施工计算题

一、计算题

第1题某混凝土重力坝工程，采用分段围堰法导流，二期工程洪水期采用混凝土坝底孔与缺口联合泄洪。上下游围堰采用土石围堰，按3级不过水围堰设计。工程导流设计标准为20年一遇，导流不考虑水库库容的调蓄作用，频率为5%的全年各月洪水流量值如表1所示。坝址处下游水位流量关系如表2所示。不过水围堰堰顶安全超高下限值如表3所示。

表1 频率为5%的全年各月洪水流量值表

表2 频率为5%的全年各月洪水流量

表3 不过水围堰堰顶安全超高下限值

80

35.00

10.0

20.00

33.00 图1 二期工程导流布置示意图

【问题】

（1）采用分段围堰法导流，河床束窄程度的选择是关键问题之一，在选择时主要应考虑哪些问题？

（2）根据上述有关资料推求下游土石围堰的堰顶高程。

（3）根据上述有关资料推求上游土石围堰的堰顶高程。

【答案】

（1）根据工程导流设计标准为20年一遇的要求，查表2-1得全年最大洪水流量Q=18600m3/s，再查表2得其相应下游水位▽下=39.84m，查表3得3级不过水土石围堰堰顶安全超高δ=0.7m，故下游围堰堰顶高程为

H下=▽下+δ=39.84+0.7=40.54m

（2）设上下游水位差∆Z=▽上-▽下=35+H-39.84=H-4.84（H为缺口上部水头）。

此时底孔为淹没出流，其流量为

Q1=Aµ（2g∆Z）0.5=4×10×13×0.8×（2×9.8）0.5×（H-4.84）0.5=1841.7（H-4.84）0.5缺口按宽顶堰流计算，其流量为

Q2=mb（2g）0.5H1.5=0.32×80×（2×9.8）0.5×H1.5=113.34H1.5

因不计水库调蓄作用，故 Q1+ Q2= Q

即 1841.7（H-4.84）0.5+113.34H1.5=18600

试算得H=21.29m

则上游水位▽上=35+21.29=56.29m

故上游围堰堰顶高程为

H上=▽上+δ=56.29+0.7=56.99m

第4 题某土石坝的碾压试验成果见图1所示。

【问题】

（1）土石坝碾压试验的目的是什么？

（2）非粘性土料和粘性土料的碾压试验有何区别？

（3）若本工程的设计干表观密度为2.1t/m3，则经济压实厚度、压实遍数及相应的最优含水量分别为多少？【答案】

（1）碾压试验的目的是通过试验获取符合当地筑坝材料的施工碾压参数的最优组合，取得最佳的压实效果，

以指导实际施工；也为设计单位最终核定施工控制填筑质量标准提供依据，确保大坝填筑施工质量。（2分）（2）非粘性土料含水量的影响不如粘性土显著，试验中可充分洒水，只作铺土厚度、相对密度（或干表观密度）与压实遍数的关系曲线，进而求出经济的铺土厚度和压实遍数。（2分）

（3）根据设计干表观密度2.1t/m3，可查得铺土厚度分别为0.8m、1.0m、1.2m时所需的碾压遍数分别为6、8、10遍，其相应的最优含水量均为2.5%。单位压实遍数的压实厚度分别为0.133、0.125、0.12.可见压实厚度为0.8m时最经济合理。故本工程经济压实厚度、压实遍数及相应的最优含水量分别为0.8m、6遍、2.5%。(6分)

第7题某施工单位承担一土石坝施工任务，该单位对坝基开挖做了施工组织设计，坝基基坑深为-5.2m，采用爆破法施工，土方量为9000m3，平均运距为10公里，合同工期为8天。该施工单位有甲、乙、丙三种液压挖掘机，A、B、C三种自卸汽车，挖掘机的机械利用系数为0.9，自卸汽车的机械利用率为0.95，其主要参数见表1、表2。

挖掘机

自卸汽车

【问题】

（1）若挖掘机和自卸汽车只能取一种，而数量没有限制，如何组合最经济？说明理由。并计算其单方挖运

直接费。

（2）若每天一个台班，安排挖掘机和自卸汽车的型号不变，应安排多少台、何种型号的挖掘机和自卸汽车，可以完成施工任务？

（3）按上述安排，每立方米土石方的挖、运直接费为多少？（列式计算）

【答案】

1．挖掘机每立方米土石方的开挖直接费如下。

甲机：1000÷400=2.5元/m3

乙机：1200÷500=2.4元/m3

丙机：1400÷700=2.0元/m3

故取丙机最为便宜。

自卸汽车每立方米运输直接费分别计算如下。

A车：330÷30=11元/m3

B车：460÷48=9.58元/m3

C车：730÷80=9.125元/m3

故取C车最为便宜。

每立方米挖运直接费为2+9.125=11.125元/m3。

2.每天需挖掘机的数量为：9000÷（700*8*0.9）=1.78台，取2台。

挖掘时间：9000÷（700*2）=6.43d<8d，可按合同工期完成。

每天需要的挖掘机和自卸汽车的台数比例为：700÷80=8.75台，则每天安排自卸汽车数量为2*8.75=17.5台，取17台，则17台自卸汽车可运土石方为17*80*6.5=8840m3<9000m3，不能满足要求；取18台，则18台自卸汽车可运土石方为18*80*6.5=9360m3>9000m3，满足要求，说明6.5d可以运完。

故配置丙挖掘机2台，C自卸汽车18台，可满足施工要求。

3.按上述安排，每立方米土石方的挖运直接费为：

（1400*2+730*18）*6.5÷9000=11.51元/m3.

第15题

【问题】

（1）试绘制双代号网络图。

（2）计算该网络图各时间参数。

（3）找出关键线路。

（4）实施中发现C工作拖后3天完成，对工程的计算工期有何影响？【答案】

（1）双代号网络图：