1、 环境工程施工课程设计任务书一、内容 任务一1、选用工程某地形图作为模拟设计的对象（图1）。进行场地方格网的划分计算场地方格土方量；土方调配区的划分；挖填区域的运距确定；土方调配。2、绘制土方调配图。 3、设计步骤： （1）根据图纸进行方格网划分，边长按 10m 的倍数范围内取值；场地设计排水坡度Ix=2，Iy=2 （2）确定方格角点自然标高； （3）初步确定场地设计标高并进行调整； （4）计算方格土方量； （5）调配区划分，参考教材自行确定调配区运距； （6）采用最小元素法进行土方调配。任务二计算所示双代号网络计划的时间参数（节点时间，工作时间），要求写出具体计算方法和步骤。图2二、要求：
2、1、设计时间：二周。 2、完成土方量计算及土方调配计算书；绘制土方调配图。 3、设计成果统一为打印件，请务必写清楚计算过程与步骤，A4 幅面； 4、如任务需要制图， 请使用 CAD 按国标制图规范画图、使用图幅不限，绘图比例自定，折成与正文同样大小装订在一起 5、设计成果按规定格式提交，课程设计报告按封面、任务书、设计说明书、计算书、 图纸（按 A4 规格折叠）的顺 序装订并装入课程设计档案袋中。 6、发现设计有抄袭、雷同者两方不及格处理。 三、参考书： 1、 教材 2、土木工程施工， 邓寿昌主编 北京大学出版社； 3、建筑施工（第三版）郭立民主编 中国建筑工业出版社； 4、土木工程施工， 赵
3、燕青主编 科学出版社； 5、现行建筑施工规范大全 中国建筑工业出版社环境工程施工课程设计计算书（一）划分方格网图 根据题目已知条件，方格边长可取20m，将场地划分为若干个方格。方格应进行编号，并填写于方格内。再对各方格角点进行编号，并将其标注于角点左上方。(附图1 建筑场地地形及方格网图) （2）确定各方格角点地面标高、设计标高和施工高度1、求各方格角点地面标高 ijH用插入图解法(亦可用解析法，因为计算繁琐，故略)确定各方格角点的地面标高 ，并分别将其标注在角点的左下方。 i(附图2 场地方格网法计算土方工程量图)2、计算场地设计标高 c2.1 最小二乘法Pc+Px Ix +Py Iy -P
4、z=0 Pxc+Pxx Ix +Pxy Iy -Pxz=0 1Pyc+Pxy Ix +Pyy Iy -Pyz=0式中 P=P1+P2+PnPx=P1X1+P2X2+PnXnPxx=P1X1X1+P2X2X2+PnXnXnPxy=P1X1Y1+P2X2Y2+PnXnYn其余类推，解上述方程组可得 c、Ix、Iy ，即可求得最佳平面。本设计已知 Ix=2、I y =2，若要求出此条件下的最佳设计平面，只须求出 c 值。 2.2、求设计标高根据方格各角点坐标和P值求解P、Px、 Py、Pz，计算结果如表一将数值代入公式Pyc+Pxy Ix +Pyy Iy -Pyz=0求得：c=42.96m已知 Ix
5、=2 Iy =2 c=42.96m将数值代入式得方格角点设计标高 zi和施工高度 Hi方程式如下：zi=42.96-2xi-2yiHi=42.96-2xi-2yi-zi场地各方格角点设计标高和施工高度数值，详见表一三、设计标高的调整根据已知条件求得最佳设计平面表格详见附表一（最佳设计平面表格）在表格中查得相关系数代入式 1 得：Pc+Px Ix +Py Iy -Pz=0 Pxc+Pxx Ix +Pxy Iy -Pxz=0 Pyc+Pxy Ix +Pyy Iy -Pyz=0联解方程组求得设计平面的三个参数为：C=+42.012 Ix=+0.028603 Iy =+0.0130123将这三个参数代
6、入 Hi=zi- z 式即可求出各方格角点的施工高度。即：Hi=zi- zi= 42.012+0.028303xi +0.013013yi - zi（i=1 ，24）最后进行检查，将附表一中求得PH0，说明整个计算过程无误（三）计算各方格土方量1、确定零线确定零线的目的是确定该场地挖方、填方的分界线。根据地形的不同零线可能是一条，亦可能是几条，并将场地划分为挖方和填方区。零线的确定方法有解析法和图解法两种，实际运用时取其一种方法即可。图解法在实际工作中，为省去繁琐的计算，采用图解法更为快捷而准确，可直接在有零点的方格边上找出零点。图解法是以有零点方格为纵轴，以有零点方格边两端的方格边为横轴(
7、为折线 )，然后用直尺将有零点方格边的施工高度按比例分别标于纵轴两侧的横轴上。此时，应当注意：若角点的施工高度为“+”时，其比例长度在纵轴的右侧量取；角点的施工高度为“- ”时，其比例长度则在纵轴的左侧量取。然后将两个比例长度的终点用直尺相连，直尺与纵轴的交点，即为该方格边上的零点。最后，将各相邻的零点一一连续起来，即得到零线。即可查图表知零线位于第3，8，13，19，20区域内 零点位置应分别标注于相应的方格边上，然后将各零点连接起来，即得到零线(挖方、填方分界线)。零线应画于图2上。2、计算各方格土方量由于零线通过方格的部位不同，可将方格划分为四点挖方(四点填方) 方格、三点挖方(三点填方
8、) 方格、(两点挖方)方格、一点挖方(一点挖方 )方格等四种类型。然后，根据方格网的类型，分别计算其土方量。在计算土方量时，挖方用“+”表示，填方用“- ”表示。最后应将计算出的各种土方量填入图3的方格中，并检查场地内挖方量与填方量是否保持基本平衡。采用平均高度法方格四角点施工高度之总和 1 2 3 4 5 61 -1.81 -0.85 -0.21 1.01 1.57 2.13-5.3 -1.42 4.66 6.72 -1.93 -0.91 -0.07 0.71 1.37 1.63-6.04 -2.16 3.78 0 5.283 -2.23 -1.17 -0.21 0.59 1.11 1.17
9、-7.03 -3.01 3.36 3.544 -2.39 -1.44 -0.39 1.07 0.59 0.67表中黑体字为方格四角施工高度和 A: 方格四角点全部为填方或挖方所以由于 ：21234104aVhhH可得：312 3450=-50m142+610=70HV367 391010=-604m21+78=5VH312 3415-0m10=+654VH-7.77 -4.15 2.485 -2.55 -1.59 -0.83 -0.25 0.01 1.213167 3200=-7m415+28VHB: 方格四个角点部分填方，部分挖方时 22a4HV填填 （ ）22a挖挖 （ ）注：hi均为正值
10、 方格角点中填（挖）方施工角度的总和，取绝对值H填 （ 挖 ）（m）；方格四角点施工高度之总和，取绝对值（m）；a 方格边长2222=194a0.HV填 3填 3挖 3挖 3（ ）（ ）2222a=13.644.HV填 8填 8挖 8挖 8（ ）（ ）2222a=1348HV填填 13挖挖 13（ ）（ ） 2222a=0439HV填 18填 18挖 18挖 18（ ）（ ）2222a=640.8HV填 19填 19挖 19挖 19（ ）（ ）（四）计算总挖(填)方量总挖(填)方量=各方格土挖(填)方量总和即： 总挖方量=-3620.5 m3总填方量=+3551.6 m3检查总挖方量与总填方量
11、平衡稳定时，是总挖方量大于总填方量，可采用三种方法处理：(1)适当减少挖方边坡宽度来减少边坡挖方量后，使总挖方量与总填方量基本平衡，但挖方边坡量必须重新计算。(2)适当提高场地设计标高，使场地总挖量减少。(3)用超挖部分土来直接加宽填方宽度，使挖方、填方量基本平衡，此法虽不经济，但简便易行。（五）土方调配1.先在场地平面图上画出挖方、填方的分界线(即零线)，然后再根据场地地形与地理条件，并结合图3所示方格的挖、填土方量，将场地挖方区、填方区划分为若干个土方调配区，并绘制土方调配图，标注各调配区的土方量。(附图4 土方调配图)2.已知某场地需进行场地平整，划分成三个挖方区和三个填方区，其相应的挖
12、填土方量和各调配区的距离如下，根据挖填平衡的原则，利用“表上作业法”进行调配。表2-1填方挖方量 表2-2运距表T1 T2 T3W1 （，42） （，48） （，69）T1 T2 T3 挖方量W1 1380W2 1420W3 830填方量 930 1600 102036303550W2 （，55） （，48） （，60）W3 （，75） （，50） （，40）3、编制初始调配方案将任务中的土方数及价格系数(平均运距) 填入计算表格中表2-3各调配区土方量及平均运距填方区挖方区T1 T2 T3 挖方量 (m3)42 48 69W1 X11C 11X12 C 12X13C 33 138042 48
13、 60W2X21C 21X22C 22X23C 23142075 50 40W3X31C 31X32C 32X33C 33 730填方量(m 3) 930 1600 102036303550在表2-3 中找出价格系数最小的方格，确定它所对应的调配土方数。本题中最小的系数为C 33，则先确定X 33的值，使X 33 的值竟可能的大。考虑挖方区W 3 最大挖方量为73 0，填方区T 3 的最大填方量为900，所以X 33 最大值为400 。由于挖方区W 3 的挖方量全部调到T 3填方区，所以X 31和X 32 都等于零。将400填入表2-3中X 33 的方格中X 31和X 32的方格用“”表示。计
14、算结果如下表所示。表2-4初始方案计算过程填方区挖方区T1 T2 T3 挖方量 (m3)42 48 69W1 X11C 11X12 C 12X13C 33 138042 48 60W2X21C 21X22C 22X23C 23142075 50 40W3XC 31XC 32830C 33 830填方量(m 3) 930 1600 102036303550在没有填上数字和“”号的方格内，再选一个C ij 最小的方格，即C 13=51，我们使 X13 的值尽量的大，取X 13 的值为190，同时是X 21和X 23 都等于零。并对应的填入表2-4中。重复上面步骤，依次确定其余C ij 数值，最后得
15、出表2-5 。表2-5 初始方案计算结果填方区挖方区T1 T2 T3 挖方量 (m3)42 48 69W1 930C 11280C 12190C 33 138042 48 60W2X21C 211420C 22X23C 23142075 50 40W3XC 31XC 32830C 33 830填方量(m 3) 930 1600 102036303550最后还剩下80m 3 挖方量(六) 最优方案判别用假想系数法检验:先将有调配土方量的方格的假想价格系数（运距）填入方格右下角。再按构成任一矩形四个方格的对角线上的假想价格系数之和相等的原则完成表中余项。假想价格系数求出后，把无调配土方的方格的右边
16、的两个方格相减得出检验数。如表所示表 2-6计算检验表填方区挖方区T1 T2 T3 挖方量 (m3)42 48 69W1 930C 11180C 12190C 33 138042 48 60W2+C 211420C 22+C 23142075 50 40W3-C 31-C 32830C 33 830填方量(m 3) 930 1600 102036303550（1）在所有负检验数中选一个（一般可选最小一个，如本例C 31），把它报对应的变量X 31作为调整的对象。（2）找出X 31的闭路：从X 31出发，沿水平或竖直方向前进，遇到适当的有数字的方格作900转弯，也可以不转，再依次继续回到出发点，
17、形成一条闭回路。（3）从空格X 31出发，沿闭回路（方向任意）一直前进，在奇数格转角点的数字中，选出一个最小的（本表为830、190、930中选330），将它由X 12调到X 13方格中（空格中）。（4）将190填入X 13方格中，被选出的X 11为0（变为空格）；同时将闭回路上其他奇数次转角上的数字都减去190，偶次转角上数字加上190，使得挖、填的土方量保持平衡，这样调整后，便可得如下新方案。表2-7计算检验表填方区挖方区T1 T2 T3 挖方量 (m3)42 48 69W1 100C 11180C 121020C 33 128042 48 60W2+C 211220C 22+C 2315
18、2075 50 40W3830C 31-C 32+C 33 830填方量(m 3) 930 1600 102036303550计算结果还有负号，仍需要继续检验。同上计算方法，调整方案如下表表2-7计算检验表填方区挖方区T1 T2 T3 挖方量 (m3)42 48 69W1 +C 1180C 121020C 33 128042 48 60W2+C 211420C 22+C 23152075 50 40W3930C 31100C 32+C 33 830填方量(m 3) 930 1600 1020363035505、结论如表2-6所示，表中全为正号，所以此方案为最优方案。总的挖方量W=8048102
19、069 1420489307510050=217100（m 3）（二）任务二计算所示双代号网络计划各工作的时间参数，要求写出具体的计算方法和步骤。以上图为例，按节点计算法计算时间参数，同时要求写出计算方法和步骤 。节点时间的计算10ET计算公式： max()|0iEEjiijTDjn式中： 网路图原始节点的最早可能开始时间；1ET任意中间节点j的最早可能开始时间；Ej节点j的紧前节点 i的最早可能开始时间；EiT工作ij的持续时间；ijDn 网路图的结束节点编号可计算节点最早可能开始时间，过程在表2-1中显示nLET或 规 定 的 工 期计算公式： min()|0iLLijijTDjn式中：
20、结束节点的最迟必须时间Ln结束节点的最早可能开始时间EnT任意中间节点i的最迟必须开始时间Li节点i的紧后节点j的最迟必须开始时间LjT工作i-j 的持续时间ijD可计算节点最迟必须开始时间，过程在表2-1中显示表2-1 节点最早时间和节点最迟时间的计算节点*节点最早时间*节点*节点最迟时间 0 0 12 120+2=2 2 12-1=11 112+2=4 4 11-1=10 102+3=5 5 11-3=8 8 4+0=4 6 8-0=8 10-2=8 85+1=5 6+3=9 9 8-3=5 5 9+0=9 4+2=6 9 5-1=4 8-2=6 4 9+2=11 5+1=611 10-1
21、=9 5-1=4 4 9+3=12 11+1=12 12 4-2=2 4-3=2 2 12+1=13 13 2-2=0 0工作时间参数的计算工作的最早可能开始时间和最早可能结束时间计算公式： EijiST式中： ij工作的最早可能开始时间ijESij工作的最早可能结束时间ijF其计算过程在表2-2中显示表2-2 工作最早开始和最早结束时间的计算工作的最迟必须开始和结束时间计算公式： LijjTLijijijjijSFDT式中： ij工作的最迟必须结束时间ijLF工作名称起点节点最早时间工作最早开始时间工作持续时间工作最早结束时间1-2 0 0 2 22-3 2 2 2 42-4 2 2 3 5
22、3-7 4 4 2 64-8 5 5 1 65-6 6 6 3 97-9 9 8 3 128-9 11 8 1 129-10 11 11 1 12ij工作的最迟必须开始时间ijLS其计算过程在表2-3中显示表2-3 工作最迟结束和开始时间的计算工作名称终点节点最迟时间工作最迟结束时间工作持续时间工作最迟开始时间1-2 2 2 2 02-3 5 5 2 32-4 5 5 3 23-7 8 8 2 64-8 10 10 1 95-6 8 8 3 57-9 11 11 3 88-9 11 11 1 109-10 12 12 1 11工作总时差的计算ijijijFLSE自由时差的计算ijjkijF其计算结果也在表2-4中显示表2-4 总时差和自由时差的计算工作名称 总时差 自由时差1-2 0 02-3 1 02-4 0 03-7 2 24-8 5 25-6 2 07-9 3 08-9 3 29-10 1 0各工作参数表示如下图5环境工程施工课程设计专 业： 环境工程 班 级： 环境工程1042 姓 名： 赵伟民 学 号： 201010407232 日 期： 2013年12月18
