船闸水运工程施工课程设计.doc

《水运施工技术》
船闸工程施工课程设计

专业年级09级港航五班

学 号 09########

姓 名 ######

船闸工程施工组织设计任务书
( 2013.3.7. )

一、设计任务
参照国家计委的《基本建设大中型项目施工组织设计大纲主要内容与编制要求》进行苏北某水利枢纽船闸工程的施工组织设计。
二、工程简介
该船闸位于苏北某县城以北20公里的平湖东面，将平湖与运河相沟通（参见图1）。
平湖常年淹没面积为407平方公里。每当洪水季节，常淹没下游大片土地和房屋，对当地的工农业生产、人民生命财产及运河的通航造成巨大损失。
图1 苏北某水利枢纽平面布置图

为解决防洪灌溉及通航问题，经上级有关部门
批准拟建设包括节制闸、船闸、水坝等三个单项工程在内的水利枢纽工程。
计划安排整个枢纽工程分两期施工；考虑整个工程的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30米，其它尺寸见图3。
三、基本资料
（一）、图纸：地形图一张（参见图2）、船闸结构图（参见图3）。
（二）、自然条件
1 地形：船闸周围地形及建筑物平面布置分别见图2与图三(图中均有船闸放样基本控制点)。
2 水文地质：地质剖面（见图4）。地下水位一般在地面以下0.7米。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。

3 水文气象资料：
（1） 降水量
A. 降水量资料（表1）

B. 降水量与施工关系（表2）
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3）

X X 年
(X X＋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

（2） 气温
A： X年日平均温度（表4）
日
1月月
2月月月
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
10月月
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
182
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
242
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：气温与施工的关系（表5）
项目
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6）
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7）
温度（）
0
10
20
30
初凝时间（小时）
2.5
2.0
1.5
1.0
（3） 平湖历年最高水位：
一般在20.00米，但施工期间可通过放水将运河水位保持在17.00米左右。
（三） 施工条件
1、 交通运输： 在拟建的拦河坝上游处有一座简易码头，并有简易公路通县城（见图3）。
2、 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——在位于县城城区的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。
3、 劳动力供应：所需一般民工和掌握一定技术的技工均可充分保证。
4、 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。
5、 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。
6、 施工机械设备：
负责施工的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公里处的县城），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。
四、设计内容
（一） 概述（总说明）
主要工程量计算包括开挖面计算、挖方计算、填方计算、渗流量计算、粘土量计算、浆砌石计算、混凝土方量计算等。船闸在地形图中得位置见图5。船闸的结构尺寸见图2。
图5 船闸位置图

据设计资料中给出的地形图，结合等高线的分布，将整个船闸沿纵向分为 24个截面（见图5），其中上游引河段为0~9截面，上游导航道为9-10截面，上闸首为10-11截面闸室段为11-16截面，下闸首为16-17截面，下导航段为17-18截面，下引河段为18-24截面。

（二） 自然条件和施工条件分析

（三）主要工程量计算
1. 开挖线计算

2、土方挖方填方工程量计算

3、粘土铺盖工程量计算

4、混凝土工程量计算

5、浆砌石工程量计算

6、渗流量计算

7、最大排水量计算
（四）施工组织设计
1、有效工日计算
由于降雨、温度等的限制，每月可以施工的天数不同，不同的施工程序每月可以施工的天数也不一样。具体有效工日计算表如下:
表15
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
停工的总天数
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
4
4
5
停工的总天数
4
4
6
4
5
4
4
6
4
4
5
有效工日
27
26
25
26
26
27
26
25
26
27
26
浆砌块石
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
4
4
5
停工的总天数
4
4
6
4
5
4
4
6
4
4
5
有效工日
27
26

25
26
26
27
26
25
26
27
26
土方回填
降水量
3
6
16
18
16
26
19
11
10
5
5
节假日天数
4
4
6
4
5
4
4
6
4
4
5
停工的总天数
4
6
16
18
16
26
19
11
10
5
5
有效工日
27
24
15
12
15
5
11
20
20
26
26
调整工日
27
24
18
18
18
18
18
20
20
26
26
安装
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
4
4
5
停工的总天数
4
4
6
4
5
4
4
6
4
4
5
有效工日
27
26
25
26
26
27
26
25
26
27
26
注：降雨天数与假日数取大值，气温不符合均采取措施而不停工。
2、推土施工组织分析
开工初期，先用推土机将场地进行初步整平，布置4辆T1－100推土机对各个施工段进行初步整平工作。推土工作包括在施工前准备工作中。推土厚度为20cm。推土施工组织如下：先集中4台推土机对上下闸首段进行推土，再集中对闸室段推土，然后4台推土机分为两队，每队为2台，先后对上下导航段，上下引航道直线段进行推土。在施工前一次推完约5天左右。再有10天左右时间进行施工队、机械的调迁，材料购买等工作，接下来正式开始施工。推土机械布置及人员配备见下表:
3、粘土铺盖施工组织分析
4个施工队，分4队对上下引航道、上下导航段分别施工

4、浆砌块石施工组织分析
3个施工队，1个施工队砌上下导航段，另外2个施工队分别对上下引航道进行施工

5、开挖施工组织分析

6、填方施工组织分析

7、混凝土浇筑
1个施工队，依次对上导航段、上闸首、下闸首、下导航段、闸室进行施工

8、安装及其他施工组织分析
闸门、公路桥安装（90天，30人）
（五）船闸施工组织横道图
见附图
（六）船闸平面布置图

1、交通运输线路布置（通达仓库和附属企业）；
在水运建设中，运输、装卸作业和仓库任务是一套彼此相关的工作，各有各的特点且关系极为密切。
本次船闸施工设计的交通运输线路主要为水路和公路。其中水路主要运输运河上游的砂石料等，而公路主要负责施工区域土石、混凝土的运输以及施工人员的运输等。具体的线路布置方案可结合工程区域，运用系统工程的思想来优化配置。具体的线路布置可以参考“总平面设计图”。
2、输变电系统设计与线路布置（变电站位置选择，通达混凝土拌和站、工地、仓库、办公区与生活区）；
（1）电力来源
借用施工场地附近已有的变压器供电。
（2）电量估算
施工某阶段一个变电站的供电区域所需总功率P为
P = 1.1( km ∑ kc Py / cos f 0 + kc Px )
其中 1.1 为输电网络功率损失系数；km为动力同时负荷系数，取0.75～0.85；kc为需电系数；cos f 0功率因数平均计算值，以0.5～0.6估算；Py为动力用电铭牌功率；Px为照明用电总功率。具体的计算过程见下表。
3、供水系统设计与线路布置（泵站位置选择，通达混凝土拌和站、工地、仓库、办公区与生活区）；
（1）水源选择

主要有两种来源：一是城市的供水系统，一是运河的水。在运河边上建两个水泵站以解决施工用水问题。
（2）需水量的估算
工地用水组成：生产用水＋生活用水＋消防用水，不应简单叠加。
施工供水应满足不同时期日高峰生产用水与生活用水，按消防用水量校核。
A、生产用水：完成混凝土工程、土石方工程等所需用水量，以及起重运输机械、施工工程设施和动力设备等所消耗的水量。
生产需水量计算式： Q1 = r ∑ k q／( 8 X 3600 )
式中： Q1—生产用水的需水量，L／s; q—各用水单位班均用水量，L／8h;
k—用水不均匀系数; r一考虑水量损失等的扩大系数，通常取1.2。
B、生活用水：工地职工和家属在生活饮用、食堂、浴室和医疗机构等方面的需水量。生活需水量计算式：
Q2＝k ( Nl ql+∑ q3)／(8 X 3600)十k ( N2 q2+∑q3 )／(24 X 3600)
式中 Q2—生活用水总需水量，L／s；N1—施工人数; N2—居民人数，ql—现场工人用水定额，3—5L／班; q2—居民用水定额25～30L／d; q3—学校、医院、食堂等需水量。
C、消防用水：
施工现场消防需水量与施工现场面积大小有关，当面积在30万m2以下取10L／s，面积在30～50万m2取20L/m2,以后每增加25万m2累加5L／s．
居住区消防需水量，居民人数在一万人以下时按5L／s估算, 1万人以上按10L/s估算。灭火的延续时间按3h计算。
设计总需水量计算式：Q=Q1+Q2
由上式计算出的总需水量应大于或等于消防用水量，否则；应以消防用水量作为设计。计算值尚应增加10％以补偿不可避免的管网漏水损失。

4、仓库和加工厂面积布置，见“总平面布置图”；
5、砂石料（含块石）堆场面积布置，见“总平面布置图”；
6、混凝土的拌和站及混凝土运输线路布置，见“总平面布置图”；
7、回填土堆土区安排，弃土区面积计算及布置，见“总平面布置图”；
8、临时行政文化生活设施面积布置，见“总平面布置图”；