Проект организации работ по сооружению земляного полотна железной дороги колеи 1520мм

 

4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ  МАСС

 

При выборе рационального  способа производства работ по сооружению земляного полотна пользуются следующими понятиями:

Профильная кубатура – это суммарный проектный  объём земляных работ по разработке выемок и возведению насыпей, подсчитанных по продольному и поперечным профилям;

Рабочая кубатура – это сумма объёмов грунта, разрабатываемого в выемках, резервах и карьерах. Она меньше профильной кубатуры, если грунты из выемок используются для отсыпки насыпей - продольное перемещение, ли равны, если насыпи отсыпаются только из резервов и карьеров - поперечное перемещение. В рабочую кубатуру также входят объёмы дополнительных и сопутствующих земляных работ.

Для уменьшения рабочей  кубатуры стремимся максимально  использовать для отсыпки насыпей  грунты из выемок; при этом перевозка  грунтов из выемок в насыпи осуществляется в продольном направлении – продольная возка. Поперечная возка – в направлении поперек трассы - осуществляется при перемещении грунтов из выемок в кавальеры и из резервов в насыпи.

Для нахождения наиболее рационального варианта распределения земляных масс используем график суммарных объемов.

В соответствии со свойствами графика, рассекаем график горизонталью, проходящей через его вершину . Точки  пересечения горизонтали с ветвями  графика, точки перелома графика (вершины  графика), начальную и конечную точки графика обозначим последовательно по ходу пикетажа буквами а, б, в, г, д, е, ж, з, к, л, м, н. Отрезки ветвей графика, заключенные между точками, соответствуют отдельным частям насыпей и выемок или целым массивам.

Находим соседствующие  друг с другом по ходу трассы участки насыпей и выемок с равными объемами – это это аб и бв, вг и гд, де и еж, жз и зк, кл и лм и мн. способом поперечной возки, при котором выемка разрабатывается в кавальер, а насыпь отсыпается из резерва или карьера. Из двух способов на основе экономического сравнения выбирается наиболее рациональный способ. Первый способ (способ продольной возки) имеет преимущества по сравнению со способом поперечной возки, т.к. даёт минимальный объём рабочей кубатуры, поэтому с него и начинают распределение земляных масс и только, если получают слишком большие дальности возки грунта, переходят на поперечный способ производства работ.

При поперечном способе  дальность возки определяется расстоянием  между осями земляных массивов: насыпь – резерв и выемка – кавальер. Во всех случаях дальность поперечной возки будет меньше дальности продольной возки и, следовательно, по факту – дальность возки – ограничение применения землеройной машины будет определять только дальность продольной возки.

По графику попикетных объёмов земляных работ и суммарных объёмов, используя расчёты из таблицы 3.1, выполним распределение земляных масс и расчёт профильной и рабочей кубатуры для своего проекта.

Объём резерва 

 

SVрез = Vн – Vв , где

 

SVрез – сумма объёма резерва

Vн – объем насыпи

Vв – объем выемки

SVрез =68520- 65640= 2880 м3

Рабочая кубатура

 

Vр = SVВ + SVрез , где

Vр – рабочая кубатура на участке

SVв – сумма объемов выемок

SVрез – сумма объёма резерва

Vр =65640+2880=68520 м3

Деление строящейся трасы  на участки, определение рабочей кубатуры и средней дальности продольной возки на каждом участке, определение объёмов кавальеров принято по графику суммарных объёмов и приведено в Таблице 4.1.

 

 

Таблица 4.1 - Распределение  земляных масс.

№ участка	Отрезок трассы по графику суммарных объёмов		Объём грунта и дальность возки (м3)						Рабочая кубатура на участке (м3)
			Выемка			Насыпь
	Выемка	Насыпь	помассивный	в насыпь	в кавальер	помассивный	в насыпь	в резерв
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
I	А-Б		20278						Vp=65640+2880=68520
II	В-Е	Б-В	17302	10433 66 33240		27147	6869
III	Ж-К	Е-Ж К-П	28060	13516		24977 16392	14544 2880	2880

 

5. ВЫБОР ВЕДУЩИХ ЗЕМЛЕРОЙНЫХ  МАШИН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ  ВЕДУЩИХ МАШИН

 

Так как сооружение земляного  полотна производиться методом  комплексной механизации, то назначается комплект машин, главной определяющей в котором является землеройная машина. Каждая землеройная машина может выполнять определённые виды работ при сооружении земляного полотна железнодорожного пути.

Наиболее эффективны при возведении насыпей и вырезке выемок скрепер и экскаватор-драглайн. Наибольшей универсальностью обладает экскаватор-драглайн. Он может работать как с автотранспортом, так и без него в отвал.

В первом случае разработать  выемку с отсыпкой насыпи (продольная возка). Во втором, разработать резерв с отсыпкой насыпи и выемки с отсыпкой кавальера (поперечная возка), причём ограничением для применения экскаватора-драглайна являются его конструктивные размеры, радиус и глубина резания, высота выгрузки и т.д.

Скрепер – землеройная и транспортная машина может разрабатывать выемку и насыпь. Ограничения для применения – дальность продольной возки. Скрепер может также разрабатывать выемку в кавальер и резерв с отсыпкой насыпи, в этом последнем случае ограничением является высота насыпи. Рациональные пределы применения рассмотренных выше машин при различных проектных характеристиках земляного полотна (высота насыпи, объём земляных работ, дальность возки) позволяет принять следующие ведущие машины на участках №1 и №2:

на участке №1 принимаем экскаватор-драглайн, как ведущую землеройную машину.

на участке №2 принимаем  скрепер самоходный в количестве трёх единиц, с объёмом ковша 10 куб.м.;

Продолжительность работы ведущих машин определяется по формуле: 

 

 

где - норма машинного времени ведущей машины по ЕНиР ( скрепера, экскаватора)

О – объём по разработке земляных массивов на соответствующем  участке, отрезке, выполняемый ведущей  машиной , единица измерения по ЕНиР (100м3 грунта)

n – число ведущих машин

m – сменность работы.

 

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ РЕЗЕРВА

 

По результатам распределения  земляных масс определяются объемы резерва. Поэтому, прежде чем приступить к  выбору ведущих землеройных машин  для производства работ на объекте, необходимо расчетом определить размеры  резервов, т.к. их размеры могут влиять на выбор землеройных машин.

Площадь поперечного  профиля резерва определяется по формуле:

 

Fр= Vр / Lр ,

 

Где Vр – объем грунта, отсыпаемый из резерва в насыпь, м3;

Lр – длина резерва, м.

Объемы резервов, как  уже отмечалось выше, определяется при расчете принятого варианта распределения земляных масс.

Т.к. размеры резервов зависят от двух переменных, то в  курсовой работе следует определить возможную длину резерва из условия- резерв должен оканчиваться не ближе 25ч50 м от «нулевого места», т.е. длина насыпи или выемки по пикетажу на продольном профиле минус 2*50(2*25м). В расчетном примере длина насыпи ПК15-ПК19- 260 м.

Зная объем резерва -2880 м3, определяем площадь поперечного  сечения его:

 

Fр= Vр / Lр ,

 

Fр = 2880/200= 14,40 м2.

 

Приняв глубину резерва – hр= 1,5м, определяем расчетом размеры резерва. Размеры резерва определяются по следующим формулам:

Ширина резерва поверху: aв= Fр/hр + m*hр, м

Ширина резерва понизу: aв= Fр/hр - m*hр, м

Выполним расчет нашего примера:

ав = 14,40/ 1,5+1,5*1,5= 11,85 м;

ан= 14,40/ 1,5- 1,5*1,5= 7,35 м.

При ширине резерва понизу менее 10 метров планировка дна резерва  производится двухскатной к середине дна резерва, и глубина определяется по формуле:

земляной масса  железный дорога

h1=hк+0,01*ав м;

h2=hк-0,01*ав м.

 

Для расчетного примера : ан = 7,35<10

h1=1,5-0,01*7,35= 1,42

h2=1,5+0,01*7,35= 1,57

 

 

Таблица 6.1 - Расчёт затрат машинного времени и продолжительность  работы ведущих машин

№ участка	Наименование и характеристика работ	Объём работы,	Норма времени, ,	Затраты машинного времени		Ведущая машина		сменность работы «т», смен	Продолжительность  работы
						характе- ристика	коли- чество «П»
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
I	§2-1-7.Разработка грунта при уст-ве выемок и насыпи одноковшовыми экскаваторами  драглайнами с погрузкой на вымет	591,18 130,79	Ч1,0 Ч0,84	591,18 109,86	87,63	ковш 10м3 ковш 1,5м3	1	3	~19
II	§2-1-7.Разработка грунта при уст-ве выемок и насыпи одноковшовыми экскаваторами  драглайнами с погрузкой  на вымет	591,18 130,79	Ч1,0 Ч0,84	591,18 109,86	87,63	ковш 1,5м3	2	1	~21
III	§2-1-21. Разработка и перемещение  грунта скреперами самоходными	365.77	Ч2	731,54	182,8	ковш 10м3	1	2	20

 

7. ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ  ВЕДУЩИХ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ МАШИН  НА УЧАСТКЕ

 

Экскаваторы–драглайны эффективно работают в мелких грунтах(I – III группы), в мокрых выемках или при разработке грунта из-под воды, при зачистке и грубой планировке откосов выемок, рытьё канав.

На строительстве железных дорог наиболее целесообразны экскаваторы-драглайн с ковшом вместимостью 0,8; 1 и 1,5 куб.м. со сплошной режущей кромкой. Машины этого типа разрабатывают выемки боковым и торцевым забоями. Целесообразны  торцевые забои, т.к. при них повышается производительность драглайна благодаря увеличению глубины и ширины разрабатываемого забоя и уменьшению углов поворота. Экскаваторы-драглайны широко применяются при возведении насыпей с перекидкой грунта из одно- или двухсторонних резервов. Наибольшая высота зависит от длины и угла наклона стрелы драглайна, глубины и сторонности резерва.

При экскаваторных работах  с досыпкой грунта на большие расстояния используют различные виды транспорта. Наиболее распространён автомобильный  транспорт. На железнодорожном строительстве широко распространены автомобили-самосвалы грузоподъёмностью 7; 10 и более тонн.

При выборе землеройного транспорта необходимо учитывать местные  условия, особенно рельеф местности.

Для обеспечения бесперебойной  работы экскаватора необходимо наличие определённого числа автомобилей-самосвалов. Точная потребность в транспортных машин определяются расчётами исходя из реальных условий зоны производства работ.

Скрепер прицепной (к  трактору) или самоходная машина цикличного действия предназначена для разработки грунта I и II групп в резервах, выемках или карьерах и перемещение его на значительные расстояния в насыпи или в отвалы (кавальеры). При строительстве железных дорог применяются скреперы (к тракторам мощностью 118 кВт и более) с ковшами вместимостью 9; 10 и 15 куб.м. Скреперы наиболее целесообразны при разработке выемок (карьеров) с продольным перемещением грунта и укладкой в насыпь, поперечной разработке выемок с отсыпкой грунта в кавальеры или насыпь из резервов, вертикальной планировке станционных и других площадок.

При поперечном перемещение  грунта резко возрастает сопротивление  движению скрепера на подъёмах, поэтому  рабочие отметки насыпей и  выемок не должны превышать 5м. Плотные  и сухие грунты предварительно рыхлят. Не рекомендуется использовать скрепера в сухих или сильновлажных глинистых грунтах. Прицепные скрепера эффективны при перемещение грунта до 500м., самоходные – до 3000м. Скрепер выполняет все рабочие операции по набору и перемещению грунта в движении; грунт набирается при опущенной передней части ковша, перемещается при поднятом ковше и затем выгружается. Глубина резания грунта (см): для песков 20-30; суглинков 12-18; глины 9-14.