Проектирование производства земляных работ
Проектирование производства земляных работ
Курсовая работа
Выполнил: студент группы 4011/1 Гиргидов
А.А.
Санкт-Петербургский Государственный
Технический Университет
Инженерно-строительный факультет
Кафедра технологии, организации и
экономики гидротехнического строительства
Санкт-Петербург
1999 г.
Определение объемов земляных работ.
Определение подготовительных работ по
плотине.
Определим объемы
работ по снятию растительного слоя в основании плотины.
Толщина
растительного слоя под плотиной равна
. Из плана местности и нанесенной на него
плотиной видно, что площадь плотины Sпл=100600 м2.
Отсюда находим
объем:
Определение объема
работ по плотине.
Для определения
объема работ по плотине воспользуемся профилем плотины для построения графиков
зависимости площадей песчано-гравийной смеси (ПГС), ядра и переходного слоя
(пс) в зависимости от высоты плотины, а также поперечным сечением плотины (рис.
1.1-1.6). В таблицу 1.1. сведены зависимости площадей от высоты сечения по
профилю плотины.
Таблица 1.1.
H
|
|
F
|
|
|
ПГС
|
Ядро
|
Перех.слой
|
0
|
0
|
0
|
0
|
16
|
671.6
|
175.4
|
72.04
|
36
|
3032.4
|
518.16
|
212.8
|
54
|
6452.48
|
911.6
|
374.4
|
67
|
9617.88
|
1253.96
|
515
|
76
|
|
1477.8
|
606.92
|
Далее, мы выбираем
наиболее характерные точки на поперечном сечении плотины (точки ярко выраженных
изгибов) и по этим точках находим соответственные площади по рис. 1.4 для ПГС,
1.5. для ядра и 1.6 для переходного слоя. Ниже приведена таблица, в которую
сведены значения площадей по сечениям и соответственные объемы. Объемы
вычисляются путем умножения площади в сечении 
на высоту
плотины в данном сечении.
Таблица 1.2.
NN
|
L,м
|
h,м
|
FПГС
|
Fядра
|
Fпс
|
VПГС
|
Vядра
|
Vпс
|
0
|
110
|
0
|
0
|
0
|
0
|
129800
|
26400
|
10780
|
1
|
205
|
34
|
2360
|
480
|
196
|
532000
|
78850
|
32490
|
2
|
305
|
64
|
8840
|
1180
|
488
|
884000
|
118000
|
48800
|
3
|
385
|
64
|
8840
|
1180
|
488
|
611680
|
83680
|
34560
|
4
|
505
|
54
|
6452
|
912
|
376
|
418320
|
63600
|
26280
|
5
|
535
|
14
|
520
|
148
|
62
|
9900
|
2820
|
1170
|
6
|
610
|
4
|
140
|
40
|
16
|
5250
|
1500
|
600
|
|
|
|
|
|
S
|
2590950
|
374850
|
154680
|
Введем коэффициент
остаточного разрыхления:
Следовательно:
,
где
- объемный вес грунта, засыпаемого в
тело плотины,
- объемный вес грунта в карьере.
Найдем необходимый
объем карьера с учетом k.
Сведем
получившиеся объемы в таблицу ниже.
Таблица 1.3.
|
|
|
2467571.43
|
357000
|
147314.29
|
Таким образом,
объемы основных работ по плотине и карьеру найдены.
По средне
статистическим данным определяем срок строительства. Из того что объем плотины
около 3 миллионов метров кубических, срок назначаем – 3 года.
Определение
подготовительных работ по карьеру.
По определенным в
п. 1.2. объемам карьеров, найдем объемы работ по снятию растительного слоя и
вскрышки в карьерах.
Определим площади
карьеров и приведем их в таблице 1.4.
Таблица 1.4.
Площади карьеров
|
|
ПГС
|
Суглинки (ядро)
|
V, м3
|
2467571.43
|
357000
|
h, м
|
5
|
4
|
S, м2
|
493514.286
|
89250
|
Для удобства
расчетов примем площади карьеров
и
соответственно. Следовательно, карьер ПГС будем
разрабатывать прямоугольной формы со сторонами 500Х1000 м, а карьер суглинков
будет 250Х360 м. Определив площади, мы можем посчитать объемы подготовительных
работ в карьере. Толщина растительного слоя в карьерах одинакова
, откуда объемы грунта:
Определим объемы
вскрышки в карьерах:
Определение интенсивности работ.
Интенсивность
определяется из условия разработки карьеров, укладки грунта в тело плотины и
проведения планировочных работ.
По известным
объемам карьеров по статистическим данным определяем сроки возведения плотины.
Исходя из этого:
Задавая время Т в
различных видах (месяцы, недели, дни, часы) получаем соответственные
производительности. Сведем расчеты в таблицу 2.1.
Таблица 2.1.
NN
|
Вид работы
|
V
|
T
|
Интенсивность
|
I_ср_мес
|
I_ср_сут
|
I_ср_см
|
I_ср_час
|
м^3
|
мес.
|
м^3/мес
|
м^3/сут
|
м^3/см
|
м^3/час
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
1
|
Срезка растительного слоя в створе
|
20120
|
3.6
|
5588.88
|
223.555
|
111.777
|
13.9722
|
|
Срезка растительного слоя на 1-м
карьере (ПГС)
|
200000
|
3.6
|
55555.5
|
2222.22
|
1111.11
|
138.888
|
|
Срезка растительного слоя на 2-м
карьере (Суглинок)
|
36000
|
3.6
|
10000
|
400
|
200
|
25
|
|
Вскрыша на 1-м карьере
|
750000
|
3.6
|
208333.
|
8333.33
|
4166.66
|
520.833
|
|
Вскрыша на 2-м карьере
|
135000
|
3.6
|
37500
|
1500
|
750
|
93.75
|
2
|
Разработка первого карьера(ПГС)
|
2467571.43
|
28.8
|
85679.5
|
3427.18
|
1713.59
|
214.198
|
3
|
Разработка второго
карьера(Суглинок)
|
357000
|
28.8
|
12395.8
|
495.833
|
247.916
|
30.9895
|
4
|
Укладка в тело плотины призмы (ПГС)
|
2590950
|
28.8
|
89963.5
|
3598.54
|
1799.27
|
224.908
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
5
|
Укладка в тело плотины ядра
(Суглинок)
|
374850
|
28.8
|
13015.6
|
520.625
|
260.312
|
32.5390
|
6
|
Планировка
|
|
3.6
|
|
|
|
|
7
|
Уплотнение
|
|
3.6
|
|
|
|
|
Определение производительности и выбор
техники.
Задаваясь
различными видами техники, находим их почасовую производительность. Для срезки
растительного слоя и вскрыши выбираем самоходные скреперы с различными объемами
ковша. Для разработки карьеров принимаем экскаватор «Прямая лопата». Данные
расчета по разработке карьеров и срезки растительного грунта в створе плотины
сведены в таблицу 2.2.
Таблица 2.2.
|
Емкость
|
П_э_ч
|
l_тр
|
t_ц, мин
|
К_р
|
К_н
|
К_в
|
N_a
|
Срезка растительного слоя и вскрыша
|
|
|
|
|
|
|
|
В створе
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 6м^3
|
6
|
20
|
0.8
|
|
|
|
|
|
На 1-м карьере
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 9м^3
|
9
|
30
|
0.8
|
|
|
|
|
|
Экскаватор с ковшом 2.5м^3
|
2.5
|
281.41
|
----------
|
0.3
|
1.2
|
1.2
|
0.597
|
3.8
|
Автосамосвал с грузоп. 27т
|
27
|
70.352
|
|
|
|
|
|
4
|
На 2-м карьере
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 9м^3
|
9
|
30
|
0.8
|
|
|
|
|
|
Экскаватор с ковшом 1 м^3
|
1
|
81.443
|
----------
|
0.3
|
1.35
|
1.3
|
0.564
|
6.1
|
Автосамосвал с грузоп. 8т
|
8
|
13.574
|
|
|
|
|
|
6
|
Таблица 2.3.
|
Емкость
|
|
lтр
|
tц мин
|
Кр
|
Кн
|
Кв
|
Na
|
Срезка растительного слоя и вскрыша
|
|
|
|
|
|
|
|
В створе:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 6м3
|
6
|
20
|
0.8
|
|
|
|
|
|
На 1-м карьере:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 9м3
|
9
|
30
|
0.8
|
|
|
|
|
|
Экскаватор с ковшом 2.5м3
|
2.5
|
281.40845
|
-----
|
0.3
|
1.2
|
0.597
|
3.8
|
Автосамосвал с грузоп. 27т
|
27
|
70.352113
|
|
|
|
|
|
4
|
На 2-м карьере:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 9м3
|
9
|
30
|
0.8
|
|
|
|
|
|
Экскаватор с ковшом 1 м3
|
1
|
81.442623
|
-----
|
0.3
|
1.35
|
1.3
|
0.564
|
6.1
|
Автосамосвал с грузоп. 8т
|
8
|
13.57377
|
|
|
|
|
|
6
|
Уточняем
количество техники по интенсивности. Расчеты сведены в
таблицу 2.4.
(Производительность скреперов взята из [1].)
Таблица 2.4.
|
Объем
|
1 шт.
|
Тч
|
Тмес.
|
Nтр
|
Проверка
|
Створ:
|
|
|
|
|
Шт
|
|
Скрепер с ковшом 6м3
|
20120
|
20
|
1006
|
2.515
|
1
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер самоходный
Д-357М
|
Карьер 1 (ПГС)
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 9м3
|
950000
|
30
|
31666.7
|
79.17
|
21.99
|
950400
|
Срезка грунта и вскрыша
|
|
|
|
Принимаем
|
22
|
Скрепер самоходный
Д-357М
|
Экскаватор с ковшом 2.5 м3
|
2467571
|
281.4
|
8768.65
|
21.92
|
0.761
|
3241825
|
Разработка карьера
|
|
|
|
Принимаем
|
1
|
Экскаватор
Э-2503
|
Автосамосвал грузопод. 27т
|
2467571
|
70.35
|
35074.6
|
87.69
|
3.045
|
3241825
|
|
|
|
|
Принимаем
|
4
|
БелАЗ-540А
|
Карьер 2 (ПГС)
|
|
|
|
|
|
|
Скрепер с ковшом 9м3
|
171000
|
30
|
5700
|
14.25
|
3.958
|
172800
|
Срезка грунта и вскрыша
|
|
|
|
Принимаем
|
4
|
Скрепер самоходный
Д-357М
|
Экскаватор с ковшом 1 м3
|
357000
|
81.44
|
4383.45
|
10.96
|
0.381
|
938219
|
Разработка карьера
|
|
|
|
Принимаем
|
1
|
Экскаватор
Э-10011Д
|
Автосамосвал грузопод. 8т
|
357000
|
13.57
|
26300.7
|
65.75
|
2.283
|
469109.5
|
|
|
|
|
Принимаем
|
3
|
КамАЗ-5510
|
Расчет разработки карьеров.
По вычисленным
площадям карьеров принимаем схемы разработки карьеров. Схемы движения
экскаватора для карьеров представлены на рисунках 4.1. и 4.2. для карьера ПГС и
суглинка соответственно.
Расчет пионерной траншеи.
Расчет ведется из
условия возможности проезда 2-х самосвалов рядом без опасности столкновения.
,
где В – ширина
пионерной траншеи;
Всм –
ширина самосвала находим по выбранным машинам;
b1 – расстояние между
самосвалами (принимается минимально равным 2м);
b2 – расстояние от
самосвала до края траншеи (принимается минимально равным 1м);
Для карьера ПГС:
м
Расчет пионерных
траншей приведен в таблице 4.1.
Таблица 4.1.
Карьер 1 (ПГС)
|
Ширина, м
|
10.96
|
Принимаем
|
11м
|
Длина, м
|
50
|
|
|
Карьер 2 (Суглинок)
|
Ширина, м
|
8.96
|
Принимаем
|
9м
|
Длина, м
|
40
|
Примечание: уклон
пионерной траншеи принимаем
Расчет схемы
разработки карьеров.
А) Карьер 1:
Принимаем угол
поворота экскаватора при разработке карьера 70о.
Следовательно,
ширина поворота:
м
Тогда ширина забоя
равна:
м
Отсюда можно найти
количество ходок экскаватора поперек карьера:
принимаем: 23
Уточним ширину
забоя:
м
Расчет сведен в
таблицу 4.2.
Таблица 4.2.
Ширина поворота
|
22.55
|
|
Ширина забоя
|
21.8
|
|
Кол-во ходок вдоль
|
22.92
|
23
|
Уточнение
|
|
Ширина забоя
|
21.7
|
|
Расчет для второго
карьера аналогичен и приведен в таблице 4.3.
Таблица 4.3.
Карьер 2 (Суглинок)
|
|
|
Ширина поворота
|
17.29036
|
|
Ширина забоя
|
16.55036
|
|
Кол-во ходок вдоль
|
15.10541
|
16
|
Уточнение
|
|
Ширина забоя
|
15.625
|
|
Принимаем угол
заложения откоса в карьерах 45о.
Уплотнение призмы и ядра плотины и расчет
карт.
Выбор машин для
уплотнения грунтов.
Для уплотнения
призмы выбираем пневмошинный каток массой 30 тонн.
Толщина
уплотняемого слоя
м,
производительность
м3/ч
[1].
Площадь,
уплотняемая за смену равна:
м2,
при полной площади
данного сечения со стороны верхнего бьефа wп=4800 м2 необходимое количество катков равно:
Принимаем
Таблица 5.1.
Выбираем каток кулачковый массой
18т
|
Пэч
|
80 м3/c
|
h_сл=0.35 м
|
w
|
1828.571
|
|
|
|
|
НБ
|
|
|
Количество катков
|
|
wп
|
4621
|
|
n
|
2.527109
|
|
Принимаем
.
Расчет карт.
Составление календарного графика
строительства.
Календарный план
составляется из условия равномерности использования ресурсов машин во времени.
Список литературы
Галузин В.М.,
Телешев В.И. Выбор строительных машин для производства земляных работ. - Л.:
ЛПИ им. Калинина 1987. – 83с.
Булатов Г.Я.
Технология возведения грунтовых плотин. – СПб.: СПбГТУ им. Петра Великого 1994.
– 92с.