7 Расчет параметров резервов и дальности перемещения грунта при его поперечной возке

Расчет параметров резервов сводим к построению графиков зависимости ширины резерва и дальности перемещения грунта в зависимости от высоты возводимой насыпи.

Принимаем градацию высоты 0,5 м.

Ширина резерва:

, (7.1)

где - коэффициент уплотнения, = 1,10;

- объем сливной призмы, м , = 0,57 ;

- глубина резерва, м, =0,8.

Расстояние перемещения грунта:

, (7.2)

где В - ширина земляного полотна, м, В = 8,69;

Н- высота насыпи, м,

m- коэффициент заложения откосов, m = 3.

Результаты вычислений сводим в таблицу 10.

.

Таблица 10- Расчет параметров резервов и дальности перемещения грунта

Показатель.		H, м	0,5	1,0	1,5	2,0
h	0,8 м	Для одностороннего резерва
		в , м	6,19	15,26	26,39	31,34
		L , м	11,34	17,38	24,44	24,22
		Для двухстороннего резерва
		в , м	2,3	6,83	12,4	14,87
		L , м	7,23	10,99	15,28	13,81

По данным таблицы строим графики зависимостей b_p= f(­H), L_cp= f(H) (рисунки 12 и 13 представлены в приложении).

7.1 Продольные перемещения грунта из выемки в соседнюю насыпь

Для определения среднего расстояния перемещения грунта из выемки в насыпь строим кривые объемов на основе сводной ведомости объемов земляных работ. При этом отчет начинаем с верхней точки нулевых работ. Кривые объемов представлены рисунком 14 (Приложение А).

Таблица 11 – Кривая объемов

Пикеты и плюсы	Объем, м3		Ординаты кривой
	выемки	насыпи	+	-
25+56
25	371,56		371,56
24+43	431,05		802,61
24		311,97	490,64
23		2029,5		1538,86

Определим среднее расстояние перемещение грунта бульдозером из выемки в насыпь,

, (7.3)

где - общая площадь фигуры, м², =75563,72;

- максимальное значение ординаты кривой,м³, =802,61.

= 94,15 м

7.2 Перемещение грунта из сосредоточенного резерва в насыпь на подходе к

искусственным сооружением

Дальность перемещения грунта

, (7.4)

где − расстояние перемещения грунта в поперечном направлении, м,

, (7.5)

− расстояние перемещения грунта в продольном направлении, м,

, (7.6)

L − длина насыпи, возводимая из сосредоточенного резерва.

Ширина сосредоточенного резерва, м,

. (7.7)

, (7.9)

, (7.10)

. (7.11)

Труба №1 (ПК8). Участок, расположенный до трубы ПК7-ПК8, рабочие отметки на участке: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Аналогично рассмотрим участок, расположенный после трубы ПК8-ПК8+25. Рабочие отметки: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Труба №2 (ПК15). Участок, расположенный до трубы ПК14+25-ПК15, рабочие отметки на участке: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Аналогично рассмотрим участок, расположенный после трубы ПК15-ПК16. Рабочие отметки: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м

м.

Труба №3 (ПК23). Участок, расположенный до трубы ПК22+75-ПК23, рабочие отметки на участке: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

Аналогично рассмотрим участок, расположенный после трубы ПК23-ПК24. Рабочие отметки: м, м.

м,

м,

м.

Ширина сосредоточенного резерва

м.

Дальность перемещения грунта

м,

м,

м.

7.2 Составление графика и ведомости распределения земляных масс

Построение графика распределения осуществляется на основе продольного профиля и сводной ведомости объемов земляных работ. На графике рисунок 15 ( Приложение А) указываются попикетные объемы насыпей, выемок. График распределения земляных работ составляется для того, чтобы можно было определить, какой объем работ выполняет та или иная машина и на какое расстояние будет перемещаться грунт, то есть определяют рабочий объем земляных работ. В рабочий (оплачиваемый) объем не входит грунт, разрабатываемый в выемке и перемещаемый в насыпь.

Для дальнейших расчетов на основании графика распределения земляных работ составляем ведомость распределения земляных масс.

Пикеты и плюсы		Выемка											Насыпь
От	До	Способ разработки и перемещения грунта	Профильный объём, м3		Транспортировка								Способ разработки и перемещения грунта	Профильный объём, м3	Исправленный объем с учетом Кy	Транспортировка
					В кавальер				В насыпь							Из резерва в насыпь		Из выемки в насыпь		Из карьера в насыпь
					V, м3		L, м		V, м3		L, м					V, м3	L, м	V, м3	L, м	V, м3	L, м
0	1												Бульдозером из бокового резерва	737	810,7	810,7	до 20
1	2													841,40	925,54	925,54	до 20
2	2+50													374,50	411,95	411,95	до 20
2+50	3													368,50	405,35	405,35	до 20
3	4													878	965,8	965,8	до 20
4	5													1774,80	1952,28	1952,28	до 20
5	6													1601,21	1761,34	1761,34	до 20
6	7													737	810,7	810,7	до 20
7	8												Бульдозером из сосредоточенного резерва	2331,81	2565	2565	74,69
8	8+25													632,25	695,48	695,48	44,75
8+25	9												Бульдозером из бокового резерва	1581	1739,1	1739,1	до 30
9	10													1994,33	2193,77	2193,77	до 30
Итого на 1 км													∑	13851,88	15237,01	15237,01
10	11												Бульдозером из бокового резерва	1199,74	1319,72	1319,72	до 20
11	11+91													574,89	632,38	632,38	до 20
11+91	12													6,70	7,37	7,37	до 20
12	12+08													4,68	5,15	5,15	до 20
12+08	12+50													210,17	231,19	231,19	до 20
12+50	12+75													216,25	237,88	237,88	до 20
12+75	13													193,50	212,85	212,85	до 20
13	14												Бульдозером из бокового резерва	1199,80	1319,78	1319,78	до 20
14	14+25													317,75	349,53	349,53	до 20
14+25	15												Бульдозером из сосредоточенного резерва	1209	1329,9	1329,9	59,86
15	16													1909	2099,9	2099,9	72,12
16	17												Бульдозером из бокового резерва	1486,40	1635,04	1635,04	до 20
17	20												Экскаватором из сосредоточенного резерва	5907,96	6498,76					6498,76	4950
Итого на 2 км													∑	14435,84	15879,43	9380,67				6498,76
20	22												Экскаватором из сосредоточенного резерва	4264	4690,4					4690,4	4950
22	22+ 75												Бульдозером из бокового резерва	1249,44	1374,39	1374,39	до 20
22+75	23												Бульдозером из сосредоточенного резерва	478,50	526,35	526,35	36,24
23	25+56	Бульдозером из выемки в насыпь	802,61		802,61		94,15							2128,61	2341,48	1538,86	71,88	802,61	94,15
25+56	26												Бульдозером из бокового резерва	231,5	254,65	254,65	до 20
26	27													813	894,3	894,3	до 20
27	27+90													341,96	376,16	376,16	до 20
27+90	28													10,20	11,22	11,22	до 20
28	28+08													6,26	6,89	6,89	до 20
28+08	29													499,44	549,39	549,39	до 20
29	30													826	908,6	908,6	до 20
Итого за 3 км													∑	10848,91	11933,81	6440,80		802,61		4690,4
330	31												Бульдозером из бокового резерва	724	796,4	796,4	до 20
331	32													772,80	850,08	850,08	до 20
Итого за 4 км													∑	1496,80	1646,48	1646,48
Всего		∑	802,61		802,61								∑	40633,38	44696,7	32704,96		802,61		11189,16

7.4 Определение количества ведущих машин

7.4.1 Определение нормы выработки ведущих машин

Для определения нормы выработки машины и механизмов необходимо установить по ЕниР-2-1 категорию грунта по трудности разработки. Супесь пылеватая относится:

- для бульдозера – ко 2 группе;

- для экскаватора – к 1 группе.

Определяем производительность машин по формуле:

, (7.3)

где Т – продолжительность смены, ч, Т=8;

Н_вр – норма времени, [ ]

q – единица объема работ (норма времени на 1000 м³);

бульдозер ДЗ – 18:

Норма времени на разработку и перемещение грунта бульдозером для расстояния 1 до 20 м

экскаватор ЭО-4121:

Норма времени для экскаватора - Н_вр = 14,16 маш-ч на 1000 м³ [ ]

7.4.2 Составление ведомости ведущих машин и механизмов

На основании ведомости распределения земляных масс (таблица 15) и данных предыдущего расчета составляем ведомость ведущих машин.

Таблица 14- Ведомость ведущих машин

Марка машины (механизма)	Способ производства работ		Средняя дальность перемещения, м	Норма выработки, м³/см	Объем работ, м³ требуемое количество машино-смен по км				Итого.
					1	2	3	4
ДЗ-18	Бульдозером из бокового резерва		20	508,58	8043,66 15,82	5950,89 11,70	4375,59 8,60	1646,48 3,24	20016,63 39,36
			30	362,65	3932,87 10,84	-	-	-	3932,87 10,84
	Бульдозером из сосредоточенного резерва		40	281,79	-	-	526,35 1,87	-	526,35 1,87
			50	230,41	695,48 3,02	-	-	-	695,48 3,02
			60	194,88	-	1329,90 6,82	-	-	1329,90 6,82
			80	148,95	2565 17,22	2099,9 14,10	1538,86 10,33	-	6203,76 41,65
	Из выемки в насыпь		100	120,54	-	-	802,61 6,66	-	802,61 6,66
итого бульдозерных работ					15237,01 46,9	9380,67 32,62	7243,41 27,46	1646,48 3,24	33507,6 110,22
ЭО-4121А	автовывозкой на болото из карьера	4950		564,97	-	6498,76 11,50	4690,04 8,30	-	11189,16 19,80
итого экскаваторных работ					-	6498,76 11,50	4690,04 8,30	-	11189,16 19,80

7.4.3 Определение продолжительности строительного сезона и количества ведущих машин

Продолжительность строительного сезона в Архангельской области с 20 апреля по 30 октября.

Продолжительность строительного сезона в рабочих днях определяем:

(7.4)

где Д_к – календарная продолжительность строительного сезона, Д_к = 183 дня;

Д_р – период развертывания потока, Д_р = 1 день;

Д_пр – праздники и выходные, Д_пр = 55 дня;

Д_м – количество нерабочих дней по метеоусловиям, Д_м = 12 дня;

Д_пер – дни переезда техники, Д_пер = 3 дня.

дней

Определим коэффициент перехода от рабочих дней к календарным:

(7.5)

Количество ведущих машин определяется по формуле

, (7.6)

где – общее количество машино-смен, которое необходимо отработать ведущей машине, маш-см;

– число рабочих дней отведенных для работы ведущей машины, дн;

- коэффициент сменности, =1;

-для бульдозера:

=2,00;

Тогда коэффициент использования будет равен =1,00

Следовательно, принимаем 2 бульдозера с коэффициентом использования =1,00

Определим сменную производительность бульдозера:

, (7.7)

-для экскаватора:

=0,99;

Тогда коэффициент использования будет равен =0,99;

Следовательно, принимаем 1 экскаватор с коэффициентом использования =0,99

Определим сменную производительность экскаватора:

7.5 Расчёт количества вспомогательных машин

Чтобы полностью выполнить весь комплекс земляных работ, назначают вспомогательные машины. Количество вспомогательных машин определяют по средней производительности ведущих машин или по среднему объёму земляных работ на захватке.

Вспомогательные машины используются для выполнения вспомогательных работ. Каждая ведущая машина укомплектовывается своими вспомогательными машинами.

К вспомогательным работам относятся: срезка растительного слоя, рыхление грунта перед разработкой, транспортирование грунта, разравнивание и уплотнение грунта, планирование поверхностей, укрепление откосов и другие работы.

Так как бульдозер применяется на сосредоточенных работах, то он своим следом уплотняет и разравнивает грунт.

7.5.1 Работы на снятие растительного слоя:

Для снятия растительного слоя принимаем бульдозер ДЗ-18. Срезанный растительный слой по трудности разработки относится ко II категории. Его перемещают за границы работы машины и окучивают в валики, чтобы можно было впоследствии использовать.

Растительный слой снимают в резервах, выемках и насыпях до 0,5 м.

Площадь снятия растительного слоя на выемках и насыпях 572,61 м³ (ведомость объемов земляных работ на снятие растительного слоя).

Площадь снятия растительного слоя в резервах вычисляем по формуле:

; (7.8)

Для насыпи ширина резерва по верху определяется по формуле:

; (7.9)

Для выемки ширина резерва по верху определяется по формуле:

; (7.10)

Таблица 15 Вспомогательные работы над резервами.

Участок		Нср, м	вр, м	Вр, м	Lр, м	S3, м3
от	до
0	1	0,64	8	11,2	100	1120
1	2	0,68	9	12,2	100	1220
2	3	0,69	9	12,2	100	1220
3	4	0,75	10	13,2	100	1320
4	5	1,30	9	40,89	100	4089
5	6	1,22	8,5	39,41	100	3941
6	7	0,64	8	11,2	100	1120
9	10	1,44	9	41,07	100	4107
10	11	0,93	11,50	14,7	100	1470
11	11+91	0,49	5,5	8,7	91	791,7
11+91	12	0,05	0,1	3,3	9	29,7
12	12+08	0,05	0,1	3,3	8	26,4
12+08	12+50	0,39	4	7,2	42	302,4
12+50	12+75	0,74	10	13,2	25	330
12+75	13	0,67	8,5	11,7	25	292,5
13	14	0,94	14	17,2	100	1720
14	14+25	1,03	6,5	34,27	25	856,75
14+25	15	1,25	8,5	39,59	75	2969,25
15	15+50	1,54	12	48,33	50	2416,5
15+50	16	1,31	10,5	44,61	50	2230,5
22	22+75	1,20	7,5	36,75	75	2756,25
25+56	26	0,40	6	9,2	44	404,8
26	27	0,70	10	13,2	100	1320
27	27+90	0,30	3	6,2	90	558
27+90	28	0,03	0,2	3,4	10	34
28	28+08	0,03	0,2	3,4	8	27,2
28+08	29	0,38	4	7,2	92	662,4
29	30	0,71	9	12,2	100	1220
30	31	0,63	8	11,2	100	1120
31	32	0,63	8	11,2	100	1120
ВСЕГО						40795,35

Площадь снятия растительного слоя равна 41367,96 м , норма времени для бульдозера ДЗ – 18 Н_вр = 0,69 маш-ч .

Производительность на снятие растительного слоя определяется по формуле:

,

Количество машино-смен требуемых на снятие растительного слоя определяется по формуле:

,

Принимаем, что на снятие растительного слоя работает 1 бульдозер 4 смены с коэффициентом использования .

7.5.2 Расчет состава бульдозерной бригады.

Принимаем бульдозер ДЗ – 18.

а) Разравнивание грунта

Грунты, перемещаемые в насыпь, разравниваются бульдозерами. Поскольку отсыпку насыпи ведем послойно, то бульдозер разравнивает каждый слой грунта. Норму времени берем по ЕНиР, она равна Н_вр = 14,01 маш-ч на 1000 м³. Тогда найдём производительность бульдозера на разравнивании грунта,

,

Количество рабочих машино-смен принимаем по числу машино-смен ведущей машины. Требуемое количество бульдозеров на разравнивание определяем по формуле,

,

Принимаем 1 бульдозер с коэффициентом использования .

б) Уплотнение грунта

Для уплотнения принимаем прицепной каток на пневмошинах ДУ-39А в сцепе с трактором Т-100 при 10 проходах по 1 следу и толщине уплотняемого слоя до 0,3 м.

Норма времени по ЕНиР: Н_вр = 1,38 + 9·1,38 = 13,8 маш-ч. Производительность катка определяем по формуле:

;

Количество катков определяем по формуле:

,

Принимаем 1 прицепной каток с коэффициентом использования .

7.5.3 Экскаваторная бригада

а)Транспортирование грунта:

Для транспортировки грунта из карьера принимаем автомобиль КамАЗ 5511. Рассчитаем его производительность по формуле:

, (7.11)

где Т - продолжительность рабочей смены, мин, Т =480,

q - масса перевозимого груза, т, q = 10;

l_ср - дальность возки грунта, км , l=4,950;

- средняя скорость движения, км/ч , = 20;

∑t - время стоянок за рейс, ч, ∑t = 0,32;

– средняя плотность грунта, т/м³ , =1,6;

К - коэффициент использования, 0,8.

Требуемое количество автосамосвалов на транспортировку определяем по формуле:

,

Принимаем 12 автосамосвалов с коэффициентом использования .

б) Разравнивание грунта.

Для разравнивания грунта принимаем бульдозер ДЗ-18

Норму времени равна Н_вр = 14,01 маш-ч на 1000 м³. Тогда найдём производительность бульдозера на разравнивании грунта,

,

Количество рабочих машино-смен принимаем по числу машино-смен ведущей машины. Требуемое количество бульдозеров на разравнивание определяем по формуле,

,

Принимаем 1 бульдозер с коэффициентом использования .

в) Уплотнение грунта.

Для уплотнения принимаем прицепной каток на пневмошинах ДУ-39А в сцепе с трактором Т-100 при 10 проходах по 1 следу и толщине уплотняемого слоя до 0,3 м.

Норма времени: Н_вр = 1,38 + 9·1,38 = 13,8 маш-ч.

Производительность катка определяем по формуле:

;

Количество катков определяем по формуле:

,

Принимаем 1 прицепной каток с коэффициентом использования .

7.5.4 Планировочные работы

Планировочные работы включают:

1. планировку поверхности земляного полотна;

2. планировка дна резервов;

3. планировку откосов насыпей;

4. планировку резервов и выемок.

Они выполняются для придания элементам земляного полотна правильной (завершённой) геометрической формы и производятся автогрейдерами или грейдерами.

Количество машин для планировочных работ зависит от общей площади планировки.

Площадь планировки определяют по отдельным характерным участкам трассы, имеющим одинаковый поперечный профиль земляного полотна. На этих участках находится средняя рабочая отметка насыпи.

а) Площадь планировки поверхности земляного полотна

Площадь планировки поверхности земляного полотна определяется по формуле:

для насыпи: ; (7.12)

где L_Н – суммарная длина насыпи на всем участке, м.;

= 8,00·3300 = 26400 м²

для выемки: ; (7.13)

где L_В – суммарная длина выемки на всем участке, м.;

= 8,69·113 = 981,97 м²

б) Площадь дна резервов

Площадь дна резервов определяется по формуле:

для одностороннего резерва: (7.14)

где – длина участков с резервами, м.;

– средняя ширина дна резерва, м.;

=10049,75 м²

в) Площадь откосов насыпей

Площадь откосов насыпей определяется по формуле:

; (7.16)

где L₂ – длина участков с насыпями;

м².

г) Площадь откосов выемки

Площадь откосов выемки определяется по формуле:

, (7.17)

= 971,26м².

д) Площадь откосов в насыпе.

Площадь откосов в насыпе определяется по формуле

; (7.18)

= 5583,32 м²

Требуемое количество машино-смен на планировке:

где _. – норма выработки для планировки земляного полотна и дна резервов выемки, м²/см

П_з.п. = ,

П_о.н. - норма выработки для планировки откосов насыпи и резервов, м²/см

,

- норма выработки для планировки земляного полотна и дна резервов насыпи, м²/см

Принимаем, что на планировке автогрейдер выполнит всю работу в течение 8 смен. Тогда требуется количество машин

Принимаем 1 автогрейдер с .

Данные по вспомогательным машинам заносим в сводную ведомость потребности вспомогательных машин по бригадам.

Таблица 16- Сводная ведомость потребности вспомогательных машин по бригадам

Вид работ	Наименование марка машин	Кол-во машин	Квалификация рабочих Кол-во рабочих
Снятие растительного слоя	бульдозер ДЗ-18	1 1,0	машинист VI р 1
Бульдозерная бригада
Разработка и перемещение грунта	бульдозер ДЗ-18	2 1,00	машинист VI р 2
Разравнивание грунта	бульдозер ДЗ-18	1 1,0	машинист VI р 1
Уплотнение грунта	трактор-каток Т-100;ДУ-39А	1 1,0	машинист VI р 2
Экскаваторная бригада
Разработка и перемещение грунта	экскаватор ЭО-4121А	1 0,99	машинист VI р 2
Транспортирование грунта	автосамосвал КамАЗ-5511	12 1,0	водитель V р 24
Разравнивание грунта	бульдозер ДЗ-18	1 0,98	машинист VI р 2
Уплотнение грунта	трактор-каток Т-100;ДУ-39А	1 0,97	машинист VI р 2
Планировка	автогрейдер ДЗ-31-1	1 0,92	машинист VI р 1