Контрольная работа по «Комплексная механизация строительства»

 

Министерство  образования и науки РФ

ГОУ высшего  профессионального образования

Камская Государственная инженерно-экономическая  Академия

Филиал  в г. Чистополе

 

                                    Специальность 270102.65

                                                                    «Промышленное и гражданское                 строительство»

 

 

 

 

 

Контрольная работа по дисциплине:

«Комплексная механизация строительства».

 

 

 

 

 

Выполнил  студент  группы 75121С:                                           Сафин Р. Р.

 

Проверил  старший преподаватель:                                         Ситдиков И. Г.

 

 

 

 

 

 

Чистополь 2012

Введение

 

Комплексная механизация строительного производства — одно из главных направлений  технического прогресса в строительстве. Она обеспечивает повышение производительности труда и качества выполняемых  работ, а также снижает стоимость  и сроки строительства. Развитие механизации является важнейшей  задачей строительных организаций  и ее решению должна быть подчинена  вся организация строительных работ.

Росту уровня механизации способствует насыщение  рынка строительной техники высокопроизводительными  машинами с широким набором выполняемых  технологических операций, расширение наборов сменного рабочего оборудования и появление рынка производственных услуг по механизации строительных работ.

Под механизацией производства понимают замену ручных средств труда машинами и механизмами. Основные цели механизации — это  повышение технического уровня производства, освобождение человека от тяжелых, трудоемких и утомительных операций, снижение себестоимости и улучшение качества продукции. Механизация — одно из главных направлений технического прогресса, материальная сторона повышения  эффективности общественного производства. Она является условием и средством  индустриализации строительства, важнейшим  фактором совершенствования технологии.

По степени  оснащенности производства машинами различают  частичную и комплексную механизацию. В условиях частичной механизации  машины и оборудование применяют  при выполнении главным образом  наиболее тяжелых и трудоемких работ  и доля ручного труда остается значительной. При комплексной механизации  все технологические операции—  как основные, так и вспомогательные  — выполняются машинами, объединенными  в специализированные комплекты  машин.

Комплексная механизация осуществляется на основе рационального выбора машин и  оборудования., обеспечивающего эффективную  их работу во взаимосогласованных режимах, увязанных по производительности и  условиям качественного производства работ.

Для выполнения различного вида строительно-монтажных  работ формируются специализированные комплекты машин (СКМ), которые представляют систему машин, увязанных по технологическому назначению, производительности и основным конструктивным параметрам.

В СКМ  выделяют ведущую машину, которая  выполняет самую трудоемкую и  дорогостоящую технологическую  операцию, и вспомогательные (комплектующие), работающие совместно с ведущей.

Например, при возведении земляного полотна  в зависимости от дальности возки  грунта, геометрических размеров инженерного  сооружения и рельефа местности  в качестве ведущих машин СКМ  могут быть: бульдозер, скрепер, экскаватор, грейдер-элеватор и т. д.

Существует  также понятие малой механизации, к которой относят ручные машины и различные приспособления, позволяющие  за счет простых средств упростить  и облегчить ручной труд.

Эффективность комплексной механизации обеспечивается не только путем увеличения количества машин СКМ, но и в результате наиболее рационального их использования  в технологическом процессе.

Комплексная механизация наиболее эффективна в  условиях поточного производства работ. Частные потоки могут обслуживаться  комплектом машин, предназначенных  для выполнения отдельных технологических  процессов (устройство земляного полотна, дорожных оснований, покрытий и т. д.). При этом скорость потока и производительность машин должны быть взаимоувязаны. Особенно важно полное использование потенциальных  возможностей (производительности) ведущей  машины. Для этого необходимо, чтобы  производительность вспомогательных  машин была на 10-15% больше, чем ведущей  машины.

Выбор машин  для производства работ на данном конкретном объекте и режимов  их работы осуществляется в проекте  производства работ с учетом организационно-технологических  решений, заложенных в проекте организации  строительства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение                                                                                                            2

 

1. Гидромеханизация - способ механизации.                                               5

 

2. Области применения гидромеханизации.                                                  6   

 

3. Машины и оборудование для гидромеханизации.                                    7

 

Литература                                                                                                          12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Гидромеханизация - способ механизации.

 

Гидромеханизация - способ механизации земляных, горных и других работ, при котором все  или основная часть технологических  процессов проводятся движущимся потоком  воды.

Гидромеханизация  является одним из наиболее прогрессивных  и эффективных способов производства земляных работ. Эффективность этого  способа заложена в самой ее сущности - в едином неразрывном технологическом  процессе объединены разработка, транспортирование  и укладка грунта. Трудозатраты при  транспортировании грунта в гидромеханизации малы по сравнению с сухоройным способом, а следовательно, достигается более  высокая производительность труда. Гидравлическая укладка грунта обеспечивает необходимую плотность его в  сооружении без дополнительных трудовых затрат и уплотняющих средств, а  в сочетании с возможностью попутного  отмыва глинистых частиц вместе с  отработанной водой позволяет получить земляное полотно очень высокого качества. При этом стоимость гидромеханизированных  работ значительно ниже сухоройного  способа.

 

Кроме вышеуказанных, гидромеханизация имеет следующие  преимущества:

простота  по устройству и эксплуатации основного (землесосного) оборудования;

более низкая энергоемкость с пересчетом на условное топливо;

ускоренный  процесс осадки сооружения на слабом основании благодаря более высоким  нагрузкам в процессе намыва;

возможность попутного, в процессе укладки, фракционирования грунта за счет естественного разделения, что можно использовать при возведении намывных плотин и позволяет разложить  грунт в теле плотины по крупности  частиц так, как это требует ее конструкция, что дает возможность  возводить плотины с ядром  или оградительные дамбы;

возможность разработки, как обводненных карьеров, так и сухих (гидромониторно - землесосным  способом) и, следовательно, возможность  разработки выемок крупных котлованов, каналов без осушительных и водопонизительных  работ;

возможность подачи грунта с большой интенсивностью на ограниченные по площади и труднодоступные  для автотранспорта участки сооружений, например, в узкие каньоны, пазухи сооружений и др.;

возможность концентрации на одном земснаряде электропривода большой мощности в сочетании  с высокопроизводительным землесосом позволяет выполнять очень большие  объемы работ в короткие сроки;

осуществлять  разработку, транспортирование, фракционирование с использованием гидроклассифицирующих  аппаратов и укладку грунта в  штабель при добыче нерудных строительных материалов в едином технологическом  процессе;

возможность осуществления комбинированного способа, когда разработка грунта с загрузкой  его в шлюзовые аппараты осуществляется сухим способом, а дальнейшее транспортирование  и укладка водой;

не требуется  строительства подъездных автодорог  от карьеров к месту строительства  сооружения;

значительное  снижение отвода площадей под карьеры  за счет глубины их отработки;

возможность работы в необжитых, труднодоступных  районах при отсутствии дорог  и коммуникаций. В отдельных случаях  гидромеханизация является единственно-возможным  способом работы.

Наиболее  полно преимущество гидромеханизации по сравнению с сухим способом проявилось в процессе освоения Западно-Сибирского нефтегазового региона. Земляные работы при строительстве железных дорог, магистральных и внутрипромысловых  автодорог, отсыпке площадок под  кустовое бурение скважин, а также  территорий под жилищное и промышленное строительство из-за обводненности  и заболоченности территории Западно-Сибирской  низменности являлись проблемой  номер один. Карьеры, пригодные для  разработки и укладки сухим способом располагались в значительной удаленности  от мест укладки от 5 до 40-50 километров и требовался отвод больших площадей из-за незначительной мощности слоя. Как  правило, карьеры располагались  на повышенных участках местности и  были покрыты лесом. На первом этапе  освоения нефтяных месторождений Среднего Приобья (60-ые - начало 70-х годов) внутрипромысловые  дороги, а также площадки под кустовое бурение строились лежневого  типа, до одного миллиона кубометров леса расходовалось ежегодно при устройстве основания таких дорог. Положительный  результат применения в те же годы гидромеханизации на строительстве  ж.д. Тюмень - Сургут и магистральной  автодороги Нефтеюганск - Сургут, речных портов в Тобольске и Сургуте  позволил начать ее использование в  нефтепромысловом освоении.

Намыв в  короткий срок и высокого качества внутрипромысловой дороги и площадки кустового бурения на Солкинском месторождении в 1972 году положил  начало широкому применению гидромеханизации при освоении Западно-Сибирского нефтегазового  комплекса.

 

2. Области применения гидромеханизации:

 

При строительстве  больших ж.д. и а.д. мостов - намыв  подходов к мостам и регуляционных  сооружений.

 Намыв  территорий под промышленное  и гражданское строительство.

 При  строительстве гидротехнических  сооружений - замыв пазух причальных  стенок, выемка акваторий и подходных  каналов. 

 При  строительстве больших плотин  и защитных дамб.

 Намыв  штабелей песка для дальнейшей  отсыпки дорог и площадок на  заболоченных территориях и в  труднопроходимых местах.

 Намыв  взлетных полос аэродромов.

 Замыв  пазух и подмыв оснований подводных  тоннелей.

 Замыв  оврагов и заболоченных пойм  для дальнейшего строительства. 

 Замыв  газо и нефте проводов.

 Намыв  пляжей и зон отдыха.

 Очистка  голов подводящих каналов, расчистка  малых рек и водохранилищ.

 Подводная  добыча и классификация нерудных  строительных материалов.

 Намыв  дамб хвостохранилищ.

 Очистка  золохранилищ больших ТЭЦ. 

 Вскрыша  карьеров.

3. Машины и оборудование для гидромеханизации

 

Способ  производства земляных работ, при котором  все основные операции или их значительная часть выполняются с помощью  энергий потока воды, называется гидромеханизацией.

В строительстве  гидравлический способ разработки грунта и намыва земляных сооружений впервые  был применен в 70-х годах прошлого столетия в США. В Советском Союзе  гидромеханизация применялась на строительстве  Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина, в большем масштабе на строительстве  канала имени Москвы, Верхне-Волжских ГЭС и др. В 1963 г. на объектах Государственного производственного комитета до энергетике и электрификации СССР средствами гидромеханизации выполнено свыше 65 млн. м3, земляных работ-—одна пятая часть их общего объема.

Разработка  грунтов средствами гидромеханизации может производиться как в  полезных выемках, при которых глубина  разработки ограничивается проектными размерами сооружения, так и в  карьерах-резервах.

Смесь грунта и воды, подаваемую средствами гидромеханизации с места разработки на возводимые земляные сооружения, принято называть гидросмесью (пульпой). Участок земляного  сооружения, на котором производится намыв грунта, называется картой намыва. По внешнему контуру земляного сооружения, для предотвращения вытекания гидросмеси за пределы карты намыва, возводятся небольшой высоты земляные дамбы  — обволование. Важным показателем  эффективности гидромеханизации является консистенция гидросмеси — отношение  объема размытого грунта к объему воды, в которой этот грунт содержится. Так, например, консистенция гидросмеси 1:10 означает, что на один объем грунта в гидросмеси содержится 10 объемов  воды.

Разработка  грунта средствами гидромеханизации производится одним из следующих способов:

 а)  гидромониторным; 

 б)  землесосным и 

 в)  комбинированным.

При гидромониторном  способе, применяемом в сухих  забоях, грунт размывается компактной струей воды, выбрасываемой из насадки  гидромонитора под высоким давлением  и с большой скоростью (до 100—150 м/сек). Вода к гидромонитору подается по трубам от насосной станции, располагаемой  у водоема или на плавучем понтоне.   

При ударе  струи о грунт элементарные струйки  воды проникают между частицами  грунта, нарушают взаимодействие сил  трения и сцепления и отрывают частицы от общей массы. Чем больше степень проникновения воды в  грунт (динамическая фильтрация), тем  интенсивнее его разрушение. Вода, смешиваясь с размытым грунтом, образует гидросмесь, которая при благоприятном  рельефе местности отводится  самотеком к месту укладки  по лоткам и каналам с большим  уклоном или стекает з приямок-зумпф, откуда перекачивается специальным  грунтовым насосом — землесосом.

Эффективная разработка грунта гидромониторным  способом зависит от:

 а)  конструкции гидромонитора, определяющей  в основном компактность выпускаемой  им струи; 

 б)  напора воды;

 в)  дальности установки гидромонитора  от стенки забоя.

Гидромониторы предназначены для создания компактной скоростной струи воды и направления  ее на размываемый грунт. Гидромонитор (рис. 8.1) состоит из неповоротного  нижнего колена, установленного на салазках, поворотного верхеего колена, ствола, на резьбовой конец которого навинчена сменная насадка, и  системы управления. Нижнее (входное) колено гидромонитора при помощи фланца соединено с напорным трубопроводом, по которому под давлением подается вода от насосной станции. Энергия напора воды в трубопроводе преобразуется  с помощью ствола и насадки  в скоростной напор струи, которая  имеет определенные размеры и  форму. Каждый гидромонитор снабжается комплектом сменных насадок для  получения требуемой скорости струи  при разработке грунтов различной  прочности. Так, гидромониторы с  диаметром входного отверстия 100 и 250 мм комплектуются сменными насадками  диаметром соответственно 17—25 мм и 51 —125 мм. Скорость струи резко уменьшается  помере удаления ее от насадки гидромонитора. Поэтому расстояние между насадкой гидромонитора и поверхностью размываемого грунта (т. е. дальность полета струи) выбирается таким образом, чтобы  разрушающая скорость струи в  момент соприкосновения ее с преградой (стенкой забоя) составляла не менее 10—12 м/с для песков, 18—25 м/с для  супесей и суглинков, и 30—35 м/с  для средних и тяжелых глин.

Для направления  струи в нужную точку забоя  гидромонитор имеет два шарнира: горизонтальный — между нижним и  верхним коленами для поворота ствола на 360° в горизонтальной плоскости  и шаровой — между о верхним  коленом и стволом для повоем рота ствола на 45—75° в вертикальной g плоскости вокруг оси. Для облегчения поворота ствола горизонтальный шарнир имеет упорный подшипник 1-4 качения. Герметичность шарниров создается  сальниковыми уплотнениями.

Управление  поворотами ствола гидромонитора может  быть ручным при помощи уравновешивающего  рычага — водила 2, прикрепленного к  верхнему колену и стволу, или при  помощи гидроцилиндров, работающих от масляного насоса. Дистанционное  управление гидроприводом производится с выносного пульта. Оно позволяет  повысить эффективность разработки грунта за счет приближения гидромонитора  к размываемой поверхности (стенке) забоя и исключает возможность  завала грунтом оператора. Для питания  гидромониторов водой применяют  центробежные (обычно многоступенчатые) насосы с напором 0,6— 1,25 МПа и  производительностью от 50 до 1500 м3/ч. Насосы подбирают по заданной производительности гидромонитора.

 

 

Рис. 1. Центробежный грунтовой насос

 

Землесосы — центробежные грунтовые насосы — предназначены для всасывания и перемещения под напором  по трубам пульпы — смеси воды с  грунтом. Могут перекачивать пульпу, содержащую крупные каменистые включения (до 0,28 м в поперечнике). Землесос (рис. 1)—одноступенчатый центробежный насос, рабочим органом которого служит колесо с несколькими (тремя-четырьмя) спиральными лопатками, консольно закрепленное на приводном валу. Радиальные усилия вала воспринимаются двумя подшипниками , а осевые — упорным подшипником, смонтированными на подшипниковой опоре. Приводной вал землесоса соединен с валом электродвигателя эластичной муфтой. При вращении рабочего колеса создается разряжение (вакуум) на вводе в насос, в результате чего пульпа засасывается через всасывающий патрубок корпуса и под действием центробежных сил и лопаток колеса отбрасывается в напорный трубопровод. Так как наиболее интенсивному изнашиванию под истирающим и ударным воздействием частиц грунта подвергается корпус насоса, его стенки внутри защищены сменными броневыми дисками из износостойкой стали. Регулирование уплотнителшых зазоров между броневыми дисками и рабочим колесом производят двумя кольцами — уплотнительным и установочным. Для защиты уплотиительных зазоров от проникновения частиц грунта под броневые диски подводится под давлением вода. Очистку и проверку состояния корпуса и рабочего колеса производят через специальный люк.

Отечественные грунтовые насосы выпускаются производительностью (по пульпе) 200—4500 м3/ч с полезным напором до 0,6 МП а при мощности двигателя до 1250 кВт.

Гидромониторный способ разработки грунта на строительстве  крупных гидротехнических сооружений применяется в основном только для  вспомогательных работ.

При землесосном (рефулерном) способе разработка грунта производится в забоях под водой  на глубине 15 ж и более и в  забоях, выходящих значительной частью своей полезной толщи на поверхность. При этом грунт засасывается землесосами, смонтированными на плавучих или  передвижных землесосных снарядах (рис. 2). Для ускорения процесса разработки грунта обычно применяют механические рыхлители, располагаемые вблизи входа во всасывающую трубу землесоса.

Землесосный снаряд ведет разработку выемки, поворачиваясь  веерообразно в плане при помощи тросов и лебедок попеременно  на одной из опущенных в грунт  свай, засасывает грунт с водой  и перекачивает образовавшуюся гидросмесь к берегу по трубопроводу, смонтированному  на плавающих понтонах. На берегу к  нему подключается магистральный трубопровод, по которому гидросмесь подается на площадку намыва, где она выпускается на предварительно подготовленные участки (карты намыва).