水运工程施工作业
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水运工程施工作业一
10级港航5班
1.某建筑场地地形图和方格网（边长a=20m）布置如图。土壤为二类土，地
面泄水坡度ix=0.3%, iy=0.3%。试确定场地设计标高（不考虑土的可松性影响）
并计算挖、填土方量。
解：(1)计算场地设计标高
加权计算公式：
01234
1
(234)4zzzzzn
式中：z0—计算场地设计标高；
z1—一个方格独有角点标高；
z2—两个方格共有角点标高，余同。
所以计算得z0=43.18m。
(2)计算场地各角点的施工高度
建立如图所示的平面直角坐标系，以z0作为场地中心标高，则
场地任意点设计标高为：yyxxililzzi0'；
各角点施工高度为：iizzHi'。
计算结果如下表所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
z
i
’
43.15 43.21 43.27 43.33 43.09 43.15 43.21 43.27 43.03 43.09 43.15 43.21
z
i
43.03 43.70 44.15 44.48 42.79 42.99 43.40 43.94 41.88 42.20 42.56 42.79
H
i
0.12 -0.49 -0.88 -1.15 0.3 0.16 -0.19 -0.67 1.15 0.89 0.59 0.42
x y z0
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(3)计算方格网零点及零线
在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插入法求出（下图）方格
边线上零点的位置，再将各相邻的零点连接起来即得零线。零点及零线如下图所
示：
(4)计算各方格内的挖填方体积
采用四棱柱体计算公式：
全挖或全填： )(443212HHHHaV
式中，V—挖方或填方体积（m3）;
H1、H2 、H3 、H4—方格四个角点的填挖高度，均取绝对值（m）。
部分挖填时：
22=4HHaV填填 ；
2
2
=4HHaV
挖
挖
式中，∑H填—方格角点中填方施工高度的总和，取绝对值（m）；
∑H
挖
—方格角点中挖方施工高度的总和，取绝对值（m）；
∑H—方格四角点施工高度的总和，取绝对值（m）；
a— 方格边长（m）。
计算结果列于下表中：
编 号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
挖方（m3） 22.44 141.49 289 0 1.97 39.55
填方(m3) 31.44 1.49 0 250 146.97 54.55
(5)统计挖、填方量
3
m45.49455.3997.128949.14144.22挖V
3
m45.48455.5497.14625049.144.31填V
Ⅵ
Ⅳ -1.15 -0.88 -0.49 0.12 1.15 0.89 0.59 0.3 0.16 -0.19 -0.67 0.42 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅴ
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作业2
10级港航5班
1.根据坝体施工进度要求，四、五月份砂砾上坝方量为40万方（压实方）。
该两个月有效工日为52天，现在决定采用斗容为2方的正向铲开采，其实际生
产率经计算为98.0m3/小时（自然方），可供选择的上坝运输设备有10t、18t两
种自卸卡车，请：（1）确定正向铲数量；（2）选择合适的汽车型号并计算其数
量。
有关数据：
1、 挖、运、填过程中土方损失系数均为0.97； 2、 一天工作两班制，以
16小时计； 3、 砂石料松容重为1.8t/m3； 4、 挖土机循环作业时间为50秒；
5、 汽车开行速度为20公里/小时，t卸=1分钟； 6、 料场与坝面平均距离为
2.5公里； 7、 砂砾料体积换算系数为：原状:松散:压实＝1:1.12:0.95
解：
（a）填筑强度
式中， V‘ — 分期完成的填筑设计方量，m3；（以实方计）
Ka — 沉陷影响系数，可取1.03~1.05；此处取1.05；
K — 施工不均衡系数，可取1.2~1.3；此处取1.3；
K1 — 作业土料损失系数，此处取0.97；
T — 施工分期时段有效工作天数，d。
计算得：
（b）运输强度和开挖强度
运输强度：
开挖强度：
（c）挖掘机械的生产率
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题中给定为Pc=98.0m3/h
（d）运输机械的生产能力
式中，q—运输工具一次装载的有效方量，m3； T1—一台班的
时间，min； T2—一台班内运输工具的非工作时间，min；此处取
T2=80min； t
— 运输工具周转一次所需时间，min。 运输工
具周转一次所需时间：
式中，t1 —装车时间，min；
t2 —卸车时间，min；此处取t2=1min； L— 运距，
km；
v —平均行驶速度，km/h。
（1） 确定挖掘机数量；
因为一天工作两个台班，以16小时计，故：
（2） 选择合适的汽车型号并计算其数量。
实际一斗的土方量为：
运输机械数量:
i)当选用10t自卸卡车时：
装车斗数=5.6/1.5=3.73斗
装车时间为：
故周转一次所需时间为：
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以下校核挖掘机、自卸汽车的匹配（均换算成自然方）：
因为P挖>P汽,所以不满足施工要求。
ii）当选用18t自卸卡车时：
装车斗数=10/1.5=6.67斗
装车时间为：
故周转一次所需时间为：
以下校核挖掘机、自卸汽车的匹配（均换算成自然方）：
因为P挖>P汽,所以不满足施工要求。
为减少自卸汽车的数量，且使P汽> P挖，拟选用18t的自卸卡车38辆，
此时满足施工要求（P汽> P挖）。
综上所述，（1）正铲挖掘机数量为8台；
（2）选用18t的汽车，需38辆。
