Вид грунта
|
, т/м31: m, м/мКпр, %Кор, %
|
|
|
|
|
|
глубина
траншеи, м
|
|
|
|
|
до3 м.
|
|
|
Суглинок легкий
|
1,9
|
1:0,2
|
17 - 24
|
3 - 6
|
1.
Определение объемов земляных работ
.1 Срезка плодородного слоя почвы
Площадь, на которой производится срезка
плодородного слоя почвы:
где L - длина строительной площадки (траншеи);
В-ширина строительной площадки, выбрана в соответствии со СНиП 2.05.06-85
(2000) (табл. 7), для газопроводов диаметром от 1200 до 1400 мм.
Набор грунта осуществляется на глубину 0,1 м.
Объём работ:
.
Рис. 1. Предварительная планировка строительной площадки
Снятие плодородного слоя почвы и его перемещение в отвал следует
производить бульдозерно-рыхлительным агрегатом ДЭТ-250М2 (рис.
2).
Рис. 2 Бульдозерно-рыхлительный агрегат ДЭТ-250М2
Тягово-скоростная характеристика
Рис. 3 Тягово-скоростная характеристика агрегата ДЭТ-250М2
Бульдозерное оборудование
Объем призмы волочения, м. куб. 10,5
Ширина/высота отвала, мм 4250/1850
Максимальный подьем отвала, мм 1400
Наибольшие заглубление отвала, мм 370
Основной угол резания, град. 55°
Снятие плодородного слоя почвы должно производиться за один раз.
Нельзя допускать смешивания плодородного слоя почвы с минеральным грунтом.
1.2 Разработка траншеи
Траншея -
выемка обычно значительной длины и сравнительно небольшой ширины,
предназначенная для укладки прокладываемого трубопровода. Траншея как временное
земляное сооружение разрабатывается в определенных параметрах в зависимости от
диаметра строящегося трубопровода и может устраиваться с откосами или с
вертикальными стенками.
Определение геометрических параметров траншеи
Заглубление магистрального трубопровода до верха трубы при
диаметре от 1000 до 1400 мм надлежит принимать не менее 1,0 м согласно СНиП
2.05.06-85*(2000)
Ширина траншеи по низу для труб с dтр >700
мм определяется по формуле
(1.1)
Рис. 4. Вид трубы, уложенный в траншею
Площадь сечения траншеи:
Fтранш=2,12х1,83=3,88
м2.
Объём траншеи:
Vтранш=1000х3,88=3880
м3.
Объём трубы:
Vтрубы= м3.
Объём обратной засыпки:
Vзас=3880-1168,4=2711,6
м3.
Объём грунта в кавальере:
где - коэффициент первоначального разрыхления (для песчаных грунтов
1,17).
Площадь поперечного сечения кавальера:
Высота и ширина кавальера по низу при угле естественного откоса 450
Рис. 5. Сечение кавальера
Перед разработкой траншеи необходимо восстановить разбивку оси
траншеи.
Вдоль размеченной трассы газопровода через каждые 40-50 м на
расстоянии 0,5 м от края разрабатываемой траншеи необходимо установить визирки
с рабочими отметками глубины разработки траншеи экскаватором (2,12 м).
Грунт, вынутый из траншеи, следует укладывать в отвал с одной
(левой по направлению работ) стороны траншеи на расстоянии не ближе 0,5 м от
края, оставляя другую сторону свободной для передвижения транспорта и
производства прочих работ.
По всей протяженности трассы строительства газопровода грунт,
вынутый из траншеи, складируется в пределах строительной полосы. Обратная
засыпка траншей производится бульдозером.
Отвалом
называют грунт, укладываемый вдоль траншеи при ее разработке землеройными
машинами.
При рытье траншей одноковшовыми экскаваторами, для сокращения
ручных затрат труда, работы по подчистке дна траншеи целесообразно выполнять
одновременно с работой экскаватора. Рабочие, выполняющие подчистку дна траншеи,
должны находиться вне зоны действия ковша экскаватора и располагаться таким
образом, чтобы иметь возможность откидывать обвалившийся грунт со стенок и
бермы траншеи под ковш экскаватора (а не на берму траншеи).
К моменту укладки газопровода дно траншеи должно быть очищено от
веток, корней деревьев, камней, строительного мусора и выровнено.
Окончательную подчистку и планировку дна траншеи следует проводить
непосредственно перед укладкой газопровода в траншею.
Отрытые траншеи не должны продолжительное время находиться
открытыми.
Для спуска рабочих в траншею необходимо предусмотреть лестницы.
При производстве работ должны быть обеспечены меры по
максимальному сохранению существующих зеленых насаждений, при необходимости
устанавливаются защитные деревянные короба.
Засыпку траншей следует выполнять только после того, как
газопровод будет смонтирован, стыки проверены физическими методами контроля,
газопровод испытан на герметичность продувкой воздуха.
Предоставленные во временное пользование земельные участки после
окончания строительства трубопроводов должны быть восстановлены в соответствии
с проектом.
Предусматривается крепление вертикальных стенок траншеи,
инвентарным креплением по всей длине траншеи.
Крепление стенок следует производить вслед за разработкой траншеи
на расстоянии не менее 10 м от экскаватора. Крепление должно быть инвентарного
типа.
При установке креплений верхняя часть их должна выступать над
бровкой выемки не менее чем 15 см.
Устанавливать крепления необходимо в направлении сверху вниз по
мере разработки выемки на глубину не более 0,5 м.
Разборку креплений следует производить в направлении снизу вверх
по мере обратной засыпки выемки.
2.
Выбор оптимального комплекта землеройно-транспортных машин
2.1
Подбор автосамосвалов для доставки песка
Объем песка в плотном теле в ковше карьерного погрузчика
Амкодор 352 рассчитывается по формуле:
,
где Vков - принятый объем ковша погрузчика, (2,8м3); Кнап
- коэффициент наполнения ковша (0,8); Кпр - коэффициент
первоначального разрыхления песка (1,17).
Масса песка в ковше погрузчика:
,
где - плотность грунта при естественном
залегании, т/м3.
Количество ковшей грунта, загружаемых в кузов автосамосвала:
Для дальности транспортирования 17 км выбираем автосамосвал
КамАЗ-65115 грузоподъемностью 15 тонн.
Рис. 6. Внешний вид самосвала КамАЗ-65115
Определяем число ковшей погрузчика, необходимых для загрузки
самосвала:
ковша.
Объем песка в плотном теле, загружаемый в кузов самосвала:
.2
Эксплуатационные расчеты
В задачи эксплуатационных расчетов входит: определение
расхода топлива автосамосвалами на транспортирование в зависимости от
горнотехнических и дорожных условий; определение потребных парков
автосамосвалов; определение пропускной способности карьерных автодорог и
провозной способности автотранспорта.
Определение времени рейса автосамосвала:
(2.1)
где - продолжительность погрузки на
автосамосвал, мин.
мин,
где -коэффициент, учитывающий отличие
паспортной длительности цикла от фактической, =1,1¸1,25
- время движения автосамосвала в обоих направлениях между
конечными пунктами:
мин;
- время разгрузки автосамосвала на приемном пункте, =0,9 мин.;
- время маневров при загрузке и разгрузке, =1,6 мин.;
мин.
.3
Определение производительности автосамосвала и погрузчика
Техническая производительность автосамосвала КамАЗ-65115,
т/см:
(2.2)
где, - продолжительность смены; - грузоподъемность автосамосвала по
технологическим условиям; - коэффициент использования
грузоподъемности: ;
т/см.
Сменная эксплуатационная производительность автосамосвала
КамАЗ-65115, т/см:
(2.3)
т/см.
Часовая техническая производительность погрузчика, м3/ч:
(2.4)
где - коэффициент наполнения ковша; =1,15 - коэффициент разрыхления песка;
м3/ч.
Сменная производительность погрузчика, т/см:
т/см, (2.5)
где - коэффициент использования во времени, =0,7-0,8; r=1,9 т/м3 - плотность песка.
т/см.
.4
Определение производительности экскаватора
Одноковшовый экскаватор ЕТ - 26 многоцелевая землеройная
машина, предназначен для разработки котлованов, траншей, карьеров в грунтах
I-IV категории, погрузки и разгрузки сыпучих материалов, разрыхленных скальных
пород и мерзлых грунтов, а так же других работ в условиях промышленного,
городского, сельского, транспортного и мелиоративного строительства.
Рис. 7. Внешний вид экскаватора ЕТ-26-30
Рассчитаем потребное количество экскаваторов с обратной лопатой ЕТ-26-30
для разработки траншеи одной нитки газопровода в объеме 3880м3.
Определяем часовую техническую производительность экскаватора
ЕТ-26-30 в плотной массе:
, (2.6)
где Е=125 л=1,25 м3 - вместимость ковша;
=1 - число ковшей;
-коэффициент экскавации;
(2.7)
КН.К. - коэффициент наполнения ковша; КН.К.
=0,8.
КР.К. - коэффициент разрыхления породы в ковше; КР.К.=1,15.
- коэффициент забоя, учитывающий влияние вспомогательных операций.
Значения изменяются в пределах 0,8-0,9.
.
Определяем сменную эксплуатационную производительность
экскаватора:
, (2.8)
где: ТСМ=8 ч - продолжительность смены;
КИ.Э.=0,8 - коэффициент использования экскаватора во
времени, зависящий от типа применяемого оборудования.
.
Число смен
Выбранный экскаватор выкопает траншею для одной нитки газопровода
за 13 полных смен. Поэтому для выполнения проекта используем два экскаватора
ЕТ-26-30, дабы уложиться в 7 смен. Работу экскаваторы выполняют параллельно.
.5
Производительность бульдозеров
Определяем продолжительность рабочего цикла бульдозера по
формуле:
c, (2.9)
где и - длина пути соответственно при резании (6-10 м) и перемещении
породы бульдозером, м; и - скорости трактора соответственно при резании (=0,4-0,5), перемещении породы (=0,9-1,1) и обратном ходе (=1,1-5,0), м/с; - время соответственно на переключение
передачи (около 5с), опускание отвала (1,5-2,5с) и поворот трактора (10с);
с.
Эксплуатационная производительность бульдозера (м3/ч)
при выемке и перемещении породы определяется по формуле:
(2.10)
где VП - объем породы, перемещаемый бульдозером за один цикл, м 3;
КУКЛ.=1-2,25 - коэффициент изменения производительности бульдозера,
учитывающий уклон и расстояние перемещения породы; КВ
=0,85-0,9-коэффициент использования бульдозера во времени; an=(1-b×) - коэффициент, учитывающий просыпи породы из отвала в процессе
ее перемещения на пути , (b=0,008-0,04) ТЦ - продолжительность рабочего цикла
бульдозера.
Находим объем породы, перемещаемый бульдозером за один цикл
по формуле:
, (2.11)
где - ширина отвала; - высота отвала; - угол откоса породы в призме волочения;
Часовая техническая производительность бульдозера:
.
.
3.
Технология производства земляных работ
.1
Разработка траншеи
Разработка траншей производится двумя экскаваторами с
обратной лопатой марки ЕТ-26-30, которые работают параллельно. Разработка
ведется по лобовой схеме со складированием грунта в кавальер около траншеи, так
как работы ведутся в нестесненных условиях за пределами строений.
.2
Устройство основания траншеи
Устройство основания траншеи производится бригадой -
землекопов на высоту 10 см от дна траншеи для укладки труб.
Песок доставляется из карьера двумя самосвалами КамАЗ-65115 и
производится разгрузка в траншею с помощью лотков.
.3
Обратная засыпка
Обратная засыпка производится бульдозерно-рыхлительным
агрегатом ДЭТ-250М2, с неповоротным отвалом. Грунт перемещается из кавальера
рядом с траншеей. Уплотнение грунта не производится, т.к. газопровод
прокладывается в нестесненных условиях (за пределами населенных пунктов) и
поэтому засыпка производится с отметками немного больше отметки уровня земли
для естественной осадки грунта.
.4
Планировка и рекультивация
Планировка и рекультивация производится бульдозером
бульдозерно-рыхлительным агрегатом ДЭТ-250М2. Схема движения бульдозера -
полоса рядом с полосой. По завершению планировки производится рекультивация
почвенного покрова на прежнее место тем же бульдозером.
4.
Монтажные работы
.1
Доставка труб
Доставка труб длиной 10,5 м и весом 4064 кг на расстояние 10 км
(трубы-1220´13,0 мм) осуществляется автопоездом трубоплетевозным в составе
автомобиля-тягача 596012 и прицепа-роспуска 904702 (шасси Урал 43204-1153-40).
Перевозка длинномерных грузов осуществляется на кониках
автомобиля-тягача и прицепа-роспуска. На тягаче расположен один поворотный коник
раздвижными стойками, а на прицепе два неподвижных коника. Автопоезд
укомплектован резиновым покрытием оснований коников и стоек для возможности
перевозки труб с изоляцией.
Основные характеристики автомобиля - тягача 596012:
· Грузоподъемность автопоезда: 21 т;
· Длина перевозимого груза: 12-36 м;
· Погрузочная высота: 1760 мм;
· Собственная масса: 14955;
· Ширина автопоезда: 2,5 м;
· Максимальная скорость: 70 км/ч;
Число одновременно перевозимых труб Æ1220´13,0 мм и длиной 10,5 м -
3 шт.
Рис. 8. Внешний вид трубоплетевоза
4.2 Сборка труб в нитку
Сборка труб в нитку производится на бровке траншеи с
предварительной разгрузкой с помощью автокрана с трубоплетевоза. Сварка звеньев
производится с разделкой кромок. На ширину 10 см от стыка производится
зачистка.
Для выполнения разгрузки труб весом 4,1т каждая выбираем кран
марки КС-45721 со следующими основными техническими характеристиками:
· Грузоподъемность максимальная: 25,0 т;
· Максимальный грузовой момент: 750 кН·м (75
тс·м);
· Высота подъема максимальная: 21,9 м;
· Вылет максимальный: 18 м;
· Высота подъема при максимальном вылете: 11
м;
· Вылет при максимальной грузоподъемности:
3,0 м;
· Вылет минимальный: 2,8 м;
· Базовое шасси: КамАЗ-53228;
· Полная масса крана: 22,1 т;
· Радиус поворота: 11,6 м;
· Габариты: длина - 12000 мм; ширина - 2500
мм; высота - 3830 мм.
Рис. 9. Внешний вид крана КС-45721
По схеме разгрузки труб на бровку траншеи определяем
максимальный вылет стрелы при выполнении этих работ.
; (4.1)
, (4.2)
где - диаметр трубопровода, - расстояние от трубы до крана, - ширина крана, - ширина трубоплетевоза, - расстояние от трубоплетевоза до крана.
;
.
Рис. 10. Диаграмма определения грузоподъемности крана
КС-45721 в зависимости от вылета стрелы
. По диаграмме (рисунок №10) определяем грузоподъемность крана при
данном вылете стрелы. Она составляет 12т, т.е. гораздо больше веса поднимаемой
трубы. Таким образом, выбранный автокран подходит для проведения разгрузочных
работ.
.2
Стыковое соединение звеньев
Стыковое соединение трубопровода выполняется ручной дуговой
сваркой, с помощью электрического сварочного агрегата с двигателем внутреннего
сгорания АСБ-300М с основными характеристиками:
· Генератор:
марка: ГСО-300М
номинальное напряжение: 32В
номинальный сварочный ток: 300А
пределы регулирования тока: 75-320А
· Двигатель:
марка: 407-Д1
мощность: 20 л/с
· Масса: 550 кг
Сварка трубопровода поворотных и неповоротных стыков выполняется
со скосом кромок в два слоя. От стыка в обе стороны
выполняется зачистка. Перед выполнением поворотного стыка делаются 3 прихватки
по 20 - 40 мм длиной, а неповоротного 3 прихватки по 50-60 мм. После проварке
корневого шва производиться очистка от шлака и брызг металла. При сварке
поворотных стыков первый слой шва накладывают в вертикальном положении на ј
окружности с обеих сторон трубы; после поворота трубы на 90°(стык остается в вертикальном положение)
заваривают оставшиеся две четверти окружности. Второй слой накладывают против
часовой стрелки при непрерывном повороте трубы. При сварке неповоротных стыков
все слои шва наносятся снизу вверх на половину окружности трубы. Для сварки
используются электроды марки УОНИ-13/55 диаметром 3 мм.
Стыки сваренных труб или секций необходимо изолировать. Для этого
вначале поверхность трубы на расстоянии 0,3 м по обе стороны от стыка очищают,
а затем последовательно наносят грунтовку, мастику и рулонный оберточный
материал. Грунтовку наносят на сухую поверхность сразу после очистки стыка, а
мастику - в горячем виде (170 - 180°С), поливая поверхность стыка из шланга от
насоса котла и растирая снизу полотенцем. Рулонным материалом стыки обертывают
по горячему битуму с нахлесткой витков 2-3 см.
.4
Укладка трубопровода в траншею
Для укладки секции, собранных из пяти труб общей длиной 52,5
метров и весом 20,3т требуется три однотипных крана-трубоукладчика.
Трубоукладчик подбирается по фактическому весу опускаемой трубы, приходящемуся
на кран т.е. 1/3 веса одной секции, при соответствующем вылете стрелы.
Грузоподъемность крана должна удовлетворять значению:
, (4.3)
где Pэ - вес монтируемого элемента;
- вес оснастки - полотенца мягкие ПМ-1000 весом 24 кг.
Расчетный вылет стрелы крана-трубоукладчика (от вертикальной оси
вращения до центра траншеи) будет равен:
(4.4)
где B - ширина траншеи по верху; a1 - расстояние от бровки траншеи до трубы принимается равной 0,7-1
м; a2 - ширина места, занимаемого звеном (диаметр трубы -1,22 м); a3 - расстояние от трубы до трубоукладчика(1 м). Сумма а1,
а2 и а3 или расстояние от края траншеи до колес или
гусениц крана должна быть не менее 1,5 м.
Рис. 11 трубоукладчик ЧЕРТА-121
Для выполнения укладочных работ выбираем кран-трубоукладчик марки
ЧЕТРА-121 со следующими основными техническими характеристиками:
Грузоподъемность,
т: на плече 1,22 м на плече 2,5 м
|
25,6 12,5
|
Скорость
движения вперед / назад, км/час:
|
0-11,6 / 0-14,1
|
Максимальный
подъем крюка, мм
|
6110
|
Длина стрелы, м
|
7
|
Скорость крюка,
подъем / опускание, м/мин: 1 передача 2 передача
|
8 / 8 21 / 21
|
Определяем грузоподъемность трубоукладчика на плече 4,27 м.
Грузовой момент, создаваемый трубоукладчиком:
где - масса груза, с - плечо (из технических
характеристик).
Грузоподъемность трубоукладчика на плече 4,27 м:
Рис. 12. Схема укладки трубопровода траншею
Полученная грузоподъемность удовлетворяет рассчитанной массе
элемента, приходящейся на один трубоукладчик. Таким образом, укладка
трубопровода в траншею производится тремя трубоукладчиками марки ЧЕТРА-121 с
расстоянием между ними 17 м. Полотенца, используемые при укладке
трубопровода
Мягкие полотенца предназначены для подъема, перемещения и
укладки в траншею изолированного трубопровода, для подъема и стыковки труб при
сварке их в «плети» и «нитку». Полотенца мягкие ПМ выполнены из специальной
обработанной особым образом синтетической ткани.
При прокладке трубопровода используем полотенца ПМ-1000 со
следующими техническими характеристиками:
· Грузоподъемность: 32 т;
· Диаметр трубопровода: 1220 мм;
· Число лент: 2 шт.;
· Ширина ленты: 400 мм;
· Масса ленты: 12 кг.
Данные характеристики полностью удовлетворяют нашим условиям
сооружения газопровода
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта была выполнена
предварительная эскизная проработка проекта сооружения линейной части
магистрального газопровода с выбором и обоснованием средств механизации. Были
уточнены принятые типоразмеры машин с помощью инженерных расчетов, произвелась
окончательная проработка выбранного оборудования. Также определена четкая
последовательность проведения работ по сооружению газопровода, что позволяет
свести к минимуму непредвиденные увеличения объемов необходимых работ, а
следовательно и увеличения непредвиденных затрат по строительству. Данный проект
составлен в соответствии с действующими ГОСТ и СНиП, также учитывая
экологические требования.
5.
Технические характеристики выбранного оборудования
Таблица 2.