4 Выбор отряда строительных машин для производства работ

Для определения состава отряда дорожных машин устанавливаем в технологической последовательности перечень операций и процессов, выполняемых при строительстве подземных сетей.:

Перечень операций и процессов, выполняемых при строительстве подземных сетей.

1. Срезка растительного слоя грунта;

2. Погрузка растительного грунта в автомобили самосвалы;

3. Транспортировка растительного грунта автомобилями самосвалами;

4. Разработка основной траншеи, экскаватором;

а) – понижение УГВ;

5. Планировка дна траншеи вручную;

6. Подготовка дна траншеи для устройства оснований (уплотнение дна траншеи);

7. Транспортировка конструкций инженерных сетей (количество машин);

8. Разработка траншеи для веток водостока и выемок под дождиприемные колодцы;

9) Устройство оснований под трубопроводы;

10) Монтаж трубы водостока;

11); Монтаж веток водосточных сетей;

12); Монтаж трубы водопровода;

13)Монтаж дождеприемных колодцев;

14) Монтаж смотровых колодцев на водостоке;

15) Монтаж смотровых колодцев на водопроводе;

16) Испытание сетей водопровода;

17) Послойная засыпка траншеи с уплотнением каждого слоя:

- а) засыпка пазух траншеи;

- б) засыпка основной траншеи;

- в) окончательное уплотнение траншеи пневмоколесными катками

1. Срезка растительного грунта

Состав работы:

1. Приведение агрегата в рабочее положение;

2. Срезка грунта;

3. Подъем и опускание отвала;

4. Возвращение порожняком. Толщину срезаемого слоя грунта берем 0,15м, т.к. на нашем участке произрастает трава (кустарники отсутствуют).

Для срезки растительного грунта используем бульдозер марки ДЗ-42

Таблица 4.1-Технические характеристики бульдозера ДЗ-42

Базовый трактор	ДТ-75 с реверс-редуктором
Максимальное тягловое усилие, кН (тс)	36,5 (3,7)
Мощность, кВТ (л. с.)	69 (94)
Управление рабочим органом	гидравлическое
Ширина отвала, мм	2520
Высота отвала, мм	800...950
Подъем отвала, м	0,5
Заглубление отвала, м	0,41
Масса, кг	7390
Габаритные размеры, мм	4980×2520×2710

Дальность транспортировки снимаемого бульдозером грунта до 30 м.

Производительность бульдозера рассчитываем по формуле:

П=(ед. изм. по ГЭСН/ Н_вр)·8,2 (4.1) где П-производительность бульдозера, м³/смену; Н_вр- норма времени ГЭСН, ч; 8,2- время смены, ч.

Единицей измерения по ГЭСН служит 1000 м³, норма времени для выбранного бульдозера при разработке грунта 1 группы (песок мелкий) составляет 16,53 маш.-ч

П_н=(1000/16,53)·8,2=496 м³/смену

Состав звена - машинист 6 разряда

2. Погрузка растительного грунта в автомобили самосвалы

Погрузка осуществляется Фронтальным погрузчик чтз пк-30.

Таблица 4.2-Технические характеристики, описаниеЧТЗ ПК-30 :

Двигатель	Д-245.2С2
Мощность	90 кВт
Опрокидывающая нагрузка	7900 кг
Высота разгрузки	2850 мм
Вылет ковша при разгрузке	1040 мм
Емкость ковша	1,6 м3
Высота	3200 мм
Длина	7050 мм
Ширина ковша	2450 мм
Колесная база	2750 мм
Глубина капания	90 мм
Эксплуатационная масса	10700 кг

Производительность фронтального погрузчика рассчитываем по формуле:

(4.2)

где q-объем ковша одноковшового погрузчика, м³; k_н-коэффициент наполнения ковша погрузчика (0,8-0,9); k_в- средний коэффициент использования погрузчика по времени; Т_ц-продолжительность полного цикла, с;

Продолжительность полного цикла вычисляем по формуле:

Т_ц=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅+t₆+t₇ (4.3)

где t₁-– время наполнения ковша, с (t₁ = 4-7 с); t₂ -время на отъезд от забоя, с (t₂₌4-6 с); t₃ – время на подъезд к транспорту, с (t₃= 7-10 с); t₄ – время разгрузки, с (t₄ = 2-3 с); t₅ – время на подъезд к забою, с (t₄ = 8-10 с); t₆ – время маневрирования, с (t₆ = 6-8 с); t₇ – время на переключение скоростей, с (t₇ = 5-10 с).

T_ц=6+5+7+3+8+6+7=42 с

Производительность фронтального погрузчика рассчитываем по формуле (3.2):

м³/час

П_{э см}=92,57*8,2=759,08 м³/смену

3. Транспортировка растительного грунта автомобилями самосвалами;

Эксплуатационную производительность автомобильного транспорта определяют по формуле:

П_э=(q_А· К_в· К_т)/(2·L /v + t_n + t_р) [ т/ч] (4.4)

где q_а - грузоподъёмность автомобиля, т;

L– дальность транспортировки, км;

t_n – время погрузки автомобиля, ч;

t_p – время разгрузки автомобиля, ч;

v - средняя скорость движения, км/ч.

К_в=0,75-коэффициент использования внутрисменного времени;

К_т=0,7- коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной.

Для вывоза растительного грунта используем в зависимости от дальности возки грунта автомобиль-самосвал КАМАЗ-65115, грузоподъёмностью q_А=15,0 т, , V=60км/ч

Погрузка грунта – 5 мин (0,083 ч). Разгрузка – 2 мин (0,033 ч).

L=6 км- дальность транспортировки.

П_э^н = (15·0,75·0,7)/(2·6 /60 + 0,083 + 0,033)= 24,92 т / ч

П_{э см}=24,92*8,2=204,35 т/ см

4. Разработка траншей

Рытьё главной траншеи и рытьё траншей под ветки водостока и дождеприёмные колодцы производят экскаватором Volvo BL 61B на пневмоколесном ходу (обратная лопата) с ёмкостью ковша 0,2 м³.

Рисунок 4.1 – Диаграмма рабочей области экскаватора Volvo BL 61

Грунт из траншеи разрабатывают в отвал, а в стеснённых условиях строительства отвозят на транспортных средствах в заранее выбранные места. При разработке в отвал грунт подаётся экскаватором в наиболее удалённые места отвала с таким расчётом, чтобы после прохода экскаватора оставалась бровка шириной не менее 1м между откосом траншеи и отвалом.

Разработка траншеи экскаватором производится в продольном направлении - вдоль траншеи, как правило, с односторонним расположением отвала грунта .

Выбор экскаватора следует проводить по двум критериям:

а) производительность экскаватора должна обеспечивать требуемый темп строительства, определяемый чаще всего скоростью монтажных работ;

б) экскаватор требуемой производительности должен обеспечивать простую и экономичную технологию разработки траншей, т.е в приведенной на рисунке 4.2 схеме должны выполняться следующие условия:

R_P^max  R_P^тр

H_P^max  H_отв + 0,4 (4.5)

R_K^max  R_K^тр

где R_P^max и R_P^тр – соответственно максимально возможный и требуемый

радиусы разгрузка экскаватора, м;

H_P^max – максимально возможная высота разгрузки, м;

H_отв – высота отвала грунта, м;

R_K^max и R_K^тр – соответственно максимально возможный и требуемый радиусы копания, м.

, (4.6)

где r_i – расстояние в плане до наиболее удаленных точек забоя, м;

h_i – глубина расположения точек забоя, м.

Рисунок 4.2 - Схема разработки траншеи экскаватором

Геометрические параметры отвала грунта определяют следующим образом. Площадь поперечного сечения отвала F_отв равна площади поперечного сечения траншеи F_тр, умноженной на коэффициент разрыхления К_разр,

F_отв= F_тр· K _разр , (4.7)

где F_отв- площадь поперечного сечения отвала, м²; F_тр-площадь поперечного сечения траншеи, м²; K _разр –коэффициент разрыхления грунта;

F_тр=((1,5+2,9)/2)·1,49=3,278 м²;

где 1,5 – ширина траншеи по низу; 2,9 – ширина траншеи по верху;

1,49 – глубина траншеи

kр = ρе / ρн (4.8)

где ρе – плотность сухого грунта естественного сложения, кг/ м³ ; ρн – плотность сухого грунта в насыпном состоянии, кг/ м³; ρе и ρн выбираем в соответствии с таблицей 2.1[1].

– крутизна откоса отвала (1:n) равна 1:0,5;

– расстояние от подошвы отвала до бровки траншеи  равно 1,0 м.

kр = 1470 / 1170 = 1,26 - для мелкого песка

По формуле (4.7) находим площадь поперечного сечения отвала:

F_отв=3,278·1,26=4,13 м²;

Найдём требуемые параметры отвала:

r₁=2,125+0,745=2,87 м – проекция радиуса копания в плане

где 2,125 м – наименьшее расстояние от бровки траншеи до ближней опоры экскаватора (м) для грунтов , т.к грунт по заданию песок мелкий и глубина траншеи 1,49, то принимаем а=2,125 м таблица 2.13 [1].

0,745 м – заложение откоса основной траншеи

h=1,49 м – глубина траншеи

По формуле (4.6) находим требуемый радиус копания :

R_K^тр=

Высота Н_отв, м и ширина В_отв ,м отвала находятся по следующим формулам:

Н_от = (4.9)

Н_от = = 2,03м

В_отв=2 Н_от (4.10)

В_отв=2 Н_от =2 ·2,03=4,06 м

По формуле (4.11) находим требуемую высоту разгрузки

H_P^тр = H_от + 0,4 (4.11)

H_P^тр =2,03+0,4=2,43 м;

По формуле (4.12) находим требуемый радиус разгрузки

R_P^тр =(B_тр+ B_отв)/2+δ, (4.12)

где R_P^тр –требуемый радиус разгрузки, м; B_тр- ширина траншеи поверху, м; B_от- ширина отвала, м; δ-расстояние от бровки траншеи до отвала, м. δ= 0,5-1,0 м

R_P^тр =(2,9+4,06)/2+1=4,5 м.

Выбираем для рытья основной траншеи экскаватор Volvo BL 61B на пневмоколесном ходу (обратная лопата), ёмкость ковша 0,2 м³

Rк=5,862 м ; Rр=5,862 м ; Hк=4,21 м ; Hр=3,980 м

Согласно условий (4.5):

1. R_р^max ≥ R_р^тр

5,862 м  4,5 м;

2) H_P^max  H_отв + 0,4

3,96 м > 2,43 м;

3) R_K^max  R_K^тр

5,862 м 3,17 м;

Так как условие подбора экскаватора выполняется то считаем принятый вариант экскаватора правильным.

Рациональной является установка экскаватора со смещением оси его движения в сторону отвала, что обеспечивает равномерное использование возможностей экскаватора до копанию и разгрузке т.е. выполнение условий (4.5) без излишних запасов, а также уменьшения угла поворота экскаватора в рабочем цикле.

Величину смещения оси движения экскаватора можно определить по формуле

(4.13)

Расстояние от подошвы отвала до бровки траншеи  равно 1м для песка.

= – 1,382 м

Нормативную производительность одноковшовых экскаваторов при разработке грунта в отвал определяем по ГЭСН 81-02-01-2001 по формуле(4.15)

Способ разработки грунта навымет. Нормы времени и расценки принимаем на 1000 м³ N_вр=45,67 маш.-час

(4.14)

/ смену

Состав звена - машинист 5 разряда

5. Планировка дна траншеи вручную

Состав работ:

1. Срезка неровностей.

2. Раскидывание грунта с разбивкой комьев.

3. Разравнивание грунта.

Состав рабочих:

Землекоп 3 разр.- 1

Нормативную производительность определяем по формуле (4.1) :

где, N_вр=10,2 чел.-ч -нормы времени и расценки принимаем на 10 м³ по ГЭСН 31-02-23-2001

6. Подготовка дна траншеи для устройства оснований (уплотнение дна траншеи);

Основания под трубопроводы устраиваем вслед за рытьём траншеи. Схему укладки и вид основания под трубопроводы принимаем в зависимости от характеристики грунта и диаметра трубопровода по таблице 1.20 [1], тип грунта – песок мелкий , R^н = 0,2 МПа, следовательно, трубопроводы укладываем на естественное основание. В этом случае на грунтовом основании для труб водостока устраиваем ложе по металлическому шаблону в виде профилированного лотка, исходя из формы трубы. Трубы водопровода укладываем на естественное плоское основание.

Состав работы:

1. Планировка дна траншеи или котлована по визирке;

2. Установка бортовых досок и маячных колышков;

3. Подача материалов в траншею или котлован при помощи кранов с приемом их из автосамосвалов;

4. Разравнивание и уплотнение материалов с проверкой по визирке;

Состав звена для подготовки основания для трубопроводы: монтажники наружных трубопроводов 3 разр-2; 2 разр.-2

Нормативную производительность определяем по формуле (4.1):

где , N_вр=10,2 чел.- часы - нормы времени принимаем на 10 м³ по ГЭСН 31-02-23-2001

Для уплотнения дна траншеи принимаем ручную электротрамбовку ИЭ-4502 по табл. 2.7 [1]. Её характеристики: рабочая скорость 1000 м/ч, толщина уплотняемого слоя – 0,40 м.

Производительность электротрамбовки рассчитываем по формуле (4.1) :

П_э= 10·8,2/0,32= 256,25 м³/ смену

Нормы времени и расценки принимаем на 10 м³ N_вр=0,32 маш.-ч

Транспортировка материалов для устройства оснований под трубопроводы

Для транспортировки материалов для устройства оснований под трубопроводы используем автомобиль-самосвал КАМАЗ-65115, грузоподъёмностью q_А=15,0 т, , V=60км/ч

Эксплуатационную производительность определяем по формуле (4.2) :

Погрузка грунта – 5 мин (0,083 ч). Разгрузка – 2 мин (0,033 ч).

L=14 км- дальность транспортировки материалов по заданию

П_э^н = (15·0,75·0,7)/(2·14 /60 + 0,083 + 0,033)= 13,51 т / ч

П_{э см}=13,51*8,2=110,82 т/ см

7. Транспортировка конструкций инженерных сетей

Для транспортировки железобетонных колодцев и трубопроводов применяем, полуприцеп-платформу на базе автомобиля МАЗ-504Б - марка машины МАЗ-5245 согласно таблице 2.12[1]

Грузоподъёмность (q_А) – 14,0 т; средняя скорость (V_ср) –18 км/ч; дальность транспортировки (L) – 10 км; коэффициент использования по времени (К_в) – 0,75;

Коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (К_т) – 0,7;

Время погрузки (t_п) – 15 мин; время разгрузки (t_р) – 10 мин.

t_n=20мин=0,333 ч ; t_p=15мин=0,25 ч; L=14 км.

П_э^н = (14·0,75·0,7)/(2·14 /18 + 0,333 + 0,25)=3,44 т/ч

П_{э см}=3,44·8,2=28,22 т/ см

8. Разработка траншей для веток и выемок под дождеприемные колодцы

Рытьё траншей под ветки водостока и дождеприёмные колодцы производим экскаватором марки Volvo BL 61B на пневмоколёсном ходу (обратная лопата) с ёмкостью ковша 0,20 м³.

Состав работы:

1. Установка экскаваторов в забое.

2. Разработка грунта с очисткой ковша.

3. Передвижка экскаватора в процессе работы.

4. Переходы экскаватора от котлована к котловану под опоры линий электропередач на расстоянии до 50 м.

5. Очистка мест погрузки грунта.

6. Отодвигание негабаритных глыб в сторону при разработке разрыхленных мерзлых и скальных грунтов.

Нормативную производительность определяем по формуле (4.1) :

N_вр=45,67 – норма времени для первого типа грунта (с погрузкой в транспортные средства)

/ смену

9. Монтаж труб водостока

Перед монтажом трубы очищают внутри и снаружи от грязи, льда, снега. Стальные трубы должны иметь неповреждённую гидроизоляцию и антикоррозийную защиту. Трубы укладывают на подготовленное основание, начиная снизу вверх по уклону, при раструбных трубах - раструбами вперед по ходу укладки, при этом гладкий конец укладываемой трубы вставляется в раструб уложенной. Для монтажа трубопроводов используется подъёмный кран маркой КС-35719-5-02, который подбирают с учётом его грузоподъёмности от вылета стрелы.

Рисунок 4.3 – Схема работы крана

Требуемый вылет стрелы крана определяем по формуле (4):

L = a + b + c + d, (4.16)

где a – расстояние от оси вращения башни крана до опоры, м;

c– расстояние от бровки траншеи до ближней опоры крана, м;

b– параметр траншеи, м;

d– расстояние до наиболее удаленного конструктивного элемента, в_тр/2 м;

Расстояние от бровки траншеи до ближней опоры крана принимаем в зависимости от типа грунта и глубины траншеи по таблице 2.13 [1], при глубине траншеи 1,49 м в пеке с= 2,75 м.

L = 2,6 + 0,75+2,75 + 0,6 = 6,7 м

Масса самого тяжелого элемента 3,7 т. Проверяем зависимость грузоподъемности крана от вылета стрелы.

Рисунок 4.4 – Грузовысотные характеристики автокрана КС-35719-5-02 «КЛИНЦЫ» на базе шасси МАЗ 5337А2.

Таблица 4.2-Технические характеристики автокрана КС-35719-5-02

Технические характеристики КС-35719-5-02
Максимальный грузовой момент, т./м.	51.2
Грузоподъемность максимальная, т./вылет, м.	16/3.2
Длина стрелы, м	8-18
Максимальная высота подъема крюка, м
-с основной стрелой 18 м	18.4
-с основной стрелой 18 м и гуськом 7,5 м	26.0
Максимальная глубина опускания крюка от уровня земли, м
-стрела 8 м, вылет 5,0 м, запасовка 6-кратная	11

Укладка железобетонных труб на водостоке.