-
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<
/p>
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
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Q
（
m
/s
）
500
2980
4520
8050
9790
17500
18600
6590
4760
4030
3860
2220
80
35.00
10.0
33.00
20.00
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
（
m
/s
）
0
下
游
水
位
18
（
m
）
表
3
不过水围堰堰顶安全超高下限值
围堰型式
围堰级别
3
5000
30.4
10000
34.3
15000
37.7
18600
39.84
1
3
土石围堰
混凝土围堰
【问题】
0.7
0.4
4
、
5
0.5
0.3
（
< br>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=
18600m
/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<
/p>
，故下游围堰堰顶高程
为
H
下
=
▽
< br>下
+
δ
=39.84+0.7=
40.54m
3
2
（
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
Q
1
=A?（
2g
?
Z
）
=4
×
10
×
13
×
0.8
×（
2
×
9.8
）
×（
H-4.84
）
=1841.7
（
H-4.84
）
缺口按宽顶堰流计算，其流量为
Q<
/p>
2
=mb
（
2g
）
H
=0.32
×
80
×（
2
×
9.8
）
×
H
=113.34H
因不计水库调蓄作用，故
Q
1
+
Q
2=
Q
即
1841.7
（
< br>H-4.84
）
+113.34H
=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
<
/p>
某土石坝的碾压试验成果见图
1
所示。<
/p>
0.5
1.5
0.5
1.5
0.5
1.5
1.5
0.5
0.5
0.
5
0.5
3
γ
2.4
2.0
1.6
0
2.0
4.0
6.0
max
（
t/m
）
0.8m
1.0m
1.2m
3
2
4
6
8
10
0.8m
12
碾
压
遍
数
1.0m
1.2m
W
op
（
%
）
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/m
，
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，
< br>4
3
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）
< br>（
3
）根据设计干表观密度
2.
1t/m
，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
、<
/p>
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、<
/p>
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<
/p>
9000m
，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
3
3
5
斗容量
0.50
0.75
1.00
台班产量（
m3
）
400
500
700
台班单价（元
/
台
1000
1200
1400
班）
自卸汽车
能力
A
B
C
运距
10km
台班运
30
48
80
量（
m3
）
台班单价（元
/
台
330
460
730
班）
【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
6
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<
/p>
车：
460
÷
4
8=9.58
元
/m3
7
C
车：
73
0
÷
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
÷
< br>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<
/p>
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
< br>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
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
8
持续时间
A
B
C
D
E
F
【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。
B
、
C
D
、
E
E
F
F
-
3
6
4
4
7
1
（
4
）实施中发现
C
< br>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：
9
ES
EF
LS
LF
TF
FF
3
9
0
3
9
0
9
13
3
B
6
3
D
4
12
16
3
1
A
3
0
3
0
0
3
0
16
17
0
2
5
1
F
16
17
0
6
3
7
2
5
9
2
9
16
0
16
0
C
4
4
E
7
9
（
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
<
/p>
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
T
0
=13
℃，
采
用
2m
自卸汽车运输
10min
，
0
.3m
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
3
3
10
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
θ
=A
τ
，
A
的取值，
2m
自卸汽车和
0.3m
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
T
< br>入仓
?
T
0
?
?
T
a
?
T
0
??
?
1
?
?
2
?
?
?
?
n
?
3
3
式中，
T
入仓
为入仓温度，
℃；
T<
/p>
0
为混凝土出机口温度，
℃；
T
a
为运输混凝土时的气温，
℃；
θ
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
θ
=A
τ
，其中
A
为混凝土运输过程中冷
11
量损失参数，
τ
为运输时间。
（
3
分）
<
/p>
（
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
θ
1
=0.032
< br>汽车运输
θ
2
=0.003
×
10=0.03
转运
< br>θ
3
=0.032
长方形吊斗
下料
θ
4
=0.0022
×
2=0.0044
卸料
θ
5
=0.032
故混凝土的入仓温度为：
T
入仓
?
13
?
?
28
?
13
?
?
?
0
.
032
?
0
.
03
?
0
.
032
?
0
.
0044
?
0
.
032
?
?
15
?
C
混凝土的浇筑温度
为：
T
浇筑
?
T
入仓
?
0
.
003
?
8
0
?
?
28
?
15
?
?
18
?
C
（
4
分）
12
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
90
～
130m
，<
/p>
当正常蓄水位
160m
时，河谷宽
440
～
608m
。
坝址河床高程
30
～
34m
。枯水期水深
1.0
～
2
.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
300
～
< br>350m
，右岸在
350m
以上
，两岸坡度一般为
40
°～
45
°，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Ⅰ级阶地分布，
阶地高出河床
3
～
8m
，
局部达
14m
，
高程
40
～
48m
。
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
0.6m
～
1.10m
，厚度
0.3
～<
/p>
0.5m
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
120m
/s
，
多年平均径流量
37.8
亿
m
。
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
4
～
9
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
4
～
9
月，其中
4
～
7
< br>月多为锋面雨，
6
～
9
月为台风雨，洪水过程，锋面雨为多锋型，历时较长，
一般为
2
～
5
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
2
～
3
天。
3
3
13
【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？
< br>
第
3
题
某土石坝工程施工高峰期上坝强度为
15000m
< br>/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
3m
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
19
KN/m
，土料天然容重为
22KN/m
；挖掘机生产能力
P
c
3
3
3
3
?
TVK
ch
K
t
K
k
t
，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
14
分钟；自卸
汽车生产能力按式
P
a
?
3
60
?
8
qK
v
K
t
< br>K
p
（
m
/
班）计算，其中，
q
t
为车箱几何容积，
K
v
为车箱充盈系
数，取
1
；
K
t
为时间利用系数，取
0
.75
；
K
p
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
Q
T
?
Q
D
K
C
，
运输损
失系数
K
2
K
2
取
0.97
，
压实影响系数
K
c
取
1.2
；
开挖强度
Q
c
?
Q
D
K
c
'
，
< br>K
2
K
3
土料开挖损失系数
K
3
取
0.95
，压实系数
K
c
’取
1.2
）
。
答：
（
1
）挖掘机数量计算
挖掘机生产能力：
P
c
开挖强
度：
Q
c
?
?
TVK
ch
K
t
480
?
3
?
0
.
6
?<
/p>
0
.
75
?
?
1080
m
3<
/p>
台班
（
2
分）<
/p>
K
k
t
1
.
2
?
0
.
5
Q
D
15000
K
c
'
?
?
1
.
2
?
19533
m
3
d
（
2
分）
K
< br>2
K
3
0
.
97
?
0
.
95
?
Q
c
max
19533
?
< br>?
9
.
04
台
，取
9
台。
（
2
分）
P
c
1080
?
2
需要挖掘机数量：
N
c
（
2
）自卸汽车数量计算
自卸汽车生产能力：
15
P
a
?
60
?
8
60
?
8
qK
v
K
t
K
p
?
?
?
20
1
.
9
?
< br>?
1
?
0
.
75
?
1
.
05
?
79
.
6
m
3
/<
/p>
台班
（
2
分）<
/p>
t
50
?
Q
D
15000
K
C
?
?
1
.
2
?
18557
m
3
/
d
（
2
分）
K
2
0
.
97
?
Q
T
max
18557
?
?
116
.
6
台
，取
117
台。
（
分）
P
a
7
9
.
6
?
2<
/p>
运输强度：
Q
T
需要自卸汽车数量：
N
a
（
3
）匹配验证
挖掘机装
车斗数
m
?
Q
20
?
?<
/p>
4
.
2
，在
3-5
之间，合理。
（
3
分）
?
c
qK
H
K
p
'
2
.
2<
/p>
?
3
?
0
.
6
?
1
.
2
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
。
16
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