Технология работ по сооружению земляного полотна железной дороги

Технология работ по сооружению земляного полотна железной дороги

Введение

В создании сети железных дорог велика роль института корпуса инженеров путей сообщения основано в 1809 году. Преобразователи этого института (П.П. Мельников, Н.И. Липин, Д.И. Журавский и другие) заложили теоретические основы и развили практические приемы проектирования железных дорог.

Железнодорожное строительство - наиболее сложное среди других видов капитального строительства, очень специфично из-за своей значительной линейной протяженности.

Оно осуществляется в различных климатических условиях, под открытым небом, круглогодично, с применением мобильной техники и ведется обычно в малообжитых районах. К железнодорожному строительству относят: постройка новых и соединительных путей, сооружение вторых и третьих путей, электрификация существующих и вновь строящихся железных дорог, реконструкция и переустройство отдельных линий. Работы на существующих железных дорогах производится в условиях непрекращающегося движения поездов.

Железнодорожный транспорт является важнейшей составной частью экономической системы России. Он перевозит почти 90% всех грузов и более 30% пассажиров.

Основой ведения путевого хозяйства являются текущее содержание и своевременные ремонты пути. Для обеспечения безопасности и бесперебойности движения поездов с установленными скоростями железнодорожный путь должен находиться всегда в исправном состоянии, и соответствовать требованиям Правил технической эксплуатации железных дорог РФ.

Каждое строительство должно быть обеспечено проектной документацией по организации строительства и производству работ. К ней относится, в первую очередь, проект организации строительства (ПОС). На основе принятых в ПОС решений составляются проекты производства работ по пусковым комплексам, отдельным зданиям и сооружениям, а также по видам работ (по сооружению земляного полотна, постройке искусственных сооружений, укладке и балластировке пути). Кроме того, ПОС является руководством для оперативного планирования, контроля и учета строительного производства.

Общий комплект работ по постройке железной дороги делится на три периода: подготовительный, основной и заключительный. В этом курсовом проекте показана работа основного периода по возведению земляного полотна. При принятии решения и выполнении расчетов учтены требования строительных норм и правил (СНиП), учебной и специальной литературы, методических указаний. Основными принципами организации современного железнодорожного строительства являются: индустриализация строительства, механизация и автоматизация, непрерывность и плавность строительства.

На современном этапе реформирования отрасли ОАО «РЖД» ставит задачи по планированию перевозок. Это невозможно сделать только повышением нагрузок на сеть дорог. Есть необходимость строительства новых, экономически выгодных участков, реконструкции эксплуатируемых дорог, повышением их пропускной и провозной способности.

1.      Организация производства работ

Строящаяся трасса имеет длину 3 км.и которая делится на три участка по одному километру каждый. Согласно продольного профиля трассы видно что она делится на две выемки и две насыпи.

.1 Общее положение

В соответствии с действующими нормативными документами из общего срока строительства выделяется время на подготовительные работы, обеспечивающих нормативные Развертывания строительства железных дорог. Это время называется подготовительным периодом.

Продолжительность подготовительного периода зависит от сложности и особенности возводимых сооружений и условий строительства. Она устанавливается в процессе проектирования организации строительных и монтажных работ. При строительстве новых железных дорог продолжительность подготовительного периода принимается от 3 до 5 месяцев в зависимости от рельефа местности и других условий, в которых строится железная дорога.

Подготовительные работы подразделяются на 3 вида: техническую, производственную и хозяйственную подготовку.

.2 Отвод земель

Отвод земель постоянного или временного пользования производится согласно проектам размещения сооружений и устройств и "Инструкции о нормах и порядке отвода земель для железных дорог и использования полосы отвода".

Ширина полосы постоянного отвода земель определяется на основании проекта железной дороги, земельные участки временного отвода - на основании проекта организации строительства. Оформление полосы отвода с установкой знаков ее границы выполняется заказчиком после отвода земель в установленном порядке.

Лесоочистка необходима на участках, занимаемых земляным полотном, резервами, кавальерами, бермами и канавами.

Строительные работы подготовительного периода.

В подготовительный период строят временные автомобильные дороги, обеспечивают строительство связью, строят временные здания, притрассовые производственные предприятия, организуют складское хозяйство, снабжение строительства электроэнергией.

Типовые поперечные профили временных автомобильных дорог.

Рис. 1.1

Временные автомобильные дороги. Для обеспечения внутрипостроечных перевозок строительных грузов строятся, временные автомобильные дороги, которые в зависимости от назначения и длительности эксплуатации делятся на притрассовые, подъездные, землевозные, или технологические.

Притрассовые дороги предназначены для перевозки различных грузов вдоль трассы круглогодично с требуемыми скоростями автомобилей, подъездные прокладываются от притрассовой дороги к отдельным объектам строительства (полигонов, карьеров, поселков).

Землевозные или технологические автомобильные дороги предназначены для перевозки грунта из карьеров (выемок) в возводимые насыпи (отвалы). Притрассовые дороги строятся по нормам V категории (СНиП 3-01.01-85) и на отдельных участках по нормам VI категории.

Простейшим видом автомобильной дороги является профилированная грунтовая дорога. Она прокладывается в основном на поверхности земли. Профилирование проводится автогрейдером, уплотнение проезжей части - катками. Устройство земляного полотна сводится к приданию ему поперечных уклонов, обеспечивающих отвод воды с полотна во время дождей, и нарезки треугольных кюветов.

Минимальная ширина земляного полотна поверху должна быть 4-5 м при однополосном движении и 6-7 м при двухполосном, ширина обочины - не менее 1 м.

1.3 Создание геодезической разбивочной основы

Разбивочные работы призваны систематически контролировать соответствия выполняемых земляных работ проекту в части геометрического очертания земляного полотна

Для геодезической разбивочной основы должны быть на местности в пределах полосы отвода, но вне зоны основных строительных работ устанавливают следующие геодезические точки и знаки: знаки, закрепляющие створные точки на прямых участках дороги не реже, чем через один километр; а также вершины углов поворота и главные точки круговых и переходных кривых, реперы, расположенные через два километра вдоль трассы у каждого искусственного сооружения.

При разбивке земляного полотна устанавливаются и фиксируются места пересечения откосов земляных сооружений с поверхностью, земли, высота насыпей и кавальеров и уклоны откосов. Для указания высоты сооружения на пикетах и плюсах (не реже чем через 30-50 м) устанавливаются осевые вехи -высотники представляющие собой шест, на верху которого укрепляется планка с указанием высоты насыпи (кавальера) с учетом запаса на осадку и положение высотника на трассе: пикет, плюс. От оси линии в обе стороны откладывается половина ширины подошвы насыпи, в полученных точках А и В забиваются колья. Направление откоса насыпи фиксируется откосником- доской, прибитой наклонно к вертикальным кольям. Правильность установки откосников проверяется откосным лекалом, представляющим собой деревянный шаблон в виде прямоугольного треугольника с уровнем.

Откосники и высотники для разбивки насыпи.

Рис.1.2

В процессе отсыпки насыпи размеры ее периодически контролируются промерами и нивелировкой, а при достижении отметки близкой к проектной проводится повторная и окончательная разбивка каждого поперечника.

Разбивка выемок проводится аналогично разбивке насыпи. На осевых кольях (высотник) указывается глубина выемки с вычетом из рабочей отметки высоты сливной призмы. Выемка разрабатывается с недобором дна и откосов, которые окончательно планируются при производстве отделочных работ. Разбивка станционных площадок проводится от оси главного пути. При большой ширине площадок разбивается базис, на который наносятся все необходимые размеры и отметки. Базис надежно закрепляется на местности. Одновременно с разбивкой насыпей, выемок и станционных площадок разбиваются границы резервов, кавальеров и канав. Точки разбивки на местности закрепляются забивкой кольев и пропашкой борозд.

1.4 Восстановление и закрепление трассы

земляное полотно железная дорога

Ось трассы закрепляют точками со сторожками, осевыми и условными столбами, выносными кольями и столбами, установленными вне зоны расположения насыпей, выемок и мест производства работ. Точки со сторожками устанавливают на каждом пикете (ПК) и плюсовых точках, в точках начала переходной кривой (НПК), конца переходной кривой (КПК) и середины круговой кривой (СКК), а также в промежуточных точках при детальной разбивке кривых. На длинных прямых не реже чем через 1000 м устанавливают по теодолиту осевые столбы (места стоянки инструмента),определяющие направление трассы. Выносными столбами закрепляют места стоянки теодолита, вершины углов (ВУ) и точки начала переходных кривых. Выносными кольями закрепляют все четные пикеты точки КПК, места расположения мостов и труб, а в холмистом и горном и осевые точки нулевых работ. При закреплении трасы деревянными столбами и кольями створ обозначают гвоздями, забиваемыми в них. После установки столбы в радиусе 1…1,2 м скапывают канавкой глубиной до 0.3 м. На выносных столбах и кольях делают надписи с указанием закрепляемой точки: ось, НПК, КПК, ПК13+37, ВУ№ и т.д. Все надписи на выносных столбах и кольях должны быть обращены в сторону трассы, а на сторожках - в сторону начала пикетажа.

Вдоль трассы не реже чем, через 2 км устанавливают постоянные ивременные высотные реперы. Временные реперы устанавливают у каждого малого искусственного сооружения, на станционных площадках.

Схема закрепления трассы на прямом участке

Рис.1.3

Схема закрепления трассы на кривом участке

Рис. 1.4

2.      Определение попикетных объемов земляных работ

Попикетные объёмы земляных работ определяются на основании подробных продольных и поперечных профилей. Продольный профиль строится на основании заданных рабочих отметок. Проектную линию бровки земляного полотна допускается показывать на чертеже в виде горизонтальной линии, т.к. уклон профиля бровки земляного полотна на подсчёт объёмов земляных работ и на условия производства земляных работ какого-либо влияния не оказывает.

После построения продольного профиля его разбивают на участки массивов, границами которых являются:

точки нулевых работ, т.е. точки перехода в выемку или выемки в насыпь;

местоположение поперечников насыпи, когда высота становится равной 6 м с последующим увеличением, когда изменяется крутизна откосов от 1:1.5 до 1:1,75 или с последующим уменьшением, когда крутизна откосов изменяется от 1:1.75 до 1:1.5.

места начала и конца кривых участков пути, в пределах которых земляное полотно имеет уширение.

Подсчет объемов земляных работ приведен с использованием следующих формул:

(1)

 (2)

 (3)

(4)

где:

 - объем насыпи (основной), ;

 - объем выемки (основной), ;

 - рабочие отметки смежных точек продольного профиля, м;

 - среднее значение рабочих отметок смежных точек, м;

(5)

- уклон откосов насыпи и выемки (m=1,5);

в - ширина основной площадки земляного полотна, м;

 - площадь поперечного сечения сливной призмы, ;

 - площадь поперечного сечения двух кюветов, ;- расстояние между точками смежных рабочих отметок, м;

 - уширение земляного полотна, коэффициент, зависящий от радиуса кривой, (по исходным данным курсового проекта радиус кривой - 1500, а значит = 0,4м).

(6)

(7)

.1      Определение попикетного объема первой выемки

Чтобы произвести расчеты по данной формуле, необходимо найти  - площадь поперечного сечения сливной призмы и  - площадь поперечного сечения двух кюветов.

Расчет ω1 иω2 производится по следующим формулам:

 (8)

(9)

(10)

В = в + 2к = 7,6 + 2*2,2 = 12 (11)

где: в - ширина основной площадки земляного полотна, м;

к - ширина кюветов поверху 2,2 м.

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

В точке ПК 6+60 заканчивается первая выемка и начинается первая насыпь.

.2      Определение попикетного объема первой насыпи

где b - ширина насыпи по верху.

В точке ПК 17 заканчивается первая насыпь и начинается вторая выемка.

2.3 Определение попикетного объема второй выемки

В точке ПК 25+30 заканчивается вторая выемка и начинается вторая насыпь.

.4 Определение попикетного объема второй насыпи

2.5 Определяем поправки на призму

где m - показатель крутизны откоса;

Н₁, Н₂ - рабочие отметки;

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

.6 Определим уширения в местах, где есть кривые

В первой насыпи есть кривая, с координатами начало кривой ПК 6+60; и конец кривой с координатой ПК 13+20, протяженность кривой по заданный координатам составляет 660 метра и радиусом 1500 метра.

где a - уширение земляного полотна, м.

= 7м³

 = 41 м³

 = 72 м³

 = 95м³

 = 58м³

 = 69м³

 = 134 м³

 = 112 м³

 = 18 м³

.7 Определим пикетажные объёмы с учётом всех поправок

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

м³

2.8 Определение полного объема выемок и насыпей

1248+1523+2405+4098+3342+4021+4427+2132+1041=24237м³

182+1064+2025+2835+1827+2287+4455+3517+524+1502+1133+

+839+419=22609 м³

573+1558+1113+2396+4721+5984+5693+4118+2612+

+232=29000м³

548+1781+2392+2792+1970=9483 м³

Все полученные данные выводим в таблицу №1 «Ведомость расчета попикетных объемов земляных работ насыпей и выемок».

3. Распределение земляных масс и выбор способов комплексной механизации земляных работ

По данным графика попикетных объемов земляных работ строится график помассивных объемов земляных работ. Объемов выемок и насыпей изображают в виде столбиков (выемки откладываются вверх от нулевой линии, а насыпи вниз). Высота этих столбиков берется в определенном масштабе и равна кубатуре земляных работ.

При перемещении грунта насыпи транспортными средствами следует учитывать его потери в размере от 0,5 до 1,5 %.

На основание этого графика с учетом геологической ситуации применяются решения на распределение земляных масс между источниками (выемки, резерв, карьер) и потребителями (насыпь, кавальер, отвал) грунта.

.1 Определение профильной и рабочей кубатуры земляных работ

Используя график помассивных объемов работ определяется профильная () и рабочая () кубатура земляных работ:

=∑+∑ (12)

где ∑ - суммарный объем грунта всех выемок, м³;

∑ - суммарный объем грунта всех насыпей, м³;

=∑+∑ = 32092 + 53237 = 85329 (м³)

Объемы грунта, разрабатываемого в выемках и карьерах, резервах для образования земляного полотна называется рабочей кубатурой.

Определяем рабочую кубатуру земляных работ:

= ∑  (13)

где ∑ - суммарный объем грунта всех выемок, пригодный для возведения всех насыпей и не пригодных, м³; = 53237м³

3.2 Определение границ участков

Прежде чем определять границы рабочих участков, рассмотрим два варианта распределения земляных масс.

Первый вариант.

Первую выемку перемещаем в первую насыпь:  -  = 24237 - 22609 = = 1628 м³ - этот объем перемещаем в кавальер.

Вторую выемку перемещаем во вторую насыпь:  -  = 29000 - 9483 = = 19517 м³ - этот объем так же перемещаем в кавальер.

Второй вариант.

Первую выемку полностью перемещаем в кавальер.

Вторую выемку перемещаем в первую насыпь:  -  = 29000 - 22609 = = 6391 м³ - этот объем перемещаем во вторую насыпь:  -  = 6391 - 9483 == -3092м³. - берем из резерва для второй насыпи.

По исходным данным курсового проекта грунтовые условия на втором участке (глина пластичная с примесью щебня до 10%) с ПК10 по ПК20 не пригодно для возведения насыпей. Следуя из этого правильно будет взять первый вариант.

Первый рабочий участок ПК0 - ПК1+10, перемещаем излишки грунта в кавальер, поперечная схема производства земляных работ.

Второй рабочий участок ПК1+10 - ПК17, перемещение грунта из выемки в насыпь, продольная схема производства земляных работ.

Третий рабочий участок ПК17 - ПК22+60, перемещение грунта из выемки в кавальер, поперечная схема производства земляных работ.

Четвертый рабочий участок ПК22+60 - ПК30, перемещение грунта из выемки в насыпь, продольная схема земляных работ.

3.3 Определение размеров кавальеров

По результатам распределения земляных масс определяется объемы кавальеров, так как это влияет на выбор ведущих машин и на поперечное перемещении грунта.

Площадь поперечного сечения профиля кавальера определяется по формуле:

=  (15)

где  - объем грунта отсыпанного из выемки в кавальер, м³

 - длина кавальера, м

Длину кавальера в курсовом проекте следует принимать короче длины выемки на 100…50 м, то есть на 50…25м короче с каждой стороны участка. Принимаю 50м.

= = 27 (м³)

высота кавальера определяем по номограмме указанной в методическом пособие на странице 23; = 1,8м;

Ширина кавальера:

поверху (м) (16)

понизу  (м)(17)

= = 39 (м³)

= 2,6м;

Ширина кавальера:

поверху (м)

понизу  (м)

.4 Определение дальности перемещения грунта

Первый рабочий участок.

(18)

где: В - ширина выемок с шириной кюветов, м;- уклон откоса выемки;

Н - глубина выемки, м;- расстояние от бровки выемки до подошвы кавальера, м;

 - ширина кавальера понизу.

При поперечном перемещении грунта из выемки в кавальер:

(м) (19)

где:  - среднее расстояние между центрами массивов перемещения грунта, м;

 - расстояния между выездами на выемку и съездами с нее, м.

 (20)

 (м)

 (м)

 (м)

Второй рабочий участок.

 (21)

гдеV_i - объём грунта на i-ом пикете, м³;

l_i - расстояние от нулевого места до середины i-ого пикета, м;

- сумма попикетных объёмов грунта выемки, м³.

м

Центр тяжести выемки: 660 - 227 = 433м - ПК 4+33

м

Центр тяжести насыпи: 660 + 470 = 1130м - ПК 11+30

 (22)

где:

 - расстояние до центра тяжести объема выемки от нулевой точки;

 - расстояние до центра тяжести объема насыпи от нулевой точки.

(23)

где:

 - расстояние между центром тяжести массива выемки и центром тяжести равновеликого ему по объему массива насыпи;

 - расстояние, определяемое как длина дополнительного пути на повороты и маневры машин; для бульдозера, а=10…15м, для скрепера, а=50…60м (принимаю 50м).

 (м)= L0 + a = 697 + 50 = 747 (м)

Третий рабочий участок.

 (м)

 (м)

 (м)

Четвертый рабочий участок.

м

Центр тяжести выемки: 2530 - 167 = 2363м - ПК 23+63

м

Центр тяжести насыпи: 2530 + 262 = 2792м - ПК 27+92

 (м)= L0 + a = 429 + 50 = 479 (м)

3.5 Выбор ведущих машин для производства земляных работ

При наличии альтернативных способов комплексной механизации учитывается экономическая эффективность комплекса (стоимость разработки 1 м³). При выборе ведущей машины рекомендуется сравнивать основные технико- экономические показатели:

1)      производительность комплекта машин, м³/см;

2)      выработку на одного рабочего, м³/см;

)        трудоёмкость работ на единицу объёма, чел*дни/1000м³;

)        приведённую стоимость возведения 1м3 насыпи, руб/м³.

Таблица 2. Ведомость выбора оптимального варианта ведущих землеройных машин

Трудоёмкость работ на единицу продукции определяется как величина, обратная выработке на одного рабочего:

=1/B (чел*дн/м³)  (24)

РУ1, 3 Э.Д с к.0,8м³ T=1/110 = 0,0091 (чел*дн/м³)

Э.Д с к.1,1м³ T=1/210 = 0,0048 (чел*дн/м³)

РУ3, С.С с к.10м³ T=1/230 = 0,0044(чел*дн/м³)

С.С с к.15м³ T=1/380 = 0,0027 (чел*дн/м³)

РУ4, С.П с к.10м³ T=1/160 = 0,0063(чел*дн/м³)

С.П с к.15м³ T=1/190 = 0,0053(чел*дн/м³)

Принятое решение по распределению земляных масс между источниками и потребителями грунта и выбор способа комплексной механизации сводится в ведомость. Таблицу 3. ведомость распределения земляных масс по источникам и потребителям грунта и способом комплексной механизации.

4. Определение типоразмеров ведущих машин, состава землеройных комплексов и технико-экономических показателей их работы

4.1 Определение типоразмеров ведущих машин

Выбор типоразмеров ведущих машин определяются условиями производства земляных работ, такими как:

требуемая расчётная производительность, м³/см;

объём земляных работ, м³;

дальность транспортировки грунта, км;

величина рабочих отметок, м;

Основную характеристику ведущих машин в курсовом проекте рекомендуется определять по критерию минимальной стоимости возведения 1 м³ насыпи, определяемой по графикам приложения.

Конкретный тип и марку ведущих машин рекомендуется определять по нормам ЕНиР Е2 в зависимости от основной характеристики.

Экскаватор - драглайн с емкостью ковша 1,1 м³:

Длина стрелы - 12,5 м,

Наибольший радиус копания - 12,9 м,

Наибольшая глубина копания:

боковая проходка - 5,1 м,

торцевая проходка - 7,5 м,

Наибольший радиус выгрузки - 10,4 м,

Наибольшая высота выгрузки - 6,5 м.

Производительность () - 980,

Объем земляных работ - 1628 и 19517 м³,

Дальность транспортировки грунта - 70 м и 88 м.

Скрепер - самоходный с емкостью ковша 15 м³:

Ширина захвата - 2,93 м,

Глубина резания - 0,35 м,

Толщина отсыпаемого слоя - 0,50 м,

Производительность - () - 700,

Объем земляных работ - 22609 м³,

Дальность транспортировки грунта - 747м.

Скрепер - прицепной с емкостью ковша 15 м³:

Ширина захвата - 2,90 м,

Глубина резания - 0,35 м,

Толщина отсыпаемого слоя - 0,55 м,

Производительность - () - 405,

Объем земляных работ - 9483 м³,

Дальность транспортировки грунта - 479м.

.2 Определение состава землеройных комплексов

Землеройный комплекс - это комплект машин и комплексной бригады рабочих соответственной квалификации. Комплект машин подбирается с расчетом обеспечения максимальной производительности ведущей машины, наименьшей трудоёмкости и стоимости работ.

В состав комплекта включается машины, обеспечивающие весь комплекс технологических операций по сооружению земляного полотна.

Определение срока возведения земляного полотна в месяцах:

(25)

где L- длина земляного полотна, км (по заданию);

-темп возведения земляного полотна, км/мес (по заданию)

(месяца)

Потребность в ведущих машинах комплекта определяется с учетом выполнения работ в установленные сроки, с учетом заданного темпа возведения земляного полотна.

Директивный срок выполнения работы в календарных днях:

(26)

(дней)

Директивный срок выполнения работ в рабочих днях при шестидневном рабочей неделе:

 (27)

где 0,83- коэффициент перевода календарных дней в рабочие.

(раб.дней)

Бесперебойная работа поддерживается максимальной численностью машин, в зависимости от дальности возки, вместительности ковша, грузоподъемности машины и определяется расчетом исходя из реальных

условий зоны производства работ.

Определяем число ведущих машин в комплекте по формуле:

(28)

где V- объём земляных работ, выполняемых данным типом ведущих машин, м³,

-производительность эксплуатационной сменной ведущей машины, м³,число смен работы в день, рекомендуется принимать n не менее 2

-число рабочих дней, исходя из заданного срока.

(29)

где - продолжительность рабочей смены, час, принимать равной 7 час.при шестидневной недели.

- норма машинного времени в маш*час на единицу объёма работ, определяемая по ЕНиР сб. Е2 вып.1

Определяем количество ведущих машин на первого рабочего участка.

Для экскаватора - драглайна Э-801 при работе в грунтах I группы.

(м³)

Определяем количество ведущих машин на втором рабочего участка.

Для скрепера самоходного ДЗ-13 при работе в грунтах I группы.

(м³)

Определяем количество ведущих машин на третьем рабочего участка.

Для экскаватора - драглайна Э-801 при работе в грунтах I группы.

(м³)

(машина)

Определяем количество ведущих машин на четвертом рабочего участка.

Для скрепера прицепного ДЗ-23 при работе в грунтах II группы.

(м³)

На основание справочных данных определяем состав комплексных бригад и разряды.

Таблица 4. Состав землеройных комплексов

4.3 Определение продолжительности работ на рабочих участках

Продолжительность работ на каждом участке определяется по формуле:

  (30)

где - продолжительность работы звена ведущих машин на участке в рабочих днях.объём земляных работ на участке,м³

- эксплуатационная сменная производительность комплекса,м³/см

- количество смен в суткиколичество ведущих машин в комплексе.

 (дней)

 (дней)

 (дней)

 (дней)

Для перевода рабочих дней в календарные используем формулу:

 (31)

(дней)

(дней)

(дней)

(дней)

На основании вычисленной продолжительности работ на участках строится календарный график производства земляных работ в графической части проекта. На календарном графике указывают номер комплекта машин, наименование машин и их количество. При применении одного комплекта машин на разных участках на календарном графике показывают их последовательный переход с одного участка на другой.

4.4 Определение технико-экономических показателей работы землеройных комплексов

К основным ТЭП работы землеройных комплексов относятся:

расчетно-эксплуатационный производительность ведущей машины комплекта,м³/см;

выработка на одного рабочего, м³/см;

трудоёмкость работ на единицу продукции, чел*дн, которые определяются в зависимости от условий производства работ по нормам ЕНиР Сб.Е2,вып.1;

Выработка на одного рабочего определяется по формуле:

 (м³/см)  (32)

где - количество рабочих в комплексной бригаде;

 (м³/см)

 (м³/см)

 (м³/см)

 (м³/см)

Трудоёмкость работ на единицу продукции можно определять как величину, обратную выработке на одного рабочего:

 (чел*дн/1000*м³) (33)

(чел*дн/1000*м³)

(чел*дн/1000*м³)

(чел*дн/1000*м³)

(чел*дн/1000*м³)

Таблица 5. Технико-экономические показатели работы землеройных комплексов

5. Технология по сооружению земляного полотна

Чтобы облегчить производства работ по сооружению выемки и насыпи производим рыхление грунтов землеройными машинами. Рыхление осуществляется приспособлениями, являющимися прицепным оборудованием к трактору. Рыхлители используются в плотных, сухих и щебенистых грунтах и при наличии корней. Рыхлитель представляет собой прицепной снаряд, оборудованный для рыхления стойками с зубьями (от трех до пяти). В процессе движения зубья под действием тягового усилия и собственного веса опускаются в грунт, взрыхляя его в пределах полосы захвата.

Глубина рыхления от 15 до 55 см, а ширина рыхления за один проход 2,5 м. В тяжелых грунтах часть стоек может быть снята. Производительность рыхлителя составляет 800 - 1500м3/ч. Рыхление проводится слоями с уборкой разрыхленного грунта землеройными машинами.

При возведении насыпи из выемки на 2 участке используется скрепер самоходный, осуществляющих набор, перемещение и укладку грунта. Рабочий цикл скрепера состоит из четырех операций: набор грунта, транспортировка, укладка грунта и порожний ход. Работа скрепера при возведении насыпи из выемки выполняется эллиптическая. Скорость движения скрепера в груженом состоянии принимается равная 23-30 километров в час и порожних 30-40километров в час. Глубина резания в суглинках 12-18 сантиметров, а в глинах 9-14 сантиметров.

Набор грунта: ковш опущен, заслонка открыта, нож ковша врезается в грунт под действием веса ковша, и при движении скрепера грунт срезается и поступает в ковш.

Транспортировка грунта: ковш поднят, заслонка закрыта, удерживает грунт от высыпания из ковша.

Укладка грунта: ковш опущен, между днищем ковша и поверхностью грунта оставлен зазор, равный толщине отсыпаемого слоя грунта. Заслонка поднята. При движении скрепера вперед высыпаемый грунт планируется ножом ковша, оставляя за скрепером слой грунта равномерной толщины, и уплотняется задними колесами скрепера.

На 4 рабочем участке работает прицепные скреперы с ковшом вместимостью 15 м³ работают в сцепе с трактором мощностью 220,8 кВт.

На 1 и 3 участке применяется экскаватор-драглайн при отвалке грунта из выемки в кавальер. Для набора грунта канат опускается, вследствие чего ковш раскачивается, опускается отверстием вниз и падает на землю, врезаясь зубьями. При подтягивании канатом к экскаватору ковш, двигаясь по земле, наполняется срезаемой стружкой грунта. Цикл работы экскаватора-драглайна состоит из следующих операций: поворот стрелы к забою, подъема ковша к вершине стрелы подъемным тросом, бросание ковша с раскачиванием его при помощи тягового троса. Ковш, падая, врезается в грунт. Грунт набирается с подтягиванием ковша к экскаватору тяговым тросом.

.1 Технология уплотнения грунта

При уплотнении частицы грунта располагаются более плотно, увеличивая связность грунтов и повышая их сопротивление сжимающим и сдвигающим усилиям. Уплотненные грунты меньше пучатся. При хорошем уплотнении обеспечиваются минимальные осадки насыпей и снижаются эксплуатационные расходы на содержание пути. Слои насыпи делят на две половины по ширине насыпи вдоль на длину фронта работ: на одной отсыпаем грунт скрепером, а на другой части разравниваем грунт бульдозерами и уплотняем дорожными пневмокатками.

При отсыпке насыпей необходимо уплотнять грунт до плотности (до объемной массы сухого грунта) для глин 1,5 т/м³ и суглинков 1,6 т/м³.Дополнительное послойное уплотнение обязательно при отсыпке насыпей драглайнам. Наилучшие условия уплотнения создаются при оптимальной влажности грунта.

Уплотнение грунтов достигается укаткой.Для уплотнения укаткой служат на пневматических шинах катки массой 25-30 тонн.Уплотнение в суглинках достигается при двух проходах - на глубину 0,5 м.

При возможности разворота на насыпи катки в пределах захватки перемещаются по спирально-кольцевой схеме. Первая проходка начинается на расстоянии 1,5 метров от бровки, а затем, делая кольцевые обходы захватки, постепенно смещается к бровке, но не ближе чем на 0,5 метров. После прокатки бровочных частей насыпи основное уплотнение ведут от краев к середине.

.2 Техника безопасности при производстве земляных работ

Работы по сооружению земляного полотна выполняются при соблюдении действующих строительных норм и правил, системы стандартов безопасности труда, нормативно-технической документации на отдельные виды работ. В зоне работ землеройных машин нельзя выполнять другие работы и находится людям на путях движения машин.

Во время работы экскаваторов, рабочим нельзя находится под стрелой и ковшом, а другим лицам в зоне радиусом действия экскаватора 5….10 метров.

Запрещается, изменят вылет стрелы при заполнении ковша. Подтягивать стрелой груз, ремонтировать и регулировать узлы машин при поднятом ковше. Резание, набор грунта скрепером допускается выполнять на прямолинейном участке. Повороты при наполнении ковша не разрешаются. Запрещается разработка скрепером при движении на подъем или под уклон с углом наклона более указанного в паспорте машины.При разработке, транспортировании, разгрузки, планировки и уплотнения грунта несколькими машинами, идущими друг за другом необходимо соблюдать расстояние между ними не менее 5 метров.

При возведении насыпи расстояние от ее бровки до гусеницы колеса бульдозера или скреперов должна быть не менее 0,5 метров, а до колеса экскаватора не менее 1 метра.

Производство земляных работ в местах где расположены наземные и подземные инженерные коммуникации, разрешается приступать лишь на основании проектных документов, согласованных заинтересованными организациями.

6. Организация и производство отделочных и укрепительных работ

6.1 Планирование земляного полотна

Для придания полотну проектных очертаний выполняют отделочные планировочные работы:

нарезают кюветы,

планируют основную призму и откосы полотна, резервы, кавальеры и водоотводные канавы

Ширину основной площадки земляного полотна проверяют через каждые 50 метров, замерами расстояний между осью полотна и бровкой. Отклонение от проектных размеров в большую сторону до 10 сантиметров сужения основной площадки не допускается. Отметки оси и бровки земляного полотна могут отличатся от проектных не более чем на 5 сантиметров.

Планировочные работы должны предшествовать тщательной планировкой и проверкой правильности рабочих отметок бровки крутизны и откосов ширины основной площадки полотна. До начала работ восстанавливают ось пути и закрепляют ее на полотне колышками через 20 метров. На основе нивелировочных данных устанавливают и заносят в специальные ведомости требуемые срезки и подсыпки.

Основную площадку насыпи планируют с устройствами сливной призмы до укрепления откосов, а в выемках после укрепления откосов выемки. Планировку основной площадки и нарезку сливной призмы делают автогрейдерами, а сыпучи песчаные грунты бульдозерами оборудованные откосниками удлинителями при рабочих отметках полотна > 3,5 метра откосы планируют экскаваторами драглайна и планировщиками. Планировщики планируют откосы насыпи и выемок в грунтах 1, 2 и 3 группы с рабочей отметкой до 6 метров. Автогрейдеры и бульдозеры вначале планируют верхнюю часть откоса, а затем нижнюю, для этого изменяют положение откосника - удлинителя.

После планировки основной площадки откосов выемки, нарезают кюветы. Для точной нарезки кюветов предварительно выполняют их разбивку отмечая кольями через каждые 5 метров. Если кювет нарезает экскаватор цикличного действия, то контур кювета отмечают кольями через каждые 10 метров.

.2 Укрепление земляного полотна

Земляное полотно предохраняют от разрушительного воздействия воды, ветра, льда и других природных факторов, а также от механического повреждений.

Главным фактором разрушающее откосы полотна это вода, земляное сооружение нельзя оставлять без укрепления на длительное время.

Конструкции укреплений выбирают в соответствии с их назначением, природно-климатическими факторами наличием местных материалов,

возможности механизации работ и ведении их индустриальными способами, с учётом стоимости сооружения и эксплуатаций, укреплений. Сроки выполнения отделочно-укрепительных работ следует принять без расчета, примерно 2 - 3 дня.

Откосы земляного полотна и другие сооружения укрепляют растительным покровом из многолетних трав (в умеренной климатической зоне до 90%),

бетонными и железобетонными покрытиями, а также грунтом, необработанным или обработанным вяжущим материалами. Гидропосев заключается в нанесении на откосы земляного полотна рабочей смеси, состоящей из семян многолетних трав, минеральных удобрений, мульчирующих и пленкообразующих добавок и воды. Мульчирующие и пленкообразующие добавки создают на откосе благоприятный для произрастания и развития трав влажностно-температурный режим и предохраняют откос от водной и ветровой эрозии.

Приготовление и нанесение рабочей смеси на откосы производят гидросеялками, на которых установлены гидромониторы, заправку цистерны гидросеялки начинают с засыпки семян трав, минеральных удобрений, мульчирующих добавок. Затем насосом гидросеялки в цистерну закачивают пленкообразующие добавки и воду. При нанесении смеси на откосы ее перемешивают в цистерне в течение пяти - шести минут специальным рабочим органом. Откосы при помощи гидромонитора покрывают смесью при движении гидросеялки по берме или основной площадки земляного полотна с нижней и верхней стороны.

Подготовку материалов к посеву и заправку гидросеялки осуществляют на специальной передвижной базе, в состав которой входят складские помещения для хранения семян и удобрений, емкости для пленкообразующих материалов, дробильная установка для измельчения соломы.

Обнаруженные повреждения должны быть немедленно исправлены. Если размыв или сползание откосов произошли на небольшой площади не более 10 м², то весь сползший или смытый грунт удаляют; на откосах делают уступы, а затем досыпают их грунтом однородным с откосом, тщательно утрамбовывают и восстанавливают. Более значительные смывы в нижних частях откосов подрезают на всю высоту и восстанавливают откос.

7. Мероприятия по охране окружающей среды при сооружении земляного полотна

Сооружение железных дорог в районах со сложными природно-климатическими условиями, как и хозяйственное освоение этих районов, неизбежно связано с нарушением природой обстановки. С точки зрения воздействия на среду можно выделить следующие факторы: разработку, перемещение и укладку грунта с расчисткой полосы отвода, снятием и перемещением плодородного слоя грунта, почвы, устройством насыпей и т.д., а также функционирование при объектных пунктов обслуживания, складов топлива и смазочных материалов, бытовых, управленческих и других служб. Эти факторы наносят заметный ущерб природной среде непосредственным вторжением в естественные процессы.

Для транспортного строительства особую актуальность приобретает проблема окружающей среды в районах Крайнего Севера, 3ападной Сибири, Заполярья, в районах пустынь и полупустынь. В последние годы к охране природной среды стали подходить, Комплексно уже на стадии проектных решений. Особое внимание при этом уделяется разработке методов сочетания дороги как сооружения с ландшафтом. Железная дорога как объект линейного строительства, носящий территориальный характер, рассматривается во взаимосвязи с различными территориальными аспектами, влияющими на ее строительство и будущую эксплуатацию.

Комплексная проблема охраны окружающей среды применительно к рабочим проектам, строительству и эксплуатации включает следующие направления: рациональное сочетание строящейся дороги как технического сооружения с окружающей средой; рациональное расходование земельных площадей, отводимых при строительстве, формирование надежной технологии восстановления высвобождаемых территорий, их возврат в сельскохозяйственное производство;; комплексный подход к решению задачи снижения воздействия на среду дорожно-строительных технологических процессов,, разработка и внедрение экологически чистых технологий и системы специального экологического контроля на стадии строительства, организация мониторинга на вновь построенных участках; формирование у работников нового отношения к природе, обеспечение резкого подъёма экологической культуры, воспитание экологического сознания у людей и приобретение знаний в этой области повышение уровня научных исследований по охране окружающей среды в районах со сложными природными условиями.

Очевидно, что разрушение естественного ландшафта при возведении земляного полотна является неизбежным в связи с существующими техническими и технологическими решениями при строительстве наземных дорог. Насыпи ли становятся преградами для стока воды, а выемки способны обезобразить ландшафт «рваными» откосами рвов на самых возвышенных и

очищенных от растительности местах рельефа.

Государственные стандарты по охране окружающей среды требуют выполнения комплекса мероприятий, направленных на восстановление нарушенной территории с целью создания новой экологически благоприятной ландшафтной единицы.

Перечень мероприятий, которые следует разрабатывать в проекте производства земляных работ и безусловно, выполнять на строительной площадке зависит отряда факторов отрицательного влияния на окружающую среду, характерных для данного вида работ, и экологической культуры строительной организации.

К таким факторам относят:

загрязнение атмосферы продуктами неполного сгорания топлива с недопустимой концентрации канцерогенных веществ (газов);

загрязнение территории горюче смазочными материалами при их хранении и транспортировке, при заправке машин и транспортных средств и сливе отработанных ГСМ в неустановленных местах;

- загрязнение территории порубочными остатками и строительным мусором при устройстве на строительной площадке временных, землевозных, лежнёвых дорог, объектов связи, освещения, складов и др;

разрушение почвенного покрова и естественного ландшафта при освоении карьеров, разработке выемок, при устройстве землевозных дорог и водоотводных канав.

При разработке технологических решений по конструкциям и технологий сооружения земляного полотна необходимо обеспечивать максимальное сохранение природной среды.

Меры по охране окружающей среды при возведении земляного полотна включают:

экономное расходование территории (сокращение полосы отводов, снижение потерь растительности …

рекультивация, т.е. полное или частичное восстановление нарушенного ландшафта путём планировки местности, лесопосадки, создание прудов на местах выработки карьеров и т.д.

улучшение элементов плана и профиля с целью уменьшения вредных выбросов при движении поездов с тепловозной тягой

при разработке транспортного обеспечения строительства железных дорог следует стремится построенные дороги совмещать с общей сетью автодорог, приближать притрассовые дороги к оси пути, совмещать землевозные дороги с полотном насыпи и выемок, форсировать укладку пути и открытия рабочего движения по строящейся железной дороге

при проектировании продольного профиля следует стремится использовать грунт выемки для отсыпки насыпи во избежание закладки карьеров и резервов для чего предусматривать по возможности равенство объёмов насыпи и выемок;

предусматривать в необходимых случаях недостающего грунта для возведения насыпи не на счёт открытия резервов и карьеров, а за счёт уширения выемки при этом полоса уширения выемки в виде закюветной полки может быть использована в качестве основания землевозной дороги (на период строительства) и при трассовой автодороге в период эксплуатации;

- в тех случаях, когда открытие резервов и карьеров в полосе временного отвода является необходимым, необходимо предусматривать рекультивацию территории вокруг них, очистку и планировку дна и превращение их в культурные водоёмы;

земельные участки, предоставляемые для строительства во временное пользование, а также территорию полосе отвода для сдачи строящейся линии для отдельного сооружения в постоянную эксплуатацию должны быть рекультивированы;

на участках вечной мерзлоты предусматривать мероприятия по сохранению торфяно-мохового покрова растительности вечной мерзлоты;

удаление порубочных остатков и строительного мусора в специально отведённые места для последующего сжигания и захоронения;

запрещение выезда на линии землеройных и транспортных машин с неотрегулированными двигателями;

организация мойки машин и слива отработанных ГСМ на специально оборудованных для этих целей местах, исключающих попаданий ГСМ попаданий в почву и водоёмов;

безусловное обеспечение нормальных условий стока поверхностных, грунтовых и паводковых вод и регуляция стоков с целью недопущения эрозии почвы и оврагообразования;

планировка и уложение откосов, засев спланированных откосов кустарниково-травяной растительностью;

при вскрышных работах, выполняемых при устройстве выемок, резервов и подготовке оснований насыпей необходимо предусматривать срезку и складирование плодородного слоя почвы, который впоследствии следует использовать для укрепительных работ.

Природоохранительные мероприятия, предусматриваемые при строительстве и эксплуатации железных дорог, должны удовлетворять требованиям Закона РФ «Об охране окружающей среды», а также действующих постановлений, положений правил, нормативов, инструкций, утверждаемых соответствующими органами в его развитии.

Литература

1.       Шабалина Л.А., Организация и технология строительства железных дорог.-М.: УМК МПС России, 2000.

2.      Кантор Н.И., Гулецкий В.В., Основы проектирования и строительства железных дорог.-М.: Транспорт, 1990.

.        Строительство железных дорог (Под редакцией В.П. Шурыгина. - М.: Транспорт,1988.

.        Пособие строительному мастеру и производителю работ по сооружению земляного полотна (Под редакцией В.Б. Чернавского), - М.: Транспорт, 1977.

.        Единые нормы и расценки. Сборник Е2. Земляные работы. Вып.1. Механизированные и ручные земляные работы. - М.: Стройиздат, 1988.

.        Технические указания по технологии сооружения железнодорожного земляного полотна. ВСН 168-75. - М.: Оргтрансстрой, 1975.

.        СНиП ///-4-80. Техника безопасности в строительстве, М.: Недра, 1982.

.        Железные дороги колеи 1520мм. СТН Ц-01-95, МПС РФ - М.: 1995.