Производство работ по сооружению участка железнодорожного земляного полотна

Производство работ по сооружению участка железнодорожного земляного полотна

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра пути и строительства железных дорог

Курсовой проект

По дисциплине: «Технология, механизация и автоматизация железнодорожного строительства»

На тему: «Производство работ по сооружению участка железнодорожного земляного полотна»

Выполнил:

студент 283 группы

Пичеев А.В.

Проверила:

Щенникова Т. В.

Самара 2010

Содержание

Введение

. Исходные данные по проектированию производства земляных работ

.1 Технические параметры земляного полотна

.2 Определение объемов земляного полотна

.2.1 Обработка продольного профиля

.2.2 Определение общих объемов земляных масс с учетом необходимых поправок

.3 Производство подготовительных и отделочных работ

. Распределение земляных масс

.1 Построение графика попикетных объемов

.2 Определение характеристик производственных участков с использованием кривой распределения земляных масс

. Выбор способов производства земляных работ

.1 Выбор приемлемых вариантов комплектов машин для производства земляных работ

.2 Расчет технико-экономических показателей и сравнение вариантов комплектов машин для производственного участка земляных работ

. Проектирование технологии, организации труда и технологические расчеты при проектировании производства земляных работ

.1 Проектирование технологических схем производства земляных работ

.1.1 Производство работ скреперами

.1.2 Производство земляных работ бульдозерами

.1.3 Производства работ экскаваторами - прямая лопата

.2 Тяговый расчет при работе скрепера ДЗ-26

.3 Расчет производительности ведущих машин, их количества и сроков производства работ для каждого производственного участка

.4 Выбор марок автосамосвалов и определение их потребного количества при экскаваторной разработке

.5 Организация труда при производстве земляных работ

. Проектирование календарного графика производства земляных работ

. Проектирование технологической карты

.1 Область применения

.2 Организация и технология строительного процесса

.2.1 Схема производства работ

.2.2 Указания по производству работ

.2.3 Калькуляция затрат труда и заработной платы на производство земляных работ

.2.4 График производства работ

.2.5 Материально-технические ресурсы

.3 Технико-экономические показатели

. Технико-экономические показатели земляных работ

. Проектирование варианта производства буровзрывных работ

. Мероприятия по технике безопасности при производстве земляных и буровзрывных работ

.1 Меры безопасности при работе экскаватора в забое

.2 Меры безопасности при работе скрепера

.3 Меры безопасности при работе бульдозера

.4 Меры безопасности при буровзрывных работах

Список используемой литературы

Введение

Целью курсового проекта является разработка комплекса вопросов, касающихся производства работ по сооружению участка железнодорожного земляного полотна протяженностью три километра.

Предполагаем, что строительство ведется в районе умеренного климата в период положительных температур. Трасса проходит через кустарник, хвойный лес, пустошь, березовый лес. Данная ситуация учтена при разработке пункта 1.3. На заданном участке расположен железобетонный мост отверстием 50 м (ПК 895+00), железобетонная труба отверстием 4 м (ПК905+00). Имеются два участка кривой пути: R=2000 м и R=2500 м; участок косогора с показателем n=7 и участок ломаного профиля. Предполагая, что участок выемки от ПК 907+60,73 до ПК 914+78,47 сложен скальными грунтами VIII категории. Производим разработку варианта производства буровзрывных работ. Все разделы разрабатываются с учетом требований техники безопасности и с соблюдением условий, связанных с охраной окружающей среды.

1. Исходные данные по проектированию производства земляных работ

1.1 Технические параметры земляного полотна

Основными документами при проектировании земляных работ являются продольный профиль, на котором указаны рабочие отметки насыпей и выемок, искусственные сооружения, кривые участки пути, растительность в пределах полосы отвода, и поперечные профили земляного полотна.

Категория железнодорожной линии-1;

Вид грунта - песок;

Срок производства работ-60 суток.

Рис. 1.1. Типовой поперечный профиль насыпи из недренирующего грунта:

а) с резервами; б) без резервов;

- основная площадка; 2 - сливная призма; 3 - бровка насыпи; 4 - откосы насыпи; 5 - резервы; 6 - бермы; 7 - водоотводные канавы; 8 - границы полосы отвода

Технические параметры конструктивных элементов земляного полотна определяются в соответствии с СТНЦ-01-95 «Железные дороги колеи 1520мм».

Определение основных технических параметров земляного полона (рис.1.1;1.2) заключается в:

определении уширения земляного полотна в кривом участке пути;

-определении откосов насыпей и выемок.

Рис. 1.2. Типовой поперечный профиль выемки с кавальерами в недренирующих грунтах:

а) без закюветных полок; б) с закюветными полками шириной с;

- основная площадка; 2 - сливная призма; 3 - бровка выемки; 4 - откосы выемки; 5 - банкет; 6 - кавальеры; 7 - бермы; 8 - границы полосы отвода; 9 - забанкетная канава; 10 - нагорная канава; 11 - кюветы; 12 - закюветные полки

Ширина основной площадки земляного полотна, зависит от вида грунта и категории линии. Для данного проекта при категории линии I и вида грунта - песок, ширина основной площадки земляного полотна имеет значение =6,6м.

На кривом участке пути при радиусах R=2500м и R=2000м величина  увеличивается на величину ΔB=0,3м.

.2 Определение объемов земляного полотна

.2.1 Обработка продольного профиля

Данная обработка включает в себя определение пикетных положений и рабочих отметок, характерных точек- нулевых мест, мест изменения ширины основной площадки земляного полотна и границ у устоев моста.

1)    Определение местоположения нулевых точек

Местоположение нулевых мест (переходов, выемок в насыпи и наоборот) определяем, исходя из пропорционального отношения:

 (1.1)

 (1.2)

Y = L - X, (1.3)

где Х - расстояние от нулевого места до ближайшей предыдущей пикетной или плюсовой точки, м;

L - расстояние между ближайшими к нулевому месту пикетными или плюсовыми точками насыпи и выемки, м;

Н₁, Н₂ - рабочие отметки указанных точек насыпи и выемки, м.

Рис. 1.3. Расчетная схема к определению местоположения нулевых точек

Определяем местоположение нулевых точек по вышеуказанным формулам и полученные величины заносим в таблицу 1.1.

Таблица 1.1. Ведомость расчетов по определению местоположения нулевых точек.

2)    Определение отметок начала и конца первого кривого участка пути.

Рис. 1.4. Расчетные схемы к определению отметок начала и конца первой кривой

Отметка начала и конца кривой, требующей уширения земляного полотна, определяются по формуле:

 (при Н₁ < Н₂); (1.4)

 (при Н₁ > Н₂), (1.5)

где Ннк- искомая рабочая отметка начала кривой, расположенная на расстоянии L- от пикетной точки с рабочей отметкой Н₁, м;

Нкк- Искомая рабочая отметка конца кривой, расположенная на расстоянии L- от пикетной точки с рабочей отметкой Н₂, м;

Ннк = 1,12 + (2,39-1,12)  = 1,27 (м);

Нкк = 2,41 + (5,26-2,41)  = 5,88 (м).

1.   Определение отметок начала и конца второго кривого участка пути.

Рис. 1.4.1. Расчетные схемы к определению отметок начала и конца второй кривой

Ннк = 5,38 + (6,17 - 5,38) = 5,72 (м);

Нкк = 2,51 + (4,15- 2,51)  = 3,21 (м).

3)    Определение отметок начала и конца моста.

а) определение отметок передних граней устоев моста.

Рис. 1.5. Расчетная схема к определению отметок передних граней устоев моста

Для определения отметок передних граней устоев моста от оси моста в обе стороны откладываем величину, равную половине отверстия моста: .

Отметки передних граней устоев моста определяем по формулам:

 (1.6)

 (1.7)

б) определение длины моста:

Lм = Iотв + 1,25(Н₁+Н₂); (1.8)

где Lм - длина моста, м;отв - отверстие моста, м;

,25- крутизна откоса конуса.м = 50+ 1,25(10,36+10,19)=75,25 (м).

в) определение отметок начала и конца моста.

С данной целью откладываем в обе стороны от оси моста отрезки, равные половине длины моста: .

Рис. 1.6. Расчетная схема к определению отметок начала и конца моста

Отметки начала и конца моста определяем по формулам:

Ннм = Н1 + ; (1.9)

Нкм = Н2 + ; (1.10)

Ннм = 8,42 +  = 10,03 (м);

Нкм= 9,37 +  = 9,77 (м).

1.2.2 Определение общих объемов земляных масс с учетом необходимых поправок

Объемы земляных масс будем определять, пользуясь формулой, предложенной д.т.н. профессором С. П. Першиным. Исходя из его методики, предполагается, что любой участок железнодорожного земляного полотна имеет форму полного или усеченного клина.

Рис. 1.7. Трапецеидальный клин

Рабочая универсальная формула имеет вид

, (1.11)

где Н - максимальная отметка в граничном сечении рассматриваемого участка, м;- длина участка, м;- показатель крутизны откоса земляного полотна;

В - ширина меньшего основания рассматриваемой трапеции, м;

j₁(a), j₂(a) - некоторые функции, зависящие от a.

 (1.12)

где Н₁, Н₂ - рабочие отметки в начале и конце рассматриваемого участка, м, причем Н₁ - минимальная отметка, Н₂ - максимальная.

Если у насыпи или выемки нет перелома крутизны откоса, то в расчетах следует принять для насыпей В=Вₒ, для выемок В = Вₒ+ 4,4. В кривых учитываем уширение на величину Δ=0,3 м.

В общем случае формула Першина требует ввода ряда поправок.

1)   поправка на наличие кюветов.

Объем кюветов определяется по формуле

= 1,56  L, (1.13)

где L - длина участка, м;

,56 - поперечная площадь двух кюветов, м²;

2)   поправка на объем, занимаемый трубой.

=(a + 2δ)  (в + 2 d)  Lтр; (1.14)тр = В + 2m₁6 + m₂ (H-6), (1,15)

где а, в - отверстие и высота прямоугольной трубы, м;

δ, d- толщина боковых стенок и верхнего ригеля трубы, м;

Lтр - длина трубы, м.

Lтр = 6,6 + 21,5

Vm = (4+20,24)  (2,5 + 20,4)  31,05 = 459,04 (м³);

3)   поправка на наличие косогорости.

Дополнительный объем земляных работ на косогоре при сооружении на нем насыпей или выемок определяется по формуле

; (1.16)

, (1.17)

где F_кг - увеличение площади поперечного сечения насыпи или выемки на косогоре по сравнению с прямым участком пути, м²;

m - показатель крутизны откоса насыпи или выемки;- показатель крутизны косогора;

Рис. 1.8. Поперечный профиль насыпи на косогоре

В данном курсовом проекте вычисляем дополнительный объем работ на участке косогора, он располагается на трех пикетах.

Рис. 1.9. Расчетная схема к определению площадей т объемов на косогоре

кг-1 = (11 + 2 1,5  1.65)²  = 2,035 (м²);

Fкг-2 = (11 + 2 1,5  3,35)²  = 3,54 (м²);

Fкг-3 = (11 + 2 1,5  4,40)²  = 4,68 (м²);

Vкг-1 =  100 = 380 (м³); Vкг-2 =  100 = 237,54 (м³).

Определение объемов земляных работ на участке ломаного профиля.

В курсовом проекте данный участок располагается на трех пикетах. На участке ломаного профиля подсчет объемов земляных работ ведем по формуле

, (1.18)

Рис. 1.10. Расчетная схема к определению площадей и объемов на участке ломаного профиля

= . (1.19)

. (1.20)

Пользуясь формулами (1.30) и (1.31) и рисунками (1.14-1.16), определяем площади поперечных сечений.

При рабочей отметке 3,85 м, F₁ = 39,69 м².

При рабочей отметке 5,12 м, F₂ = 41,47 м².

При рабочей отметке 6,97 м, F₃ = 55,025 м².

Пользуясь формулой (1.29), вычисляем объем земляных работ:₁ =  100 = 4058 (м³);

V₂ =  100 = 4824,75 (м³);

Общие объемы земляных масс с учетом всех поправок определяются по формулам:

для насыпи

н = К1  К2 (Vпо формуле - Vтр +Vкг +Vсл пр), (1.21)

для выемки

Vв = К₃  (Vпо формуле + Vкюв - Vсл пр), (1.22)

где К₁- коэффициент, учитывающий запас на укладываемость грунта в теле насыпи, К₁ = 1,05;

К₂ - коэффициент, учитывающий запас на осадку и планировку насыпей, К₂= 1,13;

К₃- коэффициент, учитывающий недобор грунта в выемке, К₃ = 0,9.

Дополнительный объем земляных масс на косогоре и поправка на наличие трубы вводится в формулу только на тех пикетах, где они находятся по заданию на профиле. Результаты подсчета объемов с учетом всех поправок сводим в ведомость попикетных объемов (таблица 1.2).

1.3 Производство подготовительных и отделочных работ

Подготовку территории строительства, которая заключается в расчистке полосы отвода, осуществляем в соответствии с утвержденными нормативами на подготовительный период строительства.

При проектировании подготовительных работ предусматриваем мероприятия, обеспечивающие рубку леса строго в зоне полосы отвода, избегая порчу лесонасаждений.

Рис. 1.11. Схема расчистки полосы отвода:

- разделочная площадка; 2 - корчеватель; 3 - поваленные деревья 4 - трелевочный волок; 5 - граница полосы отвода; 6 - трелевочный трактор; 7 - узкая колея; 8 - вагонетка; 9 - штабеля бревен

Намечаем последовательность работ по расчистке территории. Выбираем для этого нужные комплекты машин. Отделочные работы выполняем вслед за окончанием сооружения земляного полотна без перерыва во времени. Расчистку полосы отвода от мелколесья, пней, крупных валунов выполняем после вырубки леса в зоне полосы отвода, предусмотренной проектом. Вырубку леса производим на перегонах сплошь в пределах расположения земляного полотна, включая бермы, водоотводные устройства, линии связи, притрассовые и автомобильные дороги, а также на местах будущих карьеров и других сооружений. На станциях вырубку производим участками под станционные пути, здания и сооружения.

Пни корчуем на участках расположения мелких выемок, берм, канав, в основании насыпи высотой до 1 метра, а также на участках расположения выемок, грунт которых используем для отсыпки насыпей.

Под насыпями высотой более одного метра разрешается оставлять пни с таким расчетом, чтобы они не выступали над поверхностью земли более чем на 20 см. Пни корчуем механизированным способом, с использованием бульдозеров и корчевателей. Корчевку крупных пней производим с помощью взрыва. Мелколесье срезаем кусторезом или бульдозером. При этом острые пеньки не должны выступать над поверхностью земли. Чтобы не повредить покрышки автосамосвалов. Образовавшиеся после уваления крупных пней и корней ямы, засыпаем грунтом, однородным с грунтом основания насыпи, и тщательно уплотняем. Выкорчеванные пни, корни перемещаем к оси дороги, сжигаем или вывозим за пределы полосы отвода. Крупные камни дробим при помощи взрыва, а затем убираем за пределы полосы отвода. В последнее время достаточно широко используются мощные путепрокладчики, осуществляющие валку леса, срезку кустарника и мелколесья, корчевание пней.

Для корчевания пней и срезки мелколесья используем следующие машины и оборудование:

-     гусеничный трактор и сменное оборудование к нему: бульдозер, кусторез, корчеватель-собиратель;

-        цепная бензомоторная пила.

Состав комплексной бригады:

      машинист бульдозера шестого разряда - 1 чел.;

-        рабочий четвертого разряда - 1 чел.

Для устройства водоотводных и нагорных канав в период подготовительных работ осуществляются разбивочные работы, обеспечивающие проектное расположение канав в плане. В процессе производства работ ведется контроль за глубиной канав и продольными уклонами. Водоотводы устраиваем до начала сооружения земляного полотна с целью предотвращения поступления к нему воды. Как в период производства работ, так и в период эксплуатации дороги. В ряде случаев водоотводы устраиваем в целях осушения местности. Водоотводы размещаем в полосе отвода с таким расчетом, чтобы расстояние от наружной бровки водоотвода до границы полосы отвода было не менее 1,5 метров. Для устройства водоотводных канав используем комплект машин:

-     экскаватор-планировщик Э-4010-1шт.;

-        автосамосвалы грузоподъемностью 4,5 т-2шт.;

Состав комплексной бригады:

      машинист экскаватора шестого разряда-1 чел.;

-        помощник машиниста пятого разряда- 1 чел.;

         водители автосамосвалов-2 чел.

В состав отделочных работ входят:

-     планировка основной площадки земляного полотна и нарезка сливной призмы;

-        планировка откосов насыпей и выемок, придание им нужной крутизны;

         нарезка кюветов в выемках.

Для планировки основной площадки с нарезкой сливной призмы используем машину автогрейдер, снабженный автоматизированной системой «Профиль-30» для автоматического регулирования отвала.

Состав бригады:

-     машинист автогрейдера шестого разряда - 1 чел.;

-        рабочие, занятые на разбивке и установке копирного троса третьего разряда - 2 чел.

При планировке откосов с рабочими отметками до 3,5 метров используем автогрейдер, оборудованный откосниками. При больших рабочих отметках применяем экскаватор-планировщик, а для нарезки кюветов используем тот же комплект машин, что и для устройства водоотводов.

2.   Распределение земляных масс

Железнодорожное земляное полотно состоит из непрерывно чередующихся насыпей и выемок.

Суммарный объём грунта всех насыпей и выемок железнодорожных линий составляет профильную кубатуру земляного полотна.

При распределении земляных масс с целью сокращения рабочей кубатуры следует максимально (по возможности полностью) использовать грунт, получаемый при разработке выемок, для возведения насыпей. В этом случае рабочая кубатура минимальна.

Решение задачи определения минимального значения рабочей кубатуры составляет сущность распределения земляных масс.

2.1    Построение графика попикетных объемов