Размеры резерва b1 и b2 определяем из подобия площади поперечного сечения резерва и площади поперечного сечения насыпи.

b₁ = W_н/2∙h₀ + (m + n)∙h₀/2, (1.11)

где b₁ – ширина резерва поверху;

h₀ – глубина резерва по середине (принимаем h₀ = 0,55 м);

n - коэффициент заложения внешнего откоса резерва.

b₁ = 9,13/2∙0,55 + (4 + 1,5)∙0,55/2 = 10,03 м

b₂ = W_н/2∙h₀ - (m + n)∙h₀/2, (1.12)

где b₂ – ширина резерва понизу.

b₂ = 9,13/2∙0,55 - (4 + 1,5)∙0,55/2 = 7 м

Дальность перемещения грунта из резервов в насыпь определим по формуле:

L_пер^ср = B_пон^ср/4 + b₁/2, (1.13)

где L_пер^ср – дальность перемещения грунта бульдозером;

L_пер^ср = 30,68/4 + 10,03/2 = 12,69 м

При возведении насыпи необходимо устройство временной и постоянной полос отвода. Отвод земель для временного и постоянного использования производят с учетом охраны природы, рационального использования сельскохозяйственных земель и естественных природных ресурсов. После завершения строительства участки земли, отводившиеся во временное пользование для стоянки машин, складирования материалов, возвращают землепользователям в том состоянии, которое определено в актах, составляемых при оформлении полосы отвода. [11]

L_п.о.^вр = B_пон + 2∙b₁ + 2∙L₁ + 2∙L_шт, (1.14)

где L_п.о.^вр – ширина временной полосы отвода;

L₁ – ширина технологического коридора (для пропуска строительных машин), (5-8м). (принимаем L₁ = 6 м);

L_шт – ширина штабеля, в который укладывается растительный слой грунта, (3-5м). (принимаем L_шт = 3 м).

L_п.о.^вр = 30,68 + 2∙10,03 + 2∙6 + 2∙4 = 70,74 м

L_п.о.^пост = B_пон + 2∙b₁, (1.15)

где L_п.о.^пост - ширина постоянной полосы отвода.

L_п.о.^пост = 30,68 + 2∙10,03 =50,74 м

2. Организация строительства земляного полотна поточным методом.

2.1. Виды и объемы работ.

Земляные работы, выполняемые при строительстве автомобильных дорог, как правило, не однородны по длине строящейся дороги. Объемы земляных работ изменяются в соответствии с изменением высоты насыпей и глубины выемок. Конструкции земляного полотна меняются также в зависимости от этих характеристик и, кроме того, от грунтово–гидрологических условий. Все это определяет различия в выполнении отдельных технологических процессов или технологии в целом. Однако состав работ при возведении земляного полотна постоянен – это подготовительные работы, основные работы по возведению насыпей и разработке выемок, отделочные работы. [11]

2.1.1. Подготовительные работы.

Перед началом сооружения земляного полотна необходимо выполнить подготовительные работы, которые включают:

а) Восстановление и закрепление трассы, которое выполняют следующим образом:

• отметки по оси дороги – прочно забитыми кольями и высокими вехами (длиной 3 – 4 м) или колышками (сторожками) с выносом их за пределы зоны работ землеройно – транспортных машин и указанием расстояния выноски. На прямых участках колья и вехи располагают не менее чем через 100 м, на кривых – не менее чем через 20 м;

• границу подошвы насыпи – колышками через 25 – 50 м или бороздой;

• зону производства работ машинами – колышками или вехами для обозначения: линии первого зарезания автогрейдера или грейдер – элеватора; границ снятия растительного слоя и мест его размещения в боковых валах; створа, обозначающего направление движения экскаватора в резерве или в выемке, и др.;

• углы поворота трассы – прочно вкопанными угловыми столбами с надписью (диаметром не менее 0,10 м и высотой 0,5 – 0,75 м). Столбы располагают на продолжении биссектрисы угла в 0,5 м от его вершины. Надпись обращают к вершине, которую отмечают колышком;

• водоотводные канавы – колышками вдоль их осей с указанием глубины в местах их установки;

• пикетаж – прочно вбитыми колышками (после двойного промера) с выносом за пределы полосы работ сторожками, на которых указаны расстояния выноски.

• резервы – по бровкам земляного полотна через каждые 10 – 50 м колышками с надписью на них глубины разработки. При широких резервах колышки устанавливают также по оси резерва;

• полосу отвода – столбами в каждую сторону от оси дороги. Столбы устанавливают и маркируют с участием местных земельных органов. Составляют пикетную ведомость отвода с описанием сносимых зданий, временно уничтожаемых посевов и т.п.. [10]

Обеспечение геодезической разбивочной основы производит заказчик. Техническую документацию на геодезическую разбивочную основу и закрепленные на местности вне зоны производства работ пункты и знаки этой основы передает заказчик подрядчику по акту не позднее чем за 15 дней до начала работ на данном участке. [13] Непосредственно перед началом разбивочных работ исполнитель должен проверить сохранность знаков, закрепляющих пункты геодезической разбивочной основы. [10]

б) Расчистка полосы отвода.

Расчистка полосы отвода предусматривает удаление препятствий, мешающих разбивке земляного полотна и производству работ машинами. До начала земляных работ расчищают дорожную полосу и площади, отведенные для карьеров, резервов, зданий и сооружений, от леса, кустарника, пней, порубочных остатков, крупных камней, строительного мусора и др. Границы полосы отвода устанавливают проектом.

При прохождении трассы через залесенную местность для работ по удалению леса организуется самостоятельный комплексный поток. В состав работ по подготовке просеки входят следующие виды работ: подготовка лесосеки, валка леса, обрубка деревьев, сбор и удаление порубочных остатков, трелевка хлыстов к временным складам, разделка хлыстов на сортименты, погрузка и вывозка деловой древесины или дров, корчевание пней.

Подготовка лесосеки включает уборку сухостойных и зависших деревьев, вырубку кустарника и мелколесья, прокладку трелевочных волоков и организацию временного склада, где предусматривается разделка хлыстов на сортименты, складирование и отгрузка полученной деловой древесины или дров, прокладку в необходимых случаях тракторных путей и временных дорог. [13]

Просеку по ширине следует разбивать на пасеки длиной 200 – 400 м, располагаемые вдоль просеки. При ширине просеки 55 м (ширина временной полосы отвода) назначаем три пасеки. Трелевочные волоки шириной 5 м прорубают вдоль каждой пасеки по ее центру. Временные склады располагают вне рабочей пасеки, в пределах ранее разработанной пасеки или на свободном от леса места.

Разработку пасек следует осуществлять узкими лентами шириной 5 – 7 м, располагаемыми вдоль трелевочного волока. [13]

Также на этапе подготовительных работ производят операции:

в) Разбивку элементов земляного полотна;

г) Устройство временных дорог, въездов и съездов для скреперов, автомобилей и т.д.;

д) Постройку временных сооружений, линий связи, электроосвещения и т.д.;

е) Водоотводные и осушительные работы;

ж) Подготовку (расчистку, планировку) основания насыпи, в необходимых случаях рыхление грунтов в резервах и выемках.

2.1.2. Основные работы.

Основные работы – строительные работы, выполняемые по техническому проекту. Это непосредственная разработка выемок и отсыпка насыпей. Основные работы включают такие главные технологические операции, как копание грунта, его транспортирование в места отсыпки насыпей, распределение, разравнивание и уплотнение грунта.

Отделочные работы – планировка поверхности земляного полотна, укрепление от размыва водой канав и откосов насыпей и выемок, восстановление растительного слоя на землях, отводившихся во временное пользование.

Подробнее эти работы будут рассмотрены в главах 3. и 4..

Определим объемы работ на участке линейных работ по формуле:

V = W_н∙L∙K_упл^отн, (2.1)

где W_н – площадь насыпи, м², которая была определена в пункте 1.3.;

L – длина участка, на котором определяется площадь насыпи, м;

Таблица 2.1 – Объемы земляных работ.

Конструктивные элементы насыпи	Ширина конструкции элемента		Объем грунта, м3
	поверху	понизу	1 пог. м.	вся трасса
Верхняя часть, отсыпаемая из сосредоточенного резерва	20,76	28,2	23,45	398650
Нижняя часть, отсыпаемая из бокового резерва	28,2	30,68	9,13	155210

Таблица 2.2 – Объемы отделочных работ.

Конструктивные элементы насыпи	Объем грунта, м3
	1 пог. м.	вся трасса
планировка поверхности земляного полотна	20,76	352920
планировка дна резерва	7	238000
планировка откосов бокового резерва	1,28	43520
планировка откосов насыпи	7,38	250920

2.2. Расчет сроков производства работ.

Для определения продолжительности строительного периода на основе графика гражданских сумерек (рис. 1.3.) определяем величину коэффициента сменности для летнего периода.

К_см = ∑Т_i∙n_i/∑T_i , (2.2)

где Т_i – количество дней в месяце;

n_i – количество смен в сутки.

К_см= (28∙2+30∙2+31∙2+25∙2+6∙1+30∙1+6∙1)/156 = 1,7

Срок производства работ определим по формуле:

Т_стр = (Т_к-Т_в-Т_м-Т_р)∙ К_см , (2.3)

где Т_к – календарная продолжительность строительного периода;

Т_в – выходные и праздничные дни;

Т_м – простои по метеоусловиям;

Т_р – период развертывания потока, который определяется по формуле:

Т_р = 3 + 2∙n , (2.4)

где n – количество слоев в насыпи;

2 – смены;

3 – запас смен.

Т.к. каток может уплотнить в среднем не более 0,3 – 0,35 м, определяем n:

n = h_н^ср/0, 31 = 1,24/0,31 = 4

Т_р = 3 + 2∙4 = 11 дней

Т_к определяем по дорожно – климатическому графику (рис. 1.1.)

Т_к = 150 дней

В соответствии с дорожно-климатическим графиком (рис. 1.1.) для периода строительства Т_в будет равно:

Т_в = 23 дня

Т_м примем равным 7 дней.

Таким образом срок производства работ будет равен:

Т_стр = (150-23-7-11)∙ 1,71 = 185 смен

при продолжительности смены 8,2 часа.

2.3 Расчет основных параметров отряда.

На основании принятых в п. 1.3. принципиальных решений по строительству проектируется поточный метод организации строительства земляного полотна на участке линейных работ.

Рассчитаем основные параметры специализированного потока при производстве линейных земляных работ.

Исходные данные:

Vн = 155210 м3

Vв = 398650 м³

Т_стр = 185 смен

L_дор = 18000 м

1. минимальная скорость потока.

L_min = (L_дор-L_уч.с.р.)/ Т_стр, (2.5)

где L_уч.с.р. – протяженность участка сосредоточенных работ.

L_min = (18000-1000)/ 185 = 92 м/см

2. минимальный темп потока.

V_min = V_{н (в)} / Т_стр, (2.6)

Так как возведение земляного полотна производится из боковых резервов (первый слой насыпи) и из сосредоточенного резерва (2_й, 3_й, и 4_й, слои), то отряд делим на два звена.

Для первого звена V_min = 155210/ 185 = 839 м³/см

Для второго звена V_min = 398650/ 185 = 2155 м³/см

3) производительность ведущей машины.

Для первого звена в качестве ведущей машины выберем бульдозер LIEBHERR модель PR-712. Разрабатываемый грунт согласно ЕНиРу Е2 [17] будет относиться к I группе по трудности разработки.

Производительность бульдозера определим по формуле:

П = 8,2∙100/0,5+0,12 = 1323 м³/см

Т.к. производительность ведущей машины больше минимального темпа потока, то принимаем один бульдозер ДЗ – 18.

П′ = 1323 м³/см

Сменный объем разрабатываемого грунта принимаем равным П′.

V_см = 1323 м³/см

Уменьшенное Т_стр по формуле:

Т′_стр = 155210/1323 = 117 смен

Уточняем длину захватки.

L_захв = (L_дор-L_уч.с.р.)/ Т′_стр, (2.7)

L_захв = (18000-1000)/ 117 = 145 м.

Для второго звена в качестве ведущей машины выберем экскаватор Komatsu PC200LC-6, емкость ковша которого 1,6м³. Разрабатываемый грунт согласно ЕНиРу Е2 [17] будет относиться к I группе по трудности разработки.

Производительность экскаватора определим по формуле

П = 8,2∙100/0,95 = 863 м³/см

Т.к. производительность ведущей машины меньше минимального темпа потока, то принимаем три экскаватора.

П′ = 2589 м³/см

Сменный объем разрабатываемого грунта принимаем равным П′.

V_см = 2589 м³/см

Уменьшенное Т_стр по формуле:

Т′_стр = 398650/2589 = 155 смен

Уточняем длину захватки.

L_захв = (L_дор-L_уч.с.р.)/ Т′_стр, (2.7)

L_захв = (18000-1000)/ 155 = 110 м.

Подсчитаем послойные объемы работ.

Объемы считаем согласно формуле (2.1).

V¹_см = (30,68 + (30,68 – 2∙4∙0,31))∙0,31∙145∙1,0/2 = 1324 м³/см

V²_см = (28,2 + (28,2 – 2∙4∙0,31))∙0,31∙110∙1,03/2 = 947,2 м³/см

V³_см = (25,72 + (25,72 – 2∙4∙0,31))∙0,31∙110∙1,03/2 = 860 м³/см

V⁴_см = (23,24 + (23,24 – 2∙4∙0,31))∙0,31∙110∙1,03/2 = 772,71 м³/см