4.7 Расчёт экскаваторного забоя

Рабочая длина передвижки для экскаваторов обратная лопата определяем

по табл.35 [6]:

.

При этом:

Для выбранного экскаватора:

где: – максимальный радиус резания;

– максимальный радиус выгрузки.

Тогда:

где: – рабочий радиус резания;

– рабочий радиус выгрузки.

, где L_k­­­­­­- расстояние от бровки до кавальера, м

Котлован имеет участки шириной: м, м, м, м, м, м, м.

Так как и – применяем торцовую проходку с движением по прямой, при этом ось движения экскаватора располагаем от бровки, со стороны кавальеров, на расстоянии не более =3,31, но не менее .

Так как и – применяем торцовую проходку с движением по прямой, при этом ось движения экскаватора располагаем от бровки, со стороны кавальеров, на расстоянии не более =-0,78, но не менее .

Так как и – применяем торцовую проходку с движением по прямой, при этом ось движения экскаватора располагаем от бровки, со стороны кавальеров, на расстоянии не более =2,51, но не менее .

Так как и – применяем торцовую проходку с движением по прямой, при этом ось движения экскаватора располагаем от бровки, со стороны кавальеров, на расстоянии не более =2,53, но не менее .

Так как и – применяем торцовую проходку с движением по прямой, при этом ось движения экскаватора располагаем от бровки, со стороны кавальеров, на расстоянии не более =2,6, но не менее .

Так как и , – принимаем уширенную торцовую проходку с движением по зигзагу.

Так как и , – принимаем уширенную торцовую проходку с движением по зигзагу.

4.8 Определение площади палубы

Рисунок 4.8.1 - Схема расположения палубы под фундамент

Для того чтобы найти площадь палубы перемножим длину установленной палубы на высоту фундамента.

Чтобы получить площадь палубы сумму длин умножаем на высоту фундамента :

4.9 Расчет водопонизительной системы из легких иглофильтровых установок

Минимальное расстояние от бровки котлована до оси всасывающего коллектора составит 1 м (0,5 м от бровки до контура иглофильтров + 0,5 м от иглофильтров до всасывающего коллектора).

а) Определение количества звеньев коллектора:

а.1) Длина коллектора вдоль оси Е составит 34,64 м.

Количество звеньев по оси Е:

звеньев.

Округляем в большую сторону до целого количества звеньев.

Откорректированная длина составит: 7·5,25=36,75 м.

а.2) Длина коллектора вдоль оси 5 составит 5,25 м.

Количество звеньев по оси 5:

звена.

Откорректированная длина составит: 1·5,25=5,25 м.

а.3) Длина коллектора вдоль оси Д составит 21 м.

Количество звеньев по оси Д:

звена.

Откорректированная длина составит: 4·5,25=21 м.

а.4) Длина коллектора вдоль оси 8 составит 24,7 м.

Количество звеньев по оси 8:

звеньев.

Округляем в большую сторону до целого количества звеньев.

Откорректированная длина составит: 5·5,25=26,25 м.

а.5) Длина коллектора вдоль оси А составит 39,4 м.

Количество звеньев по оси А:

звеньев.

Округляем в большую сторону до целого количества звеньев.

Откорректированная длина составит: 8·5,25=42 м.

а.6) Длина коллектора вдоль оси 2 составит 10,5 м.

Количество звеньев по оси 2:

звена.

Откорректированная длина составит: 2·5,25=10,5 м.

а.7) Длина коллектора вдоль оси Б составит 13,5 м.

Количество звеньев по оси Б:

звеньев.

Округляем в большую сторону до целого количества звеньев.

Откорректированная длина составит: 3·5,25=15,75 м.

а.8) Длина коллектора вдоль оси 1 составит 20,2 м.

Количество звеньев по оси 1:

звеньев.

Округляем в большую сторону до целого количества звеньев.

Откорректированная длина составит: 4·5,25=21 м.

б) Определение общей длины коллектора:

36,75+5,25+21+26,25+42+10,5+15,75+21=178,5 м.

в) Определение радиуса влияния депрессии для безнапорной фильтрации:

Рисунок 4.9.1 – Расчётная схема иглофильтровой установки

Определим заглубление котлована ниже уровня грунтовых вод:

Для полного осушения котлована уровень грунтовых вод должен быть ниже его дна на определенную глубину. При этом должно соблюдаться условие:

h_гв+ e + 0,5 ≥ S ≥ 1,5 h_гв,

где: м – высота капиллярного поднятия грунтовых вод, м.

0,6 + 0,63 + 0,5≥ S ≥ 1,5·0,6 1,73 ≥ S ≥ 0,9 м.

Принимаем S=1,7 м.

Определим приведенный радиус водопонижающей системы

м²,

где: – площадь, ограниченная иглофильтрами, м².

Определим радиус влияния депрессии для безнапорной фильтрации:

Определим ожидаемый приток воды для контурной системы:

м³/сут ,

где: м – высота от водоупора до сниженного уровня грунтовых вод в расчетной точке;

м – средняя толщина потока (для безнапорной фильтрации).

м³/час.

При общей длине всасывающего коллектора 178,5 м и притоке воды =8,39 м³/час находим предельную длину всасывающего коллектора на один насосный агрегат установки ЛИУ-6БМ:

м

Тогда число установок в системе шт.

Принимаем шт.

Длина коллектора на одну установку составит м.

Приток воды к одной установке: м³/сут,

м³/час.

Так как приток воды меньше производительности любого насосного агрегата, то установку могут обслуживать два насосных агрегата в любом сочетании. Для всей системы потребуется 2 основных насоса ЛИУ-5 и 2 резервных – ЛИУ-4.

Предельный допустимый дебит одного иглофильтра в зависимости от коэффициента фильтрации грунта водоносного слоя:

м³/час.

Определяем число иглофильтров (n) и приток воды к каждому иглофильтру (q) при различном шаге иглофильтров (2G). Шаг увеличивают до значения, при котором приток воды не превышает предельно допустимого дебита иглофильтра. Не рекомендуется увеличивать шаг иглофильтров более 3,0 м.

, шт.

, м³/час.

2G 0,75 м шт. м³/час.

2G 1,5 м шт. м³/час.

2G 2,25 м шт. м³/час.

2G 3,0 м шт. м³/час.

Для каждого значения n определяем высоту от водоупора до сниженного уровня грунтовых вод у иглофильтров. Расчет выполняем по двум уравнениям: первое уравнение характеризует условия движения воды в иглофильтровой системе, второе – условия фильтрации воды в грунте.

Первое уравнение имеет вид:

где: – высота от водоупора до сниженного уровня воды у расчетного иглофильтра, м;

– высота расположения насоса над водоупором, м;

– расчетная вакуумметрическая высота всасывания насоса, м (для ЛИУ не более 6 м);

– величина, зависящая от срока службы установки на данном объекте, м^-1 (при 1– 6 месяцах равна 0,4)

– коэффициент фильтрации грунта в прифильтровой зоне или обсыпке, м/ сут;

– коэффициент потерь напора во всасывающей системе, сут²/м⁵.

Второе уравнение для контурной системы имеет вид:

где : – коэффициент фильтрационного сопротивления, м^-1 (равный 1; 0,8; 0,7; 0,6 м^-1 при шаге иглофильтров соответственно 0,75; 1,5; 2,25; 3,0 м);

– толщина потока на линии иглофильтров, м (при напорном потоке , при безнапорном ).

Определяем значения и для всех значений n (2G), приняв м.

2G 0,75 м

2G 1,5м

2G 2,25м

2G 3,0м

2G 0,75 м

2G _1,5 м

2G _2,25 м

2G _3,0 м

Производим построение кривых и .

Если кривые пересекаются в интервале между двумя значениями 2G, то за расчетное следует принять меньшее из значений 2G и соответствующее ему .

Если кривые не пересекаются в интервале построения и значения > , то из этого следует, что насос установлен высоко и не может обеспечить понижение уровня воды до требуемой отметки. В таком случае необходимо опустить насос, установить два яруса иглофильтров или применить другой способ водопонижения.

Рисунок 4.9.2- График зависимостей и

Из построения видно, что кривые и пересекаются правее значения 2G=1,5, поэтому принимаем шаг иглофильтров 2G=1,5 м и расстояние от водоупора до иглофильтров = = 3,51м.

Глубина погружения иглофильтра в грунт от оси насоса определяется по величине .

где: – длина фильтрового звена с наконечником.

Тогда оптимальная длина иглофильтра будет равна:

где – превышение оси насоса над уровнем земли, м.

При этом верх иглофильтров будет находиться на высоте 0,1–0,2 м над уровнем земли.

По оптимальной длине иглофильтров подбираем их истинную длину, которая должна быть максимально близкой к оптимальной, и определяется из выражения:

где: и – количество надфильтровых звеньев длиной 1,5 и 3,0 м.

Насосные установки следует устанавливать в середине коллектора. Каждая установка должна состоять из рабочего и резервного насоса с подводом к ним электроэнергии от двух независимых источников.

При двух и более рабочих насосах количество резервных насосов должно быть не менее 50%.

Окончательно принимаем два комплекта легких иглофильтровых установок ЛИУ-6БМ в состав которых входят два основных насосных агрегата ЛИУ-5 и два резервных – ЛИУ-4, 36 звеньев всасывающего коллектора,119 иглофильтров длиной 5,76 м, собираемых из фильтровых звеньев длиной 1260 мм, одного надфильтрового звена длиной 1,5 м и одного надфильтрового звена длиной 3,0 м. Шаг иглофильтров 2G=1,5 м.