铁路施工组织与管理课程方案(

1、铁路工程施工组织设计一、设计题目：新线铁路土石方工程施工组织设计工程施工队承担XX线铁路临时轨排基地地土石方工程任务,（其中包括基 地面积为长300m宽90m地广场；基地两侧沿线路外伸500m地路基土石方工程） 基地初步标高按线路设计标高取平均值；泄水坡为单向坡i=3 %o； 土方边坡挖方为 1:1.25,填方为 1:1.5.原始资料为贵广线DK387+100至DK388+100段设计平面图及纵断面图 各一份，线路为一级单线.二、施工条件：1.计算所需地施工机具均按需配备供应；2.所需劳力全部满足要求；3.施工在非雨季进行，月平均气温为20 C设计内容1.计算基地及基地两侧路基土方工程量；2.

2、确定土方调配方案，选择施工方法；3.选择施工机械,确定施工机械走行路线；4.计算施工工期；布置现场平面图.设计成果及要求：1.编写课程设计说明书，（约8000字）2.绘制现场平面布置图1张（2#图纸）3.绘制路基横断面图（比例：1: 200）课程设计说明书1工程量地计算1.1基地土方量地计算1.1.1地面标咼H地计算在平面图上找出接近线路较为平坦地场地（300mx 90m）,布置方格网，（边长 取30m）,形成30个方格.在平面图上找出每个方格角点地地面标高.表1:地面标咼地面标咼（m）H地1203.3H地12204.8H地23204.9H地34204.0H地2204.2H地13203.2H地

3、24203.2H地35203.6H地3203.5H地14203.5H地25203.7H地36203.7H地4202.7H 地 15203.0 H地26203.1H地37203.2H地5201.5H地16201.0H地27202.8H地38202.6H地6202.7H地17201.2H地28200.9H地39201.1H地7202.8H地18202.6 1H地29200.8H地40201.3H地8202.6H地19202.5H地30201.2H地41201.5H地9202.6H地20202.6H地31201.4H地42200.8H地10201.5:H 地 21201.3 1H地32200.5H地

4、43200.4H地11200.5H地22200.5H地33200.5H地44200.3基地初步设计高程H。地计算根据线路起点高程 204.67m,中点高程200.93m,终点199.59m ,H1 +H2 + H3 204.67 +200.93+199.59一 ”H0201.73m33基地设计高程Hn计算单向排水,方向为X轴负方向，i = 3%。Hi =已2=出3 二 H34 二 Ho 3%0 150 = 201.73 3%0 150 = 202.18mH2 = H!3=H24= H35=Ho3%。120 = 201.733%o120 = 202.09mH3 二 Hm=H25二 H36二H。3

5、%o90 =201.733%o90 = 202.00mH4 = H15=H26二 H37二H03%o60 =201.733%o60 = 201.91mH5 二 H16=H27二 H38二H03%o30=201.733%o3 201.82mH6 =H17=H28 =H39 =H° 3%0 0 = 201.73 3%。201.73mH7 = H18=H29 =H40 = H0 一3%0 30 = 201.73 3%。 3 201.64mH8 二H19=H30 =H41 =H0-3%o 60 =201.73-3%。6 201.55mH9 = H20=H31 =H42 = H0-3%o 90

6、 = 201.73-3%。9 201.46mH10 =H21=H32 二 H43 二 H0-3%o 120 = 201.73-3%。120 = 201.37m=H22=H33 二 H44 二 H03%o 150 = 201.73 3%。 150 = 201.28m图1 ：基地计算土方量图（单位 m表2:基地设计高程基地设计高程（mH1202.18H12202.18H23202.18H34202.18H2202.09H13202.09H24202.09H35202.09H3202.00H14202.00H25202.00H36202.00H4201.91H15201.91H26201.91H37

7、201.91H5201.82H16201.82H27201.82H38201.82H6201.73H17201.73H28201.73H39201.73H7201.64H18201.64H29201.64H40201.641H8201.55H19201.55H30201.55H41201.55H9201.46H20201.46H31201.46H42201.46H10201.37H21201.37H32201.37H43201.37H11201.28H22201.28H33201.28H44201.28各角点地施工高度Hn计算（以“ +”表示填方，“-”表示挖方,下同）團例:角点编号施工高度

8、角点.言程丨设计高程yh =H设一 H地二202.18 203.3 = 1.12m同理,各角点地施工高度求，结果见表3.表3:施工高度施工咼度（mh1-1.12h12-2.62h23-2.72H34-1.82h2-2.11h13-1.11h24-1.11H35-1.51h3-1.50h14-1.50h25-1.70H36-1.70h4-0.79h15-1.09h26-1.19H37-1.29h50.32h160.82h27-0.98H38-0.78 :h6-0.97h170.52h280.83H390.63h7-1.16h18-0.96h290.84H400.34 :h8-1.05h19-0.

9、95h300.35H410.05h9-1.14h20-1.14h310.06H420.66h10-0.13h210.07h320.87H430.97 :h110.78h220.78h330.78H440.98确定“零线”由于施工地方格中，一部分地施工高度为“ +” ,而另一部分地施工高度 为“-”则此方格地土方必然为一部分为填方，一部分为挖方.填挖方地边界线即 为零线.甬点编号施工高度角点高程设计咼毘-2.113 -1, 5045 0,32-0.977 -K168 -L059 -L1410 1311 ( . 78Z03. 3202. 18 2C4. 2202.ee 103. 3i -2202.

10、 CC MG -"1-314sci.n |ai. 31-H-i.fl® ! isSnX. 2- 7 JftL TS MQ-fil- 1-620L.«l 2DZ51-7201.55 3 UZS1-8：0l. «& ：oi.i-92丄23 -2, 722420Z.ce 20J. 5222QS. CC 紳 口2工394. 3如丄谄2«l.23-1-1. 8236-1.11252 02.0473-2-1. 6136-1, TO 262(12. CC 2». 13-3:C1.9i 2ffl. S3-4-1193Sci.ei23书-0.7

11、6 ! 39M3 2 3G1. j5-21B-0.96-0.9520-1.1421- m 皿；fl-100.0? 22 (-1, TO 37-1P2938驱60,8310L.M 20i 33-70,34411C1.3-60,6340jai.35JML 3T 300-35-4031JJ201.9a 30i *3-820L.幅 aw s3-93-10,66430.97i4304 fl 2DZ. L5 2旳 63M 7 2H2. CC 23 2 3C1.9I203 6 1C1.SI 曲 L5CL. T1 201 3 ZCL.ot 201 3 20 L. 55 2 賦I N 20L. Id 200 4

12、 H3S. 3T 300 J MJ 203%o方格网土方量计算（1）全填或全挖方格：如302(1.12 2.11 1.11 2.62) =1566m3(-)30(1.50 2.11 1.11 1.50) =1399.5m'(-)V1V1-8V1302302302302(1.50 0.79 1.09 1.50) = 1098m3(-)3(1.16 0.96 0.95 1.05) =927m (-)3(1.14 1.14 0.95 1.05) = 963m (-)(1.14 1.14 0.13 0.07) = 558m3(-)(2.621.11 1.112.72) =1701m3(-)(1

13、.50 1.11 - 1.11 1.70) =1219.5m3(-)V23 卫(1.501.091.19470)=1233m3(-)4302(0.070.78 0.870.78) = 562.5m 3(+)二竺(2.721.11 1.51 1.82) =1611m3(-)4302 (1.11.1.51-1.70.1.70)1354(-)4辽(1.19 1.29 1.70 1.70) = 1323m 3(-)302(1.19 1.29 0.98 0.78) =954m3(-)V3 £3(0.830.63 0.34 0.84)= 594m 紅)4302(0.350.05 0.340.84

14、 355.5m3( +)3023(0.350.05 0.06 0.66) = 252m (+)3023(0.870.970.06 0.66) = 576m (+)3(0.870.970.780.98)= 810nA+)4(2)两填两挖方格：如V；302(0.7920.79 0.321.09) 266.47m3(-)1.09 0.82302(0.3220.79 0.3272 八 99.97朋+)3020.962.0.9524 "o.96 0.840.95 0.35)271.40m3(-)302(0.3520.96 0.84)=109.40m3(+)0.95 0.353020.952(0

15、.95 0.351.142)=399.88m3(-)1.14 0.06302(0.35 0.950.0620.06 1.14 KE)3024(0.9820.98 0.8320.78) = 216.47m3(-)0.78 0.633020.832(40.98 0.83+0.78 0.63) = 148.97m 3( +)(3)三填一挖或三挖一填方格：如(-)3020.972(0.320.97)(0.52+0.97)3-86.90m (-)30263(2 0.320.82 2 0.52 - 0.97)86.90 = 316.4m (+)3020.522(0.52 0.97) (0.52+0.96)

16、= 18.39m3()302(2 0.971.16 2 0.96-0.52) 18.39 = 693.39m3(-)60.1323(0.13 0.78)(0.13+0.07)"3.93m (一)302(2 0.78 0.78 2 0.07 -0.13) 13.3 365.89m 3(+) 63020.822 36(0.82 1.09)(0.98+0.82)皿吋)3023(2 1.091.19 2 0.98 -0.82)29.34 =705.84m (-)60.9826( 0.98 0.83) (0.98+0.82) 一 44.22m (一)()30113 V2F2 l21.12 1.

17、25 1.12111.4 =29.11m33V2(? =x(2x0.82 +0.52 +2x0.83 0.98) +44.22 =470.22m321113V3 二 F3l3 二 爼 0.32 1.5 0.328.65 = 0.22m3321113V4F4 I47.5 0.32 1.25 0.320.16m3332(+)6(-)3020.9623V；上=x= 51.89m ()2 占6(0.96 0.84)(0.96+0.52)')302H =x (2 x 0.52 + 0.83 +2 x 0.84 0.96) + 51.89 = 440.39m3( +)622-)301.143.V2

18、 q134.26m (-)6(1.14 +0.07)(0.06+1.14)')()3023V=x(2x0.06 +0.87 +20.07 1.14)+134.26= 132.76m (+)6将计算结果汇总：V填八 VT' =24095.75 m33V挖八 Vw 勻8792.14 m方格网边坡土方量地计算图2:基地边坡平面示意图1-1 .苛 2=Z7T1S'-Mt 6'-TS5- _-2.62-1.11*1.50T-l.o 0.82<96 -f-r ITT-1.14Il. 070. 7S“-2.72挖方-1.11lx-LTO-1.19、賢0.83'挖

19、f万区* J./ /0.870.78-LS2-L51-L TO-1.291o 一填Of63方区S 06OL 660. 9790.9S1312一一一一1110土方边坡挖方为1:1.25填方为1:1.5,按三角棱锥体和三角棱柱体计算边 坡放量：1213V2F1H2(1.12 1.25)2 1.120.73m332V5 J F55 3 5 V6二比31V7 F7311352.5 1.16 1.25 1.1614.72m3211394.3 1.16 1.25 1.1626.44m33211325.7 0.78 1.5 0.783.91m3321 2 1 317V8=2F8H8=20.78 (1.5 0

20、.78)20.36m3321212-x (0.78x1.5)2 + x (0.98x 1.5)2l9 = 2290 二 79.42m39 2V10-2F10H10V11Vi2斗13F113I11V13=2F13 H 13Vi4F1 * F1321213=2 - 0.98 (1.5 0.98)20.71m332113162.52 0.98 1.5 0.9839.02m32113二 沐 137.48 1.82 1.25 1.82泊 94.87m321213=2 1.82 (1.25 1.82)3.14m321212(1.12 1.25)2(1.82 1.25)2=2290= 160.55m3211

21、4则:3-123.79m3=329.56m基地总土方量计算3、Vt =24095.75 123.79 = 24219.52m3、Vw =18792.14+329.56= 19121.70 m1.2路基土石方量计算已知线路为一级单线，从路基规范中查得，一级单线非渗水土路基面宽度： 路堑为7.1m,路堤为7.5m,路基顶面标高由纵断面图相应中心点求得，路基土石方 地采用平均断面法求，每50m画一个横断面，然后在CAD里面读出各断面地面积， 用下面地公式即可求得.Ln2送 V =Ual1+aal2 +2 2式中：A1 A2A3 An每个断面面积；L1 L2L3Ln-1两相邻断面间距离用平均面积法求出

22、各土方量填入下表（表6）:表6:路基方量路基方量计算骨口. 序号里程挖方面积Fw填方面积Fr挖方量填方量备注1DK387+10038.892728.5路堑2DK387+15070.25769.176.6路堤、路堑3DK387+1706.667.6699.9809.4路堤、路堑4DK387+20019.32611.5483路堤路堑5DK387+25024.465014路堑6DK387+300176.16094.25路堑7DK387+35067.673096.25路堑8DK387+40056.186975路堑9DK387+450222.826662.25路堑10DK387+50043.672174

23、路堑11DK387+55043.292469路堑12DK387+60055.47合计36693.7513692.确定土方调配方案2.1区间路基土石方调配经济运距计算公式为：设路堑1m2地挖土 ,纵向运送L距离到路堤地费用为Am则Am=A+bL （1）A:挖1 m2 土并装到运送工具上地费用；b: 1 土运送1m距离地费用.如果上述路堑挖方不纵向运至路堤,而运往弃土堆,路堤就由取土坑取土 ,横 向运至路堤地费用则为 AnAn= （A+bL弃）+ （A+bL取）（2）L弃：挖土运至弃土堆地距离；L取：取土坑运至路堤地距离.当满足Amc An时丄值即为经济运距A +bL（ A+bL弃）+ （A+bL

24、取）所以L=A+ （L弃+L取）b/b（3）查铁路工程概预算定额第一册路基工程（2004年）路基土方定额：LY-47挖掘机挖土装车 <2.0m3挖掘机 普通土 ,挖m3土并装到运送工具上地费用为1.1295元,即A九1295 ；LY-150自卸汽车运土 <20t自卸汽车 运距岂1km,运1m3 土 1000 m需要4.1763 元,则b =4.1763 =0.0041763 元1000根据地形条件取L取=50m, L弃=50m.根据经济运距地公式A L取 L弃 b 1.1295 100 0.0041763 门L370mb0.0041763区间土石方调配，采用表上作业法，见表7.表7

25、:区间土石方调配起讫里程段 落 编 号断面方数m3利用方数m3自何处 来往何 处去运 距m施工方法 技术及数量/m3路堤路堑路堑路堤往路 堤往弃土 堆自取 土坑自路堑人 力 施 工机械施工DK387+100DK387+15012728272800来自路 堑502728DK387+150DK387+17027776976900769来自路 堑50846DK387+170DK387+200380910010000809来自路 堑50909DK387+200DK387+25044836125001120483来自路 堑501095DK387+250DK387+300550140501400来自路 堑

26、505014DK387+300DK387+350660940609400来自路 堑506094DK387+350DK387+4007030960309600来自路 堑503096DK387+400DK387+4508069750697500来自路 堑506975DK387+450DK387+5009066620666200来自路 堑506662DK387+500DK387+55010021740217400来自路 堑502174DK252+550DK252+60011024690246900来自路 堑502469由于站场为半填半挖（挖19122m3,填24220m3）,挖方量大于填方量,所以

27、须在站场周围寻找合适地取土区（满足运距大于 200m且安全环保），取土区地 分布情况如图3.图3：基地土石方分布图（单位 m取土坑2.2基地土石方调配2.2.1求各区段重心取场地纵、横两边为坐标轴，分别求出各区间地上方重心地位置 即:' V *x' V * yY =Z V；Z V7X 、丫：挖方或填方调配区地重心坐标;V:每个方格地土方量；x、y:每个方格地重心坐标.为简化计算，可以几何形心位置代替重心位置T1 地重心坐标为 T1( 146.08,42.87)；T2 地重心坐标为 T2(208.46,18.47)；T3 地重心坐标为 T3 (275.26,37.12)；W1地重

28、心坐标为 W1(62.36,42.42)；W2地重心坐标为 W2(210.40,66.59)；W3地重心坐标为 W3( 209.80,-21.44 )；求填、取土区间之间地平均运距L 二；(Xt=Xw)2(QYw)2Xt、Yt :填方区地重心坐标xw、Yw :挖方区地重心坐标LW1 J1-XW1)2(YtYw1)=83.72 m同理,可求其它各填挖区段间地距离LwijrjLW1 J2 = 148.05m； LW1 _J3 = 212.96m; Lw2 H1 = 6856% Lw2= 4816m2 工3 =71.24m;Lw3n =90.54口;32 =21.48m 3* =87.83m表上作业

29、法进行最优土方调配根据图1.3及上面求出地运距编制土方调配表，如表8.表8: 土方调配表挖方区填方区挖方量m3T1T2T3W1X1183.72X12148.05X13212.9613956.4W2X2168.56X2248.16X2371.245165.8W3X3190.54X3221.48X3387.835097.8填方量m314067.37738.82413.924220目标函数：m nmin Z 二二 Gj * Xiji d j d5为每对调配区运距约束条件：' Xj = aj;' X ij = bj.i 4j 4223.2 编制初始调配方案为使目标函数较小，并减少运算次

30、数，可采用“最小元素法”编制.即优先 对运距最小地调配区进行调配.表8中,X32运距为21.48m,挖方W3供应给T2 填方区,以此类推，最后得到初始调配方案，见表9.表9:初始调配方案挖方区填方区挖方量m3T1T2T3W11395684x148x21313956.4W2111692641482414715165.8W3x91509821x885097.8填方量m314067.37738.82413.924220由初始调配方案，计算其目标函数值为:min S =83.72 13956 68.56 111+48.16 2641 5098 21.48 71.24 2414 =1586953(m3

31、- m)2.2.3.3 调配方案最优化检验尽量方案以“最小元素法”调配原则编制，各目标函数是较小，但不能确 定为最小，所以要进行检验.检验采用假想运距法，此法较为简便.假想运距是 假设方案最优时地虚拟运距.在假想运距条件下，方案任意调整.若原运距均 大于或等于其对应地假想运距，则目标函数不能再降低，即方案为最优.如果 原运距小于其对应地假想运距，则目标函数值还可以降低，即方案不是最优.假想运距法地编制方法（见表10）.先将有解（X式0 ）地方格运距填入 表中，（表中有影格线）.然后按矩形对角线上运距之和两两相等规律，从适当 地方格开始，逐一求出无解（即x=0表中方格画有X）方格地假想运距，即得

32、假 想运距表（表10）.表10:假想运距表挖方区填方区T1T2T3W1846386W2694871W34221-10用原运距减去假想运距来检验表11,表中出现负值，说明方案不是最优 地，需进行调整.表11 :检验表挖方区填方区T1T2T3W1085127W2000W34900223.4 方案调整调整方案地目地是降低目标函数值，调整时应重新平衡.调整采用“闭回路法”，从负值（X23）出发，沿竖直方向前进，遇到适当 地有解（X = 0 ）方格作90度转弯,然后依次前进，转回到出发点，形成闭回 路,见表12.表12:闭合回路表方区填金、T1T2T3W1W2264112414W315098 >

33、X在闭合回路上，将其最大运距地有解方格变为零，其有解值转入X23负值 格,并调整其他值，使其约束条件不变.调整后地新调配方案见表13,对新地调配方案再求出新地调整运距表， 用前边方法再去检验，直至找出最优方案为止.表13：新地调配方案表挖方区填方区挖方量m3T1T2T3W11395683.72148.05212.9613956.4xxW211168.56264148.16241471.245165.8W3x90.54509821.48x87.835097.8填方量m314067.37738.82413.924220新方案经检验，均为大于0,故新方案最优，其目标函数为：min S =83.72

34、13956 68.56 111+48.16 2641 5098 21.48 71.24 2414 二 1586953(m3 - m)2.2.3.5 绘出基地土方调配图图4:基地土方调配图IW2W11U1/XTT ±11/W3 /-4施工进度计划表:施工进度计划表(d)施工过程306090120150180210 240 270 300 330 360 39)0 42!0 450 480 510隧道正洞的开挖初期支护出碴二次衬砌仰拱及填充附属设施等施工(1) 劳动力需要量计划:各架子队各工种劳动力进场计划根据工程施工进度安排确定,施工人员根据施工计划和工程实际需要， 分批组织进场.在施

35、工过程中,由项目经理部统一调 度,合理调配施工人员，确保各施工队、各工种之间相 互协调,减少窝工和施工人员浪费现象.工程完工后, 在统一安排、调度下，分批安排多余施工人员退场.具体见表小坳坡隧道各工种劳动力计划配置表工种类别人员数量其中技师高级工中级工初级工工程师测量6222风枪手808101646隧道专业工程师66质检工程师44爆破工642砼喷射手10334锚杆钻机司机10325初期支护安装工40121216注浆工844防水层铺设工184410混凝土工18810钢筋工1055架子工844试验6222机械设备司机1414电焊工12444修理工422材料员422安全员44水电工44普工10010

36、0总计37229417221020(2)主要材料:小坳坡隧道主要试验、质量检测设备及测量仪器配备计划表序号仪器设备名称规格型号数量国 别 产 地制造年份用途备注1水灰比测 定仪HKY-14陕 西2005年砼试验2回弹仪DIGISCHMIDT20001上海2008年地基检测3锚杆拉拔仪2PA-5004天津2008年无损检测4后拔法强 度测定仪YHKC-2A1广东2008年隧道检 测5振筛机66113陕2008砂石检序号仪器设备名称规格型号数量国 别 产 地制造年份用途备注西年测6无侧限压力仪WY-II电动1陕 西2008年砂石检 测7电子分析天平FA/GA3杭州2008年砂石筛 分8电动锯石机G

37、4504沧州2007年石料试验9电动磨平机XQ-8134北京2006年石料试验10砼抗渗仪HS-41天津2006年混凝土试验11标准养护箱YH-40B4北京2006年混凝土养护12砼坍落度HC-7L1北2006混凝土OS|於M)0乙毀'TL9kSZ8L|於勿0乙Lg-rrZL|於900乙毀'TLV09krN洪傷啓平9L|於主9002BLaosks 人 t9L|於主900乙毀'TL91z£H/a0回商彩礫'剤離密平PiI阿主900乙美20£-|/IH£kI阿0>制W/K_碣Wd序号仪器设备名称规格型号数量国 别 产 地制造年份用

38、途备注19水泥沸煮箱TFZ-31A1北京2005年水泥检测20雷氏夹测定仪LD-50 型1沈 阳2006年水泥检测21电动抗折 机KZY-6001徐州2006年混凝土检测22压力泌水仪SY-21浙江2005年混凝土试验23低温试验箱GDS-1001山东2006年混凝土试验24砼钻孔机Z3Z-CF-2052北京2004年混凝土取芯25标养室自 动控温控 湿设备HBS4北京2006年混凝土养护序号仪器设备名称规格型号数量国 别 产 地制造年份用途备注26砼振动台（磁吸）2860次/分1陕 西2005年混凝土试验27针片状规准仪STYS-13北京2006年石料检测28电子秤（100kg）MP1002

39、3陕 西2004年砼试验29砼抗渗仪HS-41济南2005年混凝土试验30600KN万能试验机SATEC1/宁波2006年钢材检测313000KN压力试验机WAY-30001上海2005年混凝土检测32弹性模量测定仪STDM-11沧州2006年混凝土检测£290021LOSSId017罂主900乙LeosdsiCo乙<dS丄）w<MWW®6£主900乙卫LH7S80£l/l暮尽碧第8£主9002就¥LOLO9OX0>2£主勿0乙k'r<296k0099£核昌900乙卫骤£9

40、£-xzroi阿干璽现主ZOOS卫骤乙O8-0H 丄 S££制耳D1I1Wd序号仪器设备名称规格型号数量国 别 产 地制造年份用途备注国年报41取芯钻机WHQZ-22无锡2006年地质取-+- 心42周边位移 计WJ-802丹东2004年围岩监控43多点位移 计、传感器及接收仪VWM-1001北京2004年围岩监控44压力盒及接收仪DY-1102江苏2006年45GPS全球卫星定位系 统FC-20001美 国2008年测量检测46全站仪Topeon-31022日 本2010年测量检测序号仪器设备名称规格型号数量国 别 产 地制造年份用途备注47精密水准仪AT-G6

41、4美 国2008年测量检测48激光导向仪JD-34北京2008年隧道指向49隧道限界 检测仪BJSD-2C1北京2008年隧道检测50红外线探水仪HY-3031北京2008年隧道检测第二方51地质钻机MK501成都2008年隧道检测52地质雷达FY201北京2008年隧道检测第二方53超声波检测仪SIR-10A1武汉2008年隧道检测第二方(3)主要机具需要:小坳坡隧道主要施工机械配置表序机械设备规格数技术进场使用工备号名称及型号量状态日期占八、注1挖掘机日立2002良好2010.10小坳坡隧道2装载机ZL50C4良好2010.10小坳坡隧道3自卸汽车红岩金刚10良好2010.10小坳坡隧道4多功能作业台车自制2良好2010.10小坳坡隧道5电动空压机L-