課程名稱：鐵路施工組織與管理
設計題目：新線鐵路土石方工程施工組織設計
院系土木工程系
專業鐵道工程
年級姓名
指導教師
西南交通大學峨眉校區
課程設計任務書
一、設計題目：新線鐵路土石方工程施工組織設計
╳工程施工隊承擔貴廣新線鐵路臨時軌排基地的土石方工程任務，（其中包括基地面積為長300m寬90m的廣場；基地兩側沿線路外伸350m的路基土石方工程）。基地初步標高按線路設計標高取平均值；洩水坡為單向坡i=3‰；土方邊坡挖方為1:1.
25，填方為1:1.5。
原始資料為貴廣線 dk117+200 至 dk118+200 段設計平面圖及縱斷面圖各乙份，線路為一級單線。
二、施工條件：
1． 計算所需的施工機具均按需配備**；
2． 所需勞力全部滿足要求；
3． 施工在非雨季進行，月平均氣溫為20oc。
三、設計內容
1． 計算基地及基地兩側路基土方工程量；
2． 確定土方調配方案，選擇施工方法；
3． 選擇施工機械，確定施工機械走行路線；
4． 計算施工工期；布置現場平面圖。
四、設計成果及要求：
1． 編寫課程設計說明書，（約）
2． 繪製現場平面布置圖1張（2#圖紙）
3． 繪製路基橫斷面圖（比例： 1:200）
在平面圖上找出接近線路較為平坦的場地(300m×90m),布置方格網,（邊長取30m），形成30個方格。在平面圖上找出每個方格角點的高程。
表1：角點高程
根據線路起點高程768.5m，中點高程780.8m，終點775.2m
則有:則計算出其他各角點的設計標高，結果見表2。
表2：基地設計高程
則各角點的施工高度結果見表3。
表3：施工高度
由於施工的方格中，一部分的施工高度為「+」，而另一部分的施工高度為「-」則此方格的土方必然為一部分為填方，一部分為挖方。填挖方的邊界線即為零線。
1） 全填（或全挖）方格
所以有：
2）兩挖兩填方格：
挖方部分土方量：
填方部分土方量：
由公式可得：
3）三填一挖或三挖一填方格：
由公式計算得：
4）計算結果彙總得到：
則有:已知線路為一級單線，從《路基規範》中查得，一級單線路基面寬度：路塹為7.
1m，路堤為7.5m，路基頂面標高由縱斷面圖相應中心點求得，路基土石方的採用平均斷面法求，每50m畫乙個橫斷面，然後在cad裡面讀出各斷面的面積，用下面的公式即可求得。
式中：a1 a2a3……an 每個斷面面積；
l1 l2l3……ln-1 兩相鄰斷面間距離。
根據橫斷面面積，採用平均面積法計算土石方工程量，填入表中
路基土石方量單位：
經濟運距計算公式為：
設路塹的挖土，縱向運送l距離到路堤的費用為，則
a:挖土並裝到運送工具上的費用；
b：土運送1m距離的費用。
如果上述路塹挖方不縱向運至路堤，而運往棄土堆，路堤就由取土坑取土，橫向運至路堤的費用則為
：挖土運至棄土堆的距離；
：取土坑運至路堤的距離。
當滿足≤時，l值即為經濟，即
查《鐵路工程概預算定額》第一冊《路基工程》（2023年）路基土方定額：ly-5挖掘機挖土裝車挖掘機普通土，挖土並裝到運送工具上的費用為元，即；ly-150 自卸汽車運土自卸汽車運距，運土需要元，則元。
根據地形條件取，，那麼
區間土石方調配，採用表上作業法，見下表。
取場地或方格網中，縱、橫兩邊為座標軸，挖填區如圖2所示，分別求出各區間的土方重心的位置，即：
即x、y：挖方或填方調配區的重心座標；
v：每個方格的土方量；
x、y：每個方格的重心座標。
為了減少計算量，運用cad的查詢功能得出挖方或填方區重心座標，即：
t1:(568.2373 -97.8380);t2:(624.5304 -90.8265)
t3:(703.8344 -64.8953);t4:(820.2245 -62.5111)
w1:(643.5944 -126.8856);w2:(89.3083 -110.9107)
w3:(749.9246 -104.3026);w4:(806.2135 -103.8023)
其中：xt、yt：填方區的重心座標
xw、yw：挖方區的重心座標
由此計算出挖方、填方區間的距離為 (為方便計算，距離取整數)：
同樣的可以得到剩餘的平均運距，
列表如下：
目標函式： （為每對調配區運距）
約束條件：
初始調配方案的目標函式為：
2.2.3.3 調配方案最優化檢驗
盡量方案以「最小元素法」調配原則編制，各目標函式是較小，但不能確定為最小，所以要進行檢。檢驗採用假想運距法，此法較為簡便。假想運距是假設方案最優時的虛擬運距。
在假想運距條件下，方案任意調整。若原運距均大於或等於其對應的假想運距，則目標函式不能再降低，即方案為最優。如果原運距小於其對應的假想運距，則目標函式值還可以降低，即方案不是最優。
鐵路施工組織與管理課程設計
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