Возведение участка земляного полотна протяженностью 3 километра

1. на перегонах - сплошь, в пределах расположения земляного полотна, включая бермы, резервы, а также в местах устройства водоотводных канав, линий связи, притрассовых и подъездных автомобильных дорог, на площади расположения земляных карьеров и других сооружений;
2. на станциях - участками под станционные пути, здания и сооружения;
3. в снегозаносимых местах, на поймах рек, а также в районах северной строительно-климатической зоны – с учетом климатических особенностей района, без нарушения геологических условий и водного режима;
4. на сырых и заболоченных участках, в том числе на марях, - в осенне-зимний период после замерзания грунта.

Пни корчуют на участках расположения резервов, мелких выемок, берм, траншей, канав, в основании насыпей высотой до 1 м, а также в пределах территории других выемок и карьеров, грунт из которых используют для возведения насыпей. В основании насыпей высотой более 1 м пни могут быть оставлены при их высоте не более 20 см над естественной поверхностью земли.

Валуны (камни), находящиеся на поверхности  устраиваемых выемок в нескальных грунтах, удаляют до начала земляных работ в случаях, если они для применяемой, землеройной машины являются негабаритными. При этом к негабаритным относят камни (валуны), наибольший поперечный размер которых превышает:

• для экскаваторов, оборудованных прямой или обратной лопатой, - ширины ковша;
• для скреперов - наибольшей конструктивной глубины копания;
• для бульдозеров и грейдеров высоты отвала;
• для автосамосвалов - ширины кузова, по массе - половину его паспортной грузоподъемности.

Пни корчуют механизированным или  взрывным способом. Пни диаметром 15 - 30 см целесообразно корчевать бульдозерами или корчевателями-собирателями на тракторе мощностью 100-130 л.с; диаметром 30-50 см, - бульдозерами и корчевателями-собирателями на тракторе мощностью не менее 180 л.с; диаметром более 50 см, а также диаметром более 30 см в мерзлом грунте -взрывным способом.

Пни, подлежащие корчеванию способом взрыва, подрывают до начала работы корчевателя или бульдозера.

На участках, где предусмотрено  удалять растительный слой или торф бульдозером или автогрейдером, а также в местах заложения резервов, намеченных к разработке скреперами и драглайнами, крупные корни, оставшиеся после удаления пней, необходимо извлечь из грунта корчевателями.

Кустарник и мелколесье срезают кусторезом или бульдозером  мощностью не менее 100 л. с. При этом нож отвала бульдозера устанавливают на уровне поверхности земли или несколько ниже с таким расчетом, чтобы острые пеньки не выступали из грунта и не портили впоследствии покрышек автомобилей и землеройно-транспортных машин на пневмоколесном ходу при движении их по расчищенной поверхности.

Выкорчеванные пни, корни и кустарник сжигают  или вывозят к месту складирования. Образовавшиеся после удаления крупных пней и корней в основании насыпи ямы, во избежание местных просадок в насыпи, заполняют грунтом, однородным с грунтом основания насыпи, и уплотняют его грунтоуплотняющей машиной или соответствующим числом проходов груженого автосамосвала. Эта операция может выполняться в процессе возведения насыпи перед отсыпкой первого слоя.

При корчевке пней производительность бульдозера или корчевателя мощностью 100 - 130 л.с. составляет в среднем 1 га/смену, а бульдозера или корчевателя мощностью 300 л.с. - 1,5 га/смену; на срезке кустарника производительность их равна соответственно 4 и 6 га/смену.

Негабаритные валуны удаляют  бульдозером за зону работ или  дробят взрывом накладными или шпуровыми зарядами.

Устройство  водоотводов

Водоотводные и нагорные канавы устраивают до начала сооружения насыпей или выемок, чтобы предотвратить поступление к ним воды с поверхности земли как в процессе производства земляных работ, так ив период эксплуатации дороги. В ряде случаев водоотводы служат для предварительного осушения поверхности земли в местах устройства земляного полотна.

Поверхностную воду отводят  от земляного полотна к водопропускным сооружениям или в пониженные места рельефа на расстояние, при котором она не будет оказывать влияния на прочность и устойчивость земляного полотна. Особенно тщательно должна быть установлена возможность выпуска воды из болот в другие пониженные места.

Размеры водоотводных устройств назначают  на основании гидравлических расчетов, но не менее минимальных установленных нормативными документами.

Водоотводные устройства в обычных  условиях размещают в полосе отвода с таким расчетом, чтобы расстояние от наружной бровки откоса канавы до границы полосы отвода было не менее 1м.

В местах выхода на склоны водотоков  и низин водоотводные устройства отводят в сторону от земляного полотна и предусматривают их укрепление или расширение с соответствующим уположением откосов.

3. Распределение земляных масс.

При решении вопроса о распределении  земляных масс стремимся к тому, чтобы рабочая кубатура  была минимальной, то есть стараемся максимально  использовать грунт, получаемый при  разработке выемок для возведения насыпей. Кроме того при распределении  обращаем внимание на дальность перемещения  грунта.

3.1. Обработка продольного профиля

3.1.1. Определение местоположения нулевых точек.

Первая нулевая точка:

H1 = 4, 74; Н2 = 2,50

Н1х = Н2(100-х)

4,74х = 2,5 * (100-х)

4,74х = 250 –  2,5х

7,24х = 250

х = 34,5

100 – х = 100-34,5 = 65.5

 

Вторая точка  нулевых работ:

H1 = 0,74; Н2 = 0,86

Н1х = Н2(100-х)

0,86х = (100 –  х)*0,74

0,86х = 74 –  0,74х

1,6х = 74

х = 46,3

100 – х = 100 – 46,3 =53,7

 

Таблица 1. Ведомость расчетов по определению местоположения нулевых точек

№/№	H, м	Н, м	l, м	Х, м	Y, м
1	2	3	4	5	6
1	4,74	0,74	100	65,5	34,5
2	2,50	0,86	100	46,3	53,7

3.1.2. Определение рабочих отметок начала и конца кривой.

На данном участке имеется одна кривая радиусом R=700м. 
                  4,74

 

                              50

                                      65,5

Определим рабочую  отметку начала кривой:

4,74/50 = х/15,5=1,47

Н_нк=1,47м.

Определим рабочую  отметку конца кривой:

Н_кк – находится на пикете ПК 8

3.1.3. Определение отметки передней грани устоев моста.

Мост с отверстием 55 метров.

                                     3,08                   13,34               9,29

                                                          H'                 H''

 

 

 

                                                          Х₁            Х₂

H' =3,08 + х₁

H'' = 9,29 + х₂

(13,34 – 3,08)/100 = х₁/(100 – 27,5)

х₁= 7,44

H' = 3,08 +7,44 = 10,52

(13,34 – 9,29)/100 = х₂ /(100 – 27,5)

х₂ =2,94

H''= 9,29 +2,94 = 12,23

3.1.4. Определение длины моста.

L_м=l_отв+1,25(H' + H'')

L=55+1,25(10,52+12,3)=83,44 м.

3.1.5. Определение отметок начала и конца моста.

(13,34-3,08)/100 = х₁/(100-41,72)

х₁ =6

H' =3,08 + 6 = 9,08

(13,34 – 9,29)/100 = х₂ /(100 – 41,72)

х₂ = 2,36

H'' = 9,29 + 2,36 = 11,65

3.1.6. Кривая объемов

1. ( 2668 * 1,1)/10000 = 0,3
2. ( 34880 * 1,1)/10000 =3,8
3. ( 27796 * 1,1)/10000 =3,1
4. ( 13952 * 1,1)/10000 =1,5
5. ( 2185 * 1,1)/10000 =0,3 нулевая линия
6. ( 560 * 1,1)/10000 =0,1 нулевая линия
7. ( 5153 * 1,1)/10000 =0,7
8. ( 5001 * 1,1)/10000 =0,6
9. ( 17108 * 1,1)/10000 =1,7 мост
10. ( 27515 * 1,1)/10000 =3 мост
11. ( 24416 * 1,1)/10000 =2,7
12. ( 25724 * 1,1)/10000 =2,8
13. ( 18748 * 1,1)/10000 =2,1
14. ( 6540 * 1,1)/10000 =0,7
15. ( 2180 * 1,1)/10000 =0,2
16. ( 4576 * 1,1)/10000 =0,5
17. ( 3791 * 1,1)/10000 =0,4
18. ( 3270 * 1,1)/10000 =0,4
19. ( 1520 * 1,1)/10000 =0,2
20. ( 218 * 1,1)/10000 =0,02 нулевые работы
21. ( 436 * 1,1)/10000 =0,1
22. ( 2438 * 1,1)/10000 =0,3
23. ( 2616 * 1,1)/10000 =0,3
24. ( 1526 * 1,1)/10000 =0,2
25. ( 13,08 * 1,1)/10000 =0,1
26. ( 4142 * 1,1)/10000 =0,5
27. ( 9810 * 1,1)/10000 =1,1
28. ( 13080 * 1,1)/10000 =1,4
29. ( 11336 * 1,1)/10000 =1,3
30. ( 6540 * 1,1)/10000 =0,7
31. ( 3706 * 1,1)/10000 =0,4
32. ( 3488 * 1,1)/10000 =0,4

4. Выбор типа ведущих машин на  каждом производственном участке

4.1. Определение требуемой геометрической емкости ковша экскаватора.

Т_q=43 дня – директивный срок строительных работ.

Объем ковша q_э :

(V₁+V₂+V₃+V₄)/(Т_q*24)=(53659+52126+27822+60486)/(43*24)= 188,1м³/ч

По таблице 3.3. из методического пособия принимаю ЭО прямая лопата с емкостью ковша 2,5 м³.

4.2. Определение эксплуатационной производительности ЭО.

Q_э=(60*q_э*n_э*k_н)/(К_р*К_в)

Для дренирующего грунта I категории

q_э – геометрическая ёмкость ковша;2,5

n_э – число циклов экскавации за 1 мин; 2,25

K_в – коэффициент использования по времени; 0,65

K_н – коэффициент наполнения ковша ;1,23

K_р – коэффициент разрыхления грунта; 1,1

Q_э=(60*2,5*2,25*1,23)/(1,1*0,65)=245,3 м³/ч

Q_э^сут=245,3*24=5887,2 м³/сут.

1 участок  t₁=53659/5887,2=9,1 (сут.);

2 участок t₂=27822/5887,2=4,7 (сут.);

3 участок t₃=52126/5887,2=8,9 (сут.);

4 участок t₄=60486/5887,2=10,3 (сут.);

Выбран экскаватор на механическом типе привода ЭО-5124.

Рис.2. ЭО-5124

Его технические  характеристики:

Конструктивная масса - от 35 600 до 39 000 кг

Объем ковша – от 1,5 м3 до 2 м3

Ширина гусениц – 600 мм

Марка двигателя – ЯМЗ-238ГМ

Мощность двигателя – 170 л.с.

Глубина копания (max) – 6500 мм

Радиус копания (max) – 10000 мм

Скорость передвижения (max) – 2,4 км/ч

 

Габаритные размеры:

Длина – 11000 мм

Ширина – 3100 мм

Высота - от 3600 до 3800 мм

Рис. 3. Технические параметры экскаватора прямая лопата.

4.3. Определение потребного числа транспортных единиц (автосамосвалов).

Для перевозки грунта принимаю автосамосвал КАМАЗ-55111

Рис.4. Автосамосвал КАМАЗ-55111

Его технические  характеристики:

-грузоподъемность-14 т.

-вместимость  кузова-8,2 м³

-мощность-243 кВт.

n_a=(t_гр+t_x+t_n+t_p+t_m)/t_n

t_гр и t_x  - время движения автосамосвала в мин груженого и порожнего

t_n – время погрузки транспортной единицы

t_p и t_m – продолжительность разгрузки и маневров(0,83 и 2,15)

t_n= n_к*m / n_э = 4,6 * 1/2,25= 2,04 (мин.)

n_к – число ковшей грунта на одну транспортную единицу(4,6)

m – число транспортных единиц загружаемых в каждую подачу(m=1)

n_э – число циклов экскавации(2,25)

Производственный  участок 1:t_гр+t_x=4,3 мин.

n_а1=(4,3 +2,04 +2,98)/ 2,04=4,57» 5 машин.

Производственный  участок 2:

0,3/4,3 = 0,5/5,8

5,8/0,2 = х/0,02

0,2х = 0,116

Х + 0,58

4,3+0,58 = 4,88 = t_гр+ t_x

n_а1=(4,88 +2,04 +2,98)/ 2,04 = 4,88»5 машин

Производственный  участок 3: t_гр+ t_x=12,4мин.

n_а1=(12,4+2,04+2,98)/ 2,04 =8,54 »9 машин

Производственный  участок 4: t_гр+ t_x= 9,75мин.

n_а1=(9,75+2,04+2,98)/ 2,04=7,24»8 машин

4.4 Сооружение насыпи.

 

При ширине слоя не менее 11 м груженые автосамосвалы разворачиваются около места выгрузки грунта. Отсыпка грунта ведется по всей ширине слоя.

По длине насыпь делится на две захватки:

• на одной производится отсыпка грунта автосамосвалами и разравнивание его бульдозерами;
• на другой работает грунтоуплотняющая машина.

При отсыпке слоев, ширина которых  меньше 11 м, организуется кольцевая езда с устройством въездов и съездов на насыпь, либо автосамосвалы разворачиваются на насыпи, где ее ширина достаточна, и подаются под погрузку задним ходом. Ширина въездов на насыпь и съездов должна быть не менее 4,7 м, а продольный уклон въездов не круче 0,1.

 

 

 

 

 

Рис. 5. Схема разработки выемки экскаваторами обратная лопата и отсыпка насыпи автосамосвалами.

5. Подробная разработка технологии  уплотнения земляного полотна  в теле насыпи.

Выбор типа грунтоуплотняющей  машины зависит от вида грунтов, их влажности, толщины отсыпаемого  слоя, а также от температуры наружного  воздуха.

В данном проекте используем грунтоуплотняющую машину - виброкаток XCMG XS 120;

 

Рис. 6. Виброкаток XCMG XS 120

 

В свою очередь, толщина  отсыпаемого слоя для данного  вида грунтов и выбранного способа  уплотнения регламентируется величиной  требуемого коэффициента уплотнения. Для железнодорожных насыпей  установлены следующие его значения: 0.90; 0.95; 0.98.

Уплотнение грунта катками рекомендуется производить  на захватках длиной не менее 200 м, а машинами ударного и виброударного действия на базе тракторов — не менее 25 м.

Уплотнение  грунта катком во избежание «сползания» машины на откос следует начинать не ближе 1,5 м от бровки с постепенным приближением к откосу при каждом последующем проходе вплоть до 0,5 то бровки.