4.3 Расчет скорости потока

Определяем количество рабочих дней в каждом месяце.

Таблица 7

Месяц	Тк	Тв	Тм	Трем	Траб	Тсм
Май	19	4	3	1	11	22
Июнь	30	10	2	3	15	30
Июль	31	9	2	3	17	34
Август	31	8	4	4	15	30
Сентябрь	30	10	5	3	12	24
Итого:	141	41	16	14	70	140

Т_раб=Т_к-Т_в-Т_м-Т_рем, дн (6)

Т_см=Т_раб*к_с, см (7)

V_min= = 0.292 км/см

Принимаем длину захватки равную 292 м/см.

5 ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛИНЕЙНЫХ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

5.1 Определение сменного объема линейных земляных работ и количество смен по участкам

Зная общий объем линейных земляных работ м среднюю продолжительность строительного сезона, находим объем линейных земляных работ выполняемых за 1 смену.

V_см= м³/см (8)

где V_cм – сменный объем линейных земляных работ, м³/см;

V_{общ.лин} – общий объем линейных земляных работ, м³;

Т_ср – число рабочих смен строительном сезоне, м

V_см= = 4 454 м³/см

Количество смен по выполнению земляных работ на каждом участке рассчитываем в таблице 8.

Таблица 8

Пикеты	V лин.зем. работ	Расчет Vсм	Количество смен
1	2	3	4
0-30	60 000	60 000 / 4 454	13
30-61	58 000	58 000 / 4 454	13
61-66
66-97	57 700	57 700/ 4 454	13
97-102
102-134	57 550	57 550/ 4 454	13
134-140
140-178	61 450	61 450/ 4 454	14
178-183
183-220	55 320	55 320/ 4 454	12
220-225

Продолжение таблицы 8

1	2	3	4
225-262	59 600	59 600/ 4 454	13
262-267
267-310	62 500	62 500/ 4 454	14

Протяженность линейных земляных работ определяется по формуле:

Lл.з.р. = Lтр – Lс.з.р. – Lм , м (9)

Где Lл.з.р. – протяженность линейных земляных работ, м

Lтр – длина трассы, м

Lс.з.р. – протяженность сосредоточенных земляных работ, м

Lм – длина мостов, м

Lл.з.р. = 31 000 – 3 100 – 210 = 27 690 м

Расчет длины сосредоточенных земляных работ:

Таблица 9

Пикеты, м	Lс.з.р.
61-66	500
97-102	500
134-140	600
178-183	500
220-225	500
262-267	500

Находим суммарную длину сосредоточенных земляных работ:

∑Lс.з.р. = 3 100м

Расчет протяженности мостов:

Таблица 10

Пикеты, м	Lм
62+00	54
98+50	18
135+00	54
222+00	36
263+00	48

Находим суммарную протяженность мостов, она составила:

∑Lм = 210 м

5.2 Определение средней высоты насыпи

Средняя площадь поперечного сечения линейных земляных работ с учетом коэффициента уплотнения определяется по формуле:

F_ср = V_{общ.лин} / ( L_л.з.р.* К_упл.), м² (10)

Где : F_ср – средняя площадь поперечного сечения, м²

L_л.з.р – протяженность линейных земляных работ, м

V_{общ.лин} – общий объем линейных земляных работ, м³

К_упл – коэффициент уплотнения грунта (1,1)

F_ср = 472 120 / ( 27 690*1,1) = 15,5 м²

Зная толщину дорожной одежды рассчитываем ширину земляного полотна по верху.

В=В_норм+2m*h_д/о (11)

Где : В – ширина земляного полотна по верху

В_норм – нормативная ширина земляного полотна согласно СНиП 2.05.02 – 85

В=15+2*1,5*0,34=16,02 м

Зная среднюю площадь поперечного сечения, находим среднюю высоту насыпи.

F_ср=((В+(В+2*Н*m))/2)*Н (12)

F_ср=Н*В+Н²*m (13)

Н²*m+Н*В-F_ср=0

где: Н – средняя высота насыпи, м

В – ширина земляного полотна, м

1:m – заложение откоса

Принимаем х=Н, тогда

mх²+Вх-F_ср=0

1,5х²+15,96х- 15,01= 0

Находим корни квадратного уравнения:

Д= b² – 4ac = 16,02² – 4*1,5*(-15,5)= 349,64

Х₁=( - b + ) / 2*a = ( - 16,02 + 18,7 ) / 3 = 0,9

Х₂=( - b - ) / 2*a = ( - 16,02 - 18,7 ) / 3 = - 11,6

Принимаем Х₁ за высоты насыпи и определяем толщину каждого слоя:

h₁=0,2м

h₂=0,3м

h₃=0,4м

Исходя из полученной высоты насыпи, устанавливаем рациональные способы строительства земляного полотна на каждом участке дороги.

5.3 Расчет технологической карты по выполнению линейных земляных работ

Разработку и перемещение грунта на заданное расстояние можно осуществлять с использованием следующих вариантов ведущей машины: бульдозера, скрепера, экскаватора и автомобилей – самосвалов. Каждый из указанных вариантов ведущей машины имеет экономически целесообразную область применения.

Бульдозеры используют при дальности транспортирования не более 100м, что связано с потерей грунта при перемещении из призмы волочения. Прицепной скрепер ввиду низкой производительности (малой скорости) уступает в технико – экономическом отношении самоходному скреперу и автосамосвалам даже при малой дальности транспортировки грунта, до 0,5км. При дальности транспортировки до 2,8 км рациональной ведущей машиной является самоходный скрепер а при дальности возки свыше 2,8 км – экскаватор и автомобили-самосвалы. Таким образом, можно установить зоны применения в качестве ведущих различных землеройно-транспортных машин.

Для окончательного выбора необходимо провести технико-экономическое сравнение вариантов отрядов с учетом не только ведущих, но и комплектующих машин. Для выполнения каждой операции технологического процесса по строительству земляного полотна можно использовать различные марки ведущих и комплектующих дорожных машин. Все машины, включаемые в отряд, должны быть согласованы по производительности.

Для сравнения берем 3 марки экскаваторов с разными объемами ковшей 1м³, 0.65м³, 0.5м³

1. Экскаватор ЭО – 3323 емкость ковша 1 м³, с производительностью

П=T*И/Н_вр

Где Т – продолжительность рабочей смены (8 часов)

И – измеритель (1000 м²)

Н_вр - норма времени, маш.ч

П=8*1000/18,88 = 423,7 м³/см

2. Экскаватор ЭО – 5126 емкость ковша 0.65 м³, с производительностью

П=8*1000/28,32 = 282,5 м³/см

3. Экскаватор Э – 3322 емкость ковша 0.5 м³, с производительностью

П=8*1000/30,09= 265,9 м³/см

N= V_см/П (15)

Где V_см - сменный объем линейных земляных работ, м³/см

П - производительность, м³/см

N₁=4 454/423,7 = 10,51 , принимаем 11

N₂=4 454/282,5 = 15,8 , принимаем 16

N₃=4 454/265,9 = 16,8 , принимаем 17

Рассчитываем коэффициент загруженности для каждого экскаватора:

K_заг=10,51/11=0,96

K_заг=15,8/16=0,98

K_заг=16,8/17=0,99

В качестве ведущей машины принимаем экскаватор ЭО-3322 с емкостью

ковша 0,5м³ и коэффициентом загрузки 0,99. Выбор машины был обусловлен её экономической и производственной эффективностью.

Разработанные способы строительства земляного полотна и дорожной одежды, а также оптимизация составов отрядов дорожно-строительных машин и темпов ведения ими работ позволяют составить подробные технологические карты строительства автомобильной дороги с использованием наиболее рациональных в данных условиях дорожно-строительных машин.

В технологической карте приводятся: описание последовательности выполнения технологических операций с распределением их по захваткам, расчет количества машин, схема потока с расстановкой машин по захваткам, состав специализированного звена. Для составления технологической карты определяем объемы работ: площадь снятия растительного грунта, объем грунта для каждого слоя, площадь планировки поверхности верха земляного полотна и дня резервов, площадь планировки откосов.

В – ширина земляного полотна, м

1:m – заложение откоса

Н – высота насыпи, м

hк – глубина кювета, м

bк – ширина кювета, м

b₁ , b₁ , b₁ – ширина нижнего основания каждого слоя, м

Последовательность выполнения расчета:

1. Определяем объем снятия плодородного слоя V_почв

V_почв = b_почв*h_почв*L_з (16)

b_почв = В+2m(Н_нас+h_к)+2b_к+2n*h_к+2.0 (17)

b_почв = 16,02+2*1,5(0,9+0,3)+2*0,5+2*1*0,3+2,0=23,22м

h_почв – толщина плодородного слоя, м

В – ширина верха земляного полотна с учетом дорожной одежды

V_почв = 23,22*0,1*292= 678 м³

2. Определяем ширину основания подошвы насыпи S_осн

S_осн =b₃*L_зах (18)

S_осн = 18,72*292=5 466,24 м²

3. Определяем объем каждого слоя V₁; V₂; V₃

b₁ = B+2m*h₁ (19)

V₁ = (B+b₁)/2*h₁*L_зах*K_упл (20)

b₁ = 16,02+2*1,5*0,2=16,62 м

V₁ = (16,02+16,62)/2*0,2*292*1,1=1048,4 м³

b₂ = b₁ +2m*h₂

b₂ = 16,62 + 2*1,5*0,3=17,52м

V₂ = (b₁+ b₂)/2*h₂*L_зах*K_упл

V₂ = (16,62+17,52)/2*0,3*292*1,1=1 644,9 м³

b₃ = b₂ +2m*h₃

b₃ = 17,52+2*1,5*0,4=18,72 м

V₃ = (b₂+ b₃)/2*h₃*L_зах*K_упл

V₃ = (17,52+18,72)/2*0,4*292*1,1=2 328,06 м³

V_общ=V₁ +V₂ +V₃=1048,4 +1 644,9 +2 328,06 =5 021,36 м³

Контроль:

b₃ = В +2m*Н_нас=16,02+2*1,5*0,9=18,72 м

V_общ=(B + b₃)/2*Н_нас*L_зах*K_упл = (16,02+18,72) / 2*0,9*292*1,1=5 021,36 м³

4. Определяем S_верх

S_верх = В * L_зах (21)

S_верх = 16,02 * 292 = 4 677,9 м²

5. Определяем S_отк

= * L_зах (22)

= * L_зах (23)

S_отк=2*( + ) (24)

= * 292 = 630,72 м²

= * 292 = 26,28 м²

S_отк=2*( + ) (25)

S_отк= 2*(630,72 +26,28)=657 м²

6. Определяем

= 2* * L_зах (26)

= 2 * 0,5 * 292 = 292 м²

Для составления технологической карты также необходимо рассчитать производительность каждого механизма.

Производительность рассчитывается по ГЭСН сборник №1.

Производительность механизмов определяется по формуле:

П=Т*И/Н_вр (27)

где П – производительность, маш/см

Т – продолжительность смены, 8 часов

И – измеритель, определяется согласно ГЭСН, м³, м²

Н_вр – норма времени, определяется согласно ГЭСН, маш/час, чел/час

1. Производительность бульдозера ДЗ – 18 для снятия плодородного слоя

ГЭСН 01-01-030-1

И=1000м³

Н_вр=10,82+10,02=20,84 м/ч

П=8*1000/20,84=383,87 м³/см

2. Производительность катка ДУ-29А при 4 проходах по следу

ГЭСН 01-02-001-5

И=1000м²

Н_вр=3,4м/ч

П=8*1000/3,4=2 352,94 м²/см

3. Производительность экскаватора ЭО-3233 с объемом ковша 2,5 м³

ГЭСН 01-01-012-4

И=1000м³

Н_вр=16,28м/ч

П=8*1000/16,28=491,4 м³/см

4. Производительность автомобилей-самосвалов грузоподъемностью 16т

Расчет

П=(Т*К*g)/((2L_ср)/V)+t; м³/см (25)

Где К – коэффициент использования рабочего времени, K=0,85

g – грузоподъемность автомобиля, т

L_ср – средняя дальность возки материалов, км

V – средняя скорость, км/ч

t – время погрузо-разгрузочных работ, ч

П=(8*0,85*16)/((2*6,4)/60)+0,35=518,45 м³/см

5. Производительность бульдозера ДЗ-18

ГЭСН 01-01-030-5

И=1000м³

Н_вр=6,05 м/ч

П=8*1000/6,05=1 322 м³/см

6. Производительность катка ДУ-29А при 8 проходах по следу

ГЭСН 01-02-001-2-8

И=1000м³

Н_вр=1,11+7*1,11=8,88 м/ч

П=8*1000/8,88=900,9 м³/см

7. Производительность автогрейдера ДЗ-14 при планировке верха насыпи

ГЭСН 01-01-027-3

И=1000м²

Н_вр=0,98*2=1,96 м/ч

П=8*1000/1,96=4 081 м²/см

8. Производительность автогрейдера ДЗ-14 при планировке откосов насыпи

ГЭСН 01-02-027-13

И=1000м²

Н_вр=0,83*2=1,66 м/ч

П=8*1000/1,66=4 819 м²/см

9. Производительность поливомоечной машины

ГЭСН 01-02-006

И=1000м²

Н_вр=13,91м/ч

П=8*1000/13,91=575,12 м³/см

Таблица 11 – Технологическая последовательность процессов возведения насыпи ведущей машиной экскаватор

№ п/п	№ зах	Источ. обоснован.	Описание рабочих процессов	Ед. изм	Кол-во работ	Производительность	Потребность	Марка машины
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	I	ГЭСН 01-01-030-1	Снятие плодородного слоя бульдозером с перемещением до 20 м	м3	678,024	383,87	1,77	Бульдозер ДЗ - 18
2	I	ГЭСН 01-02-006	Увлажнение основания насыпи поливомоечными машинами	м3	5 466,24	575,12	9,5	ПМ М/Д - 130
3	I	ГЭСН 01-02-001-5	Уплотнение основания насыпи катком при 4 проходах по 1 следу	м2	5 466,24	2 352,94	2,31	Каток ДУ-29А
4	II	ГЭСН 01-01-012-4	Разработка грунта 4 группы экскаватором	м3	2 328,06	491,4	4,74	Экскаватор ЭО-3233
5	II	Расчет	Транспортировка грунта 4 группы автосамосвалами	м3	2 328,06	518,45	4,5	Автосамосвал КамАЗ 5411
6	II	ГЭСН 01-01-030-5	Разравнивание грунта 4 группы бульдозером для нижнего слоя	м3	2 328,06	1 322	1,8	Бульдозер ДЗ - 18
7	II	ГЭСН 01-02-006	Увлажнение грунта 4 группы поливомоечной машиной для нижнего слоя	м3	2 328,06	575,12	4,05	ПМ М/Д - 130

8	III	ГЭСН 01-02-001-2-8	Уплотнение нижнего слоя насыпи катком при 8 проходах по следу	м	2 328,06	900,9	2,6	Каток ДУ-29А
9	IV	ГЭСН 01-01-012-4	Разработка грунта 4 группы среднего слоя насыпи экскаватором	м	1644,9	491,4	3,3	Экскаватор ЭО-3233
10	IV	Расчет	Транспортировка грунта 4 группы автосамосвалами	м	1644,9	518,45	3,2	Автосамосвал КамАЗ 5411
11	IV	ГЭСН 01-01-030-5	Разравнивание грунта 4 группы бульдозером для среднего слоя	м	1644,9	1 322	1,2	Бульдозер ДЗ - 18
12	IV	ГЭСН 01-02-006	Увлажнение грунта 4 группы поливомоечной машиной для среднего слоя	м3	1644,9	575,12	2,9	ПМ М/Д - 130
13	V	ГЭСН 01-02-001-2-8	Уплотнение среднего слоя насыпи катком при 8 проходах по следу	м	1644,9	900,9	1,8	Каток ДУ-29А
14	VI	ГЭСН 01-01-012-4	Разработка грунта 4 группы верхнего слоя насыпи экскаватором	м	1048,4	491,4	2,1	Экскаватор ЭО-3233

Продолжение Таблицы 11

Продолжение Таблицы 11

15	VI	Расчет	Транспортировка грунта 4 группы автосамосвалами	м	1048,4	518,45	2,02	Автосамосвал КамАЗ 5411
16	VI	ГЭСН 01-01-030-5	Разравнивание грунта 4 группы бульдозером для верхнего слоя	м	1048,4	1 322	0,8	Бульдозер ДЗ - 18
17	VI	ГЭСН 01-02-006	Увлажнение грунта 4 группы поливомоечной машиной для верхнего слоя	м3	1048,4	575,12	1,8	ПМ М/Д - 130
18	VII	ГЭСН 01-02-001-2-8	Уплотнение верхнего слоя насыпи катком при 8 проходах по следу	м	1048,4	900,9	1,2	Каток ДУ-29А
19	VIII	ГЭСН 01-01-027-3	Планировка автогрейдером верха насыпи за 2 прохода по следу	м	4 677,9	4 081	1,1	Автогрейдер ДЗ-14
20	VIII	ГЭСН 01-02-027-13	Планировка откосов насыпи автогрейдером за 2 прохода по следу	м	657	4 819	0,1	Автогрейдер ДЗ-15

Состав отряда:

1. Экскаватор – 10,14 маш/см

2. Бульдозер – 5,57 маш/см

3. Автосамосвал – 9,72 маш/см

4. Автогрейдер – 1,2 маш/см

5. Каток – 7,91 маш/см

6. Поливомоечная машина –18,25 маш/см

6 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБ

Строительство железобетонных труб должно осуществляться до сооружения земляного полотна на этом участке. Состав отряда варьируется в зависимости от конкретных условий строительства конструкции труб и в общем случае рекомендуется включить в него следующие ресурсы:

Бульдозер ДЗ-42…………………………………………………………….. 1шт

Автокран КС-2561Д………………………………………………………… 1шт

Самоходный каток на пневмоходу ДУ-16В………………………………. 1шт

Электротрамбовки ИЭ-4502………………………………………………... 1шт

ИЭ-4505……………………………………………….. 1шт

Электровибраторы С-413…………………………………………………… 1шт

И-50……………………………………………………. 1шт

Электростанция ЭСД-5-Т/230……………………………………………… 1шт

Битумный котел ДС-16……………………………………………………... 1шт

Лебёдка такелажная………………………………………………………… 1шт

Рабочие на одну смену:

Машинисты и мотористы…………………………………………………. 4 чел

Строительные рабочие…………………………………………………….. 6 чел

Отверстие трубы	Трудоемкость работ отрядо-смен
	Строительство фундамента и тела трубы (на 1 пм)	Строительство оголовков (на 2 оголовка)	Укрепительные работы (на 1 трубу)
1	2	3	4
d=1,0	0,06	4,2	5,1
d=1,0*2,0	0,14	5,8	6,5
d=1,5	0,09	5,7	6,3
d=1,5*2,0	0,17	7,9	8,7

Нормативную продолжительность строительства труб сводим в таблицу 12

Таблица13

Для расчета сроков строительства труб воспользуемся формулой:

Т_тр=N_фт*L_тр+N_ог+N_ур (смен)

где, Т_тр – срок строительства трубы, смен

N_фт – трудоемкость строительства 1 пог.м фундамента и тела трубы, отр/с

L_тр – длина трубы, м

N_ог – трудоемкость строительства оголовков труба, отр/см

N_ур – трудоемкость укрепительных работ, отр/см

На основании данных таблицы составляется приведенная ниже таблица с расчетом сроков строительства труб.

Таблица 14

Местоположение труб ПК	Основные размеры, м		Срок выполнения работ, смен
	Отверстие	Длина	Строительство фундамента и тела трубы	Строительство оголовков	Укрепительные работы		Всего на трубу
1	2	3	4	5	6		7
31+50	d=1	14	0,06	4,2	5,1		10
68+50	d=1,5	17	0,09	5,7	6,3		14
83+00	d=1	16	0,06	4,2	5,1		10
94+40	d=1,5	15	0,09	5,7	6,3		13
111+00	d=1,5*2	17	0,19	7,9	8,7		20
129+50	d=1	13	0,06	4,2	5,1		10
161+50	d=1,5*2	18	0,19	7,9	8,7		20
170+50	d=1	14	0,06	4,2	5,1		10
191+00	d=1,5	13	0,09	5,7	6,3		13
201+40	d=1	17	0,06	4,2	5,1		10
240+00	d=1,5*2	18	0,19	7,9	8,7		20
255+50	d=1,5	16	0,09	5,7	6,3		13
270+00	d=1,0*2	16	0,14	5,8	6,5		15
282+00	d=1,5*2	17	0,19	7,9		8,7	20
299+50	d=1,5*2	18	0,19	7,9		8,7	20

Итого: 218