1. Исходные данные

Вариант №4

Таблица №1 – Исходные данные к расчетам

Площадь осушения, га	Геологические условия	Основные размеры поперечных сечений каналов						Основные размеры типовых участков
		Магистральный		Проводящий		Осушитель
		Н,м	в,м	Н,м	в,м	Н,м	в,м	В,м	L1,м	L2,м	L3,м
400	Суглинок легкий	2,75	3,5	1,65	1,6	1,5	0,6	110	400	300	175

Рисунок 1 – Общая схема поперечного профиля каналов

Рисунок 2 – Схема типового участка

2 Производство земляных работ по каналам открытой осушительной сети

2.1 Обоснование способа разработки грунта при строительстве каналов.

Выбор способа разработки грунта зависит от многих факторов:

-физических свойств грунта

-размеров и форм выемок и насыпей

-мощности средств механизации

-от наличия или отсутствие воды, или трудности ее подвода на место работ

-стоимости единицы объема работ

-источников энергии

-сроков производства работ.

Существует 4 способа разработки грунта:

1. Ручной способ является самостоятельным способом, трудоемким, в данном строительстве слишком дорогой.

2. Взрывной способ - применяется для разработки скальных, полускальных, мерзлых и плотных грунтов с помощью взрывчатки. Его используют для перекрытия русел рек, в строительстве каналов в связных грунтах.

3. Гидромеханизированный способ – применяется для разработки грунта в затапливаемых карьерах, для углубления русел водотоков и рек. Грунт разрабатывается и транспортируется с помощью воды, т.е. этот способ применяется для разработки несвязных и мало связных грунтов. Его используют для перекрытия русел рек, в строительстве каналов в связных грунтах.

4. Механизированный. При механизированном способе разработка грунта производится строительными машинами. Некоторые машины могут выполнять несколько функций:

-разработка;

-транспортировка;

-погрузочно-разгрузочные работы;

-гидропосев трав и т.п.

Для данных работ этот способ является самым целесообразным.

2. Состав строительных операций

Для строительства магистрального канала:

• Среза растительного слоя грунта по трассе канала и по трассе кавальера с перемещением во временный отвал растительного грунта;

• Разработка грунта по трассе канала с перемещением его в кавальер (из выемки в насыпь);

• Послойное разравнивание грунта в кавальере;

• Послойное уплотнение грунта в кавальере;

• Планировка откосов и дна канала;

• Планировка откосов и гребня кавальера;

• Крепление откосов и гребня кавальера.

Для строительства проводящего канала:

• Среза растительного слоя грунта по трассе канала;

• Разработка грунта по трассе канала с перемещением во временный кавальер;

• Разравнивание временного кавальера;

• Планировка откосов и дна канала.

Для строительства каналов-осушителей:

• Разработка грунта с перемещением во временный кавальер;

• Разравнивание временного кавальера.

2. Расчет объемов земляных работ.

1. Расчет объема земляных работ для магистрального канала

Рисунок 3 – Расчетная схема магистрального канала

Необходимо определить ширину срезки растительного слоя по формуле:

В = В₁ + В₂,

В₁ = b + 2m₁·H_B = 3.5 + 2·1.5·2.75 = 11.75 м

Найдем площадь поперечного сечения выемки

м²

Зная коэффициент уплотнения грунта, найдем площадь поперечного сечения насыпи

м²

Для определения высоты насыпи и ее ширины основания необходимо решить систему уравнений

,

м

м

Найдем длины откоса выемки и насыпи

м

м

2. Расчет объема земляных работ для проводящего канала

Рисунок 4 – Расчетная схема проводящего канала

Необходимо определить ширину срезки растительного слоя по формуле:

В = В₁ + В₂,

В₁ = b + 2m₁·H_B = 1.6 + 2·1.5·1.65 = 6.55 м

Найдем площадь поперечного сечения выемки

м²

Зная коэффициент разрыхления грунта, найдем площадь поперечного сечения насыпи

м²

Для определения высоты насыпи и ее ширины основания необходимо решить систему уравнений

,

м

Найдем длины откоса выемки

м

Определим длину проводящего канала

м

После строительства канала необходимо разровнять временный кавальер. Толщина разравниваемого слоя 0.15 м., тогда определим ширину разравниваемого слоя

м

Найдем площадь типового участка

·sin70⁰=660·400·0.94=24.8 га,

·sin90⁰=660·300·0.94=18.6 га,

Тогда средняя длина проводящего канала на всей площади осушения будет равна

м/га

3. Расчет объема земляных работ для канала осушителя

В₁ = b + 2m₁·H_B = 0.6 + 2·1.5·1.5 = 5.1 м

Найдем площадь поперечного сечения выемки

м²

Зная коэффициент разрыхления грунта, найдем площадь поперечного сечения насыпи

м²

Для определения высоты насыпи и ее ширины основания необходимо решить систему уравнений

,

м

м

Определить длину канала-осушителя

l_oc=L_oc·n=400·6=2400 м

l_oc=L_oc·n=300·6=1800 м

После строительства канала необходимо разровнять временный кавальер. Толщина разравниваемого слоя 0.15 м., тогда определим ширину разравниваемого слоя

м

Средняя длина каналов-осушителей на всей площади осушения будет равна

м

Дальнейшие расчеты приведены в таблице 2.

Таблица 2 – Объем земляных работ по каналам открытой осушительной сети

Наименование работ	Характерные размеры	Площадь осушения,га	Средняя длина, м/га	Длина канала, м		Объем работ
Магистральный канал
1.Срезка растительного слоя	11.75 м2	400	10	4000		47000 м3
2.Разработка грунта	20.97 м2					83880 м3
3.Разравнивание временного кавальера	17.5 м2					70000 м3
4.Планировка откосов и дна канала	11.85 м2					47400 м3
5.Планировка откосов и гребня кавальера	12.96 м2					51840 м3
Проводящий канал
1.Срезка растительного слоя	6.55 м2	400	30.4	12160		79648 м3
2.Разработка грунта	6.72 м2					81715 м3
3. Разравнивание временного кавальера	8.06 м2					98010 м3
4.Планировка откосов и дна канала	7.52 м2					91443 м3
Каналы осушители
1.Разработка грунта	4,1 м2	400	97	38800		159080 м3
2. Разравнивание временного кавальера	4.9 м2				190120 м3

2.4 Выбор строительных машин

2.4.1 Выбор техники для строительства магистрального канала

Срезка растительного слоя грунта выполняется бульдозерами. Для выбора бульдозера используется критерий дальности перемещения грунта.

Рисунок 5 – Схема к определению дальности перемещения грунта

Дальность перемещения грунта определяется по формуле:

Где c,d – ширина бермы, c=2-3 м, d=2-3 м

В₃ – ширина отвала, определяем по формуле

,

где h_cp – толщина срезаемого грунта для луга h_cp=15 см,

К_{р –} коэффициент разрыхления, для растительного грунта К_р=1.2

м

Тогда дальность перемещения растительного слоя грунта равна:

м

Так как максимальная дальность перемещения менее 40 м, выбираем бульдозер мощностью до 75 л.с. принимаем бульдозер марки ДЗ-29 мощностью 75 л.с.

Технические характеристики гусеничного бульдозера ДЗ-29:

Тип отвала - неповоротный;

Размеры отвала: длина – 2.56 м., высота – 0.8 м.;

Управление отвалом – гидравлическое;

Мощность – 55 кВт(75 л.с.);

Марка трактора – Т-74

Масса бульдозерного оборудования – 0.85 т.

Далее производится разработка грунта по трассе канала. Для этого необходимо подобрать экскаватор. Разработка грунта будет вестись продольным способом.

Рисунок 6 – Схема продольного способа работы экскаватора

Подбираем экскаватор по следующим критериям

1. м

2. 

3. 

4. м

Полученным критериям удовлетворяет экскаватор-драглайн ЭО-7111

Технические характеристики экскаватора-драглайн ЭО-7111:

Емкость ковша – 1.5 м³

Длина стрелы – 25 м

Наибольший радиус копания – 27.4 м

Наибольшая глубина копания:

при боковом проходе – 14 м

при концевом проходе – 20.5 м

Наибольший радиус выгрузки – 23.8 м

Наибольшая высота выгрузки – 15.9 м

Мощность – 160 кВт (218 л.с.).

Послойное разравнивание грунта в отвале производится бульдозером ДЗ-29.

Планировка откосов и дна выемки выполняем экскаватором, оборудованным планировочным ковшом марки Э-4010

Техническая характеристика экскаватора Э-4010:

База КрАЗ-258 или КрАЗ-221

Ковш – обратная лопата со сплошной режущей кромкой вместимостью 0.4м³;

Скребок: длина 2.5 м.; высота 0.4 – 0.45 м;

Наибольший вылет стрелы в горизонтальной плоскости 7.38 м.;

Наибольшая глубина копания: без удлинителя 3.42 м; с удлинителем 4.05 м;

Наибольший радиус копания: без удлинителя 7.38 м; с удлинителем 11 м

Масса – 18.44 т.

2. Выбор техники для строительства проводящего канала

Рисунок 7 – Схема продольного способа работы экскаватора

Подбираем экскаватор по следующим критериям:

1. м

4. м

Полученным критериям удовлетворяет экскаватор-драглайн ЭО-6111

Технические характеристики экскаватора-драглайн ЭО-6111:

Емкость ковша – 1 м³

Длина стрелы – 12.5 м

Наибольший радиус копания – 12.9 м

Наибольшая глубина копания:

при боковом проходе – 5.1 м

при концевом проходе – 7.5 м

Наибольший радиус выгрузки – 10.4 м

Наибольшая высота выгрузки – 6.5 м

Мощность – 85 кВт (116 л.с.).

Для разравнивания временного кавальера мы выбрали бульдозер ДЗ-29.

Дальность перемещения грунта составляет 24.75 м.

Этот же бульдозер используем для срезки растительного слоя по ширине проводящего канала.

Планировка откосов и дна выемки выполняем экскаватором, оборудованным планировочным ковшом марки Э-4010.

2.4.3 Выбор техники для строительства канала-осушителя

Выбор экскаватора для разработки грунта по трассе канала

Рисунок 8 – Схема продольного способа работы экскаватора

Подбираем экскаватор по следующим критериям:

1. м

4. м

Полученным критериям удовлетворяет одноковшовый экскаватор с обратной лопатой ЭО-4321.

Технические характеристики одноковшового экскаватора с обратной лопатой ЭО-4321:

Вместимость ковша – 0.65 м³

Наибольший радиус копания – 10.95 м

Наибольшая глубина копания – 5.5 м

Наибольшая высота выгрузки – 5.6 м

Мощность – 59 кВт (80 л.с.).

Для разравнивания временного кавальера используем ранее выбранный бульдозер ДЗ-29. Дальность перемещения грунта составляет 96.8 м.

4. Разработка технологической карты

Таблица 3 – Технологическая карта на строительство открытой осушительной сети.

Наименование работ	Марка машины	Условия производства работ	Объем работ	Нормы и их обоснования		Потребно
				Единица измерения (Е)	Норма времени (Нвр)	м-см	ч-дн
Магистральный канал
1.Срезка растительного слоя грунта	ДЗ-18	гр.грунта: I	193 905	1000 м2	0,69	16,72	16,72
2.Разработка грунта с перемещением в кавальер	ЭО - 7111	q = 1,5 м3 навымет гр.грунта: I	182 280	100 м3	0,67	152,66	305,32
3.Послойное разравнивание грунта в кавальере	ДЗ-18	гр.грунта: I	207 778	100 м3	0,46	119,47	119,47
4.Планировка откосов и дна канала	Э - 4010	q =0,4 м3 гр.грунта: I	100 285	100 м2	0,53	66,44	132,88
5.Планировка откосов и гребня насыпи	Э - 4010	q =0,4 м3 гр.грунта: I	102 610	100 м3	0,53	67,98	135,96
6.Уплотнение грунта	ДЗ-39А	гр.грунта: I	207 778	100 м3	0,51	132,46	132,46
7.Укрепление откосов насыпи	ПМ – 130 Б	Гидропосев гр.грунта: I	67 735	100 м2	0,17	14,39	28,78
Проводящий канал
1.Срезка растительного слоя грунта	ДЗ-18	гр.грунта: I	267 840	1000 м2	0,69	23,10	23,10
2.Разработка грунта с перемещением в отвал	ЭО - 7111	q = 1,5 м3 навымет гр.грунта: I	147 647	100 м3	0,67	123,65	247,31
3.Послойное разравнивание отвала	ДЗ-18	гр.грунта: I	168 237	100 м3	0,58	121,97	121,97
4.Планировка откосов и дна канала	Э - 4010	q =0,4 м3 гр.грунта: I	111 488	100 м2	0,53	73,86	147,72
Каналы осушители
1.Разработка грунта с перемещением в кавальер	ЭО – 3311	q =0,4 м3 навымет гр.грунта: I	408 307	100 м3	2,9	1480,13	2960,26
2.Послойное разравнивание грунта в кавальере	ДЗ-18	гр.грунта: I	465 300	100 м3	0,58	337,34	337,34