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













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

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 п=4800 м2 необходимое количество катков равно:



Принимаем 

Таблица 5.1.

Выбираем каток кулачковый массой 18т

Пэч

80 м3/c

h_сл=0.35 м



1828.571









НБ





Количество катков



п

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.