）可按下式计算：

i

p i

i p k q k Q ρ)1(+=

式中 pi ——天然砂石料中第i 种骨料粒径含量的百分率，%。 ρ——天然砂石料的密度，万万/t 3m ； p k ——砂砾石的松散系数取1.2

K ——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K= K 1+ K 2+ K 3+ K 4,其中K 1, K 2, K 3, K 4的取值可参考下表：

损耗系数：18.003.005.007.003.0=+++=砂k 09.002.003.002.002.0=+++=小石k 07.002.002.001.002.0=+++=中石k 07.002.002.001.002.0=+++=大石k 07.002.002.001.002.0=+++=特大石k

开采量(没有计入填埋量）： 36.52%

1975.22.182

.27)18.01(k q k)1p i =???

+=+=i p Q ρ（砂万3m

05.81%

4.107

5.22.152

.25)09.01(k q k)

1p i =???

+=+=i

p Q ρ（小石万3m

86.70%

7.1175.22.157

.25)07.01(k q k)

1p i =???

+=+=i p Q ρ（中石万3m

18.64%

3.1975.22.153

.26)07.01(k q k)

1p i =???

+=+=i

p Q ρ（大石万3m

51.30%

6.2775.22.197

.25)07.01(k q k)

1p i

=???

+=+=i

p Q ρ（特大石万3m

3.4 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81.05万3

m ，

则开采的质量为8.83%55505.81Q Q =?+=+=埋小石总Q 万3

m ,天然砂砾石

料的采运单价为3m /15元，

则按此方案开采的砂砾石的费用为：

1257158.83151=?=?=总Q w 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，1m 3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： 86.70Q ==中石采Q 万3

m

则开采净小石量为： 11.8)

09.01(%

4.102.186.70)

1(k Q =+??=

+=

k p q i p 采小石万3m

则缺少的净小石量为：17.111.875.2/52.25/M =-=-=砂总缺q q ρ万3

m 则需要的超径石：36.8%1417.1%14q =÷=÷=缺需Q 万3

m

开采量为86.70Q ==中石采Q 万3

m 中含有的超径石量为；

50.8%1286.70=?=超Q 万t

有需超Q Q > ，则满足要求。61.73%55586.70Q Q =?+=+=埋中石总Q 万

3m

则超径石来破碎的体积36.8=需Q 万3m

以此方案进行计算的费用为：

8.1129836.81586.708Q 152=?+?=?+?=需总Q w 万元

3.5 开采方案的选择

1257158.83151=?=?=总Q w 万元

8.1129836.81586.708Q 152=?+?=?+?=需总Q w 万元

有21w w >, 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，课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，这是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程。”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。

说实话，课程设计真的有点累。然而，当我看着自己的设计成果，漫漫回味这一周的设计过程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消。虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中”春眠不知晓”的感悟。

通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致．课程设计过程中，许多计算有时不免令我感到有些心烦意乱。有两次因为不小心计算出错，只能不情愿地重来．但一想起老师平时对我们耐心的教导，想到今后自己应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯。这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练。短短一周是课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足，几年来的学习了那么多的课程，今天才知道自己并不会用。想到这里，我真的心急了，这时，另一个声音对我说，这说明课程设计确实使你有收获了．这使我更加自信。

最后，我要感谢我的老师，是您的敬业精神感动了我，是您的教诲启发了我，是您的期望鼓励了我，我感谢老师您今天又为我增添了一幅坚硬的翅膀。今天我为你们而骄傲，明天你们为我而自豪。