水运工程施工课程设计船闸工程施工组织设计.doc

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1、一、概述（总说明） 该船闸位于某某某县城以北20公里的平湖东面，将平湖与运河相沟通（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。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。拟船闸为第一期工程，其它为第二期工程。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。图1 某某某水利枢纽平面布置图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。

2、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2。图2 船闸平面段面图 二、自然条件和施工条件分析（一）自然条件1 地形：船闸周围地形及建筑物平面布置分别见船闸平面图与建筑物平面图。2 水文地质：地质剖面（见图3）。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）降水量图3 地质剖面图 （见下表）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 ）0.50.55510103030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

3、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 X1)年月份12345678910111212假日数91189988891188911（2）气温 年日平均温度（见下表）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13.63.60.810.017.522.629.726.923.215.210.33.42-111.91.56.117.321.327.326.924.512.811.33.830.30.63.26.

4、616.621.626.529.226.914.910.37.040.31.62.410.417.121.128.027.524.217.212.26.050.11.95.510.914.718.727.828.022.817.312.13.562.80.93.511.914.318.628.529.822.816.812.05.672.42.423.911.415.721.126.230.223.516.211.56.486.12.34.79.417.621.927.220.021.917.211.54.195.72.69.110.717.621.527.329.420.217.012.73

5、.2103.62.410.210.414.821.426.528.422.116.814.21.6117.00.89.98.912.325.427.125.822.618.413.13.2124.14.09.510.813.527.027.225.023.418.211.83.2132.12.912.09.913.026.727.120.524.421.08.35.6142.70.37.012.411.422.828.522.226.414.45.18.0157.91.86.315.113.823.427.523.625.910.53.85.31610.14.08.019.016.921.72

6、7.624.119.210.74.74.61718.06.16.815.517.825.227.827.219.611.84.06.0185.25.48.113.017.328.827.629.020.811.56.06.0191.74.88.114.916.326.528.025.419.713.74.04.8200.46.510.820.117.125.829.824.018.114.83.42.2213.68.111.620.119.524.430.822.019.514.64.55.6224.110.62.317.018.224.331.423.819.99.35.86.9237.45

7、.611.717.918.924.429.622.420.38.04.76.2246.26.212.717.021.124.328.521.220.99.85.07.9252.110.113.616.824.226.629.722.320.110.86.95.0260.31.75.815.426.030.328.123.720.56.17.63.1273.11.53.314.025.126.929.223.819.97.26.50.6281.30.83.315.326.126.930.822.317.38.54.61.7290.44.715.524.426.431.822.314.69.86.

8、52.2303.59.616.925.526.329.524.315.19.23.32.2312.212.427.127.323.79.11.1B：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 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（）5101520253025%400# 普通水泥2.52.52.01.51.51.0500# 普通水泥2.52.51.51.51.01.0400# 火山灰水泥64.53.52.52.01.550%400# 普通水泥128643350

9、0# 普通水泥1076843400# 火山灰水泥18121087670%400# 普通水泥2820141087500# 普通水泥201411876400# 火山灰水泥322517141210D：混凝土初凝时间（表7）温度（）0102030初凝时间（小时）2.52.01.51.0（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。（二） 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。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

10、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）W100正向式挖土机三台；（2）CT6拖带式铲运机二台；（3）T100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；

11、（5）J1800拌和机4台；（6）HZ6P70A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）QT6塔式起重机1台；（9）T4510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。三、主要工程量计算1. 土方开挖工程(含引航道)；（1） 确定开挖线。根据边坡比

12、例，等高线及航道尺寸确定开挖线。取开挖增宽两边各为5m，开挖坡度1：2。 （2） 根据地形变化，整个船闸选取20个断面分段进行概算，其中上引航道5段，下引航道5段，上下导航道各2段，闸室4段，闸室各自分别计算。详见图4。根据这些典型断面，分段求出船闸土方开挖量。（详细过程见表八） 图4 船闸工程量计算分断图2. 混凝土工程量根据混凝土断面面积大致估算混凝土用量。3. 粘土铺盖工程量跟混凝土一样，根据回填的断面积大致估算。4. 引航道浆砌块石工程量同样的，浆砌石也是由船闸的断面尺寸大致估算。5. 土方回填工程量土方回填计算与开挖计算相似。1） 确定回填面，按1：2.5坡度回填，同时回填面预留5米

13、作为机械通道或人行道。2） 整个船闸分段计算回填量，取典型断面作回填断面图，详见图5，计算回填量。（详细过程见表十二） 3）图5 各典型断面回填断面图6. 护坡采用草皮护坡方式。附：计算表一 工程量计算表表八 挖方量计算左截面面积计算表右截面面积计算表土方量计算表左截面高度左截面下底计算宽度左截面上底计算宽度左截面面积F1右截面下底计算宽度右截面高度右截面上底计算宽度右截面面积F1长度土方量总方量上引航道10.5631058826310.25104855.87596.9166784214.53.410.2563104855.875639.75102804.37534.6666728777.67

14、9.7563102804.375639.3100.2758.8847.537127.319.363100.2758.88639.8102.2809.488062734.49.863102.2809.48639.85102.4814.5954133293.54上导航段9.8563102.4814.595309.5568.2468.905402567031412.139.553068.2468.9053012.479.6679.52105742.125上闸首12.44291.6828.324212.290.8810.0820.0833316452.2716452.27闸室段8.23062.8380

15、.48307.7561352.62561.3333322481.8975819.217.753061352.625307.660.4343.5243.6666715199.177.63060.4343.52308623684114586.1683062368308623686423552下闸首1242907924211.7589769.6252015616.2515616.25下导航段11.753077628.625308.764.8412.38105205.02521445.538.73064.8412.38638.496.6670.323016240.5下游引航道8.46396.6670.

16、32638.7598704.37583.3333357278.968.756398704.375639.3100.2758.8871.6666752433.39.363100.2758.88638.797.8699.4871.4166752075.618.76397.8274.05638.195.4641.5249.4166722622.218.16395.4255.15637.994.6622.5244.1666719381.88总工程量为：.8表九 混凝土计算位置截面积长度或宽度混凝土工程量底板侧板闸室段402921014490上闸首398207960下闸首398207960位置底板侧板长

17、度宽度直线段倾斜段上导航段28.521.62010426下导航段28.521.62010426总工程量31262 表十 浆砌石计算表位置截面积计算长度浆砌块石工程量侧板底板上游引航段4821.230020760下游引航段4821.232022144位置侧板底板侧板长度底板厚度上游导航段24119572.50.42218下游导航段24119572.50.42218总工程量47340表十一 粘土铺盖回填位置截面积计算长度/宽度/厚度工程量上引航段137.830041340上导航段左段4952.61287中段7002.61820右段34.524.828下导航段左段4952.61287中段7002.6

18、1820右段34.524.828下引航段137.832044096总工程量93306表十二 填方计算位置填土截面积长度总填土工程量扣去粘土铺盖后回填总工程量上游引航段489.743014692.296582.9456.41270.7下游引航段489.743014692.2.1456.41290.9闸室段355.3221074617.274617.2上闸首644.612012892.212892.2下闸首617.482012349.612349.6上游导航段510.46105104.615724.8472.76209455.2510105100下游导航段510.46105104.615724.8

19、472.76209455.2510105100总量.6.6表十三 工程量汇总表工程量汇总工程部位开挖量回填量砌石量混凝土量粘土铺盖量浆砌石块上引航道.496582.92076041340下引航道203792.12214444096闸室75819.2174617.214490上闸首16452.2712892.27960下闸首15616.2512349.67960上导航段31412.1315724.822184263935下导航段15724.822184263935总工程量.8.6473403126293306四、基坑排水设计1）由于地下水位原因，渗流会导致基坑底土体含水量过高，导致土体隆起等不良

20、现象。因此需布置深水井进行排水作业。同时可避免雨水在基坑内留存，影响正常施工。基坑总渗水量统计入下表所示：基坑排水计算表渗流计算按公式 Q=F1q1+ F 2q2计算。段平均高度断面底高程平均高程k平均底面积侧面积Q上引航道9.90811.221.1080.009999189005670238.1232上导航段10.01911.221.2190.010271154583531.9863上闸首12.38.220.50.00629684046411.12112闸室7.9112.220.110.00816163003108102.6474下闸首11.8758.220.0750.00528884044

21、88.下导航段8.96911.220.1690.00741154580324.2018下引航道8.52511.219.7250.005969201604832140.1257总量556.7335管井数量计算计算段渗流量允许抽水能力抽水能力深水井数井点线总长井间距 总井数m3/hm3/hm3/h个mm个上引河段238.12325644.8660010012闸室段+闸首段+导航段178.4846 5644.84660165下引河段40.12575644.82640320注：基坑排水采用深水井，型号为6JD56；抽水能力q取为允许抽水能力的0.8；考虑抽水过程中井管有可能被堵，井数增加10%。2）

22、设备类型：型 号流 量扬 程H泵管放入井内最大长度最大管径m3/hmmm m6 JD 565632803080125 五、施工方法设计先要计算各项工程每月的有效工期。考虑每个月降雨量、温度和节假日的影响综合得出，见下表三月四月五月六月七月八月九月十月十一月腊月正月天数3130313031313031303131土方开挖2321222223212120222322总数240混凝土2321222223232120222322总数242浆砌块石2321222223232120222322总数242土方回填2321191818161920222322总数221安装2321222223232120222

23、322总数2421. 土方开挖（1）确定开挖方法，划分开挖区。对上游和下游引航道，闸首闸室三段，每段分两个开挖区，两端同时开工作业。即布置6个作业区。上游和下游引航道各动用4台挖土机，上下导航段各布置4台挖土机向闸首方向施工，待闸首开挖完毕后一起向闸首开挖。开工初期，先用推土机将场地进行初步整平，然后进行开挖。开挖方式可用正向铲和自卸汽车搭配作业，或直接采用铲运机进行作业。具体布置方法见计算书，挖土施工机械布置表。（2）堆土弃土区布置见总施工布置图（3）施工机械及数量，计划工人数等见下表部位/工程项目机械定额 每日工人数机械数名称规格挖方工程上闸首+上导航段W-100履带挖土机、T1-00履带

24、推土机205下闸首+下导航段W-100履带挖土机、T1-00履带推土机215闸室W-100履带挖土机、T1-00履带推土机4410上游引航段W-100履带挖土机、T1-00履带推土机215下游引航段W-100履带挖土机、T1-00履带推土机215（4）堆土弃土区布置见总施工布置图（5) 挖土机械开行路线已运输工具运行路线详见施工总布置图2 混凝土工程 1）初步施工方案 因前期开挖是从闸首段开始向闸室中间挖的，闸首段是先挖完，所以先对上下闸首段进行混凝土的浇筑，再进行闸室的浇筑。 2）主要机械的型式，确定数量，安排机械进场时间、总工期，如下表所示： 部位/工程项目机械定额 机械数工期（天）名称规

25、格定额混凝土上闸首J1-400拌和机581087下闸首J1-400拌和机581087上导航段J1-400拌和机58972下导航段J1-400拌和机58972闸室J1-400拌和机5810823)混凝土分层分块安排，浇筑程序闸首底板闸首底板分左右两段，每段分块数为2*30，尺寸0.1*10*16，按顺序12341进行浇筑。闸首侧板侧板由于比较窄，在高度上较高。所以按高度方向分层较多，分块数0.1*(30*4+20)，分块尺寸为：20*8*0.1。依次从下向上浇上去。闸室侧板浇筑方法和闸首侧板相似，分段同时浇筑分段数和闸室底板一致。每段分块数为（24+30 *3）*3，分块尺寸：0.1*10*对应

26、宽度（从下到上为渐变段）闸室底板闸室比较长，可分为7段。每段在长度方向上分的浇筑块数比较多，采取同时施工的方法。如图所示，先同时浇筑蓝色块体，再浇筑红色和粉红色。每段分块数为6*20，分块尺寸0.1*5*17.3 粘土回填粘土铺盖采用两班制，推土机一台套需两名工作人员，打夯机一台套需一名。计算总人数时综合考虑了推土机、打夯机的配套人员数及两种机械的辅助人员数。计算段粘土体积预计工期推土机数打夯机数人数初估辅助人员人员总数m3d台台人人人上引航段413403029171330上导航段39352238715下引航段39352238715下导航段44096302101814324 浆砌块石位置工程量

27、考虑块石重度人员强度 （工日/100立方米）汽车式起重机工作效率起重机数砌筑天数实际天数上引河直线段20760373680.5182051.952上引河导航段22183992.40.518205.5456下引河导航段22183992.40.518205.5456下引河直线段2214439859.20.5182055.36565 土方回填工程1） 确定回填方法，一般在浆砌块石，混凝体土工程完工之前就可以进行回填作业。2） 选择施工机具及数量，计算工期和工人数， 如下表所示：部位/工程项目机械定额 每日工人数机械数名称规格回填工程上闸首T1-00履带推土机、蛙式打夯机297下闸首T1-00履带推土

28、机、蛙式打夯机287闸室T1-00履带推土机、蛙式打夯机6014上游引河T1-00履带推土机、蛙式打夯机5914下游引河T1-00履带推土机、蛙式打夯机6014上导航道T1-00履带推土机、蛙式打夯机307下道航道T1-00履带推土机、蛙式打夯机3076 闸门、公路桥安装 3个月，30人六、施工进度计划 编制见计算书附表，主要材料、机械设备和劳动力汇总表也集中于上表中。 本工程采用流水施工。七、施工总平面布置 1）供水量系统计算 工地临时供水系统要为施工生产、生活和消防保证供应一定数量、质量和水压的用水。现需量计算如下生产需水量计算式： Q1 = r k q( 8 3600 )= 27419.

29、 606 Ls生活需水量计算式： Q2k ( Nl ql+ q3)(8 X 3600)十k ( N2 q2+q3 )(24 3600)= 43. 3704 Ls消防用水： Q3=10000 Ls设计总需水量计算式：Q=Q1+Q2=28463 Ls 2）供电系统计算 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 )=kw 3）施工总平面布置图 说明：图中布置有供水供电系统，交通系统，仓库堆场等设施。 生产用水直接用水泵引用运河水（必须通过PH值检验，呈中性方可使用），就近建造一个水池用于储存和沉淀净化河水，满足生产用

30、水要求，减少供水系统的压力，更经济方便。 工地混凝土搅拌站的布置采用集中方式，仓库和库房也采用集中布置的方式。 水路运输时，在码头附近设置转运仓库，以缩短船只在码头上的停留时间。所以靠码头处建造木材、砂、砾石和块石堆场，考虑混凝土搅拌站方便使用水泥和砂石，在拌合站附近建骨料加工厂。公路运输时，所以将仓库布置在工地中央或靠近使用的地方和布置在靠近外部交通连接处。办公室设在全工地入口处，以便对外联系和便于全工地管理。工人用的福利设施和生活基地应设在场外，并避免设在低洼潮湿、有烟尘和有害健康的地方。 为了方便对外联系和减少公路铺设，本此建筑物平面布置一般沿原有公路两旁建造，尽量利用原有公路。在通往弃

31、土区的路上修建临时工路若干条。 堆土场设置在开挖区的两侧，方便回填；另外，弃土区设置在地势较低处，铺填整平以填高地势，可在弃土区上建房和其他生产。 供水中心和供电中心均设置在地势较高处附表：1土方开挖施工计算实际工期实际平整时间工程量开挖区面积推土机数挖土机数自卸汽车数人员数ddm3台台辆人上游引河段601230790142421上闸首+上导航段12247138.35122142420上半段闸室9337909.66436.5142422下半段闸室9337909.66468142422下闸首+下导航段9237061.84920142421下游引河段4912310721424212粘土施工计算计算

32、段粘土体积预计工期推土机数打夯机数人数初估辅助人员人员总数m3d台台人人人上引航段413403029171330上导航段39352238715下引航段39352238715下导航段44096302101814323浆砌石块施工计算位置工程量考虑块石重度人员强度 （工日/100立方米）汽车式起重机工作效率起重机数砌筑天数实际天数上引河直线段20760373680.5182051.952上引河导航段22183992.40.518205.5456下引河导航段22183992.40.518205.5456下引河直线段2214439859.20.5182055.36564回填土施工计算计算段回填土体积打

33、夯机数台班数打夯天数辅助人员推土机数辅助人员自卸汽车数m3台d人台人上引河段96582.9102492043924上导航段15724.852161022012上闸首12892.252131021912闸室段74617.2102382044024下闸首12349.652131021812下导航段15724.852161022012下引河段.11025220440245混凝土浇注计算浇筑块浇筑块的工程量浇筑块平面面积分层厚度自卸汽车数量混凝土拌合机台数浇筑时间实际天数浇筑人员数实际人员数合计工期m3m2m台台hdd人人d上闸首（7层）1底板19206400.18102411612801301872

34、底板19206400.181024116128013013闸体774.6258.20.13424.21135125214闸体9603200.145241136406515闸体9603200.145241106406516闸体9603200.145241106406517闸体6403200.145160.679640651下闸首（7层）1底板19206400.18102411612801301872底板19206400.181024116128013013闸体774.6258.20.13424.21135125214闸体9603200.145241136406515闸体9603200.14524110640651