1   ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ  ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

     В соответствии с требованиями СНиП 3.01.01-85* «Организация строительного производства» допускается осуществление сооружения каждого объекта только на основе предварительно разработанных решений по организации строительства и технологии производства работ, принятых в проекте организации строительства (ПОС) и в проектах производства работ (ППР). 

     Задачей составления ППР является вариантная проработка решений по выбору оптимальной технологической схемы организации выполнения объемов работ в установленный срок с целью достижения наиболее эффективных удельных показателей на единицу продукции с соблюдением при этом требований нормативной и законодательной базы, в том числе и в вопросах техники безопасности и охраны окружающей среды. 

     В процессе курсового  проектирования основными этапами выполнения изложенной задачи являются:

- определение на основании исходных данных объемов земляных работ;

- перераспределение объемов грунта и выбор схемы и способов ведения работ;

- определение объемов подготовительных работ;

- расчет потребности средств механизации и трудовых ресурсов;

- формирование землеройных комплексов и назначение технологической  последовательности выполнения работ на объекте;

- определение объемов и сроков выполнения отделочных работ;

- составление графика производства работ;

- разработка мер по обеспечению безопасных условий 
ведения работ и охраны окружающей среды;

- определение удельных показателей (машино-смен., человеко-дней) на единицу строительной продукции (м/км) для каждого участка и по объекту в целом, в том числе для подготовительного, основного и отделочного периодов. 

2   КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА  УЧАСТКА РАБОТ

     Исходные данные:

 Ширина  основной площадки – 6,3 м.

 Грунт  вдоль трассы:

-слева  (1500м) – песок;

-справа (1500м) – глина мягкопластичная  без примесей.

 Крутизна  поперечного профиля местности  – 1 : 6.

 Крупность  леса – средней крупности.

 Полнота  лесонасаждения – средней густоты.

 Директивный  срок выполнения всего комплекса работ – 55 дней. 

    Участок трассы протяженностью 3000 метров. Он проходит через кустарник  протяженностью 700 метров, молодой лес  протяженностью   1300 метров. Диаметр  стволов 24-31 см, плотность насаждения 330 деревьев на одном гектаре. Далее на участке расположена лиственный лес 1000 метров.

    На участке имеется искусственное  сооружение : Ж.Б. мост с отверстием   1.2 метров (ПК 20+92 м).

    Также имеется дорога (ПК 93 1 м).

    Участок представлен четырьмя  выемками и тремя насыпями.

  Общая протяженность выемки 1590 метра, с  наибольшими глубинами 

5.74; 1.97;2.59; 5.08 метров.

    Общая протяженность насыпи 1410 метров. Основные объемы насыпи сосредоточены  на подходах к мосту с максимальной  высотой 8.64 метра.

    Весь участок находится на прямом участке без кривых.

    Грунты на участке 1500 метров (ПК 0+00 – ПК 15+00) – песок; далее  на участке 1500 метров (ПК 15+00 –  ПК 30+00) – глина мягкопластичная  без примесей негодная для  использования в теле насыпи.

    Срок выполнения работ установлен  пятьдесят пять суток, с учетом времени на подготовительный и отделочный периоды. 
 
 
 
 

3   ПРОИЗВОДСТВО ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ  РАБОТ

   Работы подготовительного периода предшествуют началу возведения насыпи или выемки на конкретном участке работ.

   Их состав:

- геодезическая   подготовка   (восстановление   и   закрепление на местности оси трассы, границ полосы отвода);

- удаление с площади работ леса, кустарника, пней, крупных камней и других посторонних предметов;

- разбивка земляного полотна;

- устройство водоотводов для перехвата  поступающей к земляному полотну воды (нагорные канавы с верховой стороны выемок и водоотводные канавы с верховой стороны насыпей);

- срезка растительного слоя грунта (0,2м) и заготовка материалов для укрепительных работ;

- срезка плодородного слоя (0,2м) с пахотных земель и вывоз его в предусмотренные рабочей документацией места;

- устройство землевозных дорог.

    Этот раздел проекта производства работ должен выполняться после определения ширины полосы расчистки (просеки), которую следует принимать по поперечным профилям на участках самой глубокой выемки и самой высокой насыпи после назначения их конструкции и распределения земляных масс (разделы 4 и 5).

    Полоса отвода на которой должны быть размещены сооружения железной дороги, в своем исходном состоянии, редко бывает пригодна для проведения земляных работ. Обычно на ней растут кустарник или лес, имеются препятствия – пни, камни, различные посторонние предметы и т.д. Все мешающие предметы должны быть заблаговременно удалены, особенно расположенные между границами нулевых работ выемок, в пределах резервов, водоотводных канав, карьеров. Так, подлежат уборке валуны, размер которых превышает 2/3 части ширины ковша экскаватора – прямой лопаты, высоту отвала бульдозера или грейдера, ширину кузова автомобиля-самосвала. Пни необходимо удалять сплошь при разработке выемок и резервов бульдозерами и экскаваторами. Также удаляют все пни, находящиеся в основании насыпей высотой до 1 м. Крупные пни корчуют и на площадях, занятых кустарником, который подлежит срезке машинами. Пни под насыпями высотой более 1 м могут быть оставлены, но их необходимо срезать в уровне поверхности земли.

    Особые условия расчистки встречаются  при прокладке железной дороги  в лесу, когда необходимо устроить просеку, равную по ширине полосе отвода. Универсальной расчистной машиной является бульдозер. 

    С помощью бульдозера можно  выполнять валку деревьев диаметром  до 40 см с корнями, корчевку  пней диаметром до 30-50 см; удалять  кустарник и мелколесье; убирать выкорчеванные пни, корни, кустарник и т.д. к границам полосы отвода или местам их сжигания; освобождать полосы разработки грунтов от крупных камней и других мешающих предметов; выполнять местные планировочные работы, связанные с засыпкой отдельных ям, спуском воды из замкнутых понижений местности и т.д. Для корчевки пней диаметром 15-31 см необходимы бульдозеры мощностью 73 кВт.

    Кусторезы имеют выступающий  вперед нож стрелообразной формы  в плане и ограждение, предотвращающее  падении срезанного мелколесья на кабину. Нож кустореза устанавливают на уровне поверхности земли или несколько заглубляют; он при движении трактора срезает и вырывает кустарник. Кусторезы с активным рабочим органом, работающим по принципу косилки, предназначены для удаления хворостяного кустарника, который навесным ножом часто не срезается, а подминается.

    Корчеватели-собиратели захватывают  выступающими зубьями отвала  пни и корни деревьев, вросшие  в землю валуны и прочие  подлежащие удалению предметы, и  вырывают их, используя тяговое усилие трактора. Пни диаметром 0,15…0,3 м в неплотном грунте обычно корчуют без остановки машины. При этом корчеватель движется от середины просеки к ее краю под углом, близки к 45⁰. Поочередными проходами то в левую, то в правую сторону корчеватель постепенно очищает всю строительную площадку, собирая пни к ее границам. При диаметре 0,3 м и больше обычно корчуют каждый отдельно.

    Пни и кустарник, предназначенные  для сжигания, собирают в середине  просеки кусторезом, который выполняет продольный проходы по очищаемой площадке, и бульдозером, который перемещает пни, порубочные остатки и срезанный кустарник к середине очищаемой полосы.

    После корчевки остаются ямы,  которые подлежат засыпке.

В данном курсовом проекте подробный расчет необходимо выполнить только по расчистке площади просеки от растительности [1 стр.8].

    Площадь лесорасчистных работ следует определять по формуле: 

   Впр ∙ L

   S = ──────── ,  га,

   10000 

где Впр -    ширина просеки, м;

       L - длина расчищаемого участка, м

   Объем валки деревьев (N) составит:

N = n ∙  S,   шт.,

где n - число деревьев на 1 га  

     Потребность машин и затрат  труда на лесорасчистных работах приведены в табл. 4.2 [1 стр.9]. Соответствующие затраты по срезке кустарника даны в табл. 4.1 [1 стр.8].

     Валка деревьев с одновременной корчевкой пней ведется корчевателями мощностью 117,6 или 222 кВт. Кустарник и мелколесье срезаются кусторезами с двигателями  мощностью 79,4 или 117,6 кВт.

    Количество машин и бригад следует определять с учетом того, что продолжительность подготовительного периода на участке проектирования ориентировочно должна составлять 10-15% от  директивного, но не более 10 суток.

   Из условий техники безопасности, лесорасчистные работы следует выполнять только в светлое время суток. 

     На участке возведения земляного полотна расположены:

- кустарник   ПК 94.3 – ПК 95  (700 м),

- лес  молодой ПК 92 – ПК 93.3(1300 м);

лиственный  лес ПК93.3 — 94.3(1000 м),  

     Определяем площадь лесорасчистных работ:

Ширина  просеки – 33,3 м 

          33,3 ∙ 1000

   S = ────────     = 3,3  га

            10000 

      Определяем объем валки леса.

По табл. 2.2 [1 стр.6] определяем: диаметр деревьев 24-31 см, на 1 га расположено 340 деревьев, т.е. всего на участке их:                                          

     N = 340 ∙ 3,3 = 1122  шт. 

    Используя данные табл. 4.2 [1 стр.9] определяем потребность трудозатрат для корчевки деревьев, разделки и трелевки древесины при диаметре дерева 24-31 см:

     (8,6+66,4+11,3) · 1122 / 100 = 968 чел-ч    

Потребность машин:

     (1,8+2,2+6,1) · 1122 / 100 = 113 маш-ч,

       или 14 маш-смен (при 8 ч рабочей смене)

       968 / 113 = 9 человек.

Работа выполняется за четырнадцать смен. 
 
 
 
 

   Определяем площадь срезки кустарника:

Ширина  просеки – 32,3 м 

          32,3 ∙ 700

   S = ────────     = 2.26 га

            10000

Потребность трудозатрат:

       2,66 · 2.26 = 6 чел-смен

Потребность машин:

       1,33 · 3= 7 маш-смен                                                    

Работа  выполняется за семь смен. 

   Продолжительность подготовительного периода на участке проектирования  должна составлять 10% от  директивного срока.

   Т_подг = 10 ∙ 55/100 = 5,5 ≈ 6 сут.

С учетом этого, принимаем три бригады  на участке  лесорасчистных работ – продолжительность работы составит 5 смен, занято 9 человек (три машиниста 6-го разряда и шесть рабочих 4-го разряда); и две бригады на участке срезки кустарника - продолжительность работы составит 4 смены, занято 4 человека (два машиниста кустореза 6-го разряда и два рабочих 4-го разряда). 
 

  Итого  трудозатраты   в   целом   по   участку   составляют:

                    9·5 + 4∙4 = 61 чел-смен

                        5 + 4 = 9 маш-смен

  Полный состав бригад - 13 человек.

   Валка деревьев с одновременной корчевкой пней ведется корчевателем мощностью  222 кВт. Кустарник срезается кусторезом с двигателем  мощностью  117,6 кВт. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         4   ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

               4.1   Определение границ  элементарных участков 

    Для определения объемов земляных работ (с группировкой их по каждому пикету) на продольном профиле определяют границы элементарных участков с однотипными поперечными профилями.

   Рассматривая продольный профиль участка в непрерывной   последовательности по ходу километража следует зафиксировать пикетные положения всех характерных точек с заполнением граф 1,2 и 3 таблицы (прил. 1):

   а) целые значения пикетов (кратные 100 метрам);

   б) места изменения продольных уклонов существующей 
поверхности земли;

   в) нулевые места (переход выемки в насыпь и насыпи в выемку) (рис. 4.1);

   г) места перелома проектной профильной линии.

   Определяется положение задних граней устоев   мостов (рис. 4.2), границы уширения насыпи на подходах к большим 
мостам с обеих сторон  
 
 

Рис.4.1 Схема для определения пикетного  положения нулевого места на продольном профиле 

          Нулевые места при переходе выемки в насыпь или насыпи в выемку определяем по формуле [1, стр.10]: 

                              Н1            Н2                            Н1 ∙ L

   ────   =    ────── ,    откуда   Х = ────────

                                Х            L – Х                                H1 + H2 
 

      ПК 4 – 4+64:

             Х = 64 · 1,04 / (1,04 + 1,4)  = 27 м 

      ПК 8 -9:

          Х = 100 · 0,85 / (0,85 + 1,31)  = 39 м 

      ПК 11 -12:

         Х = 100 · 0,7 / (0,7 + 2,32) = 23 м

ПК 17 -18:

       Х = 100 · 0,37 / (0,37 +1,93) = 16 м 

      ПК 19+60 – 20:

              Х = 40 · 2,27 / (2,27 + 0,04) = 39м 

      ПК 21+50 – 22:

             Х = 50 · 1,24 / (1,24+1,31) = 24м 

      ПК 26 -27:

             Х = 100 · 1,03 / (1,03+0,46) =69 м 

 Рис. 4.2  Схема для определения пикетного положения границ   отсыпки насыпи: 

      Lo – отверстие моста;

Lk – расстояние между вершинами конусов;

Ln – полная длина моста (между задними гранями устоев);

Нл и Нпр – рабочие отметки конусов;

  ал и апр – при Н<6м равны 0,75м.

     При определении границ отсыпки земляного полотна на подходах к мосту необходимо найти пикетные значения его начала и конца. Величину крутизны откосов конусов принимаем 1:1,5. 

     Середина моста с отверстием 1.2м. расположена на ПК 94+6.5. 

    Рабочие отметки на левой и правой границе отверстия, соответственно 5,90м. и 5,87м.  

     Длина половины длины моста, слева от его середины, составит:

              15 + 5,90 · 1,5 + 0,75 = 24,6 м

Т.е. пикетное значение границы отсыпки земляного полотна слева будет: 

             (20+92) – 25 = 20+67 

     Длина половины длины моста, справа от его середины, составит: 
               15 + 5,87 · 1,5 + 0,75 = 24,56 м

 Т.е. пикетное значение границы отсыпки земляного полотна справа будет:

             (20+92) – 25 = 21+17 
 
 
 
 

       4.2   Определение профильных объемов земляных работ 

     В состав профильных объемов работ входят основные объемы (непосредственно тела насыпей и выемок) и дополнительные:

- поправка на косогорность местности;

- кюветы в выемках;

- объемы, вызванные уширением основной площадки земляного полотна на подходах к большим мостам;

- компенсация срезки растительного слоя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                       4.2.1    Определение основных объемов работ 
 

  Рис. 4.3  Параметры поперечного профиля для определения объема: 

а) насыпи и  б) выемки:

Н — высота насыпи, глубина выемки, м; 

 b — ширина основной площадки  земляного полотна, м ;

В —  ширина выемки понизу с учетом устройства кюветов;

m, m₁  и  m₂ —   знаменатели показателей кривизны откосов.

  Объем тела насыпи (рис. 4.3 а) высотой до 6 м , при m=m₁=m₂, определяется по формуле [2, таб.4.4,  стр. 13] :

       b(H₁ +H₂)      m(H₁ +H₂)² – H₁ ∙ H₂

   VH = L [  ──────  + ────────────   ],   м³      

                                                                     2                            3

где Н₁ и Н₂ – высота рабочей отметки насыпи;

   b – ширина основной площадки  земляного полотна;

   m – показатель крутизны откосов насыпи. 
 

ПК 4+27 (0,0) – ПК 4+64 (1,4)

Vн = 37 ∙ [6,3(0,0 + 1,4)/2 + 1,5(0,0+ 1,4)² - 0,0 ∙ 1,4 /3] = 199 м³  

ПК 4+64(1,4) – ПК 5 (2,14)

Vн = 36 ∙ [6,3(1,4 + 2,14)/2 + 1,5(1,4+ 2,14)² -1,4 ∙2,14 /3]= 591 м³  

ПК 5 (2,14) – ПК 6 (3,03)

Vн = 100∙ [6,3(2,14 + 3,03)/2 + 1,5(2,14+ 3,03)² -2,14 ∙ 3,03 / 3] = 2749 м³ 

ПК 6(3,03) – ПК 7 (2,37)

Vн = 100 ∙ [6,3(3,03 + 2,37)/2 + 1,5(3,03+ 2,37)² - 3,03 ∙ 2,37 / 3] =  2920 м³ 

ПК 7 (2,37) – ПК 8 (0,85)

Vн = 100 ∙ [6,3(2,37 + 0,85)/2 + 1,5(2,37+ 0,85)² - 2,37 ∙ 0,85 / 3] =  1466 м³ 

ПК 8(0,85) – ПК 8+39 (0,0)

Vн = 39 ∙ [6,3(0,85 + 0,0)/2 + 1,5(0,85+ 0,0)² -0,85 ∙0,0/ 3] =119 м³ 

ПК 11+23 (0,0) – ПК 12 (2,32)

Vн = 77 ∙ [6,3(0,0 + 2,32)/2 + 1,5(0,0² +  2,32)² -0,0∙ 2,32/3]= 770 м³ 

ПК 12 (2,32) – ПК 13 (2,44)

Vн = 100 ∙ [6,3(2,32 + 2,44)/2 + 1,5(2,32+ 2,44)² - 2,32 ∙ 2,44  / 3]  = 2444 м³ 

ПК 13 (2,44) – ПК 14 (2,46)

Vн = 100 ∙ [6,3(2,44 + 2,46)/2 + 1,5(2,44+ 2,46)² - 2,44 ∙ 2,46 / 3] = 2544 м³  

ПК 14 (2,46) – ПК 15 (2,03)

Vн = 100 ∙ [6,3(2,46 + 2,03)/2 + 1,5(2,46+ 2,03)² - 2,46 ∙ 2,03 / 3] = 2256 м³ 

ПК 15 (2,03) – ПК 15+15 (0,88)

Vн = 15 ∙ [6,3(2,03 + 0,88)/2 + 1,5(2,03+ 0,88)² - 2,03 ∙ 0,88 / 3]  =192 м³

 ПК 15+15(0,88) – ПК 16 (2,39)

Vн = 85 ∙ [6,3(0,88 + 2,39)/2 + 1,5(0,88+ 2,39)² - 0,88∙ 2,39 / 3] = 1270 м³ 

ПК 16 (2,39) – ПК 17(0,57)

Vн = 100 ∙ [6,3(2,39 + 0,57)/2 + 1,5(2,39+ 0,57)² - 2,39 ∙ 0,57 / 3] = 1325 м³ 

ПК 17(0,57) – ПК 17+16 (0,0)

Vн = 16 ∙ [6,3(0,57 + 0,0)/2 + 1,5(0,57+ 0,0)² - 0,57 ∙0,0/3] = 31 м³ 

ПК 19+99 (0,0) – ПК 20 (0,04)

Vн = 1 ∙ [6,3(0,0 + 0,04)/2 + 1,5(0,0+ 0,04)² - 0,0 ∙ 0,04 / 3] = 0,1 м³ 

ПК 20(0,04) – ПК 20+83(5,90)

Vн =83 ∙ [6,3(0,04 + 5,90)/2 + 1,5(0,04 + 5,90)² -0,04 ∙ 5,90  / 3] = 3011 м³ 

ПК 21(5,87) – ПК 21+50 (1,24)

Vн = 50 ∙ [6,3(5,87 + 1,24)/2 + 1,5(5,87+ 1,24)² -5,87 ∙ 1,24  / 3] = 2262 м³

ПК 21+50(1,24) – ПК 21+74(0,0)

Vн = 24 ∙ [6,3(1,24 + 0,0)/2 + 1,5(1,24+ 0,0)² -1,24∙0,0 /3] = 112 м³ 

ПК 26+69 (0,0) – ПК 27 (0,46)

Vн = 31 ∙ [6,3(0,0 + 0,46)/2 + 1,5(0,0+ 0,46)² -0,0∙ 0,46 /3] = 48 м³