Производство работ по возведению железнодорожного участка

Производство работ по возведению железнодорожного участка

Введение

В данной курсовой работе мною был разработан проект производства работ по сооружению участка земляного полотна однопутной железной дороги 1 категории, протяжённостью 3 км, составленной из 2 продольных профилей, при этом общий участок начинается на ПК 40. Отметка первой нулевой точки находится в начале участка, на отметке 100 м над уровнем моря.

Трасса проходит по пересечению местности, которая характеризуется следующими параметрами:

         грунты;

         ситуация на местности;

         уклоны;

         кривая (где находится начало кривой НК и конец кривой КК).

В составе проекта решены следующие задачи:

         произведён подсчёт объёма земляных работ;

         решена задача оптимального распределения земляных масс;

         выбраны рациональные средства механизации для ведения земляных работ;

         разработаны технологические карты на производство отдельных видов земляных работ;

         определены сроки производства работ;

         составлен календарный график производства земляных работ на участке;

         решены и другие задачи.

1. Распределение земляных масс на данном участке

.1      Разбивка участка на массивы

Составляется исходный продольный профиль, масштаб:

         по вертикали 2 мм=1 м;

         по горизонтали 2 см=100 м.

Наносим проектную линию на продольный профиль, в соответствии с руководящимуклоном. После определения красных отметок, определяются чёрные отметки, как разность или сумма, соответственно, для насыпи и выемки.

По рабочим отметкам (они на профилях) насыпи и выемки наносим на продольный профиль рельефа местности.

Обозначения:

¯òò - река;

òò - дорога;

 - водопропускная труба;

 - раздельный пункт.

Начерченный продольный профиль - вложен в пояснительную записку в Приложении А. На профиле красные отметки - проектные отметки, а чёрные отметки - отметки земли. Место, где насыпь переходит в выемку или где выемка переходит в насыпь, называется нулевая точка, которая наглядно показана на рис. 1.

Рисунок 1

Пример последовательности нахождения h показан на рис. 2 и приложенных к нему расчётах.

Рисунок 2

i = tga = h/600= tga× 600 = i×600 = 0,004 × 600 = 2,4 (м)

В условиях курсового проекта, объём земляных работ полотна определены и представлены в виде графиков попикетных объёмов. Объёмы выемки и насыпи можно определить из этого графика. Под рисунком продольного профиля в ПриложенииА изображён график попикетных объёмов. Объёмы выемок и насыпей определяются непосредственно из этого графика.

Определяется разность суммы объёма выемок и насыпей.

С целью правильно установленных границ производства работ, определяется местоположения нулевых точек.

Нулевая точка-то место на профиле, где выемка переходит в насыпь или, наоборот, т.е., где рабочая отметка равна нулю. Она определяется графически из подобия двух смежных треугольников, построенным по двум ближайшим отметкам, что наглядно показано на рис 3и в расчётах.

Рисунок 3

H₂ × x = H₁ ×L - H₁ × x

x =

Таблица 1. Ведомость местонахождения нулевых точек

Для разбивки продольного профиля, на отдельных поставщиков и потребителей, необходимо выявить на профиле места возможного заложения резервов и кавальеров. По их границам делят насыпь (выемку) на соответствующие массивы, длина которых должна быть от 100 до 400 м. При этом, в пределах массива должны быть одинаковые рабочие отметки.

Если в пределах выемки имеются разнородные грунты, то её разделяют на отдельные массивы. Глубина резерва не глубже уровня грунтовых вод.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ закладывать резервы и отсыпать кавальеры в местах переездов, на раздельных пунктах и в местах расположения зданий.

Отвалы устраиваются вблизи от выемки, где имеются понижения рельефа местности. Карьеры открывают на некотором удалении от проектного участка железной дороги.

После разбивки заданного участка на поставщиков и потребителей, определяется объём каждого из поставщиков и каждого из потребителей, при помощи графика попикетных объёмов, представленного в Приложении А.

Объём резервов (кавальеров) устанавливается из расчёта, что он равен объёму соответственной насыпи (выемки), но на одном пикете объёмов не должен превышать 6000 м³.

Объём карьера должен быть не меньше, чем сумма объёма всех насыпей:

V_кар=å_нас

Объём отвала определяется в последнюю очередь из ограничений:

åV_i=åV_j

ЕслиåV_i=åV_j®V_отв, т.е. объёмвсех поставщиков равен объёму всех потребителей.

Разбивка продольного профиля на поставщиков и потребителей представлена в Приложении Б.

Основными поставщиками является выемка, так же резерв и карьер. Основными потребителями - насыпь, а так же кавальер и отвал. Нумеруются на рисунке кавальер и отвал в последнюю очередь.

Продольные возки - 1-1`, 1-2`, 1-3`, 2-1`, 2-2`, 2-3`, 3-1`, 3-2`, 3-3;

Поперечные возки(возможные) -4-1`, 5-2`, 6-3`, 7-2`, 7-3`, 7-1`, 1-4`, 1-7`, 2-5`, 2-7`, 3-7`, 3-6`;

Поперечные возки(запрещенные) -1-5`, 1-6`, 2-4`, 2-6`, 3-4`, 3-5`, 4-2`, 4-3`, 5-1`, 5-3`, 6-1`, 6-2`, 4-4`, 4-5`, 4-6`, 5-4`, 5-5`, 5-6`, 6-4`, 6-5`, 6-6`;

Фиктивные возки-7-4`, 7-5`, 7-6`, 7-7`.

1.2    Выбор возможных средств механизации

Для определения минимальной стоимости распределения грунта от поставщика к потребителю, необходимо найти соответствующую дальность возки грунта (продольную или поперечную) и уяснить, какие средства механизации могут быть пригодны для этой связи. А затем, используя графики единичных стоимостей из Приложения 2 методического указания часть 1, определить то средство механизации, которое даёт минимальную стоимость работ для этой связи.

График единичной стоимости представляет собой зависимость единичной себестоимости перевозки и разработки грунта (р/м³) от дальности перевозки грунта (м). На графике сплошной линией показана зависимость при продольной возке грунта, а пунктирной - при поперечной возке грунта.

1.3 Распределение земляных масс на заданном участке на основе линейного программирования

Задача оптимального варианта производства работ, определяется решением транспортной задачи, которая формируется следующим образом:

, где

C_ij - себестоимость разработки и перевозки 1 м³ грунта от i-го поставщика к j-му потребителю;

V_ij - объём перевозимого грунта от i-го поставщика к j-му потребителю.

Ограничения:

-        ни один из объёмов V_ij≠0;

         сумма поставщиков равна сумме потребителей.

åV_i = åV_j

Такие задачи решаются одним из методов линейного программирования:

-        метод наименьших стоимостей (вручную);

-        метод потенциалов (на ЭВМ);

Для решения транспортной задачи методом наименьших стоимостей составляется специальная таблица, называемая - матрицей (стр. 14 таблица 2.2, метод. указ. ч. 1).

Продольную дальность возки из выемки (основного поставщика) в насыпь (основной потребитель) можно определить по расстоянию между центрами тяжести соответственных массивов (плюс 50-70 м на неровности местности и разворотов транспортных средств).

Центр тяжести массива находят, как центр тяжести площади графикапопикетных объёмов рассматриваемого массива. Вычисление центра тяжести массива определяется по формуле:

Рисунок 4

Таблица 2. Ведомость подсчёта продольной дальности возки

Поперечная возка осуществляется из резерва в насыпь или из выемки в кавальеры. Дальность возки грунта является функцией средней рабочей отметки, отсыпаемой части насыпи для разрабатываемой выемки, т.е.

l_попер = f(Н_ср)

В курсовом проекте, зная Н_ср, можно сразу определить поперечную дальность возки по таблице 2.3 из методического указания, часть 1:

H_ср= , где

m= 1,5 - показатель откоса;

в-ширина земляного полотна по верху (глинистые по варианту = 7,3);

V - объём земляного полотна, рассматриваемого массива, м³;

L - длина массива.

Таблица 3. Ведомость подсчёта поперечной дальности возки

1.4 Решение задачи распределения земляных масс

По составленной матрице с помощью метода наименьших стоимостей, представляется возможность составить вариант производства работ, близкий к оптимальному.

Решение методом наименьших стоимостей заключается в следующем: отыскивается вначале из всей составленной матрицы клетка с minсебестоимостью. С этой клетки начинается заполнение соответственных строк и столбцов. Определяем стоимость производства работ по этому варианту распределения земляных масс (функционал).

Таблица 4. Матрица наименьших стоимостей

2. Детальная разработка принятого варианта

.1 Определение состава комплекта машин и состава комплексной бригады

Составы комплекта машин определяются в соответствие с ТУ по технологии сооружения железнодорожного земляного полотна ВСН-186-75. В качестве ведущих землеройных и землеройно-транспортных машин при выполнении работ по сооружению земляного полотна применяются:

         экскаваторы с ковшами разной ёмкости от 0,65 до 2,5 м³;

-        скреперы самоходные с ёмкостью ковша 8-10 м³ и прицепные с ёмкостью ковша 8 м³;

-        бульдозеры, мощностью до 400 кВт.

Помимо ведущих машин, в каждый комплект входят вспомогательные машины и механизмы, предназначенные для рыхления, транспортирования, разравнивания и уплотнения грунтов, содержание временных построенных (землевозных) дорог, освещения объектов и электропитание механизмов, инструментов.

Эти машины и механизмы, включенные в состав комплектов должны обеспечивать бесперебойную работу ведущих машин по возведению земляного полотна при высоком качестве производства работ.

Участок №2 Экскаваторный

Экскаваторный комплект

Экскаваторы с прямой лопатой наиболее часто применяются для разработки выемок и карьеров и разработки грунта в забое выше уровня стоянки. Экскаваторы обратная лопата и драглайн эффективно применять при разработке выемок и резервов с рабочими отметками от 3,5 до 5 м грунта I и III группы. Выбор экскаватора зависит от объёма земельных работ и рабочих отметок выемок.

Для транспортировки грунта используют автосамосвалы, которые подбираются из расчёта, чтобы в кузов входило от 3-7 ковшей экскаватора.

Q_ac=n×q×g = 5×1,25×1,5=9,37 (m), где

Q_ac - грузоподъёмность автосамосвала;

q - ёмкость ковша экскаватора;

g - объёмный вес грунта = 1,5-2 т/м³

Рассчитываем количество автосамосвалов:

N_ac = Т_ц/t_n = 10/1,67 = 5,98=7, где

Т_ц - время цикла;

t_n - время погрузки.

Т_ц = t_n +t_гр.х + t_р + t_х.х. + t_ожид = 1,67+1,88+2+1,45+3 = 10 (мин), где

t_гр.х. = L_В/V_г.х. =2 (мин) - время гружённого хода

L_В - средняя дальность возки грунта;

V_г.х. - скорость гружённого хода;

t_n = t_n 1-го×n = 20×5 = 100 (сек) = 1,67=2 (мин) - время погрузки;

t_р = 2 (мин) для глины - время разгрузки;

t_х.х. = L_В/V_х.х. = 0,5334/22 =0,0242 (ч)=1,45 (мин) - время холостого хода;

t_ожид. =3 (мин) - время ожидания.

В экскаваторный комплект машин входят:

-        экскаватор прямая лопата Э1252 (q = 1,25) - 1 шт.;

         автосамосвалы КрАЗ-256Б - 8 шт.;

         бульдозер - 1 шт.;

         автогрейдер - 1 шт.;

         грунтоуплотняющая машина -1 шт.;

         передвижная электростанция, мощностью от 5 до 7 кВт - 1 шт.

Комплексная бригада экскаваторного комплекта машин:

-        машинист экскаватора 6 разряда - 1 чел.;

         помощник машиниста экскаватора 5 разряд - 1 чел.;

         водители автосамосвалов- 8 чел.;

         машинист бульдозера 6 разряд - 1 чел.;

         машинист грунтоуплотняющей машины - 5 разряд - 1 чел.;

         машинист передвижной электростанции мощностью от 5 до 7 кВт 5 разряд - 1 чел.;

         машинист автогрейдера 6 разряд - 1 чел.

Участок №1 Скреперный

Скреперный комплект

Выбор рационального типа скрепера производят в зависимости от объёма земляных работ и средней дальности возки грунта. В условиях КП количество прицепных скреперов для обеспечения бесперебойного набора грунта определяется по таблице 5.

Таблица 5. Определение количества прицепных скреперов

Количество скреперов выбирается чётным. При разработке тяжёлых грунтов 2 группы, вводятся в комплект рыхлители. Для увеличения загрузки ковша в состав комплекта вводятся тракторы-толкачи. В условиях КП их количество принимается по таблице 15 методического указания части 1, по числу скреперов в комплекте.

В скреперный комплект машин входят:

-        скреперы прицепные ДЗ-79А - 4 шт.;

         бульдозер на базе трактора С-100 - 2 шт.;

         рыхлитель прицепной на базе трактора С-100 - 1 шт.;

         толкач на базе трактора Т-180 - 2 шт.;

         грунтоуплотняющая машина - 1 шт.;

         передвижная электростанция, мощностью от 5 до 7 кВт - 1 шт.

Комплексная бригада скреперного комплекта машин:

-        машинист скрепера 6 разряд - 10 чел.;

         тракторист 4 разряд - 1 чел.;

         помощник тракториста 2 разряд - 1 чел.;

         машинист бульдозера 6 разряд - 5 чел.;

         машинист грунтоуплотняющей машины - 5 разряд - 1 чел.;

         машинист передвижной электростанции 5 разряд - 1 чел.

Участок №3 Бульдозерный

Скреперный комплект

Выбор рационального типа скрепера производят в зависимости от объёма земляных работ и средней дальности возки грунта. В условиях КП количество прицепных скреперов для обеспечения бесперебойного набора грунта определяется по таблице 5.

Таблица 5. Определение количества прицепных скреперов

Количество скреперов выбирается чётным. При разработке тяжёлых грунтов 2 группы, вводятся в комплект рыхлители. Для увеличения загрузки ковша в состав комплекта вводятся тракторы-толкачи. В условиях КП их количество принимается по таблице 15 методического указания части 1, по числу скреперов в комплекте.

В скреперный комплект машин входят:

-        скреперы прицепные ДЗ-79А - 6 шт.;

         бульдозер на базе трактора С-100 - 3 шт.;

         рыхлитель прицепной на базе трактора С-100 - 1 шт.;

         толкач на базе трактора Т-180 - 3 шт.;

         грунтоуплотняющая машина - 1 шт.;

         передвижная электростанция, мощностью от 5 до 7 кВт - 1 шт.

Комплексная бригада скреперного комплекта машин:

-        машинист скрепера 6 разряд - 10 чел.;

         тракторист 4 разряд - 1 чел.;

         помощник тракториста 2 разряд - 1 чел.;

         машинист бульдозера 6 разряд - 5 чел.;

         машинист грунтоуплотняющей машины - 5 разряд - 1 чел.;

         машинист передвижной электростанции 5 разряд - 1 чел.

2.2 Определение продолжительности производства работ

Продолжительность производства работ для различных комплектов машин определяется по формуле:

Т_к = , где:

Т_к - календарное время производства работ(смен),

V - объём разрабатываемого грунта(м),

П_вм - производительность ведущей машины,

t_см - продолжительность смены = 8,2 ч.,

,7 - коэффициент перехода от календарных смен к рабочим.

В реальных условиях производительность определяется по ЕНИРу, где учитываются конкретные условия работы. В таблицах ЕНИРа находятся Н_вр - норма времени на 100 м³ грунта, а далее определяется производительность комплекта:

 (м³/ч)

Определение продолжительности производства работ для экскаваторного комплекта

q = 1,25 =>Н_вр = 1,15 ч

 =66,66 (м³/ч)

Т_к =  = 115,02 (смен)

Определение продолжительности производства работ для скреперного комплекта 300 м³

Н_вр(скрепер) =  = 3,29 (ч)

 =60,79 (м³/ч)

Т_к =  = 198,30 (смен)

Определение продолжительности производства работ для скреперного комплекта 100³

Н_вр(бульдозер) =  = 75,16 (ч)

Н_вр= 1,7 ч.

ΔН_вр= 0,1 ч.

Н_вр(скрепер прецепной)=1,7+0,1=6,7

 =44,776 (м³/ч)

Т_к =  = 224,45 (смен)

Таблица 6. Расчёт продолжительности производства работ

2.3 Составление календарного графика

На основе количества смен, подсчитанных в предыдущем пункте 2.2, по условию курсового проекта строится календарный график производства работ для каждого участка со своими комплектами машин. При составлении графика стремятся подкорректировать такое количество смен в день ведущих машин, чтобы разрыв в работе ведущих машин каждого участка не превышал 7 дней.

Исходя из возможных реальных условий, проведённых max числа работ одновременно и учитывая основное требование: min сроки производства работ.

В календарном графике работ следует учитывать следующие ограничения:

         Если предусмотрена в массиве продольная или поперечная возка грунта, то необходимо просмотреть график сначала поперечных, а потом продольных возок.

         Если предусмотрена разработка выемки скреперным или экскаваторным комплектом, то необходимо выполнить сначала скреперные работы, а потом экскаваторные.

         Если по результатам распределения земляных масс, оказалось целесообразно на границе насыпи и выемки выполнять работу бульдозером, то эта работа выполняется в первую очередь, а только затем выполняются работы другими комплектами.

Календарный график производства работ приводится на том же рисунке, на котором изображён откорректированный вариант работ с разбивкой на отдельные участки. Работы экскаватора желательно провести в 2-3 смены, работы скрепером в 2-3 смены, работы бульдозером в 3 смены.

3. Техника безопасности

При выполнении земляных работ соблюдается правила техники безопасности, изложенные в СНиП III - 4 - 80 (техника безопасности в строительстве).

Разработку выемок необходимо производить с откосами, предусмотренными СНиП. Бровки выемок должны быть свободны как от статических, так и от динамических нагрузок.

Движущиеся по отсыпанной насыпи транспортные и землеройные машины не должны приближаться к бровке ближе, чем на 0,5 м. При работе в ночное время рабочие места должны быть освещены, а землеройные, транспортные и землеройно-транспортные машины должны иметь индивидуальное освещение.

.1 При работе с экскаватором

При разработке грунта экскаватором рабочим запрещается находиться под ковшом или стрелой и производить работы со стороны забое. Экскаватор может перемещаться только по ровной поверхности, а при слабых грунтах по настилу из шпал или счётов. Во время перерывов в работе ковш экскаватора должен быть опущен на землю. После окончания работы машинист обязан прочно установить ковш, затормозить экскаватор.

.2 При работе со скрепером

При работе на насыпи гусеницы трактора и колеса машины должны быть не ближе 1 м от края насыпи.

Во время движения скрепера запрещается устранять неисправности машины, регулировать и смазывать её.

Скрепер запрещается использовать при разработке глинистых грунтов в дождливую погоду, при движении на подъём свыше 20° и при спуске свыше 30°, при поперечном уклоне местности превышающем 12°.

Машинист скрепера не должен делать резких поворотов агрегата, особенно на косогорах, что зачастую приводит к сползанию трактора.

.3 При работе с бульдозером

При работе бульдозера запрещается во избежание поломки или опрокидывания машины поворачивать его загруженным или заглублённым в грунт отвалом. Около мест подземных сооружений разрешается работать только в присутствии мастера или производителя работ.

При продольном движении по свеженасыпанному грунту не разрешается приближаться к бровке насыпи ближе, чем на 1 м во избежание сползания бульдозера под откос.

Запрещается перемещать бульдозером грунт на подъём более 15° и под уклон более 30°, а так же выдвигать отвал за бровку откоса выемки при сталкивании грунта под откос.

.4 Транспортные работы

При работе автосамосвалов не допускается движение машин с поднятым кузовом. Запрещается движение задним ходом к месту загрузки на расстоянии более 5 метров. нельзя оставлять автосамосвалы на уклонах или подъёмах.

При выгрузке грунта из самосвала на насыпь, расстояние от оси заднего колеса до бровки естественного откоса отсыпаемого грунта должно быть не менее 2 метров.

4. Контроль качества производства работ

Качество земляных сооружений проверяют систематически в процессе устройства, а так же перед сдачей их по назначению.

В процессе производства работ проверяют правильность разбивочных осей, контролируют высоту насыпи и глубину выемки, размеры в плане, соблюдения откосов, предохранение выемки (насыпи) от переувлажнения, пересыхания, размыва ливневыми или талыми водами и тому подобное.

Высоту отсыпаемой насыпи контролируют с помощью нивелира и рейки, а откосы с помощью наугольника - шаблона.

После завершения работ составляют исполнительные рабочие чертежи, подтверждающие соответствие выемки (насыпи) техническим условиям и проектным требованиям. К чертежам прилагают акты лабораторных испытаний грунтов на прочность, влажность, допустимую нагрузку и другие документы, подтверждающие возможность использования земляного сооружения по назначению.

В последнее время получили распространение полевые методы исследования грунтов, основанные на исследовании проникающих излучений радиоактивных волн.

Список используемой литературы

1 Проектирование производства земляных работ часть 1 ПГУПС 2000 г.

Проектирование производства земляных работ часть 2 ПГУПС 2004 г.

Конспект лекций