1.1.2 Формализация задачи

Формализация задачи выполняется в такой последовательности.

Составляется исходная матрица, где в качестве поставщиков заносятся массивы выемок, возможные резервы и карьеры, а в качестве потребителей – массивы насыпей, возможные кавальеры и отвалы.

В клетках матрицы знаком X отмечаются «запрещенные» поставки, т.е. поставки из выемок в насыпи грунта, непригодного для возведения насыпей, поставки грунта из резервов или карьеров в несоответствующие им насыпи, а из выемок в несоответствующие им кавальеры или отвалы. Кроме того, к «запрещенным» поставкам относятся перевозки грунта на чрезмерно большие расстояния – свыше 15 км. Отмечаются знаком 0 (нуль) «фиктивные поставки», т.е. поставки из резервов или карьеров в кавальеры или отвалы.

В каждой клетке матрицы указывается дальность перемещения грунтов при каждом из возможных способов производства работ. Дальность перемещения грунтов принимается равной расстоянию между центрами тяжести массивов выемок и насыпей, умноженным на коэффициент 1,3 – для скреперных работ и 1,5 – для экскаваторных работ.

Исходная матрица представлена в таблице 2.4. Буквами Б,С,Э обозначены соответственно бульдозерные, скреперные и экскаваторные работы. Индексы при указанных буквах означают емкость ковшей ведущих машин в кубометрах.

Пользуясь данными графиков [9], устанавливаются значения стоимости С_ij разработки и перемещения одного кубометра грунта намеченными средствами производства земляных работ. Составляется матрица стоимостей (таблица 2.5), в клетках которой вместо значений дальности перемещения грунтов при каждом возможном способе производства проводятся соответствующие значение стоимости 1 м³ грунта. В результате сравнения указанных стоимостей по каждой клетке находится наименьшие значения стоимости С_ij.

В клетки со знаком Х проставляется число 999. Полученная таким образом итоговая матрица приведена в таблице 2.5, она является готовой для последующего решения транспортной задачи распределения земляных масс.

Для решения транспортной задачи линейного программирования в матричной форме на ПЭВМ используется программа «Matrix 3», которая позволяет решить транспортную задачу закрытого типа, где количество поставщиков m и потребителей n грунта не превышает 40, а значения A_i, B_j, составляют не более ±10⁴⁰⁰.

При наличии нескольких оптимальных решений эта программа обеспечивает получение только одного из них. Поэтому решение, приведенное в таблице 2.6, является оптимальным, а соответствующее ему значение целевой функции L также равно 17427830 руб.

Как видно из таблицы 2.6 реальный рабочий объем – перемещение грунта из выемок в насыпи, составляет 36,95+16,45=5,33 тыс. м³. В свою очередь, реальный рабочий объем составил 53,4:519·100=10,2% профильного объема.

Поставщики грунта	Мощность, тыс. м^3	Потребители грунта (j) и их спрос, тыс. м^3
		1	2	3	4	5	6	7	8	9
		25,67	25,82	314,99	20,43	48,19	28,00	1,92	36,95	16,88
1	36,95	С10-1,95 Э0,65-2,25	С10-1,3 Э0,65-1,5	С10-2,6 Э0,65-3,0	С10-5,2 Э0,65-6,0	С10-7,8 Э0,65-9,0	С10-10,4 Э0,65-12,0	С10-12,35 Э0,65-14,25	Б	Х
2	16,88	С10-12,35 Э0,65-14,25	С10-10,4 Э0,65-12,0	С10-7,8 Э0,65-9,0	С10-5,2 Э0,65-6,0	С10-2,6 Э0,65-3,0	С10-1,30 Э0,65-1,5	С10-1,95 Э0,65-2,25	Х	Б
3	25,67	С10-1,95 Э0,65-2,25	Х	Х	Х	Х	Х	Х	Х	0
4	25,82	Х	С10	Х	Х	Х	Х	Х	Х	0
5	314,99	Х	Х	С10	Х	Х	Х	Х	Х	0
6	20,43	Х	Х	Х	С10	Х	Х	Х	Х	0
7	48,19	Х	Х	Х	Х	С10	Х	Х	Х	0
8	28,00	Х	Х	Х	Х	Х	С10	Х	Х	0
9	1,92	Х	Х	Х	Х	Х	Х	С10	Х	0

Таблица 2.4 – Исходная матрица распределения земляных масс

Поставщики грунта	Мощность, тыс. м^3	Потребители грунта (j) и их спрос, тыс. м^3
		1	2	3	4	5	6	7	8	9
		25,67	25,82	314,99	20,43	48,19	28,00	1,92	36,95	16,88
1	36,95	30	25	35	51	55	83	94	5	999
2	16,88	94	83	55	51	35	25	30	999	6
3	25,67	31	999	999	999	999	999	999	999	0
4	25,82	999	30	999	999	999	999	999	999	0
5	314,99	999	999	32	999	999	999	999	999	0
6	20,43	999	999	999	29	999	999	999	999	0
7	48,19	999	999	999	999	33	999	999	999	0
8	28,00	999	999	999	999	999	32	999	999	0
9	1,92	999	999	999	999	999	999	29	999	0

Таблица 2.5 – Итоговая матрица распределения земляных масс

Таблица 2.6 – Альтернативное оптимальное распределение земляных масс

Поставщики грунта (i)		Потребители грунта (j) и их спрос, тыс. м^3
		Обязательные								Возможные
		1	2	3	4	5	6	7	8		9
Обязательные	1		36,95
	2						16,45
Возможные	3	25,67
	4		20,27						20,50		16,45
	5			90,58
	6				94,82
	7					109,19
	8						31,14		16,45
	9							1,92

1.2 Проектирование отделочных работ

Отделочные работы при сооружении земляного полотна включают в се­бя планировку верха земляного полотна и устройство сливной призмы (а при дренирующих грунтах - планировку основной площадки), планировку откосов, рытье кюветов и укрепление откосов земляного полотна. При основных работах насыпи возводят с запасом грунта на откосах, а отко­сы выемок не добирают до проектного профиля. Поскольку при планиров­ке откосов грунт сбрасывается с них вниз, отделку насыпей начинают с основной площадки, а отделку выемок - с откосов, заканчивая ее рытьем кюветов.

Объемы отделочных работ определяют по участкам, ограниченным нуле­выми местами, а для планировки откосов - также рабочими отметками ве­личиной 3,5 м. Площади планируемых откосов могут быть определены по продольному профилю, как утроенная площадь осевых сечений насыпи или выемки. Затем эти объемы суммируют в пределах тех же фронтов.

Нарезку сливной призмы или планировку основной площадки при не­скальных талых грунтах выполняют автогрейдерами мощностью 66...88кВт (желательно - с автоматическим управлением отвалом); планировку отко­сов земляного полотна с рабочими отметками до 3,5 м - автогрейдером мощностью 81...110 кВт или бульдозером мощностью не менее 74 кВт, обо­рудованными откосником-удлинителем; планировку откосов при рабочих отметках от 3,5 до 14 м - экскаватором-драглайном, оборудованным двухотвальным планировщиком или экскаватором-планировщиком; кюветы устра­ивают аналогично рытью водоотводных канав; укрепление откосов осуще­ствляют преимущественно способом гидропосева с использованием гидро-сеялки на автомобильном ходу. Профилактическую очистку скальных откосов выемок от неустойчивых кам­ней выполняют с применением гибкой гирлянды из различных материмое (труб, гусеничных тракторных лент, рельсовых рубок и т. п.), прикрепленной к трактору, двигающемуся по верхней бровке откоса.

По окончании планировочных работ выполняют инструментальную проверку основных размеров земляного полотна. Отделочные работы чаще всего ведут только в светлое время суток.