水利工程施工与施工组织计算题.doc

第一章 施工水流控制四、计算题1．大坝施工，用全段围堰、隧洞导流图示围堰为Ⅲ级设计导流流量为 160m3/s ，下游水位为 129.25m 有隧洞泄流与水力关系查得， 160 m3/s 泄流量时上游水位为 136.65m ，此水位的波浪爬高为 0.56m 下游波浪爬高 0.15m ，求上下游围堰的堰顶高程[解]：因采用波浪爬高，同时又是上下游围堰，所以考虑应是土石围堰；查表得：Ⅲ级土石围堰的安全超高为 0.7m 上游围堰堰顶高程： HU=136.65+0.56+0.7=137.91m下游围堰堰顶高程： HL=129.25+0.15+0.7=130.10m2． 混凝土重力坝施工，初期导流采用分段围堰法，第一期先围右岸河床，左岸河床泄流设计洪水流量为 13600 m3/s, ，相应的过水深度为 50m ，过水断面平均宽度为 180m, 行进流速为 0.18m/s, 验算河床束窄后的流速能否满足通航要求围堰属Ⅲ级，求纵向围堰近首、末段的高度上、下游波浪高度分别为 1.0m,0.6m [解]：平均流速 v=13600/(180 ×50)=1.51<2m/s 满足通航要求Ⅲ级混凝土围堰的安全超高为 0.4m 。

流速系数取 0.80.进口处水位落差为 1.512/(2g ×0.80^2)-0.18^2/2g=0.18m纵向围堰首端高度： 5.0+0.18+0.4+1.0=51.58m纵向围堰末段高度： 50+0.4+0.6=51m3．截流时抛掷 10t 重的混凝土四面体在立堵与平堵时，各能抵抗多大的水流流速[解]：混凝土的容重取 2.4t/m3 四面体的体积 V 为： 10/2.4=4.17m3设化引球体半径为 r，则 4.17=4 лr3/3r=0.9985m球体直径D=1.997m立堵时，取K=1.05 ，=7.78m/s平堵时，取K1=0.9 ，=6.67m/s取 K2=1.2 ，=8.89m/s4． 大坝施工的导流隧洞为3.5×3.5的城门洞形断面，封堵时隧洞断面重心上水头为45m 求混凝土塞的最小长度[解]：安全系数 K 取 1.2, 混凝土容重取 2.4T/M3 隧洞断面面积 W=3.5 ×1.75+3.14 ×3.5^2/8=10.94m2水头推力 P=45 ×1000 ×9.81 ×10.94=4829463N隧洞周长 =3.5+2 ×1.75+3.14 ×3.5/2=12.5m混凝土与岩石（或混凝土塞）的摩阻系数取 0.60 ，混凝土与岩石（或混凝土）的粘结力取 10×10^4N/m2 。

所以，混凝土塞的最小长度为l==4.13m第二章 爆破工程四、计算题1．—埋置深度为 4m 的药包，爆破后得到底直径为 10m 的爆破漏斗求： (1)爆破作用指数，指出属何种类型的爆破 ?如果炸药单耗为 1．5kg ／ m3, 爆破药量是多少？（ 2）如果爆破漏斗直径不变，要求实现减弱抛掷爆破，其深度如何调整？[解]：（ 1）W＝ 4m， r＝ 10/2 ＝5m所以 n=r/W=5/4=1.25>1 ，属加强抛掷爆破装药量 Q=1.5 ×4^3×(0.4+0.6 ×1.25^3)=150.9kg（ 2）当 n=1 时，即 5/W=1 ，所以 W=5m当 n=0.75 时，即 5/W=0.75 ，所以 W=6.67m故减弱抛掷爆破的条件： 5

增加爆破方量 10000m3 时，总爆破方量变为 18377.6m3 此时设爆破作用指数为 nx，爆破漏斗底直径为 2×20nx=40nx ，则满足：π/4×（40nx ）^2×20/3 ＝18377.6 解得： nx ＝1.48 ，故属加强抛掷爆破3．在边坡角度为 50 度的坚硬岩石坡上作爆破最小抵抗线 10m ，爆破作用指数用 1.2 ，标准炸药单位耗药量为 1.4kg/m3 现用 1 号硝铵岩石炸药， 求装药量、压缩圈半径、 上破裂半径与下破裂半径[解]： 1 号硝铵岩石炸药的爆力为 350ml ，故炸药换算系数 e=320/350=0.914 所以装药量 Q＝ 1.4×0.914 ×10^3 ×(0.4+0.6 ×1.2^3)=1838.53kg坚硬岩石μ=10 ，装药密度△取 1000kg/m3 ，则压缩圈半径 m岩石系数 KT 取 0.016 ，则岸坡坡度影响系数β＝ 1＋0.016 （ 50/10 ）^3 ＝3，故上破裂半径 R’＝10 ＝ 23.07m ，下破裂半径 R＝10 ＝15.62m 4．在山坡上爆破处距地面一砖砌建筑物的距离为 170.8m ，爆破作用指数取 1.0 ，求爆破飞石不致损害该建筑物的最小抵抗线的最大值。

如果采用标准炸药， 该建筑物地基为粘土， 校核爆破地震与空气冲击波对该建筑物有无损害[解]：单位耗药量为 1．4kg/m2 飞石安全距离计算用的安全系数取 1.5 ，设最小抵抗线的最大值为 W ，则：170.8 ＝1.5 ×20 ×1^2×WW＝5.69m装药量 Q＝1.4 ×5.69^3 ×（0.4 ＋ 0.6 ×1^3 ）＝ 257.9 （ kg）粘土地基，系数 K 取 2.0 α取2.0 ，β取1/3 地基介质质点振动速度 V＝2（257.9^(1/3)/170.8 ） ^2第三章 基础处理工程四、计算题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-A-2 求灌浆的临界压力及在此压力时的单位吸水量表 1-A-2 不同压力水头下的 5min 吸水量绘制压力与注水量的关系曲线如图 2－A－ 1图 2－A－1[解]：由曲线可知，当水头达 30m 时，注水量突然增大，故临界压力为 30m 水头单位吸水量2. 砂砾石地基中颗粒的 D15 ＝0.35mm, 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[解]：假定水泥：粘土为 1： 3，则混合后的颗粒组成如表 2－A－ 1（组成％ ）表 2－A－1由表 2－A－ 1 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．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2.2t ／ m3，比重 2.69 求所需固壁泥浆的容重[解]：泥浆深度 H=10-0.5=9.5(m) 地下水面距地表 a＝2m ，槽中地下水深 h＝10-2 ＝8（m ）砂砾地层的饱和容重 （ t/m3 ），设泥浆容重为 ，则9.5 ＝8×1＋ [2.2 ×2＋（ 2.38 － 1）×8]×0.3073故 ＝ 1.34第四章 土石坝工程四、计算题1．已知砂砾开挖强度为 4966.25m3/d 用 1 m3 正铲挖土， 10 t 自卸汽车运土正铲挖装土的循环时间为 26 s ，土斗的充盈系数为 1，土的松散影响系数为 0.75 求所需挖掘机的台数[解]：正铲每分钟循环作业次数 次土斗的充盈系数取为 KH=1 ，时间利用系数 KB=0.85 ，联合作业延误系数 Kt＝0.9 ，土料的松散影响系数 K’P=0.75 故正铲的生产率为P 铲＝ 60 ×1×2.3 ×2.3 ×1×0.75 ×0.85 ×0.9 ＝79.18m3/h每天按工作 21h 计，所需正铲台属为，取3台2．砂砾石的容重 2.3 t/m3 ，松散影响系数为 0.75 。

用 1m3 正铲开挖的循环时间为 26 s 用 10 t 自卸汽车运土运距 1730 m ，运行平均速度 18km/h ，卸土时间 1min ，求每台正铲徐配几辆汽车[解]：取土料充盈系数为 1，则每辆斗装斗数 ，取 5，则装车时间为 26×5/60=2.16min ，已知卸车时间为 1min ，来往运输时间为每台正铲需配汽车辆数 ，取 7辆3．土坝施工，粘性土的上坝强度为 4992m3/d 已知设计干容重为 1.65 t/m3 ，料场土料干容重 1.35t/m3 ，土料松散干容重为 1.28 t/m3 土料开挖损失系数为 0.95 ，运输损失系数为 0.98 ，求开挖与运输强度[解]：开挖强度 ＝6461.63m3/d运输强度 ＝6474.25m3/d4．粘性土上坝强度为 4922 m3/d 用滚筒宽度为 1.3 m 的 5 t 羊足碾压实铺土厚度 0.3 m 碾压遍数 16 次行速 4.53 km/h 坝体设计干容重为 1.65 t/m3 ，松铺土料湿容重 1.42 t/m3 ，含水量 18 ％求所需羊足碾台数[解]：运输土料干容重 t/m3 层压实厚度 m搭接宽度 C 取 0.2m ，时间利用系数取 0.85 ，羊足碾的生产率为＝58.24m3/h每日工作 21h ，需羊足碾台数为 台第五章 混凝土坝工程四、计算题1．混凝土坝最高浇筑强度为 4×104m3 。

混凝土的粗骨料为二级配，其中 5～ 20mm 占 45 ％， 20 ～ 40mm 占 55％天然骨料中 5～20 的含量为 30 ％， 20 ～40mm 的含量为 45％求砂砾石的最高月开采量（每方混凝土用粗骨料量为 1476kg ）[解]：混凝土出机以后损失系统取 1.5 ％，则5～20 mm 骨料的总需量 q5～ 20＝（ 1＋1.5 ）×1476 ×45 ％×4 ×104 ＝26966520kg 20 ～40mm 骨料的总需量 q20 ～40＝（ 1+1.5 ）×1476 ×55 ％×4×104＝32959080kg骨料生产损耗系数小石用 0.09 ，中石用 0.07 按 5～20mm 骨料求开采总量 Q5～ 20＝（ 1＋ 0.09 ）×26966520/30 ％＝ 97978356kg 按 20～ 40mm 骨料求总采量 Q20 ～ 40＝（ 1＋0。