Производство земляных работ при возведении гидроузла
Содержание
Введение
. Схема пропуска расходов в
период строительства
. Определение состава работ и
технологической последовательности их выполнения
. Подсчет объемов земляных работ по
видам
.1 Объем растительного грунта
.2 Объем котлована под бетонное сооружение
.3 Объем перемычки
.4 Объем выемки под зуб
.5 Объем тела плотины
.6 Объем пазух котлована
. Составление баланса объемов
земляных работ и схемы их перемещения
. Проектирование кавальеров
(отвалов) и перемычек, пионерной траншеи и котлована
.1 Проектирование отвалов
растительного грунта
.2 Проектирование перемычек
.3 Проектирование пионерной траншеи
. Проектирование водоотлива и
водопонижения
. Подбор и расчет транспортных
средств по видам, грузоподъемности, определение их количества, коэффициентов использования
их по времени и грузоподъемности
. Выбор и обоснование методов
производства земляных работ по разработке выемок, возведению качественных
насыпей. Подбор оборудования, машин и их количества
.1 Снятие растительного грунта
.2 Разработка грунта в котловане
.3 Разработка грунта в карьере для
тела плотины, экрана и перемычек
.4 Устройство выемки под зуб
.5 Укладка грунта в качественные
насыпи
.5.1 Определение количества и
размеров карт отсыпки
.5.2 Разгрузка грунта
.5.3 Разравнивание грунта на карте отсыпки
.5.4 Увлажнение грунта
.5.5 Уплотнение грунта
.6 Засыпка пазух котлована
.7 Разравнивание грунта при
устройстве перемычек
.8 Разборка грунта перемычек
Литература
земляной строительство гидроузел
котлован
Введение
Земляные работы при строительстве гидроузлов
имеют весьма большой удельный вес, как по физическим объемам, так и по
трудоемкости и стоимости выполнения, а так же разнообразные условия
производства. Многогранность условий делает необходимым находить наиболее
эффективные решения при выполнении работ.
В курсовом проекте разработана технологическая
последовательность выполнения основных видов земляных и сопутствующих им работ
на весь период строительства гидроузла, разработан проект производства работ по
устройству котлована под бетонные сооружения и насыпной грунтовой плотины,
подобраны марки машин, их количество и определено потребность в рабочей силе.
Плотина неоднородная с экраном, с отметкой
гребня 78,5, ширина гребня 6,0 м; заложение верхового откоса 2,75, низового -
2. Тело плотины и основание (грунты карьера) - песок крупнозернистый. В НБ
имеется дренажная призма, отметка гребня которой 46,5. Заложения верхового
откоса призмы 1, низового-1.5.
Снятие растительного грунта на 0,3м. В теле
плотины имеется зуб.
Влажность грунтов карьера для песка
крупнозернистого 6%, а суглинка 7%; дальность перемещения песков
крупнозернистых 12,5 км, суглинка18 км.
В данном курсовом проекте рассматривается
русловая компоновка основных гидротехнических сооружений, при которой основные
гидротехнические сооружения находятся в русле реки.
1. Схема пропуска расходов в период
строительства
Строительные расход - это расход реки в створе
будущего сооружения во время его строительства.
Схема пропуска строительных расходов
определяется составом и компоновкой основных сооружений гидроузла,
топографических, инженерно-геологических и гидрологических условий.
В данном курсовом проекте возведение речных
гидротехнических сооружений осуществляется без отвода воды из естественного
русла реки. Способ пропуска строительных расходов влияет на компоновку
гидроузла.
Для пропуска строительных расходов применяется
метод секционных перемычек, т.к. целесообразнее всего возводить при русловой
компоновке (на широких руслах, допускающих значительное стеснение русла).
Пропуск строительных расходов осуществляется
следующим образом: отсыпаются перемычки 1-ой очереди. Под их защитой возводится
бетонное водопропускное сооружение 1-ой очереди, при этом строительный расход
проходит через суженную часть русла.
После того, как под защитой перемычки возведено
сооружение 1-ой очереди до той степени готовности, при которой можно пропустить
строительный расход через него. Перемычки первой очереди разбираются и
отсыпаются перемычки 2-ой очереди, примыкающие к разделительной стенке. Под
защитой перемычек 2-ой очереди возводится бетонное сооружение 2-ой очереди, а
строительный расход в это время проходит через сооружение 1-ой очереди.
Створ гидроузла расположен таким образом, чтобы
в период строительства создавалось наименьшее стеснение живого сечения реки, и
объем перемычек был минимальным.
2. Определение состава работ и технологической
последовательности их выполнения
Состав и технологическая последовательность
работ при строительстве гидроузла зависят от состава и компоновки сооружений
гидроузла, и принятой исходя из этого схемой пропуска строительных расходов.
При русловой компоновке бетонных сооружений
работы выполняются в две очереди и в следующей технологической
последовательности:
I-ый этап
строительства:
) Снятие растительного грунта бульдозером в зоне
строительства перемычки II-ой
очереди и уширения русла реки.
) Уширение русла реки:
а) Разработка грунта экскаватором драглайном;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами;
) Снятие растительного грунта бульдозером под
перемычки I -ой очереди;
) Устройство перемычек I-ой
очереди:
а) Разработка грунта в карьере для перемычки
экскаватором с прямой лопатой;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами для
устройства перемычек;
в) Разравнивание грунта бульдозером;
) Устройство средств водопонижения для
начального водоотлива.
) Начальное водопонижение из замкнутого
пространства.
) Поддержание котлована в осушенном состоянии.
) Устройство котлована I-ой очереди с въездной
траншеей:
а) Разработка котлована экскаватором драглайном;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами;
) Возведение бетонного сооружения I-ой
очереди.
) Разборка средств водопонижения.
) Засыпка пазух бетонного сооружения I-ой
очереди:
а) Разработка грунта в карьере экскаватором с
прямой лопатой;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами к
месту укладки;
в) Разравнивание грунта бульдозером;
г) Увлажнение грунта;
д) Уплотнение грунта катками;
) Разборка перемычек I-ой
очереди.
а) Разработка грунта экскаватором драглайном;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами;
II-ой этап
строительства:
)Устройство перемычек II-ой
очереди:
а) Разработка грунта в карьере для перемычки II-ой
очереди экскаватором с прямой лопатой;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами для
устройства перемычек;
в) Разравнивание грунта бульдозером;
) Устройство средств водопонижения для
начального водоотлива.
) Начальное водопонижение из замкнутого
пространства.
) Поддержание котлована в осушенном состоянии.
) Устройство котлована II-ой
очереди с въездной траншеей:
а) Разработка котлована экскаватором драглайном;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами;
) Возведение бетонного сооружения II-ой
очереди.
) Разборка средств водопонижения.
) Засыпка пазух бетонного сооружения II-ой
очереди:
а) Разработка грунта в карьере экскаватором с
прямой лопатой;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами к
месту укладки;
в) Разравнивание грунта бульдозером;
г) Увлажнение грунта;
д) Уплотнение грунта катками;
) Разборка перемычек II-ой
очереди.
а) Разработка грунта экскаватором драглайном;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами;
) Снятие растительного грунта бульдозером под
грунтовую плотину;
) Устройство зуба:
а) Отрывка зуба экскаватором с обратной лопатой;
б) Транспортирование грунта автосамосвалами;
) Устройство земляной плотины:
а) Разработка грунта тела плотины экскаватором с
прямой лопатой (песок среднезернистый);
б) Транспортировка грунта тела плотины
автосамосвалами;
в) Разравнивание грунта тела плотины
бульдозером;
г) Увлажнение грунта тела плотины;
д) Уплотнение грунта тела плотины катками;
е) Разработка грунта экрана плотины экскаватором
с прямой лопатой (супесь);
ж) Транспортировка грунта экрана плотины
автосамосвалами;
з) Разравнивание грунта экрана;
и) Увлажнение грунта экрана;
к) Уплотнение грунта экрана;
) Устройство креплений откосов плотины;
3. Подсчет объемов земляных работ по видам
.1 Объем растительного грунта
Площадь полосы срезки F
- это произведение толщины слоя растительного грунта на ширину плотины понизу.
После чего определяется средняя площадь между
характерными точками
и далее объём срезаемого грунта между
характерными точками, который требуется снять, определяется как произведение
площади снятия на толщину слоя растительного грунта (плотность 1200 кг/м3)
Для нахождения общего объема срезаемого грунта
суммируются объемы растительного грунта между характерными точками. Отдельно
ведется подсчет для левобережного и правобережного.
Согласно рис.1. объем растительного грунта под
грунтовую плотину:
- для левобережного 
=19231,5 м3
для правобережного =14778 м3
.2 Объем котлована под бетонное сооружение
Грунт котлована - песок крупнозернистый I
группы с плотностью 1600 кг/м3(рис.2).
Объем котлована был найден исходя из его
геометрических размеров
VкотлIочереди=
(м3),
3.3 Объем перемычки
Грунт перемычек - песок крупнозернистый I
группы с плотностью 1600 кг/м3.
Объем насыпи определяется исходя из площади
сечения в характерных точках и расстояния между ними (с нарастанием):
Объем перемычки I-ой очереди
определяется: 
Объем перемычки II-ой очереди
определяется: 
.4 Объем выемки под зуб
Грунт зуба - суглинок.
Определяется как произведение площади
поперечного сечения зуба на длину плотины (исключая бетонное сооружение, т.к
под ним нет бетонного сооружения).
L- расстояние
между характерными точками, L=935(см. рис. 1)
hз
(
3.5 Объем тела плотины
Грунт тела плотины - песок крупнозернистый.
Группа грунта - I, плотность
1600 кг/м3.
Объем тела плотины определяется следующим
образом.
Для вынесения оси сооружения в натуру
назначаются пикеты, которые идут через 100м. Далее находятся отметки
поверхности земли без учета слоя растительного грунта в характерных
точках(точках перегиба рельефа местности, начала и окончания сооружения). После
чего находится высота плотины в характерных точках (от отметки гребня плотины
отнимается отметка слоя растительного грунта). Далее ищется ширина плотины
понизу в характерных точках, которая зависит от высоты плотины:
Нпл=(
.
Нпл зависит от
характерной точки (для каждой точки находится высота понизу). После этого
определяется площадь поперечного сечения плотины в харакрерных точках (по
формуле трапеции).
Далее находится средняя площадь
плотины между характерными точками.
Расстояние между характерными
точками определяется замером расстояния с учетом масштаба. Объем плотины между
характерными точками:
После чего находится объем насыпи с
нарастанием.
.
3.6 Объем пазух котлована
Объем пазух котлована определяется геометрически
(см. рис.3 и рис.4), который равен разности между объемами котлована и подземной
части сооружения
4. Составление
баланса объемов земляных работ и схемы их перемещения
.
Карьеры грунтов располагаются на
расстоянии 12,5 км для песка крупнозернистого, для суглинка 18 км от места
укладки.
5. Проектирование кавальеров (отвалов) и
перемычек, пионерной траншеи и котлована
.1 Проектирование отвалов растительного грунта
Слой растительного грунта срезается и перемещается
при помощи бульдозеров в кавальеры. Кратчайший путь-это перпендикулярно оси
плотины.
Этот слой растительного грунта отсыпается в
отвал, с заложениями откосов: со стороны наезда бульдозера - 2, с
противоположной стороны - 1.
Площадь поперечного сечения кавальера
растительного грунта равна произведению площади поперечного сечения полосы
срезки растительного на коэффициент первоначального разрыхления:
- площадь срезки;
k=1,2 -
коэффициент первоначального разрыхления;
Поперечная площадь кавальера
левобережья плотины 
. Поперечная
площадь кавальера правобережья плотины 
5.2 Проектирование перемычек
Расположение перемычек в плане зависит от
принятой компоновки основных гидротехнических сооружений и схемы их возведения
и принимается так, чтобы максимально удовлетворить следующие требования: при
ограждении перемычками должно быть достаточно пространства для возведения
основных сооружений, а площадь ограждённой территории была минимальной,
перемычки должны иметь рациональную конструкцию и сделаны из местных
материалов.
Высота перемычек определяется глубиной воды в
реке, при которой проходят расчётные строительные расходы. Запас по высоте для
грунтовых незатопляемых перемычек принимается 1м.
Проектирование перемычки в следующей
последовательности:
) Определяется отметка гребня перемычки
(принимается на 1м выше уровня воды при строительном расходе:
.
2) Определяется ширина гребня перемычки,
которая назначается из условия производства работ (для проезда транспорта
минимально 3 м). bгр=6
м.
3) Задается грунт тела перемычки - песок
среднезернистый.
4) Определяются коэффициенты заложения
верхового и низового откосов перемычки, которые зависят от типа грунта и высоты
перемычки: коэффициенты заложения верхового и низового откосов соответственно 3
и 2.
Для защиты откосов перемычек от размыва
производится отсыпка на откос каменного материала толщиной 25 см. На низовом
откосе устраивается дренаж.
5.3 Проектирование котлована
Размеры котлована зависят от размеров бетонного
сооружения и затапливаемых элементов по основанию, глубины их заложения,
способов производства работ, схем движения кранов и транспорта при
бетонировании и монтаже конструкций, типа опалубки, расположения съездов в
котлован и средств водоотлива, а также от очереди строительства, определяемой
схемой пропуска строительных расходов.
Бетонное сооружение для 2-ух очередей
строительства делится на 2 части:
1-ой очереди равен Bc=0,4В=0,4*350=140
м;
2-ой очереди равен Bc=0,6В=0,6*350=210
м.
При разработке котлована под сооружение
одноковшовыми экскаваторами с целью предохранения основания от разрушения
землеройными и транспортными машинами, а также воздействия атмосферных явлений
устраивается недобор грунта в основании котлованов, принимаемый в зависимости
от рабочего оборудования и емкости ковша экскаватора, разрабатывающего
котлован. Принимается защитный слой равный 0,5 м, который разрабатывается затем
вручную.
Ширина котлована Вк и длина Lк
понизу определяется:
ВкI=
Вс+2a=140+2*8=156
м;
ВкII=
210+1*8=226 м;
LкI=
Lс+2a=225+2*8=241
м;
LкII=
=225+2*8=241 м
где а - расстояние между сооружением и нижней
бровкой откоса котлована и зависит от способа производства работ, от способа
водопонижения, наличия складов на дне котлована (а=8, т.к. предусмотрен проход
техники).
Ширина котлована Вкв и
длина Lкв
поверху определяется:
ВкIв=
Вкн+mh′+mh″=156+
1*1+1*9=166м;
ВкIIв=
228+1*8+1*1.2=237.2 м;
LкIв=
Lкн+mh′+mh″=241+
1*9+1*9=259 м;
LкIIв=
241+ 1*8+1*8=257м.
где m
- коэффициент заложения откоса; зависит от глубины выемки и типа грунта (по
табл.3.1[1]) (m=1-глубина выемки
>5 м).
6. Проектирование водоотлива и водопонижения
После отсыпок перемычек (пионерным способом)
пространство между ними заполнено водой. В состав гидроузла входит бетонное
сооружение и для его возведения требуется котлован. Этот котлован будет
затопляться грунтовыми водами, которые нужно откачать. Для этого устраивается
начальный водоотлив.
После ограждения котлована перемычками
устраиваются средства водопонижения.
Откачка должна соблюдать следующие условия:
слишком быстрая откачка воды может повлечь за
собой оплывание откосов перемычек, нарушение казуальной прочности грунтов;
слишком медленная откачка повлечет за собой
увеличение продолжительности строительства.
Необходимо выполнить расчет, в результате
которого определяется продолжительность поперечного водоотлива и и подбираются
насосы для откачки воды.
Грунт основания - крупнозернистый песок.
. Определяется геометрический объем воды,
удаляемый из пространства между перемычками Wг,
определяемый как произведение площади живого сечения ω
огражденного
русла в створе гидроузла по оси на среднее расстояние межу верховой и низовой
перемычками:
2. Объем воды подлежащей откачке
определяется приближенно:
k=3 -
коэффициент, учитывающий приток фильтрационных вод через тело перемычек, дно и берега
реки, приток атмосферных осадков, таяние снега и т.д.
3. Определяется скорость откачки воды из
пространства между перемычками. Для крупнозернистых грунтов 0,5…0,6 м/сут.
Принимается Vотк=0,6
м/сут.
. Определяется глубина воды:
Нотк=УрСтрРасх - 
дна реки =
45.3-31.5=13.8 м.
5. Продолжительность откачки воды из
пространства между перемычками:
6. Определяется подача НС первичного
водоотлива:
7. Напор для подбора насоса первичного
водоотлива (рис.6):
где Нг=гр.п. - 0,5
- дна
реки=46.3 - 0,5 - 31,5=14.3м.
а=1 м - запас на излив;
=3 м - потери.
8. В соответствии с условиями, для
водоотлива назначаются насосы марки Д200-36(Qp=200м3/ч,
Н=36 м) по таб. 6.1.[1] (назначается по Qн.ст
и Н).
. Количество насосов:
Прибавляем к этим значениям по 50%
запаса резервных насосов. Получаем 
Поддержание огражденного пространства в осушенном
состоянии производится способом открытого водоотлива. Основными элементами
открытого водоотлива являются водосборные канавы и колодцы (зумпфы), насосы,
водосборный коллектор и пригрузка откосов из фильтрующего материала.
Водосборные канавы имеют ширину по дну 0,5м, глубину 1м, коэффициент заложения
откосов 1, продольный уклон 0,004.
В зумпфы (аккумулирующая ёмкость) погружаются
насосы. Объем зумпфа назначается исходя из работы 5…10 мин насоса.
Насосы такие же как и для первичного водоотлива
Д200-36(Qp=200м3/ч,
Н=36 м), по одному насосу+100% запаса=2 насоса.
Объём зумпфа:
Принимаются зумпфы круглого сечения.
Глубина зумпфа:
.
7. Подбор и расчет транспортных средств по
видам, грузоподъемности, определение их количества, коэффициентов использования
их по времени и грузоподъемности
Для выполнения работ в предусмотренные сроки и
обеспечения необходимых темпов работ требуется соответствие применяемых машин
заданным объемам и темпам работ. Для разработки грунта применяется одноковшовый
экскаватор в связи с его универсальностью, способностью разрабатывать грунты с
различными свойствами, разной влажности и наличии включений.
По [2] для разработки котлована применяется
экскаватор с прямой лопатой, т.к. энергетические затраты с прямой лопатой
меньше, чем с обратной.
Экскаватор с гидравлическим приводом:
марка ковша ЭО-4321
вместимость ковша 0,8 м3
- наибольшая высота копания 7,9 м
наибольший радиус копания 7,45 м
наибольшая высота выгрузки 5,67 м
мощность 59(80) кВт(л.с)
масса экскаватора 19,2 тонны
состав звена: машинист 6-го разряда.
Определяется схема работы :
) Определяется число ярусов разработки
котлованов:
,
где hк
-
максимальная глубина выемки для первой очереди:
hк =
8 м.
где hк
-
максимальная глубина выемки для первой очереди:
hк =
9 м.
- высота копания (резания
экскаватором), м;
Нк - паспортное значение,
взятое по [2].
Нк=9 м.
Для первой очереди:
яруса.
Для 2-ой очереди:
яруса.
2) По горизонтали определяется ширина и
количество проходок экскаватора. Первая проходка (забой) экскаватора - лобовой.
Все остальные - боковые.
При лобовом забое автосамосвалы, вывозящие грунт
располагаются сзади или по бокам экскаватора, при боковом - сзади или сбоку.
Разработку котлована экскаватором, оборудованным
прямой лопатой, начинают с въездной (пионерной) траншеи, которая устраивается
этим же экскаватором при копании ниже уровня стояния с уклоном 1:8 до тех пор,
пока не будет достигнута требуемая отметка забоя, после чего разработка грунта
ведется только выше уровня стояния с высоток резания равной высоте яруса Ня.
Ширина лобовой проходки (забоя):
Rк
=(1,5…1,9)Rк=1,7∙6=10,2
м.
Расчетный радиус копания (глубина копания)
принимаются 0,7…0,8 от максимальных (Rкп
принимается
по [2]):
Rк=(0,8…0,7)
Rкп=0,8∙7,45=6
м.
Ширина боковой проходки (забоя):
R=1,5Rк=1,5∙6=9
м.
Грунт из котлована вывозится во временный отвал
или в качественную насыпь. Если грунт не удовлетворяет техническим требованиям
и не может быть уложен в качественную насыпь, то он хорониться.
Это процесс комплексной механизации, подбираются
марка и количество транспортных средств к экскаватору, т.к. ведущая операция -
это работа экскаватора. Число транспортных средств подбирается из того, что
экскаватор не должен простаиваться (как ведущий процесс).
Марка автосамосвала подбирается только по
грузоподъемности.
Зная целое число ковшей с грунтом, выгружаемых в
транспортное средство, выбирается его марка, исходя из требования, что
грузоподъемность транспортного средства должна соответствовать массе грунта в
целом числе ковшей данного экскаватора.
Грузоподъемность транспортного средства:
где ρ=1,6т/м3
- плотность грунта (песок крупнозернистый - по [2]);
ρ=1,7т/м3 - плотность
грунта (суглинок - по [2]);
Kк=5 -
количество ковшей грунта в кузове транспортного средства (Kк=4…7
ковшей);
Ке=0,8 - коэффициент
использования емкости ковша (Ке=0,8…0,9 - от налипания грунта);
Для песка:
Для суглинка:
По табл. 12.1[1] подбираем марку
автосамосвала КАЗ-4540, масса перевозимого грунта для которого равна 5500 кг.
Подбор количества транспортных
средств к одному экскаватору ЭО-4321.
Количество транспортных средств к
одному экскаватору определяется по формуле:
Туст.п.=18с - время установки
транспорта под погрузку;
Тп - продолжительность погрузки
транспортного средства, определяемая из пропорции
Норма времени зависит от:
емкости ковша;
способа разработки (на вымет или с погрузкой в
транспортное средство);
группы грунтов по сложности разработки.
Т.к. емкость ковша 0,8м3, Iгруппа
грунтов, то Н.вр=1,1.
Время погрузки определяется по формуле:
для песка
для суглинка:
для песка
- время пробега транспорта в оба
конца (порожняком и с грунтом), при перевозке песка.
для суглинка:
Vрасч=30км/ч -
расчетная скорость самосвала.
Тм=60с -
продолжительность технических перерывов (время на маневрирование);
Тр= 60с -
продолжительность разгрузки.
Туст.р.=36с -
продолжительность установки транспортного средства под разгрузку
для песка
.
для суглинка
▪Для возведения перемычек (как и для
котлована) подбирается экскаватор ЭО-4321
▪Для перемещения грунта по [2] подбирается
бульдозер ДЗ-18:
тип отвала поворотный;
длина отвала 1 м;
высота отвала 1 м;
управление гидравлическое;
мощность 79 кВт(108 л.с.)
марка трактора Т-100;
масса бульдозерного оборудования 1,86 тонн;
состав звена: машинист 6-го разряда.
▪ Для разработки грунта экскаватор
драглайн Э-801 [2]:
вместимость ковша с зубьями 0,75 м3;
управление механическое
длина стрелы 11м;
наибольший радиус копания;
наибольшая глубина копания:
при боковом проходе 4м;
при концевом проходе 6,7м;
наибольший радиус выгрузки 9,2м;
наибольшая высота выгрузки 5,5м;
мощность 74 к Вт(100 л.с);
масса экскаватора 26,6 тонн;
состав звена: машинист 6-го разряда +
помощник 5-го разряда.
тип катка - прицепной виброкаток с
самостоятельным двигателем для привода вибратора;
ширина уплотняемой полосы 1,4 м
толщина уплотняемого слоя 0,6м;
марка трактора ДТ-7;
мощность двигателя трактора 55 (75) кВт(л.с.)
масса катка 3 тонны;
состав звена: тракторист 5 разрята.
8. Выбор и обоснование методов производства
земляных работ по разработке выемок, возведению качественных насыпей. Подбор
оборудования, машин и их количества
.1 Снятие растительного грунта
Для снятия и перемещения растительного грунта
применяется бульдозер ДЗ-18 на базе трактора Т-100 с мощностью двигателя 108 л.
с, с поворотным отвалом длиной 3,97м и высотой 1м.
Растительный грунт относится к I
группе, имеет плотность 1200 кг/м3.
Норма времени на разработку и перемещение 100 м3
грунта I группы 0,5 маш.
час. (на первые 10м), на каждые 10м добавляется 0,43 маш. час.
Снятие грунта под перемычкой II-ой очереди:
Объем растительного грунта 
, дальность
перемещения верховой 240м, низового 75м.
Норма времени
=0,5+0,43*6,5+0,5+23*0,43=13,7 маш. час.
Часовая производительность: 
.
Сменная производительность: 
.
Суточная производительность: 
.
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники -
4 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники-4,21суток.
Снятие грунта под перемычкой I-ой
очереди:
Объем растительного грунта 
, дальность
перемещения верховой 325м, низового 150м.
Норма времени
=0,5+14*0,43+0,5+31,5*0,43=20,57маш. час.
Часовая производительность: 
.
Сменная производительность: 
.
Суточная производительность: 
.
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники -
4 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 5,76 суток.
Снятие грунта под плотину:
Объем растительного грунта, 
дальность
перемещения 
.
Норма времени=0,5+10*0,43=4.8 маш.
час.
Часовая производительность: 
.
Сменная производительность: 
.
Суточная производительность: 
.
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники -
6 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники -17суток.
.2 Разработка грунта в котловане
Vкотл I
очереди=338364(м3),
Vкотл II
очереди=439584(м3).
Для разработки котлована применяется экскаватор
марки ЭО-4321.
Норма времени на 100м3 грунта с
погрузкой в транспортные средства 1,1 маш. час.
Часовая производительность: 
Сменная производительность: 
Суточная производительность: 
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники -
20 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 11.6 суток.
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,1 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники -
27 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 11.2 суток.
8.3 Разработка грунта в карьере для тела
плотины, экрана и перемычек
Для разработки котлована применяется экскаватор
марки Э-801.
Норма времени на 100м3 грунта с
погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность: 
Сменная производительность: 
Суточная производительность: 
Разработка грунта для тела плотины:
Объем тела плотины 
.
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице техники
для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники -
13 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 87.55 суток.
Разработка грунта для перемычки I-ой
очереди:
Объем перемычки 
.
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники -
20 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 19 суток.
Разработка грунта для перемычки II
-ой очереди:
Объем перемычки 
.
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники
-7 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 23.7 суток.
Разработка грунта для экрана:
Объем экрана 
.
Норма времени на 100м3 грунта
с погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники -
8 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 7.23 суток.
8.4 Устройство выемки под зуб
Для разработки устройства каналов применяется
экскаватор с обратной лопатой ЭО-4321.
Объем выемки под зуб 
/
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,1маш. час.
Часовая производительность: 
.
Сменная производительность: 
.
Суточная производительность: 
.
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники
-2шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 3,03 суток.
8.5 Укладка грунта в качественные насыпи
Технологический процесс укладки грунта в
качественные насыпи заключается в разработке и доставке грунта с последующей
укладкой его в тело насыпи. При укладке грунта в тело насыпи выполняются
следующие рабочие операции: разгрузка грунта, разравнивание, увлажнение,
уплотнение.
Рабочая площадь насыпи разбивается на карты
укладки грунта по операциям, число которых должно быть равно числу операций,
однако рабочая площадь насыпи, изменяющаяся по высоте, не равна площади четырех
карт и приходится совмещать некоторые операции по укладке грунта.
На первой карте грунт разгружается из
транспортных средств, на второй - разравнивается для получения равномерной
толщины слоя укладки грунта, на третьей - доувлажняется (подсушивается) и на
четвертой - искусственно уплотняется.
.5.1 Определение количества и размеров карт
отсыпки
Возведение плотины - это процесс комплексной
механизации. Для него 4 карты отсыпки:
) Карта разгрузки (выгрузки) из
автосамосвала;
) Разравнивание грунт бульдозером;
) Доувлажнение грунта (подсушивание);
) Уплотнение грунта.
Карты зависят от: суточного потока грунта,
толщины уплотняемого слоя грунта, конструкции плотины и топографического плана
местности.
Для тела плотины:
. Определяется поток грунта, который зависит
от геометрического объема насыпи продолжительности строительства.
Объем насыпи равен 1517613.7+ 77149.25=1.595 млн
м3, для которой принимается срок выполнения работ Т=25,6*0,5=12.8 мес.
. Определяется суточный поток грунта:
Для левобережья:
Для правобережья:
22 - количество рабочих дней в месяце;
- число смен.
Vн
- объем отсыпаемого грунта.
ke
- коэффициент неравномерности выполнения работ (ke=1,2…1,4).
. Площадь карты в 1-ом приближении:
Для левобережья:
- предельная толщина уплотняемого
катком слоя.
Для правобережья:
Для уплотнения грунта применяется
виброкаток Д-480.
В данном курсовом проекте размеры и
количество карт определяются для трех ярусов на высоте 0,2, 0,4 и 0,6 от
максимальной высоты плотины (Нmax=47м).
Отметка 1-го яруса 40.9 м, 2-го -
50.3м, 3-его 59.7м.
Для 1-го яруса:
Для 2-го яруса:
Для 3-го яруса:
ярус:
Количество карт:
, принимаем 1
, принимаем 3.
Уточняется толщина слоя уплотнения и
площадь карты:
, 
.
, 
.
II ярус:
Количество карт:
, принимаем 4
, принимаем 7.
Уточняется толщина слоя уплотнения и
площадь карты:
, 
.
, 
.
III ярус:
Количество карт:
, принимаем 5
, принимаем 6.
Уточняется толщина слоя уплотнения и
площадь карты:
, 
.
, 
.
Один из размеров карты принимается
равным ширине яруса на данной отметке, а второй пересчитывается (длина карты
рана отношению длины карты на количество карт). Расчеты сведены в таблицу:
Таблица 8.1. Определение размеров
карт
|
Насыпь
|
По
расчету
|
Принятые
|
Размеры
прин. карты
|
|
Отметка
|
Fi
|
h'сл
|
F'к
|
n'к
|
nк
|
Fк
|
hсл
|
L
|
B
|
|
40.9
|
3850
|
0,55
|
3319
|
1.26
|
1
|
3850
|
0.47
|
25
|
154
|
|
40.9
|
8055
|
0,55
|
3050
|
2.64
|
3
|
2695
|
0.57
|
45
|
179
|
|
50.3
|
14840
|
0,55
|
3319
|
4.47
|
4
|
3710
|
0.49
|
140
|
106
|
|
50.3
|
20960
|
0,55
|
3050
|
6.8
|
7
|
2994.3
|
0.56
|
160
|
131
|
|
59.7
|
17700
|
0,55
|
3319
|
5.3
|
5
|
3540
|
0.52
|
300
|
59
|
|
59.7
|
18900
|
0,55
|
3050
|
6.1
|
6
|
3150
|
0.53
|
225
|
84
|
Для экрана плотины:
. Определяется суточный поток грунта:
Для левобережья:
Для правобережья:
- количество рабочих дней в месяце;
- число смен.
Vн
- объем отсыпаемого грунта.
ke
- коэффициент неравномерности выполнения работ (ke=1,2…1,4).
. Площадь карты в 1-ом приближении:
Для левобережья:
- предельная толщина уплотняемого
катком слоя.
Для правобережья:
Для уплотнения грунта применяется
виброкаток Д-480.
Отметка 1-го яруса 40.7 м, 2-го -
49.9 м, 3-его 59.1м.
Для 1-го яруса:
Для 2-го яруса:
Для 3-го яруса:
ярус:
Количество карт:
, принимаем 1
, принимаем 2.
Уточняется толщина слоя уплотнения и
площадь карты:
, 
.
, 
.
II ярус:
Количество карт:
, принимаем 4
, принимаем 6.
Уточняется толщина слоя уплотнения и
площадь карты:
, 
.
, 
.
III ярус:
Количество карт:
, принимаем 8
, принимаем 7.
Уточняется толщина слоя уплотнения и
площадь карты:
, 
.
, 
.
Один из размеров карты принимается
равным ширине яруса на данной отметке, а второй пересчитывается (длина карты
рана отношению длины карты на количество карт). Расчеты сведены в таблицу:
Таблица 8.2.Определение размеров
карт
|
Насыпь
|
По
расчету
|
Принятые
|
Размеры
прин. карты
|
|
Отметка
|
Fi
|
h'сл
|
F'к
|
n'к
|
nк
|
Fк
|
Hсл
|
B
|
L
|
|
40.7
|
172.5
|
0,55
|
176.3
|
1
|
1
|
172.5
|
0.56
|
6.9
|
25
|
|
40.7
|
315
|
0,55
|
147.5
|
2.1
|
2
|
157.5
|
0.51
|
7
|
45
|
|
49.9
|
798
|
0,55
|
4.4
|
4
|
199.5
|
0.49
|
5.7
|
140
|
|
49.9
|
960
|
0,55
|
147.5
|
6.4
|
6
|
160.3
|
0.5
|
6
|
160
|
|
59.1
|
1440
|
0,55
|
176.3
|
8.1
|
8
|
180
|
0.54
|
4.8
|
300
|
|
59.1
|
1102.5
|
0,55
|
147.5
|
7.4
|
7
|
157.5
|
0.51
|
4.9
|
225
|
.5.2 Разгрузка грунта
Грунт, доставленный на карту отсыпки
транспортными средствами, разгружается в шахматном порядке по всей ее площади.
Отсыпка грунта ведется от краев к середине.
Количество транспортных средств, разгружающихся
на карте, равно количеству рейсов транспортных средств от экскаватора в
карьере.
Расстояние между местами сосредоточенной
нагрузки транспортных средств определяется исходя из площади Fa,
получаемой после разравнивания объема привезенного грунта Va
слоем hсл:
Объем
грунта в кузове автомашины равен:
где Кк
- число ковшей грунта в кузове автомашины (Кк=4…7);
Е -
емкость ковша экскаватора.
Для
песка
Для
суглинок
Местом
разгрузки автомашины по оси движения располагаются на расстоянии а равном:
где b - ширина полосы
разравнивания.
bk -
ширина транспортного средства (2…2,5 м).
.5.3 Разравнивание
грунта на карте отсыпки
Разравнивание грунта на карте после разгрузки
транспортных средств ведется бульдозерами ДЗ-18 горизонтальными слоями, толщина
которых в плотном состоянии равна толщине уплотняемого слоя.
При разравнивании грунта в процессе возведения
плотины следует снимать неуплотненный на откосе грунт (бахрома) толщиной 0,5м.
Он снимается проходами снизу вверх.
Разравнивание грунта тела плотины (песок
среднезернистый - группа грунта I):
Объем тела плотины 
.
Норма времени на разравнивание 100м3
грунта 0,31 маш. час.
Часовая производительность: 
.
Сменная производительность: 
.
Суточная производительность: 
.
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Ведущая машина - экскаватор для
разработки грунта тела плотины, поэтому количество бульдозеров назначается
таким образом, чтобы время их совместной работы было равно времени разработки
грунта тела плотины в карьере 87.55 сутки: кол-во бульдозеров 
.
Принятое количество единиц техники -
4шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 87.55 суток.
Разравнивание экрана плотины
(суглинок- группа грунта I):
Объем экрана плотины 
.
Норма времени на разравнивание 100м3
грунта 0,31 маш. час.
Часовая производительность: .
Сменная производительность: .
Суточная производительность: .
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Ведущая машина - экскаватор для
разработки грунта экрана плотины, поэтому количество бульдозеров назначается
таким образом, чтобы время их совместной работы было равно времени разработки
грунта экрана плотины в карьере 7.23 сутки: кол-во бульдозеров 
.
Принятое количество единиц техники -
2 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 7.23 суток.
.5.4 Увлажнение грунта
Наилучшее уплотнение грунта достигается при
оптимальной влажности, отклонение от которой не должно превышать 1…2%. Грунт,
разрабатываемый для насыпи, требует дополнительного увлажнения, так как
влажность его меньше оптимальной.
Увлажнение супеси производится в карьере т. к.
при ее увлажнении в теле насыпи она будет налипать на каток.
Увлажнение песка выполняется в теле насыпи
поливочными машинами ПМ-130.
Количество воды требуемое для увлажнения 1м3
грунта(песка):
Wо -
оптимальная влажность (для песка 10%)
Wк - влажность
грунта в карьере (6% из задания)
Wп=1% - потери
влаги;
ρ - плотность грунта т/м3
(для песка 1,6)
Количество воды требуемое для
увлажнения 1м3 песка:
Всего требуется воды W=0,08*1517613.7=
121409.1м3.
Количество воды требуемое для
увлажнения 1м3 грунта(суглинка):
Wо -
оптимальная влажность (для суглинка 14%)
Wк - влажность
грунта в карьере (7% из задания)
Wп=1% - потери
влаги;
ρ - плотность грунта т/м3
(для супеси 1,65)
Количество воды требуемое для
увлажнения 1м3 супеси:
Всего требуется воды W=0,066*77149.25=
5091.85м3.
8.5.5 Уплотнение грунта
Уплотнение грунта качественных насыпей
производится слоями равномерной толщины, полученной расчетом.
Уплотнение грунта производится проходами катков
вдоль насыпи со смещением от бровок к середине. Минимальное расстояние от
бровки насыпи до катка 0,5м. Каждый последующий проход должен перекрывать след
предыдущего на 0,2 м
Для уплотнения грунта применяется самоходный
виброкаток Д-480.
Уплотнение грунта тела плотины
Объем тела плотины 
.
Норма времени на уплотнение 100м3
грунта 0,09 маш. час.
Часовая производительность: 
Сменная производительность: 
Суточная производительность: 
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
. Ведущая машина - экскаватор,
поэтому количество катков назначается таким образом чтобы время их совместной
работы было равно времени разработки грунта тела плотины в карьере 87.55 суток:
кол-во катков 
Принятое количество единиц техники -
1 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 87.55 суток.
Уплотнение грунта экрана плотины
Объем экрана плотины 
.
Норма времени на уплотнение 100м3
грунта 0,09 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
. Ведущая машина - экскаватор,
поэтому количество катков назначается таким образом чтобы время их совместной
работы было равно времени разработки грунта экрана плотины в карьере 7.23
суток: кол-во катков 
Принятое количество единиц техники -
1 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 7.23 суток.
8.6. Засыпка пазух котлована
Обратная засыпка выполняется сразу же после
возведения подземной части сооружения, когда надземная часть не мешает работе
машин.
Объем пазух равен разности между объемами котлована
и подземной части сооружения:
Уплотнение грунта в пазухах ведут
равномерно со всех сторон во избежание смещения сооружения.
Разработка грунта для засыпки пазух
-ой очереди:
Для разработки котлована применяется
экскаватор с прямой лопатой марки Э-801.
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники -
8 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники -5.14 суток.
-ой очереди:
Для разработки котлована применяется
экскаватор с прямой лопатой марки Э-801.
Норма времени на 100м3
грунта с погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
Принятое количество единиц техники -
8 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники -5.77
Разравнивание грунта пазух (песок
группа грунта I)
Разравнивание грунта после разгрузки
транспортных средств ведется бульдозерами ДЗ-18 горизонтальными слоями, толщина
которых в плотном состоянии равна толщине уплотняемого слоя с характеристиками:
Норма времени на разравнивание 100 м3
грунта 0,31 маш. час.
Часовая производительность: 
Сменная производительность: 
Суточная производительность: 
1-ой очереди:
Время, необходимое одной единице техники
для выполнения операции: 
. Ведущая
машина - экскаватор, поэтому количество катков назначается, таким образом,
чтобы время их совместной работы было равно времени разработки грунта в карьере
5.14 суток.
Принятое количество единиц техники -
2 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 5.31 суток.
-ой очереди:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
. Ведущая машина - экскаватор,
поэтому количество катков назначается таким образом чтобы время их совместной
работы было равно времени разработки грунта в карьере 5.77 суток.
Принятое количество единиц техники -
2 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 5.96 суток.
Уплотнение грунта пазух
Для уплотнения грунта применяется
виброкаток Д-480.
Норма времени на уплотнение 100м3
грунта 0,09 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
1-ой очереди:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
. Ведущая машина - экскаватор,
поэтому количество катков назначается, таким образом, чтобы время их совместной
работы было равно времени разработки грунта в карьере 5.14 суток.
Принятое количество единиц техники -
1 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 5.14 суток.
-ой очереди:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
. Ведущая машина - экскаватор,
поэтому количество катков назначается, таким образом, чтобы время их совместной
работы было равно времени разработки грунта в карьере 5.77 суток.
Принятое количество единиц техники -
1 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 5.77 суток.
.7 Разравнивание грунта при устройстве перемычек
Разравнивание грунта после разгрузки
транспортных средств ведется бульдозерами ДЗ-18 горизонтальными слоями, толщина
которых в плотном состоянии равна толщине уплотняемого слоя
Разравнивание грунта перемычки I-ой
очереди (песок - группа грунта I
с плотностью 1600кг/м3):
Объем перемычки 
.
Норма времени на разравнивание 100м3
грунта 0,31 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Ведущая машина - экскаватор для
разработки грунта для перемычки I-ой очереди, поэтому количество
бульдозеров назначается таким образом, чтобы время их совместной работы было
равно времени разработки грунта перемычки в карьере 19 суток: кол-во катков 
.
Принятое количество единиц техники -
6 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 197суток.
Разравнивание грунта перемычки II-ой очереди
(песок - группа грунта I с плотностью 1600кг/м3):
Объем перемычки 
.
Норма времени на разравнивание 100м3
грунта 0,31 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Ведущая машина - экскаватор для
разработки грунта для перемычки II-ой очереди, поэтому
количество бульдозеров назначается таким образом, чтобы время их совместной
работы было равно времени разработки грунта перемычки в карьере 23.7 суток:
кол-во катков 
.
Принятое количество единиц техники -
2 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 23,7 суток.
.8 Разборка грунта перемычек
Для разработки котлована применяется экскаватор
драглайн марки Э-801.
Грунт-песок I
группы с плотностью 1600 кг/м3.
Норма времени на 100м3 грунта с
погрузкой в транспортные средства 1,2 маш. час.
Часовая производительность:
Сменная производительность:
Суточная производительность:
Разборка перемычки I-ой очереди:
Объем 
.
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники -
20шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 19 суток.
Разборка перемычки II-ой очереди:
Объем .
Время, необходимое одной единице
техники для выполнения операции: 
.
Принятое количество единиц техники
-10 шт.
Время совместной работы принятого
количества единиц техники - 16.6 суток.
Литература
1.
Методическое
пособие к курсовому проекту “Технология и организация работ при возведении
гидроузла” по дисциплине “Технология, организация, планирование и управление
гидротехническим строительством и АСУ” для студентов специальности 1203
-“Гидротехническое строительство речных сооружений и ГЭС” - Мн. 1987.
2.
ЕниР
(единые нормы и расценки на строительные, монтажные и ремонтно-строительные
работы). Сб. Е2 (земляные работы). Вып. 1 (Механизированные и ручные земляные
работы).
3.
Производство
гидротехнических работ под ред. А.И. Чуракова.- М, Стройиздат, 1985.