铁路施工组织与管理课程设计(

'铁路施工组织设计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╳╳新线铁路临时轨排基地的土石方工程任务，（其中包括基地面积为长300m宽90m的广场；基地两侧沿线路外伸500m的路基土石方工程）。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‰；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．计算所需的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20oC。三、设计内容1．计算基地及基地两侧路基土方工程量；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。四、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工程量的计算1.1基地土方量的计算1.1.1地面标高计算在平面图上找出接近线路较为平坦的场地(>300m×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的地面标高。表1：地面标高地面标高（m）H地1203.3H地12204.8H地23204.9H地34204.0H地2204.2H地13203.2H地24203.2H地35203.638 铁路施工组织设计H地3203.5H地14203.5H地25203.7H地36203.7H地4202.7H地15203.0H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18202.6H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10201.5H地21201.3H地32200.5H地43200.4H地11200.5H地22200.5H地33200.5H地44200.31.1.2基地初步设计高程的计算根据线路起点高程204.67m，中点高程200.93m，终点199.59m1.1.3基地设计高程计算单向排水，方向为X轴负方向，图1：基地计算土方量图（单位m）38 铁路施工组织设计表2：基地设计高程基地设计高程（m）H1202.18H12202.18H23202.18H34202.18H2202.09H13202.09H24202.09H35202.09H3202.00H14202.00H25202.00H36202.00H4201.91H15201.91H26201.91H37201.91H5201.82H16201.82H27201.82H38201.82H6201.73H17201.73H28201.73H39201.73H7201.64H18201.64H29201.64H40201.64H8201.55H19201.55H30201.55H41201.55H9201.46H20201.46H31201.46H42201.46H10201.37H21201.37H32201.37H43201.37H11201.28H22201.28H33201.28H44201.281.1.4各角点的施工高度计算（以“+”表示填方，“-”表示挖方，下同）同理，各角点的施工高度求，结果见表3。表3：施工高度施工高度（m）h1-1.12h12-2.62h23-2.72H34-1.82h2-2.11h13-1.11h24-1.11H35-1.51h3-1.50h14-1.50h25-1.70H36-1.70h4-0.79h15-1.09h26-1.19H37-1.29h50.32h160.82h27-0.98H38-0.78h6-0.97h170.52h280.83H390.63h7-1.16h18-0.96h290.84H400.34h8-1.05h19-0.95h300.35H410.05h9-1.14h20-1.14h310.06H420.66h10-0.13h210.07h320.87H430.97h110.78h220.78h330.78H440.9838 铁路施工组织设计1.1.5确定“零线”由于施工的方格中，一部分的施工高度为“+”，而另一部分的施工高度为“-”则此方格的土方必然为一部分为填方，一部分为挖方。填挖方的边界线即为零线。1.1.6方格网土方量计算（1）全填或全挖方格：如38 铁路施工组织设计（2）两填两挖方格：如38 铁路施工组织设计（3）三填一挖或三挖一填方格：如38 铁路施工组织设计将计算结果汇总：1.1.7方格网边坡土方量的计算图2：基地边坡平面示意图土方边坡挖方为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：38 铁路施工组织设计则：1.1.8基地总土方量计算1.2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，路基土石方的采用平均断面法求，每50m画一个横断面，然后在CAD里面读出各断面的面积，用下面的公式即可求得。式中：A1A2A3……An每个断面面积；L1L2L3……Ln-1两相邻断面间距离。用平均面积法求出各土方量填入下表（表6）：表6：路基方量38 铁路施工组织设计2.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1的挖土，纵向运送L距离到路堤的费用为Am，则Am=A+bL……（1）A:挖1土并装到运送工具上的费用；b：1土运送1m距离的费用。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，横向运至路堤的费用则为AnAn=（A+bL弃）+（A+bL取）……（2）L弃：挖土运至弃土堆的距离；L取：取土坑运至路堤的距离。当满足Am≤An时，L值即为经济运距A+bL≤（A+bL弃）+（A+bL取）所以L=[A+（L弃+L取）b]/b……（3）38 铁路施工组织设计查《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挖掘机挖土装车挖掘机普通土，挖土并装到运送工具上的费用为元，即；LY-150自卸汽车运土自卸汽车运距，运土需要元，则根据地形条件取，。根据经济运距的公式区间土石方调配，采用表上作业法，见表7。表7：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+100～DK387+15012728　　27280　0来自路堑50　2728DK387+150～DK387+170277769769　00　769来自路堑50　846DK387+170～DK387+2003809100　100　00　809来自路堑50　909DK387+200～DK387+2504483612　500　1120483　来自路堑50　1095DK387+250～DK387+30055014　0　50140　0来自路堑50　5014DK387+300～DK387+350660940　6094　00　来自路堑50　609438 铁路施工组织设计DK387+350～DK387+400703096　0　309600来自路堑50　3096DK387+400～DK387+4508069750697500来自路堑506975DK387+450～DK387+5009066620666200来自路堑506662DK387+500～DK387+55010021740　217400　来自路堑50　2174DK252+550～DK252+60011024690　　246900　来自路堑50　24692.2基地土石方调配由于站场为半填半挖（挖19122，填24220），挖方量大于填方量，所以须在站场周围寻找合适的取土区（满足运距大于200m，且安全环保），取土区的分布情况如图3。图3：基地土石方分布图（单位m）2.2.1求各区段重心取场地纵、横两边为坐标轴，分别求出各区间的上方重心的位置。即：；。X、Y：挖方或填方调配区的重心坐标；V：每个方格的土方量；x、y：每个方格的重心坐标。38 铁路施工组织设计为简化计算，可以几何形心位置代替重心位置。T1的重心坐标为T1（146.08,42.87）；T2的重心坐标为T2（208.46,18.47）；T3的重心坐标为T3（275.26,37.12）；W1的重心坐标为W1（62.36,42.42）；W2的重心坐标为W2（210.40，66.59）；W3的重心坐标为W3（209.80，-21.44）；2.2.2求填、取土区间之间的平均运距、：填方区的重心坐标、：挖方区的重心坐标同理，可求其它各填挖区段间的距离2.2.3表上作业法进行最优土方调配2.2.3.1根据图1.3及上面求出的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m3T1T2T3　W1X1183.72X12148.05X13212.9613956.4　　　W2X2168.56X2248.16X2371.245165.8　　W3X3190.54X3221.48X3387.835097.8　　填方量m314067.37738.82413.924220目标函数：为每对调配区运距38 铁路施工组织设计约束条件：2.2.3.2编制初始调配方案为使目标函数较小，并减少运算次数，可采用“最小元素法”编制。即优先对运距最小的调配区进行调配。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m3T1T2T3　W11395684x148x21313956.4　　　W2111692641482414715165.8　　W3x91509821x885097.8　　填方量m314067.37738.82413.924220由初始调配方案，计算其目标函数值为：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的虚拟运距。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的假想运距，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的假想运距，则目标函数值还可以降低，即方案不是最优。假想运距法的编制方法（见表10）。先将有解（）的方格运距填入表中，（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，从适当的方格开始，逐一求出无解（即X=0表中方格画有X）方格的假想运距，即得假想运距表(表10)。表10：假想运距表挖方区填方区T1T2T3W1　8463　86　W2　69　48　71　W3　42　21　-1038 铁路施工组织设计　　　用原运距减去假想运距来检验表11，表中出现负值，说明方案不是最优的，需进行调整。表11：检验表挖方区填方区T1T2T3W1　0　85　127　W2　0　0　0　W3　49　0　0　　　2.2.3.4方案调整调整方案的目的是降低目标函数值，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，遇到适当的有解（）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:闭合回路表在闭合回路上，将其最大运距的有解方格变为零，其有解值转入X23负值格，并调整其他值，使其约束条件不变。调整后的新调配方案见表13，对新的调配方案再求出新的调整运距表，用前边方法再去检验，直至找出最优方案为止。表13：新的调配方案表挖方区填方区挖方量m3T1T2T3　W11395683.72x148.05x212.9613956.4　　　38 铁路施工组织设计W211168.56264148.16241471.245165.8　　W3x90.54509821.48x87.835097.8　　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：2.2.3.5绘出基地土方调配图图4：基地土方调配图施工进度计划表：（1）劳动力需要量计划：38 铁路施工组织设计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64238 铁路施工组织设计砼喷射手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4438 铁路施工组织设计水电工44普工100100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38 铁路施工组织设计5振筛机66113陕西2008年砂石检测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G4504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38 铁路施工组织设计12砼坍落度仪HC-7L10北京2006年混凝土检测13砼含气量测定仪HM-307美国2006年混凝土检测14水泥稠度、凝结时间测定仪GB/T13461上海2006年水泥检测15水泥负压筛FYS150B1无锡2005年水泥检测16水泥净浆搅拌仪NJ-160A1上海2006年水泥检测17水泥胶砂搅拌仪JJ-51北京2004年水泥检测18水泥胶砂震实台ZS-151上海2004年水泥检测38 铁路施工组织设计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38 铁路施工组织设计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）MP10023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38 铁路施工组织设计33砼贯入阻力仪STHG-802浙江2007年混凝土检测34压碎指标测定仪QJZY-363浙江2006年骨料36游标卡尺500-1967广州2004年37低温弯折仪GX050101天津2005年防水卷材试验38钙镁含量测定仪M3082411江苏2006年材料检测39超前地质探测预报系统（TSP203）TSP2031北京2006年地质预报40地质雷达RIS20138 铁路施工组织设计美国2005年地质预报41取芯钻机WHQZ-22无锡2006年地质取芯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Topcon-31022日本2010年测量检测38 铁路施工组织设计47精密水准仪AT-G64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年隧道检测第三方51地质钻机MK501成都2008年隧道检测52地质雷达FY201北京2008年隧道检测第三方53超声波检测仪SIR-10A1武汉2008年隧道检测第三方（3）主要机具需要：38 铁路施工组织设计小坳坡隧道主要施工机械配置表序号机械设备名称规格及型号数量技术状态进场日期使用工点备注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-20/812良好2010.10小坳坡隧道6风动凿岩机765545良好2010.10小坳坡隧道7通风机SDFCNO11A2良好2010.10小坳坡隧道8湿喷机TK6006良好2010.10小坳坡隧道38 铁路施工组织设计9管棚钻机PG1852良好2010.10小坳坡隧道10双液注浆泵2TGZ60/2102良好2010.10小坳坡隧道11混泥土拌合机120m/h3、90m3/h各1良好2010.10小坳坡隧道2#站12砼输送车8m312良好2010.10小坳坡隧道13砼输送泵HBT60A2良好2010.10小坳坡隧道14液压衬砌台车12m2良好2010.10小坳坡隧道15插入式震动器HZ-50A70良好2010.10小坳坡隧道16吊车20T2良好2010.10小坳坡隧道17平板式振捣器ZF220-5010良好2010.10小坳坡隧道潜水泵良好38 铁路施工组织设计18150QW200352010.10小坳坡隧道19污水泵200QW40020良好2010.10小坳坡隧道20钢筋对焊机UN-1002良好2010.10小坳坡隧道21钢筋调直机GT4/102良好2010.10小坳坡隧道22电焊机BX320-120良好2010.10小坳坡隧道23钢筋切断机GW40-12良好2010.10小坳坡隧道24钢筋弯曲机GW6-402良好2010.10小坳坡隧道25内燃发电机250KW2良好2010.10小坳坡隧道26工具车6良好2010.10小坳坡隧道27工字钢冷弯机2良好2010.10小坳坡隧道38 铁路施工组织设计28台臂转铣床2良好2010.10小坳坡隧道29变压器4良好2010.10小坳坡隧道30仰拱模板2良好2010.10小坳坡隧道四．主要技术组织措施(1)质量:a.项目部成立以项目经理为组长，项目部总工程师、项目副经理、质量管理部部长为副组长，有关部室负责人为成员的隧道质量管理领导小组。各架子队成立以队技术室主任为组长、架子队长为副组长、质检、技术人员、各工班长为成员的质量执行小组，负责本队所担负工程的施工质量管理工作。38 铁路施工组织设计组长：黄解放副组长：杨金龙副组长：杜锋副组长：岳国忠实验中心主任：陈鑫综合部部长：祈茂旺物资部部长：尤立勇计划合同部部长：杨惟一财务部部长：蒋军安全质量部部长：田建国工程技术部部长：杨天羽隧道质量执行小组隧道质量管理组织机构框图b.项目部设置质量管理专门机构38 铁路施工组织设计项目部设质量安全管理部，配备专职质量检查工程师２名，负责本隧道的质量管理的检查和监督工作。工区及各架子队设2名专职质量检查工程师，对本队施工的工程进行质量检查、监督。c.建立设备精良齐全的工地试验室为了确保工程质量，在开工之前，选派熟练的人员组成强干的试验队伍，装配精良的试验仪器，做好各项试验工作。试验人员做到持证上岗，试验设备仪器必须经由计量部门标定后，方可进行试验检测工作。d.项目经理部设置精测班在项目经理部工程技术部内设置精测班，由一名测量工程师带领4名富有实践经验，责任心强的测量技师负责控制桩的接收、复测及施工中控制测量工作(2)安全:安全保证体系见图。安全保证体系框图38 铁路施工组织设计经济保证制度保证组织保证思想保证工作保证提高全员意识指挥部安全领导小组开工前检查国家安全法律法规包保责任制施工过程检查奖罚分明各项安全生产标准规程安全质量部施工技术安全规则教育安全生产第一安全为了生产生产必须安全安全生产制度：1.安全生产责任制；2.班前安全讲话制；3.周一安全活动制；4.安全设计制；5.安全标准工地建设制；6.安全教育制；7.安全技术交底制；8.安全交接班制；9.安全操作挂牌制；10.安全生产检查制；11.安全事故报告制；12.安全生产奖惩制。作业队安全管理小组经济兑现收尾过程检查工班、工种安全检查员38 铁路施工组织设计安全生产目标安全保证体系框图a.安全保证体系要素及职能分配根据本隧道的具体情况，建立健全符合本隧道特点的安全生产保证体系，并形成安全体系文件。同时，配置必要的设备、装备和专业人员，确定整个施工过程中的重点内容、关键点及危险部位的控制手段、措施并严格实施，以确保安全措施计划的内容具有严密性、针对性、可操作性和可行性。本项目的安全控制和实施，采取将10个要素进行层层分解，使每一个要素都明确落实到每一个职能部门和每一个相关责任人。考虑安全保证体系与其它体系（如质量体系）的兼容性，在协作运作时资源共享。项目经理部安全保证体系要素及职能分配见表安全保证体系要素及职能分配表经副职能部门38 铁路施工组织设计编号安全生产保证体系要素理经理总工程师工程技术部安全质量部物资设备部计划财务部综合管理部1管理职责★●▲●▲▲▲▲2安全体系★●▲▲●▲▲▲3采购●★▲▲▲●▲●4施工现场安全控制●★●▲▲▲▲▲5检查、检验★●●●●▲▲▲6事故隐患控制●●★●▲▲▲▲7纠正与预防措施●●★▲●▲●▲8教育与培训●★▲●●▲▲▲9安全记录●★●●●●●●10内部安全审核★●●▲●▲▲▲表中说明：★-主管领导●-主管部门▲-相关部门（个人）b.安全管理机构按照“管生产，管安全”38 铁路施工组织设计的原则成立以项目经理挂帅和项目副经理、总工程师、安检负责人员组成的项目经理部安全领导小组，领导和组织实施本隧道施工安全管理，确保安全目标实现。安全质量部是项目经理部常设职能部门，具体实施各项安全管理工作，以专检和监督方式为主，实行安全生产一票否决权；项目经理部安全领导小组是各管段或负责工程范围内安全管理的组织实施机构，项目作业队安全工程师、工班安全检查员负责施工过程的安全监督。安全管理组织机构如图局指挥部安全质量领导小组工区经理部安全质量领导小组架子队安全质量领导小组班组安全员班组安全检查岳国忠刘道华刘鹏黄解放黄绍平田建国孙亚刚王文德王禹安全管理组织机构图(3)成本:贯彻“以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”38 铁路施工组织设计的建设新理念，正确处理投资与工期、质量、安全、环保的关系，牢固树立全过程、全方位控制，主动、超前控制投资的思想，严格执行项目建设程序，控制好各个环节，积极主动抓好投资控制，有效防止投资浪费，努力实现最佳的投资效益和社会效益。a.严格按照批准的建设规模、技术标准、设计概算组织建设。b严格执行项目建设程序，抓好工程投资的过程控制。树立依法建设、规范管理的观念，在工程建设各个阶段，凡涉及到投资的问题，都必须严格依法合规办理，认真履行相关程序。c.加强各项管理制度建设。不断完善投资控制各项机制，为全过程、全方位控制投资提供有力的制度保证。38 铁路施工组织设计d.加强合同管理是投资控制最重要的途径。一是增强合同意识，实行全面的合同管理，凡是涉及双方经济活动的，都要签订合同，并严格按照合同约定执行。二是合同文本要规范，铁道部统一示范文本必须严格执行，其他项目的合同文本必须合法规范，并经合同管理部门和法律顾问审核后方可使用。三是严格按照合同约定验工计价。所有计价和支付必须有充分依据，杜绝超估冒验或虚假验工等现象,做到合同与价款相符，投资与进度相符，资金拨付与验工计价数量相符，不违规拨付资金。四是加强合同归口管理。建立合同签订审查制度和法律咨询制度，对外签订的所有合同必须经专职合同管理人员审核把关，对某些重要合同、涉外合同，应当进行法律咨询；建立合同台帐，及时掌握合同履行的动态，实行合同风险管理。e变更设计必须坚持“先批准，后变更；先设计，后施工”的原则。变更设计应严格实行分类管理、分级审批制度，会勘会审制度、集体决策制度和变更设计问责制。f.加强财务管理，健全财务内部管理制度，重视资金风险的防范，有效保证资金安全，严格按照验工计价拨款，坚决杜绝乱开户头、乱开支、乱借款、乱担保现象。认真执行全面预算管理，大力压减非生产性开支。g.加强物资管理，努力降低建设成本。甲供、甲控物资设备应按使用计划招标采购，及时供应，合理库存。地材采购供应进行统一协调，防止无序竞争引起价格飞涨。加强对原材料、构配件、成品与半成品的试验、检验工作，避免因材料质量问题造成损失。h.充分进行施工组织调查，合理制定大型临时设施及辅助工程方案，尽量考虑永临结合。38 铁路施工组织设计38'