4.2. Организация строительства земляного полотна на участке сосредоточенных работ.

Составляем отряд на выполнение следующих операций:

1) Снятие растительного слоя.

Т.к. ширина выемки B_пов поверху постоянно меняется, объемы срезаемого растительного слоя определим по средним глубинам выемки по формулам:

Для четвертого типа поперечного профиля

B_пов = 24,92 + (1,24 + h_в)∙4, (4.2)

Для третьего типа поперечного профиля

B_пов =25,72 + (1,24 + h_в)∙1,5, (4.3)

Тогда объемы работ определим:

V = B_пов ∙L, (4.4)

Расчеты сведем в таблицу 5.3.

Таблица 4.3 – Попикетные объемы работ по снятию растительного слоя

на участке 22+55 – 27 ПК.

№ ПК	Длина участка, м	Тип поперечника	Глубина выемки м.	Ширина выемки поверху, м	Объем V, м2
22+55
	20	4 тип	0,5	31,88	637,6
22+75
	25	3 тип	1,5	29,83	745,75
23
	100	3 тип	4,1	33,35	3335
24
	100	3 тип	6	36,58	3658
25
	100	3 тип	4	33,58	3358
26
	55	3 тип	1,6	29,98	1648,9
26+55
	45	4 тип	0,5	31,88	1434,6

∑V = 14817,85 м²

По линейному календарному графику, построение которого приведено в главе 5., определяем, что сосредоточенные работы необходимо выполнить за 13 смен.

В качестве ведущей машины по разработке грунта в выемке и перемещению его в насыпь выбираем самоходный скрепер ДЗ-13 (машинист 6 разряда) с емкостью ковша 15 м³, шириной захвата 2,93 м, глубиной резания 0,35 м, толщиной отсыпаемого слоя 0,5 м, мощностью 265 кВт (360 л.с.) и массой 34 т.

V_min=54451,2/13=4188,55 м³/см.

В следствие разработки грунта скрепером ДЗ-13 необходимо уточнить параметры производства работ.

П=100∙8,2/1,2+(2∙0,12)=569,44 м³/см.

n_ф = 7,36

n_прин = 8

К_исп = 0,92

t = 7,5 ч

Применяем 8 самоходных скреперов для создания запаса времени для выполнения остальных работ в насыпи и выемке на участке сосредоточенных работ.

V_см = П_8с=8∙569,44 = 4555,52 м³/см

V_см = V_c.p/Т_стр.^испр. = 7513 м³/см

Т_стр.^испр.= 569,44/4555,52=12 смен.

Таким образом, разработка грунта в выемке и перемещение его в насыпь осуществляется за 12 смен.

Произведем комплектование отряда дорожных машин на участке сосредоточенных работ.

1) снятие растительного слоя

Q_р.с.= ∑L^пост._пол. ∙l + ∑L^пов._в. ∙ l = 18825 м²/см

Применяем бульдозер LIEBHERR PR-712 (машинист 6 разряда), имеющий поворотный отвал с гидравлическим управлением длиной 3,97 м и высотой 1 м, мощностью 79 кВт (108 л.с.) и с массой бульдозерного оборудования 2,86 т.

П = 8,2∙1000/0,69 = 11884 м²/см

n_ф = 1,58

n_прин = 2

К_исп = 0,79

t = 6,5 ч

2) Уплотнение естественного основания насыпи

Принимаем самоходный пневмоколесный каток CATERPILLAR марки PS-500, массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 при четырех проходах по одному следу.

V_см = В_пон. ∙l = 15517,5 м²/см

П = 8,2∙1000/0,79 = 10380 м²/см

n_ф = 1,5

n_прин = 2

К_исп = 0,75

t = 6,15 ч

Принимаем 2 катка с К_и=0,75, уплотнение осуществляется за 1 смену двумя катками.

3) Разработка грунта в выемке, перемещение его к насыпи и распределение слоем проектной толщины.

Для данной операции ведущая машина - самоходный скрепер ДЗ-13, производительность и количество которой уже определено.

4) Послойное уплотнение грунта насыпи

П = 8,2∙100/0,22+0,08= 2733,3 м³/см

Q_н = 38368,736 м³/см

n_ф = 14

n_прин = 4

V_см = 2733,3∙4=10933 м³/см

Т.е. уплотнение грунта насыпи выполнится за 4 смены.

5) Доуплотнение подошвы выемки

Принимаем самоходный пневмоколесный каток CATERPILLAR марки PS-500.

П=1000∙8,2/0,68=12058,8 м²/см

V_см = 11393,4 м³/см

n_ф = 0,94

n_прин = 1

К_исп = 0,94

t = 7,45 ч

Вычислим объем грунта, необходимого для отсыпки насыпей в выемках.

V = V₁+V₂+V₃+V₄=20,76+27,64/2 ∙1,24∙445 ∙1,03=14618,06 м³;

Объем грунта, оставшийся после разработки выемок составляет:

V_в-V_н=54451,2 – 38368,736=16082,46 м³;

Следовательно, объем грунта, который необходимо вывезти, составляет:

V=14618,06 – 16082,46= 1464,4 м³;

Лишний грунт нужно вывести за пределы сосредоточенных работ.

Данную операцию выполним самоходным скрепером ДЗ-13.

6) V_см.=1464,4 м³/см.

П=100∙8,2/1,2+(3∙0,12)=525,64 м³/см.

n_ф = 2,79

n_прин = 3

К_исп = 0,93

t = 7,6 ч

7) Перемещение грунта в первый слой выемки

Для транспортировки грунта из карьера принимаем автосамосвал КамАЗ-65111 (колесная формула 6*6, полная масса 24500 кг, масса перевозимого груза 14000 кг, тип платформы – разгрузка назад, номинальная мощность 260 л.с. (191квт.)).

П = Т_н ∙К_пр∙Q /(2∙L/v + t₁),

П = 8,2 ∙0,85∙14 /(2∙0,8/30 + 0,2) = 385,2 т/см

V₁=4183 м³/см.

n_ф = 10,8

n_прин = 6

V_см.=385,2∙6=2311 м³/см.

Т.е. первый слой отсыпаем за 2 смены.

8) разравнивание грунта первого слоя

V_{разр .}= V_см = 2311 м³/см

Применяем бульдозер Komatsu модель D155A-5 (машинист 6 разряда), имеющий поворотный отвал длиной 4,53 м и высотой 1,4 м, мощностью 228 кВт (310 л.с.) и с массой бульдозерного оборудования 4,5 т.

П = 8,2∙100/0,27 = 3037 м³/см

n_ф = 0,76

n_прин = 1

К_исп = 0,76

t = 6,2 ч

9) Уплотнение первого слоя.

V_см = 2311 м³/см

Применяем самоходный каток на пневматических шинах CATERPILLAR марки PS-500 (машинист 6 разряда) массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 м, толщиной уплотняемого слоя до 0,4 м и мощностью двигателя 112 кВт (152 л.с.) при четырех проходах катка по одному следу.

П = 8,2∙100/0,22+0,08= 2733,3 м³/см

n_ф = 0,85

n_прин = 1

К_исп = 0,85

t = 6,9 ч

10) Перемещение грунта во второй слой выемки

Для транспортировки грунта из карьера принимаем автосамосвал КамАЗ-65111 (колесная формула 6*6, полная масса 24500 кг, масса перевозимого груза 14000 кг, тип платформы – разгрузка назад, номинальная мощность 260 л.с. (191квт.)).

П = Т_н ∙К_пр∙Q /(2∙L/v + t₁),

П = 8,2 ∙0,85∙14 /(2∙0,8/30 + 0,2) = 385,2 т/см

V₂=3831 м³/см.

n_ф = 9,9

n_прин = 5

V_см.=385,2∙5=1926 м³/см.

V₂ / V_см =3831/1926=1,98≈2

Т.е. второй слой так же отсыпаем за 2 смены.

11) разравнивание грунта второго слоя

V_{разр .}= V_см = 1926 м³/см

Применяем бульдозер Komatsu модель D155A-5 (машинист 6 разряда), имеющий поворотный отвал длиной 4,53 м и высотой 1,4 м, мощностью 228 кВт (310 л.с.) и с массой бульдозерного оборудования 4,5 т.

П = 8,2∙100/0,27 = 3037 м³/см

n_ф = 0,63

n_прин = 1

К_исп = 0,63

t = 5,2 ч

12) Уплотнение второго слоя.

V_см = 1926 м³/см

Применяем самоходный каток на пневматических шинах CATERPILLAR марки PS-500 (машинист 6 разряда) массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 м, толщиной уплотняемого слоя до 0,4 м и мощностью двигателя 112 кВт (152 л.с.) при четырех проходах катка по одному следу.

П = 8,2∙100/0,22+0,08= 2733,3 м³/см

n_ф = 0,7

n_прин = 1

К_исп = 0,7

t = 5,8 ч

13) Перемещение грунта в третий слой выемки

Для транспортировки грунта из карьера принимаем автосамосвал КамАЗ-65111 (колесная формула 6*6, полная масса 24500 кг, масса перевозимого груза 14000 кг, тип платформы – разгрузка назад, номинальная мощность 260 л.с. (191квт.)).

П = Т_н ∙К_пр∙Q /(2∙L/v + t₁),

П = 8,2 ∙0,85∙14 /(2∙0,8/30 + 0,2) = 385,2 т/см

V₃=3478 м³/см.

n_ф = 9

n_прин = 5

V_см.=385,2∙5=1926 м³/см.

V₃ / V_см =3478/1926=1,8≈2

Т.е. третий слой так же отсыпаем за 2 смены.

14) разравнивание грунта третьего слоя

V_{разр .}= V_см = 1926 м³/см

Применяем бульдозер Komatsu модель D155A-5 (машинист 6 разряда), имеющий поворотный отвал длиной 4,53 м и высотой 1,4 м, мощностью 228 кВт (310 л.с.) и с массой бульдозерного оборудования 4,5 т.

П = 8,2∙100/0,27 = 3037 м³/см

n_ф = 0,63

n_прин = 1

К_исп = 0,63

t = 5,2 ч

15) Уплотнение третьего слоя.

V_см = 1926 м³/см

Применяем самоходный каток на пневматических шинах CATERPILLAR марки PS-500 (машинист 6 разряда) массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 м, толщиной уплотняемого слоя до 0,4 м и мощностью двигателя 112 кВт (152 л.с.) при четырех проходах катка по одному следу.

П = 8,2∙100/0,22+0,08= 2733,3 м³/см

n_ф = 0,7

n_прин = 1

К_исп = 0,7

t = 5,8 ч

16) Перемещение грунта в четвертый слой выемки

Для транспортировки грунта из карьера принимаем автосамосвал КамАЗ-65111 (колесная формула 6*6, полная масса 24500 кг, масса перевозимого груза 14000 кг, тип платформы – разгрузка назад, номинальная мощность 260 л.с. (191квт.)).

П = Т_н ∙К_пр∙Q /(2∙L/v + t₁),

П = 8,2 ∙0,85∙14 /(2∙0,8/30 + 0,2) = 385,2 т/см

V₄=3126 м³/см.

n_ф = 8,1

n_прин = 5

V_см.=385,2∙5=1926 м³/см.

V₄ / V_см =3126/1926=1,6≈2

Т.е. четвертый слой так же отсыпаем за 2 смены.

17) разравнивание грунта третьего слоя

V_{разр .}= V_см = 1926 м³/см

Применяем бульдозер Komatsu модель D155A-5 (машинист 6 разряда), имеющий поворотный отвал длиной 4,53 м и высотой 1,4 м, мощностью 228 кВт (310 л.с.) и с массой бульдозерного оборудования 4,5 т.

П = 8,2∙100/0,27 = 3037 м³/см

n_ф = 0,63

n_прин = 1

К_исп = 0,63

t = 5,2 ч

18) Уплотнение третьего слоя.

V_см = 1926 м³/см

Применяем самоходный каток на пневматических шинах CATERPILLAR марки PS-500 (машинист 6 разряда) массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 м, толщиной уплотняемого слоя до 0,4 м и мощностью двигателя 112 кВт (152 л.с.) при четырех проходах катка по одному следу.

П = 8,2∙100/0,22+0,08= 2733,3 м³/см

n_ф = 0,7

n_прин = 1

К_исп = 0,7

t = 5,8 ч

19) Окончательная планировка горизонтальных поверхностей насыпи.

Применяем автогрейдер ДЗ – 122Б (машинист 6 разряда) с шириной 2,3 м [18], длиной отвала 3,7 м, высотой отвала 0,6 м, глубиной резания 0,25 м, радиусом поворота 15 м, мощностью двигателя 99кВт (150 л.с.) и массой 14,6 т при рабочем ходе в двух направлениях.

П = 8,2∙1000/0,15 = 54667 м²/см

V = L ∙B_з.п.^ср, (4.5)

V = 20,76∙265+17,16∙290+2∙0,4∙265 = 10689,8 м²

n_ф = 0,20

n_прин = 1

К_исп = 0,20

t = 1,6 ч

Окончательная планировка наклонных поверхностей.

Т.к. глубина h_в и ширина (насыпи), выемки поверху постоянно меняются, то меняется длина откоса l выемки. Определим ее по средним глубинам выемки.

Таблица 4.4 – Попикетные объемы работ по планировке откосов

на участке 2 – 3 км.

№ ПК	Длина участка, м	Тип поперечника	Глубина выемки и высота насыпи, hср. м.	Длина внутреннего откоса, м.	Длина внешнего откоса, м..	Объем V, м2
0
	55	1 тип	1,5	6,2	1,8	880
0+55
	45	2 тип	3,75	6,7	-	603
1
	85	2 тип	3,75	6,7	-	1139
1+85
	15	1 тип	2,9	12	1,8	414
2
	55	1 тип	1,4	5,7	1,8	825
2+55
	20	4 тип	0,5	5,1	3	324
2+75
	25	3 тип	1,5	5,1	2,7	390
3
	100	3 тип	4,1	5,1	7,4	2500
4
	100	3 тип	6	5,1	10,8	3180
5
	100	3 тип	4	5,1	7,2	2460
6
	55	3 тип	1,6	5,1	2,9	880
6+55
	45	4 тип	0,5	5,1	3	729
7
	80	1 тип	1,5	6,2	1,8	1280
7+80
	20	2 тип	3,35	6	-	240
8
	100	2 тип	4	7,2	-	1440
9
	40	2 тип	3,65	6,6	-	528
9+40
	60	1 тип	1,9	7,8	1,8	1152
10

∑V_нас.=8502 м²

∑V_выем.=10463м²

20) Окончательная планировка наклонных поверхностей насыпи.

Применяем автогрейдер ДЗ – 122Б

П = 8,2∙1000/0,19+0,2 = 21026 м²/см

∑V_нас. = 8502 м²

n_ф = 0,40

n_прин = 1

К_исп = 0,40

t = 3,3 ч

21) Окончательная планировка горизонтальных поверхностей выемки.

Применяем автогрейдер ДЗ – 122Б (машинист 6 разряда) с шириной 2,3 м [18], длиной отвала 3,7 м, высотой отвала 0,6 м, глубиной резания 0,25 м, радиусом поворота 15 м, мощностью двигателя 99кВт (150 л.с.) и массой 14,6 т при рабочем ходе в двух направлениях.

П = 8,2∙1000/0,15 = 54667 м²/см

V = L ∙B_з.п.^ср,

V = 20,76∙265+17,16∙290+2∙0,4∙265 = 10689,8 м²

n_ф = 0,20

n_прин = 1

К_исп = 0,20

t = 1,6 ч

22) Окончательная планировка наклонных поверхностей выемки.

Применяем автогрейдер ДЗ – 122Б

П = 8,2∙1000/0,2 = 41000 м²/см

∑V_выем.=10463м²

n_ф = 0,26

n_прин = 1

К_исп = 0,26

t = 2,1 ч

23) Рекультивация растительного грунта на участки насыпи.

V_см = L_п.он.∙ L∙ Δ_р.с ,

V_см = 2884 м³/см

Применяем бульдозер Komatsu модель D155A-5 (машинист 6 разряда),

П = 8,2∙100/0,25=3280 м³/см

n_ф = 0,88

n_прин = 1

К_исп = 0,88

t = 7,2 ч

Технико-экономические показатели отряда находим по формулам (3.9), (3.10), (3.11), (3.12), (3.13)

1) Себестоимость единицы продукции.

C = ∑(C_м∙T∙N_∑)/V_см, (3.9)

LIEBHERR – PR-712 N_∑ = 1

CATERPILLAR – PS-500 N_∑ = 4

Komatsu – D155A-5 N_∑ = 2

Скрепер – ДЗ-13 N_∑ = 8

КамАЗ-65111 N_∑ =6

ДЗ – 122Б N_∑ = 1

C = (1∙8,2∙94.41 + 155,74∙8,2∙4 + 220,41∙8,2∙2 + 215∙8,2∙8 + 123,95∙8,2∙6+ 136,5∙8,2∙1)/4373 = 7,05 руб/м³

2) Энергоемкость.

Э_е =∑N∙М/ V_см (3.10)

где М – мощность, Квт.

Э_е = (1∙77 + 112∙4 + 228∙2 + 8∙265 + 191∙6+ 99∙1)/4373 = 0,99 Квт/м³

3) Выработка на одного рабочего.

В_р = V_см /n, (3.11)

где n – количество работающих.

В_р = 4373 /22 = 199 м³/см∙чел

4) Энерговооруженность.

Э = ∑N_э/n, (3.12)

где ∑N_э – сумма мощностей машин отряда.

Э = (1∙77 + 112∙4 + 228∙2 + 8∙265 + 191∙6+ 99∙1)/22= 197 кВт/чел

5) Трудоемкость.

Т = n / V_см, (3.13)

Т = 22 / 4373 = 0,005 чел./м³

Составим калькуляцию трудовых затрат.

Таблица 4.5 – Калькуляция трудовых затрат на участке сосредоточенных работ.

№	№ захватки	Источник обоснования норм	Описание рабочих операций в порядке их технологической последовательности	Ед. из.	V общий	производительность машины в смену	Количество Маш.-смен		Кисп
					V в смену		расчетное	принятое
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	I	Е2-1-5 2-а	Снятие растительного слоя грунта, Бульдозером LIEBHERR – PR-712.	м2	18825 / 18825	11884	1,58	2	0,79
2	II	Е2-1-31 Таб. №5 1-б	Доуплотнение подошвы насыпи самоходным пневмоколесным катком CATERPILLAR марки PS-500, массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 при четырех проходах по одному следу.	м2	15517,5 / 15517,5	10380	1,5	2	0,75
3	II	Е2-1-22 Таб.№2 3-а,г	Разработка грунта в выемке, перемещение его к насыпи и распределение его слоем проектной толщины.	м3	4188,55 / 4555,52	569,44	7,36	8	1
4	II	Е2-1-31 Таб.№2 2-б	Послойное уплотнение грунта насыпи катком на пневмошинах CATERPILLAR марки PS-500.	м3	38368,7 / 10933,2	2733,3	14	4	1
5	III	расчет	Вывозка лишнего грунта из выемки за пределы сосредоточенных работ самоходными скреперами ДЗ-13.	м3	1464,4 / 1464,4	525,64	2,79	3	0,93
6	III	Е2-1-31 Таб. №5 1-б	Доуплотнение подошвы выемки самоходным пневмоколесным катком CATERPILLAR марки PS-500, массой 30 т, с шириной уплотняемой полосы 2,22 при четырех проходах по одному следу.	м2	11393,3 / 11393,3	12058,8	0,94	1	0,94

Продолжение таблицы 4.5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
7	III	расчет	Подвозка грунта автосамосвалами КамАЗ-65111, в первый слой выемки	т	4183 / 2311	385,2	10,8	6	1
8	III	Е2-1-28 7-а	Разравнивание первого слоя грунта в выемки бульдозером Komatsu – D155A-5.	м3	4183 / 2311	3037	0,76	1	0,76
9	III	Е2-1-31 Таб.№2 2-б	Уплотнение первого слоя грунта. в выемке катком на пневмошинах CATERPILLAR марки PS-500.	м3	4183 / 2311	2733,3	0,85	1	0,85
10	IV	расчет	Подвозка грунта автосамосвалами КамАЗ-65111, во второй слой выемки.	т	3831 / 1926	385,2	9,9	5	1
11	IV	Е2-1-28 7-а	Разравнивание второго слоя грунта в выемке бульдозером Komatsu – D155A-5.	м3	3831 / 1926	3037	0,63	1	0,63
12	IV	Е2-1-31 Таб.№2 2-б	Уплотнение второго слоя грунта, в выемке катком на пневмошинах CATERPILLAR марки PS-500.	м3	3831 / 1926	2333,3	0,7	1	0,7
13	V	расчет	Подвозка грунта автосамосвалами КамАЗ-65111, в третий слой выемки.	т	3478 / 1926	385,2	9	5	1
14	V	Е2-1-28 7-а	Разравнивание третьего слоя грунта в выемке бульдозером Komatsu – D155A-5.	м3	3478 / 1926	3037	0,63	1	0,63
15	V	Е2-1-31 Таб.№2 2-б	Уплотнение третьего слоя грунта, в выемке катком на пневмошинах CATERPILLAR марки PS-500.	м3	3478 / 1926	2333,3	0,7	1	0,7
16	VI	расчет	Подвозка грунта автосамосвалами КамАЗ-65111, в четвертый слой выемки.	т	3126 / 1926	385,2	8,1	5	1

Продолжение таблицы 4.5

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
17	VI	Е2-1-28 7-а	Разравнивание четвертого слоя грунта в выемке бульдозером Komatsu – D155A-5.	м3	3126 / 1926	3037	0,63	1	0,63
18	VI	Е2-1-31 Таб.№2 2-б	Уплотнение четвертого слоя грунта, в выемке катком на пневмошинах CATERPILLAR марки PS-500.	м3	3126 / 1926	2333,3	0,7	1	0,7
19	VII	Е2-1-37 таб.№2 1-а	Окончательная планировка горизонтальных поверхностей насыпи автогрейдером ДЗ-122Б.	м2	10689,8 / 10689,8	54667	0,20	1	0,20
20	VII	Е2-1-39	Окончательная планировка наклонных поверхностей насыпи, автогрейдером ДЗ-122Б.	м2	8502 / 8502	21026	0,40	1	0,40
21	VII	Е2-1-37 таб.№2 1-а	Окончательная планировка горизонтальных поверхностей выемки автогрейдером ДЗ-122Б.	м2	10689,8 / 10689,8	54667	0,20	1	0,20
22	VII	Е2-1-39	Окончательная планировка наклонных поверхностей выемки, автогрейдером ДЗ-122Б.	м2	10463 / 10463	41000	0,26	1	0,26
23	VIII	Е2-1-28 7-а	Рекультивация растительного грунта на участки насыпи бульдозером Komatsu – D155A-5.	м3	2884 / 2884	3280	0,78	1	0,78