Производство работ при возведении земляной плотины

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

 

Санкт-Петербургский  государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова»

 

 

Кафедра портов, строительного производства, оснований и фундаментов

 

Курсовая работа

 

Тема: «Производство работ при возведении земляной плотины »

Вариант

 

 

 

 

 

 

 

 

20 г.

Содержание:

 

1. Исходные данные.

Рисунок №1 (Схемы к определению объемов земляных работ.) 

2. Расчет объемов работ.
1. Определение расчетов земляной плотины и карьера грунта.
2. Определение объемов экскавации грунта.
3. Определение объемов вскрышных работ.
3. Выбор комплекта машин.
1. Выбор машин для снятия растительного слоя грунта.

Рисунок №2 (Схема к вычислению средневзвешенного расстояния возки грунта.) 3.

2. Выбор машин для экскавации и транспортировки грунта.
3. Выбор машин для разравнивания и уплотнения грунта.
4. Детальная разработка технологии производства.
4. Разработка технологических схем производства работ.
1. Разработка технологических схем снятия растительного слоя.

Рисунок №3 (Технологическая схема производства вскрышных работ скрепером.)

2. Разбивка карьера на экскаваторные забои и проходки.

Рисунок №4 (Схема забоев экскаватора прямая лопата: а, б.)

Рисунок №5 (Схема забоев экскаватора прямая лопата: в.)

3. Разработка технологических схем отсыпки, разравнивания и уплотнения грунта.

Рисунок №6 (Технологическая схема производства работ по отсыпке плотины.)

5. Вычисление технико-экономических показателей, составление календарного  и сетевого графиков производства работ.
1. Вычисление технико-экономических показателей.
2. Составление календарного и сетевого графиков производства работ.

Рисунок №7 (Календарный график производства работ.)

 

 

 

1. Исходные данные:

 

№ Варианта
Стенка гребня, м	2,0
Грунт в теле плотины	ПС
Ширина гребня, br, м	4,0
Длинна карьера, Lk, м	140
Глубина карьера, Hk, м	12
Мощность растительного слоя, hp.сл, м	0,3
Расстояние до карьера lk, км	4
Расстояние до отвала ∆L, м	300
Влажность грунта в карьере, Wф,  %	15
Ширина карьера, Вк	80

 

№ сечения	hi, м	Bi, м	м		, м3	, м3
	0	4	0
					10	33	4087,5
	1	9,2	6,6
					10	125,5
	2	14,5	18,5
					10	271
	3	19,8	35,7
					10	468,5
	4	25	58
					10	718,75
	5	30,3	85,75
					10	856,25
	5	30,2	85,5
					10	717,5
	4	25	58
					10	467,75
	3	19,7	35,55
					10	270,25
	2	14,5	18,5
					10	125,75
	1	9,3	6,65
					10	33,25
	0	4	0

 

2. Расчет объемов работ.

 

1. Определение расчетов земляной плотины и карьера грунта.

По исходным данным выбираем ширину гребня (b), отметку его верха, род грунта, строим плотину с откосами верхового (m1) со стороны воды и низового (m2) заложения. Для этого от крайних точек ширины гребня проводим верховой и низовой откосы заложением соответственно до пересечения с дневной поверхностью (Рисунок №1)

Карьер, в котором производят добычу грунта для отсыпки плотины, находится на расстоянии Lk от створа (за пределами ситуационного плана). Размеры карьера заданы в исходных данных.

Порядок построения карьера следующий:

- Наносят ось выемки и ее подошву на глубине Нк+hр.ст.

bk = Bk – 2*m (Hk + hр.ст.) - 4 = 80-2 * 1,25 (12+0,3) - 4 = 53,3(м)

- Из концов подошвы карьера проводят откосы с заложением 1:m до пересечения с дневной поверхностью.

Если глубина карьера Нк более 5-6 м то для устойчивости откосов строятся горизонтальные площадки (бермы) шириной 2 м (рис.1б).

 

2. Определение объемов экскавации грунта.

Объем извлекаемого грунта выемки Vb определяется по соотношению

Vb = 4460,6 м3

Где: Vн – объем грунта насыпи, необходимый для отсыпки земляной плотины.

Pн, Рв – плотность грунта соответственно в выемке и насыпи(табл. 3 приложения); ηп – коэффициент полезного использования материалов, зависит от конкретных гидрогеологических условий выемки, в работе принимается равным 0,9; Кс –коэффициент сохранности при транспортировании, принимается равным 0,95-0,97.

Объем грунта насыпи Vн необходимый для отсыпки земляной плотины, определяется путем суммирования частных объемов, заключенных между поперечными сечениями, проходящих по точкам, где изменяются очертания основания плотины. Вычисления выполняются в табличном виде. После определения требуемого объема грунта вычисляют размеры карьера и строят его поперечный разрез.

 

3. Определение объемов вскрышных работ.

Вскрышные работы включают в себя снятие растительного слоя в основании плотины и в карьере.

Объемы растительного слоя в основании плотины определяют по соотношению:

Vnр сл = Fn*hр сл  =6,6*0,3 + 18,5*0,3 + 18,5*0,3 + 6,65*0,3 = 15,075 м3

Где: Fп – площадь основания плотины в плане, м2 ; hр сл – толщина растительного слоя, м;,- ширина и длина элементарных полос на которые разбивается площадь основания плотины.

Объем растительного слоя в карьере определяют по формуле:

Vkр сл = Lk*Bk*hр сл = 140*80*0,3 = 3360 м3

Где: Lк – длина карьера, м; Вк – ширина карьера, м; hр.сл. – толщина растительного слоя, м.

 

3. Выбор комплекта машин.

 

1. Выбор машин для снятия растительного слоя грунта.

Рассматривается два способа выполнения вскрышных работ.

Первый способ предусматривает использование скреперов.

Второй способ  использование бульдозеров.

1. Выбор типа и марки скрепера осуществляют на основании сравнения технико-экономических вариантов.

Среднее взвешенное расстояние возки скрепером растительного слоя в отвал грунта определяется по формуле:

;

 

L ср.вз.= (1,5*672*(368*2 + 364*2 + 362)) /3360 = 547,8 м

Где VkI – частичный объем растительного грунта в карьере, зависит от числа принятых полос  рис.2; n - число частных объемов n = 5-10; Vр.сл. - полный объем растительного слоя в карьере; li -расстояние грунта от центров тяжести отвалов грунта и полосы в карьере, принимаемое по масштабу. С учетом непрямолинейности траектории движения скрепера в уравнение вводится К=1,5.

Vik =∙Bk∙hр.сл = (140/5)*80*0,3 = 672 м3

Расстояние от верхнего края карьера до откоса отвала задано в исходных данных. Отвал располагается симметрично относительно оси карьера. Основные размеры отвала входят в выражение

Vр.слк  = Lот *Hот *Bот = 23.6*3*47.5 = 3363 м3

Где Lот = 2Bот = 2*18,2 = 36,3 м; Вот – длина, ширина отвала.

Принимают Нот = 10*hр.сл. = 10*0,3 = 3 м.

Далее выбираем скрепер.

Количество машино-смен определяем по формуле:

Nckk =∙(Nтабл+Nтабл(доп.))

Nckk = (3360/1000)*2,21 = 7,43 машино-смен.

Nckk = (3360/1000)*1,29 = 4,34 машино-смен.

 

Sckk = Nckk*Cck*Kпр

Sckk = 7,43*39,8*20 = 5914,28 руб.

Sckk = 4,34*101*20 = 8766,8 руб.

Cck - из табличных значений по методичке

 

Емкость ковша, м3	9-10	15
Кол-во машино-смен для разработки грунта Nскр	7,43	4,34
Стоимость разработки и перемещения Sскр	5914,28	8766,8

 

По результатам расчета выбираем тип и марку скрепера. В нашем случае выбираем самоходный скрепер Д-357 с емкостью ковша 9 м3 ,так как он самый дешевый.

Технические характеристики скрепера Д-357

Наименование	марка скрепера Д-357
Геометрическая емкость ковша ,м3	9
Ширина захвата, м	2,7
Глубина резания, м	0,3
Толщина отсыпаемого слоя грунта, м	0,5
Мощность тягача, кВт	130
Масса скрепера	8,6

 

2. При выполнении вскрышных работ с применением бульдозера среднее взвешенное расстояние перемещения грунта определяют  соотношением:

 

= 0,5*(Вк +∆L) +10 = 0,5*(80+300) +10 = 200 м

 

Nб =(Nтабл+Nтабл.доп)

 

Nб = (3360/1000)*(6,6+19*5,2) = 354,14 машин-смен

 

Nб = (3360/1000)*(3,6+19*3) = 203,62 машин-смен

 

Nб = (3360/1000)*(3+19*2,5) = 169,68 машин-смен

 

 

Sб = 354,14*26,11*20 = 184931,9 руб.

 

Sб = 203,62*23,31*20 = 94927,64 руб.

 

Sб = 169,68*42,56*20 = 144431,62 руб.

 

 

Мощность двигателя, кВт	50-70	до 100	до 150
Кол-во машино-смен для разработки грунта Nб	354,14	203,62	169,68
Стоимость разработки и перемещения Sб	184931,9	94927,64	144431,62

 

Выбор бульдозера осуществляем из таблицы в методичке, выбираем бульдозер ДЗ-17А, т.к. он дешевле.

 

Технические характеристики бульдозера:

Наименование	ДЗ-17А
Тип отвала	Универсальный
Заглубление отвала, м	0,3
Длина отвала, м	3,9
Высота отвала, м	1,0
Масса бульдозера, т	14
Марка базового трактора	Т-100М
Мощность базового трактора, кВт	75
Габаритные размеры, м
Длина	4,4
Ширина	2,5
Высота	3,0