Строительство подземных инженерных сетей

Министерство образования  и науки РФ

ФГБОУ ВПО Тамбовский Государственный  Технический Университет

 

 

Кафедра «Городское строительство

                                                                  и автомобильные дороги

 

 

 

 

 

Расчетно-пояснительная  записка к курсовой работе: «Строительство инженерных подземных сетей» по дисциплине: «Инженерные сети и оборудование»

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка группы САД-31

                                                                                   Хребтова О.А.

                                                                                       Руководитель: Рогальская А.А

 

 

 

 

Тамбов 2012

Содержание

Введение

  1. Анализ исходных проектных материалов
    1. Анализ природно-климатических условий для строительства
    2. Уточнение проектных решений
    3. Подбор материалов для труб
  2. Размещение подземных инженерных сетей
    1. Размер инженерных сетей в совмещённом коллекторе
    2. Размещение инженерных сетей в траншеях
      1. В траншеях размещают
      2. Определение глубины заложения сетей
      3. Определение основания под трубопровод
      4. Определение размеров траншей
  3. Разработка проекта организации строительства
    1. Подсчёт объёмов земляных работ
      1. Определение геометрического и оплачиваемого объёма земляных работ
      2. Определение площади отвалов
      3. Определение радиуса копания и разгрузки экскаватора
    2. Определение продолжительности строительства
    3. Обоснование рациональной длины захватки
      1. Определение минимальной длины захватки
      2. Определение длины захватки трубопровода
      3. Определение длины захватки на испытание инженерных сетей
    4. Комплектация отрядов дорожных машин
      1. Выбор экскаватора
      2. Выбор крана
    5. Составление калькуляции затрат

Захватка № 1

Захватка № 2

Захватка № 3

Захватка № 4

Захватка № 5

Захватка № 6

  1. Календарное планирование производства работ
  2. Контроль качества
  3. Мероприятия по охране труда и окружающей среды

Список литературы

3

4

4

4

6

6

6

7

7

8

9

9

9

9

 

9

10

 

11

12

12

12

12

 

13

14

14

16

17

18

20

26

31

34

35

39

43

44

46


 

 

Введение.

    В курсовой работе на тему: «Строительство инженерных подземных сетей» по дисциплине: «Инженерные сети и оборудование» разработано положение основных инженерных сетей (канализации, водостока, водосточных веток, газопровода, водопровода и теплопровода), а также подобран ряд дорожных машин для производства работ по укладке инженерных сетей для магистрали районного значения в Сахалинской области.

    Курсовая работа  состоит из расчетно-пояснительной  записки, выполненной на 46 листах, графической части, выполненной на одном листе формата А1, поперечного профиля, календарного и линейного календарного графиков производства работ, а также эпюр потребности в рабочих и машинах.

 

  1. Анализ исходных проектных материалов

 

    1. Анализ природно-климатических условий для строительства

Сахалинская область. Климат умеренный, муссонный. Средняя температура января от −6 °C (на юге) до −24 °C градусов (на севере), средняя температура августа от +19 °C (на юге) до +10 °C (на севере). Количество осадков — на равнинах около 600 мм в год, в горах до 1200 мм в год. Глубина промерзания – 1,2 м. Толщина растительного грунта – 0.12м. Номер климатической зоны – IIA. Номер дорожно-климатической зоны – II. Почва – суглинок.

    1. Уточнение проектных решений

В соответствии со СНиП и  «Руководством по проектированию городских  улиц и дорог», выбираем категорию  улицы:

Жилая улица - улица местного значения, предназначенная для подъезда и подхода к жилым микрорайонам и группам жилых домов.

Ширину технической зоны принимаем 6 метров.

Приведём данные улицы  местного значения для поперечного  профиля:

Число полос движения

2

Ширина полосы движения, м 

3,5

Ширина центральной разделительной полосы, м

0

Ширина тротуаров, м

1,5

Техническая зона, м

6


Ширина улицы меньше 60 м, поэтому все коммуникации располагаются  произвольно по двум сторонам.

Поперечный  профиль приведён на чертеже №1

 

 

Чертёж 1

 

    1. Подбор материалов для труб

 

    1. Теплопровод: Трубы стальные с изоляцией из армопенобетона. Тип стыковых соединений – сварной.
    2. Водосток: Трубы асбестоцементные. Тип стыковых соединений – муфтовое.
    3. Канализация: Трубы железобетонные, безнапорные, круглые. Тип стыковых соединений – муфтовое.
    4. Водопровод: Трубы асбестоцементные. Тип стыковых соединений – муфтовое.

 

 

  1. Размещение подземных инженерных сетей

 

      1. Размер инженерных сетей в совмещённом коллекторе.

 а) Теплопровод –  2 трубы Ø 400мм;

Внутренний диаметр, мм

Внешний диаметр, мм

Длина трубы, м

Масса трубы, т

400

600

6

184


б) Водопровод –  Ø 600 мм;

Внутренний диаметр, мм

Масса 1м трубы, кг

600

140


в) Телефонные кабели

г) Кабели наружного освещения

 

 

Определяем минимальную  высоту коллектора:

12мм + 600мм + 0,2м + 600мм +0,2м  = 1612 мм

 

Определяем минимальную  ширину коллектора:

0,2м + 600мм + 0,8м + 600мм +0,2м  = 2400 мм


 

Подбираем типовой коллектор  по размерам. Общий коллектор, состоящий  из 4-х частей, имеет следующие параметры:

Высота, м

2.0

Ширина, м

2.4

Длина монтажного элемента, м

3.6

Наибольшая масса монтажного элемента, т

13.8


 

Подбираем основание под  коллектор. Несущая способность  грунта >0,1 и <0,15 МПа и принимаем основание:

Цементный раствор, толщиной 2 см

Цементобетон марки М100, толщиной 10 см

Песочное основание, толщиной 10 см

Толщина основания под  коллектор:

hосн.кол=0.02м+0.1м+0.1м=0.22м


Определяем размеры траншеи:

Определяем глубину траншеи ([1], т.1.4):

hтр.= 0.5м +  hкол + hосн.кол.=0.5м+2.0м+0.22м=2.72м,

Определяем ширину траншеи  понизу ([1], т.1.23):

втр.= bкол +0.6м= 2.4м+0.6м=3.0м

Определяем ширину траншеи  поверху:

т.к. 1:m = 1:0.5, то угол откоса у поверхности равен 63 о

Втр.= втр.+2×tg63о/ hкол = 3.0м + 2×1,96/2,0м = 4,96м

      1. Размещение инженерных сетей в траншеях
        1. В траншеях размещаем

 

а) Водосток – Ø 400мм:

Внутренний диаметр, мм

Толщина стенки трубы, мм

Длина трубы, м

Масса трубы, т

400

  

4

2.8


 

б) Канализация – Ø 800мм:

Внутренний диаметр, мм

Толщина стенки трубы, мм

Длина трубы, м

Масса трубы, т

800

      

 

 

в) Газопровод – Ø 400мм:

Внутренний диаметр, мм

Толщина стенки трубы, мм

Длина трубы, м

Масса трубы, т

400

      

 

 

г) Смотровые колодцы – Ø 1000 мм

Внутренний диаметр, мм

Толщина стенки трубы, мм

Высота рабочей камеры, м

Масса трубы, т

1000

100

2.5

2.3


 

д) Ветки водостока – Ø 400 мм:

Внутренний диаметр, мм

Толщина стенки трубы, мм

Длина трубы, м

Масса трубы, т

400

50

5.1

0.95


 

        1.  Определяем глубины заложения сетей

а) Для водостока (не менее 0.7 м до верха трубы)

Нзал. вод. = Нпр - 0.3м = 1.2м – 0.3м = 0.9м

Определим расстояние до верха  трубы:

0.9м – 0.4м  = 0.5м

Расстояние менее 0.7м, исходя из этого

Нзал. вод. = 0.7м + dтр.=0.7м +0.4м = 1.1м

б) Для канализации (не менее 0.7 м до верха трубы)

Нзал. кан. = Нпр - 0.3м = 1.2м – 0.3м = 0.9м

Определим расстояние до верха  трубы:

0.9м – 0.8м = 0.1м

Расстояние менее 0.7м, исходя из этого

Нзал. кан.. = 0.7м + dтр.=0.7м +0.8м = 1.5м

 

        1. Определение основания под трубопровод

Несущая способность грунта >0,1 и <0,15 МПа, тогда принимаем  основание:

- Подбивка пазух бетоном М100

- Цементобетон марки М100, толщиной 10 см


        1. Определение размеров траншеи

а) Определяем размер траншеи для водостока (bтр.вод.):

Определяем ширину траншеи  понизу:

bтр.низ.=  d +0.8м =0.4м + 0.8м = 1.2 м

Определяем ширину траншеи  поверху:

Т.к. 1:m = 1:0, то bтр.верх.= bтр.низ. = bтр.вод. = 1.2 м

б) Определяем размер траншеи для канализации (bтр.кан.)

Определяем ширину траншеи  понизу:

bтр.низ.=  d +1.2 м =0.8м + 1.2 м = 2 м

Определяем ширину траншеи  поверху:

Т.к. 1:m = 1:0, то bтр.верх.= bтр.низ. = bтр.кан. = 2 м

 

  1. Разработка проекта организации строительства и производства работ

 

      1. Подсчёт объёмов земляных работ
        1. Определение геометрического и оплачиваемого объёма земляных работ

а) Определение площади  траншеи

Т.к. коллекторная траншея  имеет форму трапеции, то рассчитываем площадь траншеи по формуле площади  трапеции. Т.к. траншеи под водосток и канализацию имеют форму  прямоугольника, то рассчитываем площадь  траншеи по формуле площади прямоугольника.

F1тр = 2.72* (4.96 + 3.0)/ 2 = 10.3 м2

F2тр = 1.2 * 1.1 = 1.3 м2

F3тр = 1.5 * 2 = 3 м2

б) Определяем геометрические объёмы земляных работ 

V1гм = F1тр * lуч. = 10.3 * 2000 = 20 600 м3

V2гм = F2тр * lуч. = 1.3 * 2000 = 2 600 м3

V3гм = F3тр * lуч. = 3 * 2000 = 6 000 м3

в) Определяем оплачиваемые геометрические объёмы земляных работ

Кр = 1.3 (для суглинка)

V1опл = V1гм * Кр = 20 600 * 1.3 = 26 780 м3

V2опл = V2гм * Кр = 2 600 * 1.3 = 3 380 м3

V3опл = V3гм * Кр = 6 000 * 1.3 = 7 800 м3

 

        1. Определяем площади отвалов 

а) Определяем объём коллектора и трубопроводов

 Vкол = bкол * hкол * lуч = 2.4 м * 2.0 м * 2 000 м = 9 600 м3

V тр = 3.14 * ((0.4/2) 2 + (0.8/2) 2)* lуч = 1 256 м3

б) Рассчитываем объём грунта на вывоз

V1выв = V кол * Кр = 9 600 * 1.3 = 12 480 м3

V2выв = V тр * Кр = 1 256 * 1.3 = 1 633 м3

в) Рассчитываем объём грунта в отвале

V отв = V опл – V выв

V 1отв = 26 780 – 12 480 = 14 300 м3

V 2отв = (3 380 + 7 800) – 1 633 = 9 547 м3

г) Определяем ширину понизу (b1отв, b2отв) и высоту (h1отв, h2отв) отвала

F отв = V отв / l уч

F 1отв = 14 300 / 2000 = 7.15 м2

F 2отв = 9 547 / 2 000 = 4.79 м2

Н1отв= √ (F1отв /2)=√(7.15 / 2)=1.9 м

b1отв=2× Н1отв=2×1.9=3.8 м

Н2отв=√ (F2отв /2)=√(4.79 / 2)=1.5 м

b2отв=2× Н2отв=2×1.5=3 м

Определим расстояние от края траншеи до отвала (б):

б = 1м.


        1. Определяем радиусы копания и разгрузки экскаватора

Рис.6.Схема копания и разгрузки  экскаватора

Определим радиусы копания  и разгрузки экскаватора:

  1. радиус копания - Rк= 5.5 м;
  2. радиус разгрузки - Rр = (Bтр + bотв) / 2 + б = (4.96 + 3.8 )/ 2 + 1 =5.38 м ;
  3. глубина копания – Нк = hтр=2.72 м
  4. высота разгрузки – Нр= Нотв+ 0.4 = 1.9 +0.4 =2.3 м
      1. Определение продолжительности строительства

В Сахалинской области:

  • начало строительного сезона – 1 мая, конец – 15 октября.
  • продолжительность строительного сезона - Aк = 168 дней.
  • суммарное время праздников и выходных дней - Tвых = 25 дней.
  • количество нерабочих дней по климатическим условиям - Tкл = 20 дней.
  • суммарное время ремонта дорожных машин – Tрем = 30 день.

Определим количество рабочих  дней:

Tраб =Aк –Tвых –Tкл – Tрем= 168 – 25 – 20 – 30 = 93дня

      1. Обоснование рациональной длины захватки

Оптимальная длина захватки опреде5ляется скоростью ведущей  операции. В нашем случае это монтаж трубопровода.

        1. Определяем минимальную длину захватки (lмин)

lмин = lуч / Траб*Ксм = 2 000/93*1.8 = 11.95 м

        1. Определяем длину захватки трубопровода (Е 9-2-4)

а) Определяем состав звена  для укладки трубы 

Для укладки асбестоцементного трубопровода Ø400

Состав рабочих

Наименование

Разряд

Кол-во рабочих

Монтажник наружных трубопроводов

VI

-

Монтажник наружных трубопроводов

V

-

Монтажник наружных трубопроводов

IV

2

Монтажник наружных трубопроводов

III

1

Монтажник наружных трубопроводов

II

1


Норма времени составляет 0,39 чел/ч на монтаж 1 м водостока

б) Определяем время на монтаж 1 м водостока звеном рабочих

t = Нвр/n = 0.39/5 = 0.078 ч на 1 м

в) Определяем длину трубопровода, укладываемого одним звеном рабочим  за смену

Lтр = 8.2/t = 8.2/0.078 = 105 м

г) Определяем количество труб за смену

Величина зазора между  торцами соединяемых труб 8-10 мм - для труб диаметром св. 300 мм. Длина трубы 5 м.

Nтр = Lтр / (5 – 0.01) = 105/ (5 – 0.01) ≈ 21 труб

д) Определяем длину сменной  захватки (lзахв)

lзахв = Nтр * (5 – 0.01) = 21 * (5 – 0.01) = 104 м

        1. Определяем длину захватки на испытании инженерных сетей

Испытание инженерных сетей  проводится минимум между двумя  колодцами. Расстояние между колодцами lкол = 50 м. испытание трубопровода производится гидравлическим способом.

а) Определяем состав звена  для проведения гидравлических испытаний водостока

Для испытаний асбестоцементного  трубопровода Ø400

Состав рабочих

Наименование

Разряд

Кол-во рабочих

Монтажник наружных трубопроводов

VI

-

Монтажник наружных трубопроводов

V

1

Монтажник наружных трубопроводов

IV

1

Монтажник наружных трубопроводов

III

2

Монтажник наружных трубопроводов

II

-


Норма времени составляет 0.25 чел/ч на испытания 1 м водостока.

б) Определим время на испытание 1 м водостока звеном рабочих

t = Hвр / n = 0.25 / 4 = 0.063 ч/м

в) Определим длину трубопровода, испытываемого одним звеном за смену

Lтр = 8.2 / 0.063 = 130 м

г) Определяем количество звеньев  для проведения испытаний

N = lкол / Lтр  = 50 / 130 = 0.4 бригады

Принимаем 1 бригаду

      1. Комплектование отрядов дорожных машин
        1. Выбор экскаватора

Выбор экскаватора следует  проводить по производительности, которая  должна обеспечивать требуемый темп строительства, определяемый скоростью  ведущей операции (монтаж водостока).

Пэсм ≥ Пэтр

Пэтр = lзахв * Fтр * Кр = 104 * 1.3 * 1.3 = 175.76 м3

Расчёт производительности экскаватора производим по формуле:

Пэ = q * Kв * Kт * Kгр / (tц * Кр),

где q – вместимость ковша экскаватора, м3;

tц – продолжительность рабочего цикла, ч;

tц = 0.0045 при q < 0.65 м3

tц = 0.0055 при q = 0.65-0.8 м3

tц = 0.0065 при q > 0.8 м3

Кр – коэффициент разрыхления грунта;

Кв – коэффициент использования внутреннего времени;

Кв = 0.7 при погрузке в транспортное средство

Кв = 0.8 при работе в отвал

Кт – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Кт = 0.60)

Кгр – коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки (Кгр = 1.0)

Рассчитываем производительность трёх экскаваторов

  1. Экскаватор ЭО-3322А

q = 0.4 м3

Пэ = 28.71 м3/ч

Псм = 8.2 * 28.71 = 235.49 м3/ч

Н*= 175.76 / 235.49 = 0.75

Принимаем количество машин Н = 1

Определяем коэффициент  использования рабочего времени (К)

К = 175.76/ ( 235.49 *1) = 0.75

  1. Экскаватор ЭО-3121Б

q = 0.5 м3

Пэ = 35.9 м3/ч

Псм = 8.2 * 35.9 = 294. 36 м3/ч

Н* = 175.76/ 294.36 = 0.6

Принимаем количество машин Н = 1

Определяем коэффициент  использования рабочего времени (К)

К = 175.76 / (294.36*1) = 0.6

  1. Экскаватор ЭО-3311

q = 0.3

Пэ = 21.53  м3/ч

Псм = 8.2 * 21.53 = 176.62 м3/ч

Н* = 175.76 / 176.62 = 0.995

Принимаем количество машин Н=1

Определяем количество использования  рабочего времени (К)

К = 175.76 / (176.62 * 1) = 0.995

По наибольшему коэффициенту использования рабочего времени, принимаем  экскаватор ЭО-3311, производительность Псм = 176.62 м3/ч, в количестве Н=1 шт.

        1. Выбор крана

Выбор крана для монтажа  подземных сетей определяется массой труб и элементов коллекторов  и требуемым вылетом стрелы.

Вылет стрелы (L) считаем по формуле:

L = b + a + е/2, м

где b – расстояние от центра трубы до края траншеи;

а – расстояние от края траншеи до опоры крана, зависящее от типа грунта и глубины траншеи;

е – расстояние между опорами поперёк оси крана.

Выбираем кран КС – 3571 на базе МАЗ 500А, грузоподъёмностью 10т.

b = 0.2 + 0.6 = 0.8 м

а = 2.4 м

е = 4.3 м

L = 0.8 + 2.4 + 2.15 = 5.35 м

По рис. 2.2. определила, что  при рабочем грузе вылет крана  может достигать 6.1 метра.

      1. Составление калькуляции затрат

Калькуляция затрат.

№№

потока

№

оп.

Наименование операции

Ед.

изм.

Объем

работ

на захв.

Обоснование

Производительность

Потребность машин

на захватке

Коэффициент

использования

времени

Требуемое

по расчету

принято

I

Lзахв=104 м

1

Срезка растительного  слоя

м2

2707

Е2-1-5

4556

0.6

1

0.6

1

2

Погрузка растительного  слоя

м3

405.6

Расчет

331.3

1.22

2

0.61

2

3

Транспортировка растительного  слоя

м3

405.6

Расчет

37.8

10.7

11

0.98

11

II

Lзахв=104 м

1

Разработка траншеи экскаватором

м3

175.76

Расчет

176.62

0.995

1

0.995

1

2

Частичный вывоз грунта

м3

100.3

Расчет

37.8

2.65

3

0.88

3

3

Планировка дна траншеи

м2

124.8

Е2-1-60

65.6

1.9

2

0.95

2

4

Выравнивание поверхности

м2

124.8

Е2-1-60

136.67

0.91

1

0.91

1

5

Зачистка готовой поверхности

м2

124.8

Е2-1-60

97.62

1.28

2

0.64

2

6

Устройство приямков

м3

15.12

Е2-1-50

4.32

3.5

4

0.875

4

7

Откидывание грунта

м3

19.66

Е2-1-56

7.45

2.64

3

0.88

3

8

Уплотнение дна траншеи

м2

87

Е2-1-59

431.6

0.2

1

0.2

1

9

Транспортировка труб и колодцев

шт.

21

Расчёт

6

3.5

4

0.88

4

III

Lзахв=104 м

1

Разработка траншеи  под ветки  экскаватором

м3

41.72

Расчет

176.62

0.24

1

0.24

1

2

Транспортировка бетона

м3

10.4

Расчёт 

10

1.04

2

0.52

2

3

Устройство бетонного основания

м3

10.4

Е9-2-32

1.3

0.41

1

0.41

1

4

Монтаж смотровых колодцев

шт.

1.04

Е9-2-29

10.5

0.27

1

0.27

1

5

Монтаж водосточных колодцев

шт.

2.08

Е9-2-29

3.8

0.19

1

0.19

1

IV

Lзахв=104 м

1

Транспортировка  цементного раствора

м3

7.4

Расчет

10

0.74

1

0.74

1

2

Монтаж труб водостока

м

104

Е9-2-26

105

0.99

1

0.99

1

3

Монтаж водосточных веток

м

31.61

Е9-2-3

143.86

0.22

1

0.22

1

4

Закрепление трубы

м3

48.88

Е2-1-58

20.25

2.14

3

0.8

3

V

Lзахв=50 м

1

Испытание сети

м

50

Е9-2-9

130

0.4

1

0.4

1

VI

Lзахв=104 м

1

Устройство защитного  слоя

м3

117.52

Е2-1-58

20.25

5.8

6

0.98

6

2

Уплотнение защитного  слоя

м2

322.4

Е2-1-59

431.6

0.75

1

0.75

1

3

Послойная засыпка бульдозером

м3

121.1

Е2-1-34

1065.2

0.11

1

0.12

1

4

Послойное уплотнение грунта

м2

1011.2

Е2-1-31

6307.7

0.16

1

0.16

1