河海大学 船闸水运工程施工课程设计 - 图文

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《水运施工》课程设计 2013.3.7.

《水运施工技术》 船闸工程施工课程设计

专业年级09级港航五班 学 号 09########

姓 名 ######

《课程设计任务书》

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《水运施工》课程设计 2013.3.7.

船闸工程施工组织设计任务书

( 2013.3.7. )

一、设计任务

参照国家计委的《基本建设大中型项目施工组织设计大纲主要内容与编制要求》进行苏北某水利枢纽船闸工程的施工组织设计。

二、工程简介

该船闸位于苏北某县城以北20公里的平湖东面,将平湖与运河相沟通(参见图1)。

平湖常年淹没面积为407平方公里。每当洪水季节,常淹没下游大片土地和房屋,对当地的

工农业生产、人民生命财产及运河的通航造成巨大损失。

为解决防洪灌溉及通航问题,经上级有关部门

图1 苏北某水利枢纽平面布置图

批准拟建设包括节制闸、船闸、水坝等三个单项工程在内的水利枢纽工程。

计划安排整个枢纽工程分两期施工;考虑整个工程的导流及保证正常通航,拟船闸为第一期工程,其它单位工程为第二期工程。

船闸为钢筋混凝土结构,上闸首及调整过渡段与下闸首及调整过渡段基本对称,均采用短涵洞输水。采用人字形闸门,每扇门重30吨。闸室结构缝间距为30米,其它尺寸见图3。

三、基本资料

(一)、图纸:地形图一张(参见图2)、船闸结构图(参见图3)。 (二)、自然条件

1 地形:船闸周围地形及建筑物平面布置分别见图2与图三(图中均有船闸放样基本控制点)。 2 水文地质:地质剖面(见图4)。地下水位一般在地面以下0.7米。当基坑穿过多层土时,可用加权平均法计算基坑内平均渗流量指标。 《课程设计任务书》

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3 水文气象资料: (1) 降水量 A. 降水量资料(表1)

B. 降水量与施工关系(表2) 项 目 ≤0.5 土方回填 土方开挖 混凝土工程 浆砌块石 安 装 照常施工 照常施工 照常施工 照常施工 照常施工 0.5-5 停 工 照常施工 照常施工 照常施工 照常施工 降水量( mm/d ) 5-10 雨后停一天 停 工 采取措施 照常施工 照常施工 10-30 雨后停两天 雨后停一天 停工或 采取措施 采取措施 照常施工 >30 雨后停三天 雨后停两天 停 工 停 工 停 工 C:月节假天数(表3) 月份 假日数

1 5 2 7 3 4 4 4 5 6 X X 年 6 4 7 5 8 4 9 4 10 6 11 4 12 4 (X X+1)年 1 5 2 7 《课程设计任务书》 3

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(2) 气温

A: X年日平均温度(表4)

日 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1月3.6 -11 0.3 0.3 0.1 2.8 2.4 6.1 5.7 3.6 7.0 4.1 2.1 2.7 7.9 2月3.6 1.9 0.6 1.6 1.9 0.9 2.4 2.3 2.6 2.4 0.8 4.0 2.9 0.3 1.8 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月0.8 1.5 3.2 2.4 5.5 3.5 4.7 9.1 9.9 9.5 7.0 6.3 8.0 6.8 8.1 8.1 11.6 11.7 10.0 17.5 22.6 29.7 26.9 23.2 15.2 6.1 6.6 17.3 21.3 27.3 26.9 24.5 12.8 16.6 21.6 26.5 29.2 26.9 14.9 11月 12月 10.3 11.3 10.3 12.2 12.1 12.0 11.5 11.5 12.7 14.2 13.1 11.8 8.3 5.1 3.8 4.7 4.0 6.0 4.0 3.4 4.5 5.8 4.7 5.0 6.9 7.6 6.5 4.6 6.5 3.3 3.4 3.8 7.0 6.0 3.5 5.6 6.4 4.1 3.2 1.6 3.2 3.2 5.6 8.0 5.3 4.6 6.0 6.0 4.8 2.2 5.6 6.9 6.2 7.9 5.0 3.1 0.6 1.7 2.2 2.2 1.1 10.4 17.1 21.1 28.0 27.5 24.2 17.2 10.9 14.7 18.7 27.8 28.0 22.8 17.3 11.9 9.4 14.3 18.6 28.5 29.8 22.8 16.8 15.7 21.1 26.2 30.2 23.5 16.2 17.6 21.9 27.2 20.0 21.9 17.2 23.9 11.4 10.7 17.6 21.5 27.3 29.4 20.2 17.0 8.9 12.3 25.4 27.1 25.8 22.6 18.4 13.0 26.7 27.1 20.5 24.4 21.0 22.8 28.5 22.2 26.4 14.4 10.2 10.4 14.8 21.4 26.5 28.4 22.1 16.8 10.8 13.5 27.0 27.2 25.0 23.4 18.2 12.4 11.4 12.0 9.9 15.1 13.8 23.4 27.5 23.6 25.9 10.5 19.0 16.9 21.7 27.6 24.1 19.2 10.7 15.5 17.8 25.2 27.8 27.2 19.6 11.8 13.0 17.3 28.8 27.6 29.0 20.8 11.5 14.9 16.3 26.5 28.0 25.4 19.7 13.7 20.1 19.5 24.4 30.8 22.0 19.5 14.6 17.0 18.2 24.3 31.4 23.8 19.9 9.3 17.9 18.9 24.4 29.6 22.4 20.3 8.0 10.1 4.0 18.0 6.1 5.2 1.7 0.4 3.6 4.1 7.4 6.2 2.1 0.3 3.1 1.3 0.4 3.5 2.2 5.4 4.8 6.5 8.1 5.6 6.2 1.7 1.5 0.8 10.8 20.1 17.1 25.8 29.8 24.0 18.1 14.8 10.6 2.3 12.7 17.0 21.1 24.3 28.5 21.2 20.9 9.8 5.8 3.3 3.3 4.7 9.6 12.4 15.4 26.0 30.3 28.1 23.7 20.5 6.1 14.0 25.1 26.9 29.2 23.8 19.9 7.2 15.3 26.1 26.9 30.8 22.3 17.3 8.5 15.5 24.4 26.4 31.8 22.3 14.6 9.8 16.9 25.5 26.3 29.5 24.3 15.1 9.2 27.1 27.3 23.7 9.1 10.1 13.6 16.8 24.2 26.6 29.7 22.3 20.1 10.8 B:气温与施工的关系(表5)

项目 土方填筑 混凝土工程 土方开挖 冬季施工措施 间断建筑时 < 0℃ (日平均) 连续填筑时 <-5℃ (日平均) 日平均气温 < 3℃ 日最低气温 < -3℃ ╱ 夏季施工措施 ╱ ╱ 日平均气温>30℃ ╱ ╱ 《课程设计任务书》 4

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C:拆模时间 (单位:天)(表6)

混凝土强度 水泥种类 5 400# 普通水泥 25% 500# 普通水泥 400# 火山灰水泥 400# 普通水泥 50% 500# 普通水泥 400# 火山灰水泥 400# 普通水泥 70% 500# 普通水泥 400# 火山灰水泥 2.5 2.5 6 12 10 18 28 20 32 10 2.5 2.5 4.5 8 7 12 20 14 25 温度(C) 15 2.0 1.5 3.5 6 6 10 14 11 17 20 1.5 1.5 2.5 4 8 8 10 8 14 25 1.5 1.0 2.0 3 4 7 8 7 12 30 1.0 1.0 1.5 3 3 6 7 6 10 0D:混凝土初凝时间(表7)

温度(C) 初凝时间(小时) 00 2.5 10 2.0 20 1.5 30 1.0 (3) 平湖历年最高水位:

一般在20.00米,但施工期间可通过放水将运河水位保持在17.00米左右。

(三) 施工条件

1、交通运输: 在拟建的拦河坝上游处有一座简易码头,并有简易公路通县城(见图3)。 2、 建筑材料运输建议路径:

水泥、钢材——由县城经公路运来;

木材——由水路运达简易码头,运距50公里; 石料——由水路运达简易码头,运距20公里; 砂——由采砂场水路达简易码头,运距38公里;

闸门构件——在位于县城城区的工厂制造后经公路运达工地拼装; 其它物资——由南面县城运来。

3、劳动力供应:所需一般民工和掌握一定技术的技工均可充分保证。

4、水电资源:工地附近有高压输电线路经过,可在工地修建变电站降压后向工地供电。运河水水质良好可经简单处理后供饮用和施工用水。

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5、工程期限:上级规定船闸工程于X年三月动工,次年元月完工,为期计11个月。 6、 施工机械设备:

负责施工的工程队有下列设备可供选择: (1)W—100正向式挖土机三台; (2)CT—6拖带式铲运机二台; (3)T—100推土机四辆;

(4)解放CA340自卸汽车和黄河QD351自卸汽车,3.5T,8T自卸汽车各6辆; (5)J1—800拌和机4台; (6)HZ6P—70A震捣器10台;

(7)W100履带式起重机和W200履带式起重机各2台; (8)QT—6塔式起重机1台; (9)T45—10皮带输送机; (10)井式升降塔3台;

(11)6JD36和6JD56深井泵各12台; (12)4B20和B20离心泵各12台; (13)井点设备2套;

(14)斗车10辆、手推车20辆; (15)3T卷扬机4台。

以上机械设备开工前均检修完毕,集中于该工程队常驻地(船闸南面约20公里处的县城),并处于完好待命状态。必要时可以考虑向机械租赁公司租借常规土木建筑施工机械。

四、设计内容

(一) 概述(总说明)

主要工程量计算包括开挖面计算、挖方计算、填方计算、渗流量计算、粘土量计算、浆砌石计算、混凝土方量计算等。船闸在地形图中得位置见图5。船闸的结构尺寸见图2。

图5 船闸位置图

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据设计资料中给出的地形图,结合等高线的分布,将整个船闸沿纵向分为 24个截面(见图5),其中上游引河段为0~9截面,上游导航道为9-10截面,上闸首为10-11截面,闸室段为11-16截面,下闸首为16-17截面,下导航段为17-18截面,下引河段为18-24截面。

(二) 自然条件和施工条件分析

表15有效工日计算分部工程月份 当月总天数土方开挖降水量停工节假日天数停工的总天数有效工日混凝土工程降水量节假日天数停工的总天数有效工日浆砌块石降水量节假日天数停工的总天数有效工日土方回填降水量节假日天数停工的总天数有效工日调整工日安装降水量节假日天数停工的总天数有效工日3月311442704427044273442727044274月302442604426044266462424044265月31767241662516625166161518166256月3094921244262442618418121824426有效工日分析X年7月31656251552615526165161518155268月311441417344273442726426518344279月3011411192442624426194191118244261031666251662516625116112020166251130444260442604426104102020044261231244270442704427545262604427X+1年元月31255260552605526555262605526注:降雨天数与假日数取大值,气温不符合均采取措施而不停工。

(三)主要工程量计算

1. 开挖线计算

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截面左点高程右点高程中点高程左侧开挖右侧开挖左侧开挖左侧开右侧开挖线左侧回填右侧回左侧开挖右侧开挖高线至增宽线至增宽线至增宽右侧开挖中点图开挖面图开挖实际面回填土图回填土实际实际截面距底高程比例尺挖图上至增宽线图土图上面填土图截面距离高度度线实际距线实际距线图上距图上高度上高度上面积积上面积面积离高度上距离积上面积离离离1234567891011121314151617181920212223242521.8921.6321.6921.6821.5120.6820.2422.0920.9120.1723.2319.2318.8520.0320.7119.9520.9219.6018.0819.4620.4520.7620.5820.1419.0221.8921.6821.5821.5721.5121.3421.1921.0022.5416.7919.8719.9219.8620.5120.5015.6620.8220.3919.8620.2520.5520.2419.7519.1918.8221.6021.2021.5021.0020.5020.5021.0021.1020.7020.4020.2019.9019.8520.2520.5520.2519.9019.5019.7019.9020.3020.5020.2020.0019.5011.2011.2011.2011.2011.2011.2011.2011.208.208.2012.2012.2012.2012.2012.208.208.2011.2011.2011.2011.2011.2011.2011.2011.2010.6910.4310.4910.4810.319.489.0410.8912.7111.9711.037.036.657.838.5111.7512.728.406.888.269.259.569.388.947.8210.6910.4810.3810.3710.3110.149.999.8014.348.597.677.727.668.318.307.4612.629.198.669.059.359.048.557.997.6221.3820.8620.9720.9520.6218.9718.0821.7925.4223.9522.0614.0513.3115.6617.0223.4925.4416.8013.7616.5218.5019.1218.7517.8815.6521.3720.9620.7620.7420.6320.2819.9819.6128.6917.1815.3515.4415.3116.6216.6014.9225.2518.3917.3218.1018.6918.0817.0915.9715.240.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.120.122.572.502.522.512.472.282.172.613.052.872.651.691.601.882.042.823.052.021.651.982.222.292.252.151.881.281.251.261.261.241.141.081.311.531.441.320.840.800.941.021.411.531.010.830.991.111.151.131.070.942.562.522.492.492.482.432.402.353.442.061.841.851.841.991.991.793.032.212.082.172.242.172.051.921.831.281.261.251.241.241.221.201.181.721.030.920.930.921.001.000.901.511.101.041.091.121.091.030.960.911.251.201.241.181.121.121.181.191.501.460.960.920.920.971.001.451.401.001.021.041.091.121.081.061.0012.1611.7112.0412.0211.0910.5810.8911.5511.928.465.404.324.184.895.187.6111.5615.398.329.5810.3910.399.929.538.28844.38813.04835.83834.84770.38734.60756.24802.22828.06587.60375.19300.24290.00339.92359.72528.31802.631068.72577.46665.33721.49721.53688.99661.86574.732.552.502.512.502.472.352.302.594.033.952.582.152.152.162.194.084.153.092.242.242.282.362.332.202.232.552.512.492.492.472.432.422.394.402.202.162.142.152.182.182.164.143.062.272.332.332.302.262.242.205.095.014.994.994.954.784.724.988.436.154.744.304.304.334.376.238.296.154.514.574.624.664.594.444.43446.71439.24437.98437.70434.15419.25414.03436.96739.89539.54416.01376.84377.60380.11383.05546.70726.83539.71395.71400.90404.95408.63403.06389.78388.824.544.994.255.097.634.594.924.323.365.014.983.763.883.403.173.404.315.934.004.624.734.193.876.834.2437.8141.6035.4042.4263.5538.2440.9936.0028.0041.7341.5331.3732.3528.3326.4528.3335.9149.4033.3138.5139.4034.9332.2356.8935.32《课程设计任务书》 8

《水运施工》课程设计 2013.3.7.

2、土方挖方填方工程量计算

土方开挖填方工程量计算位置截面挖方截面面填方截面面积积截面间距开挖段土立回填段土立挖方量统计方方填方量统计123上游引航道直线段45678上游导航段上闸首89910101112闸室13141516下闸首下游导航段16171718181920下游引航道直线段2122232425859.0069813.0417835.8333834.8403770.3819734.6042756.2361802.2153828.0625587.6042375.1944300.2431290339.9167359.7222528.3125802.6251068.722577.4583665.3264721.4931721.5278688.9931661.8611574.7292446.7105439.2368437.9825437.7018434.1491419.2456414.0263436.9561436.9561739.8947739.8947539.5351539.5351416.0088376.8421377.5965380.1053383.0526546.7018546.7018726.8333726.8333539.7105539.7105395.7105400.9035404.9474408.6316403.0614389.7807388.824637.8116741.5958335.3991742.4191763.547538.2383340.98833362841.7266741.5266731.3732.3528.3341726.44528.3341735.9141749.397533.3141738.5066739.402534.9308332.232556.8908335.3241731611.4734293.1629570.2334046.09237782.847819.0528503.6231939.1602934529345019819.3319819.333020087.1914024.339257.96210188.975212.2689911.84211742.04018855.518855.502033603.9433603.938040658.620701.1726700.928429.31218373.1724635.3321770.735175.3320301.83632992.0116749.5718244.3315499.2518491.5927115.5515931.4617440.18021183.32017912.02019935.8316462.2311833.3712255.8310811.7212293.68018042.28022743.43023103.7313269.2715515.3216028.5214176.5612777.6422147.7513734.9129471.93921183.315817912.017583592.651218042.277722743.4336总计

130753.687423699.322《课程设计任务书》 9

《水运施工》课程设计 2013.3.7.

3、粘土铺盖工程量计算

粘土铺盖工程量计算表位置截面面积长度方上游引航道直线段 0#-8#166.930050070上游导航段 8#-9#1557.72.64050.1下游导航段17#-18#1557.72.64050.1下游引航道直线段18#-25#166.932053408总计粘土铺垫总计111578.2方111578.2 4、混凝土工程量计算

混凝土工程量计算 面积/平方部位截面两侧底板纵断长度/m体积/方面面积上游导航8#-9#28.25(长11.5(长段度为10)度为20)512.5上闸首9#-10#398207960闸室10#-16#68.2521014332.5下闸首16#-17#390207800下游导航17#-18#28.25(长11.5(长段度为10)度为20)512.5总计混凝土用量总计31661.5方31117.5 5、浆砌石工程量计算

 浆砌石工程量计算部位截面面积/平方长度/m体积/方总计上引航道直线段0-869.201430020760.42下引航道直线段18-2469.201432022144.448上引航道直线段8’-91203.7080.4481.483247320.9062471.9391726.536下引航道直线段17-181203.7080.4481.48322471.9391726.536 《课程设计任务书》

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《水运施工》课程设计 2013.3.7.

7、混凝土浇筑

1个施工队,依次对上导航段、上闸首、下闸首、下导航段、闸室进行施工

混凝土浇筑机械类型及数量表混凝土浇筑分段计算浇筑块混凝土工浇筑块工泵浇筑效浇筑层数程量程量率m3666666662666666661566666166666166666立方米/h202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020202020浇筑泵数量333333333333333333311111111111111111浇筑面积浇筑天数m264064042023032032032032032064064042023032032032032032060011391715127200282318138200282318138m3115362153631008上闸首4552(分九79605768块)6768776887689256115362153631008下闸首4552(分九78005768块)676877688768996底板一块1200闸室一段侧墙一块272.082(长度方侧墙二块217.52047.502向分为7侧墙三块170段)侧墙四块122.92侧墙五块65底板一块80侧墙一块66.24侧墙二块54.72上导航段296侧墙三块43.2侧墙四块31.68侧墙五块20.16底板一块80侧墙一块66.24侧墙二块54.72下导航段296侧墙三块43.2侧墙四块31.68侧墙五块20.161.071.070.700.380.530.530.530.530.181.071.070.700.380.530.530.530.530.070.830.570.450.350.260.140.170.140.110.090.070.040.170.140.110.090.070.04混凝土的浇筑总天初凝时间Q·K·浇筑强度延误系数数t(t-t1)-KB·L·Hhm3/h600.85650.00600.85650.00600.856138.00600.856214.005.5600.856178.00600.856178.00600.856178.00600.856178.00600.856178.00600.85650.00600.85650.00600.856138.00600.856214.005.4600.856178.00600.856178.00600.856178.00600.856178.00600.856210.00600.85666.00200.85656.65200.85665.752.6200.85673.67200.85681.51200.85691.17200.85622.00200.85690.96200.85692.880.6200.85694.80200.85696.72200.85698.64200.85622.00200.85690.96200.85692.880.6200.85694.80200.85696.72200.85698.64校核冷缝运输强度拌和强度m3/h66.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1566.1522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.0522.05拌和机效混凝土拌率和机台数m3/h888888888888888888888888888888888888999999999999999999933333333333333333满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足满足636363636363636363636363636363636363632121212121212121212121212121212121《课程设计任务书》 16

《水运施工》课程设计 2013.3.7.

8、安装及其他施工组织分析

闸门、公路桥安装(90天,30人)

(五)船闸施工组织横道图 见附图

(六)船闸平面布置图

1、交通运输线路布置(通达仓库和附属企业);

在水运建设中,运输、装卸作业和仓库任务是一套彼此相关的工作,各有各的特点且关系极为密切。

本次船闸施工设计的交通运输线路主要为水路和公路。其中水路主要运输运河上游的砂石料等,而公路主要负责施工区域土石、混凝土的运输以及施工人员的运输等。具体的线路布置方案可结合工程区域,运用系统工程的思想来优化配置。具体的线路布置可以参考“总平面设计图”。

2、输变电系统设计与线路布置(变电站位置选择,通达混凝土拌和站、工地、仓库、办公区与生活区); (1)电力来源

《课程设计任务书》

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《水运施工》课程设计 2013.3.7.

借用施工场地附近已有的变压器供电。 (2)电量估算

施工某阶段一个变电站的供电区域所需总功率P为

P = 1.1( km ∑ kc Py / cos ?0 + kc Px ) 其中 1.1 为输电网络功率损失系数;km为动力同时负荷系数,取0.75~0.85;kc为需电系数;cos ?0功率因数平均计算值,以0.5~0.6估算;Py为动力用电铭牌功率;Px为照明用电总功率。具体的计算过程见下表。

负荷特征电动挖掘机3台以上塔机和门式起重机(1~2台)塔机和门式起重机供电系统(2台以上)混凝土工厂电力设备室外照明室内照明(除仓库照明)仓库照明需电系数0.40.30.20.610.80.35功率因数0.50.50.40.7111功率(KW)总功率(KW)5002179.761.67207603、供水系统设计与线路布置(泵站位置选择,通达混凝土拌和站、工地、仓库、办公区与生活区); (1)水源选择

主要有两种来源:一是城市的供水系统,一是运河的水。在运河边上建两个水泵站以解决施工用水问题。 (2)需水量的估算

工地用水组成:生产用水+生活用水+消防用水,不应简单叠加。 施工供水应满足不同时期日高峰生产用水与生活用水,按消防用水量校核。

A、生产用水:完成混凝土工程、土石方工程等所需用水量,以及起重运输机械、施工工程设施和动力设备等所消耗的水量。

生产需水量计算式: Q1 = r ∑ k q/( 8 X 3600 )

式中: Q1—生产用水的需水量,L/s; q—各用水单位班均用水量,L/8h; k—用水不均匀系数; r一考虑水量损失等的扩大系数,通常取1.2。

B、生活用水:工地职工和家属在生活饮用、食堂、浴室和医疗机构等方面的需水量。生活需水量计算式:

《课程设计任务书》

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《水运施工》课程设计 2013.3.7.

Q2=k ( Nl ql+∑ q3)/(8 X 3600)十k ( N2 q2+∑q3 )/(24 X 3600)

式中 Q2—生活用水总需水量,L/s;N1—施工人数; N2—居民人数,ql—现场工人用水定额,3—5L/班; q2—居民用水定额25~30L/d; q3—学校、医院、食堂等需水量。

C、消防用水:

施工现场消防需水量与施工现场面积大小有关,当面积在30万m2以下取10L/s,面积在30~50万m2取20L/m2,以后每增加25万m2累加5L/s.

居住区消防需水量,居民人数在一万人以下时按5L/s估算, 1万人以上按10L/s估算。灭火的延续时间按3h计算。

设计总需水量计算式:Q=Q1+Q2

由上式计算出的总需水量应大于或等于消防用水量,否则;应以消防用水量作为设计。计算值尚应增加10%以补偿不可避免的管网漏水损失。

用途制备混凝土(L/m3)养护混凝土(L/天)拖拉机、挖掘机、汽车(L/昼夜台)现场工人用水定额(L/班)居民用水(L/天)浴室(每人一次)食堂(每人一餐)30万平方米内灭火时间3h定额250300数量31661.515班均用水量平均需水量(L/8h)(L/s)17948710011.2341875400131120生产用水430501018001800------------------4109000018000101014.9852569生活用水3.75106944消防用水总需水量(L/s) 4、仓库和加工厂面积布置,见“总平面布置图”; 5、砂石料(含块石)堆场面积布置,见“总平面布置图”; 6、混凝土的拌和站及混凝土运输线路布置,见“总平面布置图”; 7、回填土堆土区安排,弃土区面积计算及布置,见“总平面布置图”; 8、临时行政文化生活设施面积布置,见“总平面布置图”;

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