施工计算题.doc

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月份123456789101112Q（m3/s）50029804520805097901750018600659047604030386022208035.0010.020.0033.00图1 二期工程导流布置示意图表2 频率为5%的全年各月洪水流量Q（m3/s）05000100001500018600下游水位（m）1830.434.337.739.84表3 不过水围堰堰顶安全超高下限值围堰型式围堰级别34、5土石围堰0.70.5混凝土围堰0.40.3【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=0.7m，故下游围堰堰顶高程为H下=下+=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=A（2gZ）0.5=410130.8（29.8）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=0.3280（29.8）0.5H1.5=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+=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。max（t/m3）Wop（%）碾压遍数n00.8m1.0m1.2m0.8m1.0m1.2m246810122.01.62.02.44.06.0图1 铺土厚度、压实遍数、最优含水量和最大干表观密度的关系曲线【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。挖掘机型号甲乙丙斗容量0.500.751.00台班产量（m3）400500700台班单价（元/台班）100012001400自卸汽车能力ABC运距10km台班运量（m3）304880台班单价（元/台班）330460730【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：1000400=2.5元/m3乙机：1200500=2.4元/m3丙机：1400700=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：33030=11元/m3B车：46048=9.58元/m3C车：73080=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）=6.43d8d，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：70080=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=8840m39000m3，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）*6.59000=11.51元/m3.第15题 某水利工程项目划分和逻辑关系如下表。工作代号紧后工作持续时间AB、C3BD、E6CE 4DF4EF7F-1【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： 14265437ABCDEF3641003300ESLSLFEFFFTF359722339900991616009121613331616171700（2）时间参数见图，总工期为17天。（3）关键线路为A-B-E-F，（2分），关键工作为A、B、E、F。（2分）（4）计算工期拖后一天。第12题 某水闸底板厚2.5m，按大体积混凝土组织施工，假设气温为28。混凝土出机口温度T0=13，采用2m3自卸汽车运输10min，0.3m3长方形吊斗下料2min。从平仓振捣到新混凝土覆盖完毕共耗时80min。已知：1）混凝土装、卸和转运，每次冷量损失系数为0.032；混凝土运输时冷量损失系数=A，A的取值，2m3自卸汽车和0.3m3吊斗分别为0.0030和0.0022。【问题】（1）大体积混凝土施工的温控措施主要有哪些？（2）试写出计算混凝土入仓温度的计算公式，并解释公式中各符号的含义。（3）计算该项目的混凝土浇筑温度。【答案】（1）大体积混凝土施工的温控措施主要有减少混凝土的发热量、降低混凝土的入仓温度、加速混凝土散热等。（3分）（2）混凝土入仓温度的计算公式为式中，T入仓为入仓温度，；T0为混凝土出机口温度，；Ta为运输混凝土时的气温，；i（i=1，2，n）为混凝土装料、卸料、转运、运输过程中的冷量损失系数，其值为=A，其中A为混凝土运输过程中冷量损失参数，为运输时间。（3分）（3）先计算混凝土装料、卸料、转运、运输过程中冷量损失系数：装料 1=0.032汽车运输2=0.00310=0.03转运3=0.032长方形吊斗下料4=0.00222=0.0044卸料5=0.032故混凝土的入仓温度为：混凝土的浇筑温度为：（4分）第2题 某水电站工程位于山区，挡河坝采用面板堆石坝。坝址区水文地质条件：枯水期水面宽90130m，当正常蓄水位160m时，河谷宽440608m。坝址河床高程3034m。枯水期水深1.02.5m，仅在左岸某冲沟口处有一小深潭，水深约6m。坝址两岸地形基本对称，山体雄厚，岸坡地形完整，基岩大片裸露。山顶高程左岸300350m，右岸在350m以上，两岸坡度一般为4045，局部地段有60以上的陡坡或陡壁悬崖分布。左岸基岩以晶屑熔结凝灰岩为主，河床与右岸以火山集块岩为主。河床冲洪积层厚度大，属上叠式阶地地貌。左岸有狭窄的河漫滩和级阶地分布，阶地高出河床38m，局部达14m，高程4048m。河床覆盖层内没有厚度大的连续软弱夹层，仅局部存在细颗粒集中的小透镜体，一般长度0.6m1.10m，厚度0.30.5m为主，主要由砂、粘性土组成，局部存在大漂石卵石集中，据室内外试验资料，河床覆盖层物理力学指标较好。坝址处的多年平均流量120m3/s，多年平均径流量37.8亿m3。受降水雨年内分配不均匀影响，径流年内分配出不均匀，主要集中在49月，约占年径流量的75.2%，以6月最大，占全年径流的19.7%，年洪峰一般出现在49月，其中47月多为锋面雨，69月为台风雨，洪水过程，锋面雨为多锋型，历时较长，一般为25天，其特点是峰面低量大，台风雨为单峰型，峰高量小，历时短，一般为23天。【问题】（1） 某施工单位给出的施工导流方案，采用全段围堰法、明渠导流；同时拟采用平堵法截流，截流日期定在明渠开挖完成后的1月31日，你认为此设计方案是否合理？你认为应如何选择导流及截流方案？（2） 施工分期应如何考虑？（3） 由于大坝填筑工作量较大，如计算的一期填筑不能在汛期来临前达到拦洪水位以上，则可采取什么方法拦洪渡汛？第3题 某土石坝工程施工高峰期上坝强度为15000m3/d，采用反铲挖掘机和自卸汽车配合运料上坝，运距4.0km。若选用铲斗容量为3m3的反铲挖掘机，20t的自卸汽车，每天工作两个台班，则共需多少台挖掘机、自卸汽车？并判断挖掘机与自卸汽车的搭配是否合理？如不合理，该如何改进？（注：土料运输的松散容重取19KN/m3，土料天然容重为22KN/m3；挖掘机生产能力，其中，台班工作时间8小时，铲斗充满系数取0.6，时间利用系数取0.7，物料松散系数取1.2，每次作业循环时间0.5分钟；自卸汽车生产能力按式（m3/班）计算，其中，q为车箱几何容积， Kv为车箱充盈系数，取1；Kt为时间利用系数，取0.75；Kp为体积换算系数，取1.05；t为运行一次的循环时间，取50分钟；运输强度。运输强度，运输损失系数K2取0.97，压实影响系数Kc取1.2；开挖强度，土料开挖损失系数K3取0.95，压实系数Kc取1.2）。答：（1）挖掘机数量计算挖掘机生产能力：（2分）开挖强度：（2分）需要挖掘机数量：，取9台。（2分）（2）自卸汽车数量计算自卸汽车生产能力： （2分）运输强度：（2分）需要自卸汽车数量：，取117台。（分）（3）匹配验证挖掘机装车斗数，在3-5之间，合理。（3分）第5题 （本题共分3小题）5.1在确定炸药单耗试验中，将4kg铵锑炸药埋入2m深的岩石中，爆后测得漏斗直径为4.5m，求该岩石的炸药单耗。5.2有一阶梯需剥离，岩石属中等硬度，采用浅孔爆破；台阶高为3.6m，试确定孔深、孔距和排距，并绘出炮孔布置示意图。5.3有一条形药包，在中等岩石中爆破（k=180,=1.62）,一次齐发药量为800kg。问离爆源200m处的砖房是否安全？答：（1）Q=4kg,W=2m,n=r/W=2.25/2=1.125,为加强抛掷爆破，f(n)=0.4+0.6n3.由Q=KW3f(n)得：K=4/(8*(0.4+0.6*1.1253)=0.4kg/m3.（2）L=KL.H=1.0*3.6=3.6m, Wp=H/Kn=1.8ma=Ka.Wp=1.5*1.8=2.7m,b=1.0Wp=2.7m.示意图略。(3)由于爆破产生的质量峰值加速度 砖房允许质量峰值震动速度V=2.5m/s. VV,安全。第6题（本题共3小题）6.1 坝基灌浆前作压水试验。压水试验段长5m，不同压力水头下5min的注水量列入表1求灌浆的临界压力及在此压力时的渗透率。表1 不同压力水头下的5min吸水量压力水头（m）101520253035注水量（L/5min）1524.43546.96087.56.2 砂砾石地基中颗粒的D150.35mm,欲灌水泥粘土浆。已知水泥与粘土的颗粒组成如表1-A-3。求可灌的水泥与粘土的比例。6.3 砾石地基中开挖槽孔深度10 m。地下水位低于槽口2m。用泥浆固壁，泥浆面低于槽口0.5m。砂砾石的内摩擦角为32，干容重2.2tm3，比重2.69。求所需固壁泥浆的容重。【答案】（1）绘制压力与注水量的关系曲线，由曲线可见当水头达30m时，注水量突然增大，故临界压力为30m水头。（2）假定水泥：粘土为1：3，则混合后的颗粒组成如下表，（混凝土颗粒组成按计算）。由表可知，颗粒累计含量接近85的颗粒为0.03mm，故可灌比M=，可灌，故所选1：3的比例合适。（3）泥浆深度H=10-0.5=9.5(m)。地下水面距地表a2m，槽中地下水深h10-28（m）1. 砂砾地层的饱和容重（t/m3）2. 又，设泥浆容重为，则3. 9.5812.22（2.381）80.30734. 故1.34第8题 （2006年二级建造师试题）（本题共20分）施工单位承担某堤防加固工程。该堤防加固工程典型横断面示意图如图所示。施工过程中发生如下事件：事件1：根据水利水电工程施工质量评定规程（试行）（SL1761996），有关单位对加固工程进行了项目划分，其中分部工程包括：堤身填筑；堤顶道路；护坡工程；观测设施；管理工程。事件2：项目法人提供了A、B两个土料场，A料场土料渗透系数为8104cm/s，B料场土料渗透系数为3105cm/s。原堤身土料渗透系数为3104cm/s。两土料场地下水位均接近地表且土料含水量较高。事件3：根据竣工验收主持单位的要求，工程竣工验收前项目法人委托有资质的检测单位对工程质量进行了抽检。迎水侧原堤身土新填土料背水侧混凝土预制块护坡【问题】1.事件1中，根据水利水电工程施工质量评定规程（试行）（SL1761996）有关项目划分的原则，指出哪三项分部工程可划分为主要分部工程。2.事件2中，指出施工单位应优先选用的土料场并简要说明理由；简述本工程施工中控制土料含水量的基本措施。3.事件3中，根据有关规定并结合本工程背景材料，提出土料填筑和混凝土预制块护坡两项工程抽检的主要内容。【答案】1.堤身填筑，护坡工程，观测设施2.应优先选用A料场。因为料场土料渗透系数与原堤身相近。如选用B料场，由于渗透系数比原堤身土料小，不符合“上堵下排”的原则。施工中控制土料含水量的基本措施有：1）改善料场的排水条件，采取防雨措施；2）将含水量偏高的土料进行翻晒处理，或采取轮换掌子面的方法；3.土料填筑应抽检：上堤土料土质；含水量；压实指标砼预制块护坡抽检：预制块外观（尺寸准确、整齐划一，表明清洁平整）；预制块铺砌平整、稳定、缝线规则；坡面平整度2m靠尺检测凹凸不超过1cm。第9题（本题共2小题）9.1混凝土坝最高月浇筑强度为4104m3。混凝土的粗骨料为二级配，其中520mm占45%，2040mm占55%。天然骨料中520mm的含量为30%，2040mm的含量45%。求砂砾石的最高月开采量(每方混凝土用粗骨料量为1476kg)。9.2 已知某混凝土的设计配合比为CWSG=1.00.452.54.5,水泥用量为280kg/ m。若施工现场所用的砂和碎石的含水量分别为3%和2%。试求该混凝土的施工配合比，并计算拌和一立方米该混凝土所需水泥、水、砂和碎石的重量。第10题 某水利枢纽工程的输水隧洞施工，其开挖断面高宽=7m12m的半圆形，岩石为花岗岩，其岩石坚固系数f=1214，由岩石可爆程度确定的参数a1和a2如表所示。采用全断面掘进，1台4臂全液压凿岩台车钻眼，型号为瑞典COP1038HD，1台4.5m3轮胎式装载机配合20t自卸汽车出渣。炮孔利用系数=0.875，转载机铲斗充盈系数K允=0.87，工时利用系数K时=0.9.装载机一次装载循环时间为80s，石渣松散系数为1.6.表1 a1和a2值岩体性质a1a2易爆（f16）37.61.36表2 凿岩台车导轨式钻机生产率凿岩机型号特性实际钻进指标瑞典COP126ED风动，高频花岗岩0.5，石灰岩1.0瑞典COP1038ED液压，调频花岗岩0.8，石灰岩1.6【问题】1、 计算炮孔个数。2、 计算隧洞掘进1m的钻孔时间。3、 计算隧洞掘进1m的出渣时间。【答案】1、 因该隧洞开挖断面属于大断面，故按译波尔建议公式计算炮孔个数：N=a1+a2S=30.9+1.00(3.1462/2+112)=99.4，取炮孔个数为100.2、 凿岩机型号为瑞典COP1038HD，查表6-2得其生产率为0.860=48m/h，则钻岩台车的生产率P钻=48*4=192m/h。故隧洞掘进1m的钻孔时间t钻为3、4.5m3轮胎式装载机的生产率为掘进1m需出渣的数量为1.6*1*（3.14*62/2+1*12）=109.6m3（松方），则隧洞掘进1m的出渣时间为t渣=109.6/159=0.689h=41min第11题 某中型水闸护坦混凝土底板尺寸为20m80m1.2m，砼设计强度为C20，要求连续浇筑，不留施工缝。施工组织设计采用斜面分层浇筑方案，要求斜面坡度不大于1：5，每层浇筑砼厚度控制在300mm，砼采用商品砼，砼供应能力为30m3/h，其初凝时间为2小时，运输砼需要时间为0.5小时。【问题】（1）砼最大浇筑长度为几米？（2）实际砼浇筑斜坡长度为几米？（3）砼浇筑至少需要多少小时？【答案】（1） 指砼允许浇筑的最大浇筑长度，设为x,则：20*0.3*x=30*1.5,解得 x=7.5m。（2） 按1：5的坡度，三角形底边长6.0m，高1.2m，计算得斜边长6.12m。（3） 整个浇筑块体积=20*80*1.2=1920m3，砼供应能力30m3/h，则浇筑砼至少需要64小时。第13题 某项目的资料如表所示工作名称ABCDEFGHI紧前工作AAB、CCBF、DD、EG、H持续时间252332213【问题】（1） 试绘制其双代号网络图。（2） 计算时间参数及工期。（3） 指出关键线路。（4） 按什么因素选择有限压缩持续时间的关键工作？第14题 某水利施工企业的项目部承揽一土石坝工程施工任务。为加快施工进度，该项目部按坝面作业的铺料、整平和压实三个主要工序组建专业施工队施工，并将该坝面分为三个施工段，按施工段1、施工段2、施工段3的顺序组织流水作业。已知各专业施工队在各施工段上的工作持续时间如下表：工作队施工段1施工段2施工段3铺料3天4天2天整平1天2天1天压实2天2天1天【问题】（1）水利水电工程施工进度计划主要包括（ ）等步骤。（可多选）A研究设计资料和施工条件B.选择质量检验方法C. 计算工程量和工作持续时间D.选择施工方法并确定施工顺序（2）根据工作的逻辑关系绘制该项目进度计划的双代号网络图。（3）计算网络图的时间参数，指出工期和关键线路。第16题 某水电站工程建设项目，在工程正式开工时建设单位就按水利系统文明工地评审管理办法和水利系统文明建设工地考核标准要求，拟按文明工地要求进行建设管理。承包该水电站工程的施工单位A被重点要求做到：出现安全事故能按照“四不放过”原则及时处理；一般伤亡事故控制在标准之内，未发生重大安全事故；危险区域有醒目的安全警示牌，夜间作业要设警示灯。在水电站发电隧洞开挖过程，相向开挖的两个工作面相距30m放炮时，因未经通风安全处理，造成3人中毒死亡，同时因另一方作业人员未撤离工作面而造成5人重伤。事故发生后，施工单位在项目经理的领导下立即组织抢救伤员，清理施工现场，并召开会议调查事故原因。调查结果是：未进行分部工程安全技术交底，工人违反工程建设标准强制性条文规定，责任人均已死亡。两天后写出调查报告，上报公司等待处理。【问题】（1） 施工单位作业人员在水电站发电隧洞施工过程中，有哪几处是违反工程建设标准强制性条文规定的？并指明正确的做法。（2） 按照水电建设工程施工安全管理暂行办法规定，该安全事故应定为哪一类安全事故？依据是什么？（3） 该施工单位处理此安全事故的程序是否存在问题？如存在问题，指明正确的处理程序。如不存在问题，说明理由。（4） “四不放过”原则是指什么？该工程项目可否被评为文明建设工地？并说明理由。第17题 背景资料某水利枢纽加固改造工程包括以下工程项目：（1）浅孔节制闸加固。主要内容包括：底板及闸墩加固、公路桥及以上部分拆除重建等。浅孔闸设计洪水位29.5m；（2）新建深孔节制闸。主要