Проект производства работ по сооружению земполотна

В – ширина основной площадки земполотна (7,6 м);

m – крутизна откоса насыпи (1,5);

m_k – крутизна местности (6).

;

 

.

 

Прежде, чем приступать к полному расчету  объемов земляных работ, необходимо компенсировать толщину растительного слоя, сливной призмы, грунт для доуплотнения насыпей и для возмещения технологических потерь.

 

Компенсация растительного слоя и сливной призмы

Растительный  грунт в основании насыпей  в самих насыпях использовать нельзя, он убирается из земляных сооружений, учитывая это, его следует возместить, а так же толщину сливной призмы, тем более что их общий объём довольно значительный и может составить 7 – 10 % от общего объема сооружения.

Эта компенсация  учитывается при уточнении рабочих отметок:

 

, где

 

и – уточненные рабочие отметки насыпи и выемки соответственно,

 – рабочие отметки (берутся с профиля),

- толщина сливной призмы (0,15 м),

- толщина растительного слоя (0,20 м).

 

 

Компенсация на уплотнение грунта в насыпях

Проектная плотность  грунтов в насыпях, как правило, выше естественной плотности выемок, резервов, карьеров. Доведение плотности грунта в насыпях до проектной требует укладки дополнительных объемов грунта. Это обстоятельство учитывают с помощью коэффициента k_у – коэффициента увеличения объема, который умножается на вычисленные объемы. В данном курсовом проекте коэффициент на доуплотнение грунта принимаем k_у = 1,13.

Компенсация на технологические потери грунта

По условиям производства земляных работ не удается  сразу чисто разработать выемки. Часть грунта с откосов и основания удаляется во время планировочных работ и не попадает в строящиеся смежные насыпи, кроме того, имеют место потери грунта при его транспортировании и выгрузке. Для компенсации потерь грунта вычисленный основной объем отсека умножают на поправочные коэффициенты технологических потерь грунта. В данном курсовом проекте принимаем эти коэффициенты равными: ; .

В итоге определяются объемы грунта в каждом отсеке насыпи и выемки:

, где

Суммарные объемы работ с учетом дополнительных объемов, компенсаций грунта посчитаны в таблице, приложении 1 (см. приложение 1).

 

1.1.4. Определение объёмов земляных работ

Данные по расчёту  объёмов земляных работ представлены в таблице №4

 

 

 

2. ЛИНЕЙНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС, ВЫБОР СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА

Железнодорожное земляное полотно представляет собой  ряд чередующихся насыпей и выемок. Профильная кубатура – суммарный объем грунта всех насыпей и выемок. Рабочая кубатура – объем грунта, разработанного в выемках, резервах и карьерах.

Задача распределения  земляных масс состоит в том, чтобы  рационально использовать имеющийся на трассе земляного полотна рабочий объем (выемки, резервы, карьеры).

Критерий оптимальности: выполнение земполотна в заданный срок при минимуме затрат. Этот критерий, может быть, достигнут при совмещении работ и при применении высокопроизводительных машин. Учитывая эти требования – распределение земляных масс и выбор способа производства земляных работ – обе эти задачи решаются одновременно.

При распределении земляных масс должны выполняться условия, способствующие рациональному решению задачи:

1. Грунты выемок должны максимально использоваться для отсыпки насыпей.
2. Дальность перемещения грунта должна быть минимальной.
3. Количество штук и типов ведущих машин должно быть минимальным.

При выборе ведущих  технологических машин необходимо учитывать:

- Вид грунта;

- Объем работ  и сроки их выполнения;

- Рабочие отметки  насыпей и выемок;

- Дальность  возки грунта;

- Климатические  и топографические условия района;

- Время года.

При распределении земляных масс необходимо стремиться весь грунт выемок, пригодный для этой цели, укладывать в насыпи при экономической целесообразности.

Насыпи могут  быть отсыпаны из резервов. Резервы  закладывают в непосредственной близости от насыпи и отделяются от насыпи полосой ненарушенного основания – бермой, и разрабатывают вдоль насыпи на всей или значительной части её протяжённости. Резервы не устраивают в пределах станционных площадок, на территориях застройки, в местах, неблагоприятных в геологическом и гидрологическом отношении (например, на поймах рек).

При избытке  грунта в выемках грунт перемещают в кавальеры или в отвал. Кавальеры открывают на некотором удалении от железной дороги (за пределами полосы отвода).

Степень полезного  использования разработанного грунта характеризуется коэффициентом распределения грунта. И рассчитывается по формуле:

где

Р – рабочий объем (всех разрабатываемых выемок, карьеров, резервов);

П – профильный объем (всех насыпей и выемок).

Результаты  распределения сводим в таблицу 5.

 

По данным приведённым  в таблице 4 строим кумулятивную кривую (Рис.6). По ходу построения получаем 7 участков. В зависимости от дальности возки мы выбираем соответствующие машины: на первом участке (1) необходимо перевезти 7689,08 м³ грунта на расстояние 184 м., следовательно выбираем скрепер самоходный, по аналогии подбираем необходимые машины на остальные участки и получаем: (2) СП, (3) СП, (4) СП, (5) СП, (6) СП, (7) Э, а\с, (8) СП. Зависимости по которым подбиралась техника, представлены в таблице ниже.

 

Бульдозер (Б)	Скрепер прицепной (СП)	Скрепер самоходный (СС)	Экскаваторно  авто самосвальный комплект (Э, а\с)
≤ 100 м	100 – 500 м	500 – 1500 м	> 1500 м

 

 

Распределение земляных масс

Таблица 5

№№ участков	Пикетаж		Профильная кубатура			Рабочая кубатура					∑	Средства механизации
						в      Отвал	в Кавальер	в Насыпь
	Начало	Конец						из выемки	из резерва	из карьера
			Насыпь	Выемка	∑							Э	С	Б
1	4	7+03	7689,08	7689,08	15378,16			7689,08			7689,08		7689,08
2	7+03	13+12	19311,11	19311,11	38622,22			19311,11			19311,11		19311,11
3	13+12	17+63	6795,9	6795,9	13591,8			6795,9			6795,9		6795,9
4	17+63	23+10	17251,94	17251,94	34503,88			17251,94			17251,94		17251,94
5	23+10	25+35	4827,91	4827,91	9655,82			4827,91			4827,91		4827,91
6	25+35	26+30	6823,89		6823,89					6823,89	6823,89	6823,89
7	26+30	34	27762,32	27762,32	55524,64			27762,32			27762,32		27762,32
∑					174100,41						90462,15

 

 

 

График кумулятивной кривой

 

Рис.6. Схема кумулятивной кривой с вариантом распределения земляных масс №№ рабочих участков 

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ ПОЛОСЫ ОТВОДА

Полоса отвода – территория, предназначенная для размещения на ней земляного полотна и других объектов железной дороги.

Ширина полосы отвода устанавливается с учетом максимальных рабочих отметок земляного полотна, необходимости устройства резервов, кавальеров, притрассовых дорог, водоотводных и других сооружений. Границы полосы определяются для каждой насыпи и выемки, форма полосы в плане будет иметь вид прямоугольников с небольшой разницей по ширине, их следует группировать, принимая ширину полосы по наибольшей ширине отдельных прямоугольников.

Схемы поперечных профилей для определения ширины полосы отвода:

Рис.7. Поперечный профиль насыпи

 

справа для насыпи < 6	справа для насыпи > 6	слева для насыпи

 

Рис.8. Поперечный профиль выемки

справа для выемки	слева для выемки

 

Для получения  окончательной ширины полосы отвода к найденным отметкам прибавляется 7 м на автодорогу.

Расчёты площади  полосы отвода представлены в таблице 6

 

 

 

Таблица 6

ПК	Насыпь			Выемка			S (1пк)		S (1км)
	Дп	Дл	Д	Дп	Дл	Д
0				32	24	56	5390		50290
1				29,9	21,9	51,8		4765
2	23,25	20,25	43,5				4590
3	25,65	22,65	48,3					4800
4	25,35	22,35	47,7				4620
5	23,85	20,85	44,7					4365
6	22,8	19,8	42,6				4720
7				29,9	21,9	51,8		5345
8				31,55	23,55	55,1	5915
9				35,6	27,6	63,2		5780
0				30,2	22,2	52,4	4675
1	22,05	19,05	41,1					4080	46875
2	21,75	18,75	40,5				3975
3	21	18	39					3975
4	21,75	18,75	40,5				4065
5	21,9	18,9	40,8					4395
6	25,05	22,05	47,1				4800
7	25,95	22,95	48,9					5605
8				35,6	27,6	63,2	6095
9				33,35	25,35	58,7		5210
0				26,75	18,75	45,5	4645
1	25,2	22,2	47,4					4605	50835
2	23,85	20,85	44,7				5080
3	29,95	26,95	56,9					4930
4	22,35	19,35	41,7				4665
5	27,3	24,3	51,6					5860
6				36,8	28,8	65,6	6035
7				31,55	23,55	55,1		5330
8				29,75	21,75	51,5	4955
9				27,8	19,8	47,6		4730
0				27,5	19,5	47
								∑	148000

 

По завершению расчета полосы отвода, вычерчиваем  ситуационный план (Приложение 2)

Для дальнейших вычислений необходимо знать площадь  полосы отвода в пределах каждого  километра:

Площадь занимаемая лугом  S₁ ,м² (50290)

Площадь занимаемая крупным лесом средней густоты S₂ ,м² (46875)

Площадь занимаемая кустарником S₃ ,м² (50835).

 

 

 

4. ТЕХНОЛОГИЯ И МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Полоса отвода, на которой должны быть размещены  различные сооружения, в том числе  земляное полотно, редко бывает пригодна для выполнения земляных работ. Обычно на ней растет лес, кустарник, имеются различные другие препятствия –  пни, камни, строения и т. п.

Около 90% общего объёма земляных работ приходится на возведение земляного полотна, процесс  которого включает в себя три этапа:

- подготовительные  работы;

- основные (земляные) работы;

- отделочные  и укрепительные работы.

4.1 ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫЕ РАБОТЫ.

- удаление с площади работ леса(валка леса Е13 § 2, трелёвка Е13 § 4, корчёвка пней Е13 § 8, засыпка подкоренных ям СНиП 4.2 - 82 § 48);

- расчистка  трассы от кустарника СНиП 4.2 - 82 § 51;

- срезка растительного  слоя § Е2 - 1 - 5;

- нарезка водоотводных  канав(с целью перехвата воды, поступающей к строящемуся земляному  полотну, а так же осушения  заболоченных или переувлажнённых  участков основания) § Е2 - 1 - 16;

- устройство  землевозных дорог § Е2 - 1 - 46;

- геодезические  работы.

 

После установления состава подготовительных работ, следует  определить их объемы работ и подробно описать технологию выполнения этих работ (строительных процессов) в том числе: характер работ, объемы работ, технологию (методы и способы), состав бригад и организацию труда. Применяемые машины и механизмы.

4.1.1. Расчистка трассы от леса

В данном курсовом проекте на 2-ом км трассы растёт лес крупный средней густоты, количество деревьев на 1 Га от 81 до 200, диаметр пня от 34 см.

Валку леса  выполняется только в светлое  время суток, следовательно, максимум только в 2 смены.

Для дальнейших расчетов необходимо знать расчищаемую  площадь, которая определяется по размерам полосы отвода. Определив площадь занятую лесом, определяем в зависимости от диаметра пней и кол-ва деревьев норму времени машино-часов на 1 Га.

 

Валку леса выполняем (валочно-пакетирующей машиной ЛП-19) в следующем порядке: