Цель и задачи проектирования производства работ

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;

 

2. ХАРАКТЕРИСТИКА УЧАСТКА РАБОТ.

 

Большая часть трассы, протяжением 2,4 км, проходит через кустарик, далее,  на протяжении 600 м расположен лес средней крупности и густоты. Диаметр стволов около 30 см, плотность лесонасаждений 340 деревьев на 1 га.

Крутизна поперечного уклона местности на всем протяжении n 1:7.

Грунты вдоль трассы:

- слева, на протяжении 1,5 км –  глины мягкопластичные без примесей;

- справа, также на протяжении 1,5 км – песок.

Участок представлен 3-мя выемками и 3-мя насыпями.

Ширина основной площадки b = 6,2 м.

Директивный срок исполнения 55 дней.

 

 

 

 

 

 

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 (20 см) и заготовка материалов для укрепительных работ;

— срезка плодородного слоя (20 см) с пахотных земель и вывоз его в предусмотренные рабочей документацией места;

— нарезка уступов в основании насыпи в пределах косогоров крутизной от 1:5 до 1:3 высотой до 2 м и шириной 1-4 м, но не менее ширины рабочего органа выбранной уплотнительной машины ;

—  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.

Ширина полосы отвода принимается исходя из заданного продольного профиля по максимальной высоте насыпи или по максимальной глубине выемки по формуле:

 

                                                   BПОЛ = 2∙(b+2∙H∙m),                                        (3.1)

 где b – ширина верхней площадки, м;                                      

     H – максимальная отметка, м;

     m – крутизна откоса насыпи (выемки)

 

BПОЛ = 2∙(6,2+2∙5,8∙1,5) = 47 м

Количество деревьев на участке строительства определяется по формуле:

 

                                           N = lлес∙BПОЛ ∙nУД/10000                                           (3.2)

 

где nУД – удельное число деревьев на 1 га (принимается по табл. 3.1 исходя из задания на проект) 340шт;

       lлес – длина участка леса, равная 600 м;

     BПОЛ - ширина просеки (принимается равной ширине полосы отвода под строительство) , м;

N=600·47·340/10000=959 шт.

Таблица 3.1.

 

Количество деревьев на 1 га в зависимости от крупности леса и его густоты

 

Крупность леса	Диаметр дерева, см	Объем хлыста V,	Число деревьев, nуд, на 1 га в лесонасождениях
			густых	средней густоты	редких
Крупный	32 и более	0,49	320	200	80
Средней крупности	24-31	0,39	520	340	160
Мелкий	16-23	0,29	850	500	300
Очень мелкий	12-15	0,21	1400	850	400
Кустарник	11 и менее	-	-	-	-

 

Общие трудозатраты рабочих на вырубку леса, чел∙ч:

 

,                                      (3.3)

                                 

где  n - затраты труда рабочих на корчевку 8,6;

       n - затраты труда рабочих на разделку древесины 66,4;

       n - затраты труда рабочих на трелевку 11,3;

 

828 чел·ч

Общие трудозатраты машин на вырубку леса, маш∙ч:

 

,                                                  (3.4)

 

где n - затраты труда машин на корчевку 1,8;

        n - затраты труда машин на разделку древесины 2,2;

        n - затраты труда машин на трелевку 6,1;

 

96,8 маш·ч

 

Потребность машин и затрат труда на лесорасчистных работах принимаются по табл. 3.2.

 

Потребное число рабочих, чел:

 

Qд = n /n                                                        (3.5)

 

                                                       9 чел

Потребное число смен, см:

 

 qд = n /tсм ,                                                        (3.6)

 

                                                          

где tсм – продолжительность смены, 12ч

Принимаем две бригады, тогда потребное число смен составит 4 смены.

 

см

Таблица 3.2

 

Потребность трудозатрат (чел.-ч) и машин (маш.-ч) на лесорасчистных работах (на 100 деревьев)

 

Наименование работ	Диаметр деревьев, см
	≤11	12-15	16-23	24-31	≥32
Корчевка деревьев: а)затраты труда, n	5,2	5,2	7,0	8,6	14,0
б) машины, n	1,2	1,2	1,5	1,8	3,1
Разделка древесины: а)затраты труда, n	9,6	18,2	38,6	66,4	110,0
б)машины, n	0,2	0,6	1,3	2,2	3,2
Трелевка древесины до 300 м: а)затраты труда, n	1,8	1,8	5,4	11,3	21,6
б)машины, n	1,0	1,0	3,0	6,1	11,2

 

  Трудозатраты рабочих на вырубку кустарника

 

Площадь кустарника, га:

 

Sкуст = ,                                              (3.7)

 

где lкуст – длинна участка кустарника, равная 2400 м;

       

га

 

Потребность трудозатрат, чел.ч

 

n = tсм ∙Sкуст /n                                      (3.8)

 

где  tсм – время смены, 12 ч;

n - удельные трудозатраты людей при срезке кустарника, равные 3 (табл. 3.3)

 чел.ч

Потребность машин, маш. ч

 

n = tсм ∙Sкуст/ n                                   (3.9)

 

где n - удельные трудозатраты машин при срезке кустарника,  6 (табл.3.3)

маш.ч

Потребное число рабочих, чел:

 

Qкуст = n / n                                          (3 .10)

 

           чел

Потребное число смен:

qкуст = n / tсм                                           (3.11)

 

     

смены

      Соответствующие затраты по срезке кустарника в зависимости от мощности двигателя базовой машины даны в табл. 3.3.

 

Таблица 3.3

 

Удельные трудозатраты по срезке кустарника (при 8-ми часовой смене)

 

Показатель	Мощность двигателя базовой машины, кВт
	73	222

 

Производительность, n , га/смену: а) при корчевании пней	1,0	1,5
б) при срезке кустарника	4,0	6,0
Выработка на одного рабочего, n , га/смену: а) при корчевании пней	0,5	0,75
б) при срезке кустарника	2,0	3,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ  ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ

 

1. Определение границ земельных участков

Рассматривая продольный профиль участка, выданный в составе задания, в непрерывной последовательности по ходу километража следует зафиксировать пикетные положения всех характерных точек:

а)  целые значения пикетов (кратные 100 метрам);

      б)  места изменения продольных уклонов существующей поверхности земли;

в) места перелома проектной профильной линии;

г) нулевые места (переход выемки в насыпь и насыпи в выемку);

д) места изменения крутизны откосов насыпей;

е) начало и конец кривых участков;

ж) положение задних граней устоев мостов;

з) границы уширения насыпи на подходах к большим мостам с обеих сторон.           

 

4.2 Определение профильных объемов земляных работ

 

         ВСЕ РАСЧЕТЫ ВЕДЕМ В ПРОГРАММЕ EXCEL.

 

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

—    поправка на косогорность местности,

—    кюветы в выемках,

—    компенсация срезки растительного слоя.

4.2.1 Определение основных объемов работ.

 

  

Рис. 4.1. Параметры поперечного профиля для определения объема:

 а) насыпи и б) выемки:

Н — высота насыпи, глубина выемки, м; в — ширина основной площадки земляного полотна, м ; В — ширина выемки понизу с учетом устройства кюветов; т, т1 и т2 —  знаменатели показателей кривизны откосов

Определяется объем выемки для пикета ПК1+00

 

                                   (4.1)

 

где В - суммарная величина ширины основной площадки и ширины обоих кюветов поверху (см.рис. 4.1 б).

 

 

 м3

 

Определяем объем насыпи

для пикета ПК6+00

  

                                       (4.2)

 

          м3

 

где В - суммарная величина ширины основной площадки и ширины обоих кюветов поверху (см.рис. 4.1 б).

 

Приведенные формулы позволяют определить основные объемы насыпи или выемки при одинаковой или переменной крутизне их откосов.

Полученные расчетные данные заносим в  таблицу соответственно для насыпей и выемок.

 

4.2.2 Дополнительный объем из-за косогорности участка

 

Дополнительный объем, возникающий вследствие косогорности (помимо основных размеров конструкции земляного полотна) главным образом зависит от сочетания величин крутизны их откосов и поперечного уклона пересекаемой местности.

На поперечном профиле насыпи, расположенной на косогоре (рис. 4.2), дополнительный объем образуется за счет площади заштрихованной части.

Определяем дополнительные объемы земляных работ  для выемки пикет ПК0+00

 

                                                                                     (4.3)

 

                         м3

 

 

Определяем дополнительные объемы земляных работ насыпи пикет ПК6+00

 

                                                                                        (4.4)

 

               

178,08 м3

 

Полученные расчетные данные для каждого элементарного участка заносим в  таблицу соответственно для насыпей и выемок.

 

                                       

                                

                           

Рис. 4.2. Поперечный профиль насыпи на косогоре:

а — при постоянной крутизне откосов; б — при переменной крутизне одного из откосов; в — при переменной крутизне обоих откосов

 

 

 

 

 

4.2.3 Объем кюветов в выемках определяется по формуле:

 

                                                         (4.6)

 

Площадь поперечного сечения кювета (ω) определяется шириной его дна (0,4 м), высотой (0,6 м) и крутизной откосов (1:m), равной крутизне прилегающего откоса выемки.

После подстановки этих значений объем кюветов с обеих сторон выемки

 

                                                        Vкюв=0,8L(1+3m)                                                (4.7)

 

 

 

Полученные данные заносят в таблицу.

 

 

4.2.4 Растительный и плодородный слой 0,2 м необходимо снять на площади, ограниченной размерами основания насыпи или верха выемки, а также верха резерва (в случае его закладки для отсыпки насыпи).

Протяженность таких участков принимается ориентировочно по ситуационной схеме на продольном профиле (в составе задания).

Ширина основания насыпи (а) определяется по ее поперечному профилю и расчитывается по формулам, приведенным в таблице 4.2 методических указаний.

Аналогично определяется и ширина выемки поверху с заменой «b» на «В», равное сумме размеров основной площадки и обоих кюветов поверху, т.е.

 

B = b + 2 · (0,4 + 1,2m)

 

B = b + 2 · (0,4 + 1,2 · 1,5) = 6,2 + 4,4 = 10,6 м

 

где m - знаменатель показателя крутизны откоса кювета.

 

Определение объемов работ по снятию растительного слоя:

 

Для насыпи:

                                                Vрас.сл = 0,2 · L · 100;                                              (4.7)

 

                                        Vрас.сл = 0,2 · 100 · 100 = 2000 м3;

Для выемки:

                                                Vрас.сл = 0,2 · L · 30;                                                (4.8)

 

                                         Vрас.сл = 0,2 · 100 · 30 = 600 м3;

 

После определения объемов работ по снятию растительного слоя (м3) полученные данные заносят в таблицу  (для насыпи и резерва) со знаком «+» и  (для выемки) со знаком «-».

 

4.2.5 Объем сливной призмы (рис. 4.4) определяют по формуле:

 

Vс.п. = 0,075 · L · (2,3 + b)

 

Vс.п.

 

Полученные данные заносят в  таблицу  для насыпи со знаком «+», а  для выемки со знаком «-».

 

а) при глинистых грунтах, песках недренирующих мелких и пылеватых

б) при грунтах скальных, крупнообломоных, крупных и средней крупности песках

Рис. 4.4.

Поперечное очертание основной площадки земляного полотна на прямых участках.

 

4.3 Ведомость подсчета  объемов земляных работ представлены в табличной форме (стр. №______)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС.

 

Распределение земляных масс производится непосредственно после составления графика попикетных объемов работ.

При выполнении этой части проекта следует руководствоваться следующими основными принципами:

а) весь объем пригодного грунта в выемке должен быть по возможности использован для отсыпки насыпи, а при его излишке избыточная часть подлежит перемещению в отвал (рекультивация карьеров, засыпка оврагов, промоин, ремонт землевозных и подъездных автодорог и т.п.);

б) при недостатке грунта в выемках или его непригодности для возведения насыпи следует предусмотреть доставку грунта из действующих или вновь открываемых карьеров, удаленных не более, чем 3 км от участка строительства;

в) использование грунтов из резервов для отсыпки насыпей, а также устройство кавальеров (перемещение из выемок) должно применяться в исключительных случаях. Такое решение требует дополнительного обоснования (отсутствие условий для открытия карьеров, большие затраты на строительство землевозных дорог,  нецелесообразность  открытия карьеров или строительства землевозных автодорог к отвалам из-за незначительного объема грунта, необходимость использования-кавальеров или резервов в качестве водоотводных сооружений и т.д.); поскольку помимо нанесения ущерба окружающей среде возникают дополнительные затраты как при подготовке территории строительства, так и в процессе эксплуатации построенного участка дороги. Как правило, применение поперечной схемы при сооружении земляного полотна может рассматриваться при рабочих отметках до 1,5-2,0 м.

После принятия решения по распределению земляных масс особое внимание следует обратить на правильность определения среднего расстояния между центрами их тяжести при продольном перемещении грунта (из выемок в насыпь).

 

Продольный профиль участка железной дороги выполнен на миллиметровой бумаге в масштабе 1:200. Он представлен тремя выемками объемом 56384,61 м3, и тремя насыпями объемом 49919,54 м3. Так же  представлен график попикетных объемов и распределения земляных масс и календарный график выполнения земляных работ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. ВЫБОР МАШИН ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ.

Наиболее трудным процессом при строительстве новой ж.д. линии является возведение земляного полотна, которое сооружается в самых разнообразных, часто очень не благоприятных гидрометеорологических условиях в ограниченные сроки. Земляное полотно железной дороги относится к постоянным земляным сооружениям, является одним из важнейших элементов пути и служит основанием для его верхнего строения. К качеству земляного полотна предъявляются повышенные требования при подготовке оснований и производстве земляных работ. Земляное полотно должно быть прочным и устойчивым, воспринимать проектные, постоянные и временные нагрузки, противостоять действию выветривания и воды.

 

Технологический процесс сооружения земляного полотна представляет собой сложный комплекс, включающий ряд работ, для выполнения которых применяются различные машины. Правильный выбор способа производства работ и ведущих машин влияет на технико-экономические показатели, качество и сроки производства работ. Современный парк машин представлен широкой номенклатурой, позволяющей применять различные машины для выполнения одних и тех же процессов.

 

Выбранные  машины должны обеспечить выполнение работ в заданные сроки при условии внедрения комплексной механизации, современной техники и прогрессивных способов производства работ, создания условий для повышения производительности труда и получения наилучших технико-экономических показателей. 

 

Для выполнения всего комплекса работ выбираем следующие типы машин:

- для удаления непригодного для строительства грунта – экскаватор и самосвалы;

- для перемещения грунта из насыпи в выемку и добавления недостающего –  скрепер;

- для уплотнения грунта –  катки;

- для окончательного профилирования – автогрейдер.

 

Для выполнения всего комплекса работ в установленные сроки произведем расчет для выбора конкретного типа машин.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ,

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ И СТОИМОСТЬ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАШИН,

ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ.

Таблица 1

 Автомобили-самосвалы

 

Модель	Грузо-подъём-ность  q, т	Скорость движения V, км/ч		Стоимость эксплуа-тации, у.е./ч
		по грунтовым дорогам	по дорогам с твёр-дым покрытием
ЗИЛ-ММЗ-45085	5,8	30	45	3,4

 

Производительность  ,  м3/ч

                          

где  qа – грузоподъёмность автомобиля-самосвала, т; 

     r -  плотность материала, т/м3 (см. прил. 2);

    L – дальность транспортировки, км;

     tп – время погрузки автомобиля, ч (см. табл.2);

    tР – время разгрузки автомобиля, ч (tр = 0,05 ч);

     Kв – коэффициент использования внутрисменного времени (Kв = 0,75);

    Kт – коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной (Kт = 0,70).

 

 м3/ч

Таблица 2

Затраты времени на погрузку

 

Грузо-подъёмность самосвала, т	Длительность погрузки (tп), ч
	сыпучие материалы		асфальтобетон и цементобетон
	экскаватор q £ 0,65 м3, погрузчик	экскаватор q > 0,65 м3
5…8	0,16	0,12	0,10
8…12	0,20	0,14	0,12
12…15	0,27	0,18	0,14
15…18	0,30	0,20	0,16

 

 

 

 

Таблица 3

Автогрейдеры

 

Модель	Длина отвала b, м	Высота отвала h, м	Рабочая скорость VP, км/ч		Стоимость эксплуатации, у.е./ч
			при разрав-нивнивании	при профи-лировании
ДЗ-98	4,12	0,71	5,0	12,0	7,8

 

Производительность при профилировании поверхности

 

, м2/ч,

 

где b – длина отвала, м;

      a - угол установки отвала в плане (в среднем a=50о);

      а – величина перекрытия следа, м (а = 0,5 м);

      lпр – длина прохода машины, м;

     Vр – рабочая скорость, км/ч (см. в табл. 4 рабочую скорость Vр при профилировании);

     tразв – время разворота, ч (tразв = 0,01 ч);

      tпер – затраты времени на переключение передач, подъём и опускание рабочего органа, ч (tпер = 0,005 ч);

      n – число проходов по одному следу (n=3…4);

     Kгр - коэффициент, учитывающий группу материала по трудности разработки (см. табл. 5);

Kв, Kт – см. автомобили-самосвалы (Kв = 0,75; Kт 0,60).

 

 м2/ч

Таблица 4

 

Группа грунта	1	2	3	4
Kгр	1,0	0,8	0,65	0,5

 

 

 

 

Таблица 5

Скреперы

 

Модель и тип машины	Вместимость ковша q, м3	Ширина захвата b, м	Рабочие скорости, км/ч			Стоимость эксплуатации, у.е./ч
			VЗ (VР)	VП	VОБ.Х
ДЗ-115 самоходный	15,0	3,02	2,5	25,0	35,0	14,9