3.7 Определение объема избыточного грунта

Излишний грунт, во-первых, образуется за счет вытеснения его из траншей колодцами и трубами или камерами и каналами. Во-вторых, за счет того, что грунт, засыпаемый обратно в траншею, даже после его уплотнения, остается, по сравнению с грунтом естественного залегания, более рыхлым и занимает при равной массе больший объем. Поэтому объем избыточного грунта определяется по формуле:

(34)

где - показатель остаточного разрыхления грунта, %;

- показатель первоначального разрыхления грунта, %.

Для данного курсового проекта объем избыточного грунта равен:

4 Выбор методов и способов производства работ, типов машин и механизмов

Методы и способы производства работ, принимаемые при прокладке трубопроводов, классифицируются по четырем признакам:

1. технологические приемы выполнения земляных и строительно-монтажных работ;

2. организация поставки и складирования элементов и конструкций сети;

3. организация монтажных работ;

4. организация труда рабочих.

По первому признаку различаются традиционный и нетрадиционный способы прокладки трубопроводов.

Традиционный (открытый) способ предполагает разработку котлованов и траншей землеройными машинами и укладку труб в подготовленные земляные сооружения.

При нетрадиционном (закрытом) способе траншеи и котлованы не выполняются. К бестраншейным способам прокладки линейных сооружений относятся: прокол, продавливания, горизонтальное бурение, щитовая обработка.

В данном курсовом проекте принят открытый способ прокладки газопровода.

По второму признаку учитываются условия подачи и складирования конструкций под монтаж. Они могут осуществляться непосредственно с транспортных средств («с колес») с разработкой графиков поставки и увязкой работ транспортных средств и монтажного механизма по времени.

Второй способ воплощается с приобъектного склада, то есть с предварительной раскладкой конструкций и материалов непосредственно у места монтажа (на берме траншеи).

В данном курсовом проекте принят способ монтажа с приобъектного склада.

По третьему признаку различаются следующие методы монтажа:

- раздельный;

- комплексный;

- комбинированный.

При раздельном методе в пределах установленной захватки осуществляется монтаж конструкций одного вида.

При комплексном методе в пределах захватки могут устанавливаться все элементы, предусмотренные проектом, то есть монтаж сооружения ведется по участкам, границы которых определяет рекомендация СНиП на испытания.

Комбинированный метод предусматривает сочетание и раздельного, и комплексного метода.

В данном курсовом проекте принят комплексный метод производства работ.

По четвертому признаку труд рабочих может быть организован поточным способом, когда вся номенклатура работ выполняется специализированными бригадами на каждый строительный процесс. И без организации потока, когда работы выполняются комплексной бригадой широкого профиля.

В данном курсовом проекте принят способ организации труда рабочих без организации потока.

Для производства работ по прокладке газопровода выбирается комплект машин и механизмов, обеспечивающий комплексный метод производства работ:

1. одноковшовый экскаватор;

2. монтажный кран;

3. автотранспорт для перевозки грунта и необходимых конструкций;

4. бульдозер для обратной механизированной засыпки.

Кроме того, выбирается набор оборудования и инструментов для обеспечения строительно-монтажных работ.

1. Выбор одноковшового экскаватора

Практика показывает, что для строительства линейных сооружений используются одноковшовые экскаваторы с различным типом рабочего и ходового оборудования.

Одним из критериев выбора экскаватора является выбор типа рабочего оборудования.

Для разработки выемок под линейные сооружения рекомендуются экскаваторы с рабочим оборудованием обратная лопата или драглайн, разрабатывающие грунт ниже уровня стоянки и обеспечивающие своими техническими параметрами разработку выемок под линейные сооружения (радиус копания, радиус выгрузки, глубина копания, высота выгрузки).

Для разработки несвязных грунтов (песок, супесь) рекомендуется одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием драглайн или обратная лопата с гибкой подвеской ковша, на гусеничном ходу.

Выбор типа и марки экскаватора осуществляем по [3].

Вторым критерием для выбора экскаватора является емкость ковша, которая зависит от планируемой производительности, которая определяется по формуле:

(35)

где – объем выемки, м³;

–планируемая продолжительность выполнения работ, дн.,

для курсового проекта принимаем ;

–планируемое количество смен, принимаем .

Для курсового проекта данный показатель равен:

На основании графика зависимости производительности экскаватора и емкости ковша принимаем емкость ковша экскаватора 0,4 м³.

Выбор марки экскаватора по техническим и технологическим параметрам производим графоаналитическим методом с использованием характеристик, указанных в [3].

Выбираем марку экскаватора ЭО-3111 (одноковшовый экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата с гибкой подвеской, на гусеничном ходу).

Характеристики экскаватора:

1. радиус копания R₂=7,8 м;

2. глубина копания H₁=4,3 м;

3. радиус выгрузки R₁=5,5 м;

4. высота выгрузки H₂=4,25 м;

5. продольная база L₂=3,0 м;

6. радиус, описываемый хвостовой частью R₃=2,7 м;

7. высота до оси подвески стрелы h₁=1,22 м;

8. расстояние от оси подвески стрелы до оси вращения R₄=0,75 м;

9. высота до поворотной платформы h₅=0,94 м.

Рисунок 5 – графическая схема определения технических параметров

забоя экскаватора марки ЭО-3111 с обратной лопатой

Рисунок 6 – Графическая схема определения технических параметров

разгрузки экскаватором ЭО-3111 ковша «обратная лопата»

Высоту кавальера H_К, м, вычисляем по формуле:

, (36)

где – объем котлована, м³;

–объем подземной части сооружения, м³;

–общая длина кавальеров, располагаемых вблизи котлована, м.

Для курсового проекта высота кавальера равна:

Минимально допустимое расстояние от оси движения автосамосвала до оси вращения поворотной платформы, м, экскаватора определяем по формуле (37):

, (37)

где R₃ – радиус, описываемый хвостовой частью поворотной

платформы экскаватора;

d – расстояние безопасности, принимаем равным 1 м;

Ш – ширина автосамосвала, м.

Величина технологического параметра «высота погрузки грунта в транспортное средство» в целях безопасности принимаем на 0,5 м больше, чем погрузочная высота от земли до бортов автосамосвала:

. (38)

Проверочные условия:

(39)

(40)

(41)

(42)

(43)

(44)

Условия выполняются, значит, экскаватор подобран правильно.

2. Выбор автосамосвала для перевозки грунта

Назначаем грузоподъемность автосамосвала в зависимости от емкости ковша экскаватора.

Согласно рекомендованной справочной литературе в комплекте с экскаватором, имеющим ковш емкостью до 0,65 м³ целесообразно использовать автосамосвалы марки МАЗ с грузоподъемностью 7 тонн. При емкости ковша от 0,65 до 1 м³ – автосамосвалы марки КАМАЗ или КРАЗ с грузоподъемностью 9-12 тонн, от 1,5 до 2 м³ – автосамосвалы марки БЕЛАЗ с грузоподъемностью 25 тонн.

В курсовом проекте для обслуживания экскаватора ЭО-3111 с емкостью ковша 0,4 м³ принимаем автосамосвал МАЗ-503.

Определяем продолжительность цикла работы автосамосвала:

(45)

где – время погрузки автосамосвала, мин;

–продолжительность разгрузки, составляющая 3 мин;

–продолжительность маневрирования автомобиля,

составляющая 2 минуты;

–время пробега в груженном и порожнем состоянии, мин.

(46)

где – норма времени при работе экскаватора с погрузкой в

автотранспортные средства, принимаем равным 3,3 маш-ч;

–объем кузова автосамосвала, м³;

–коэффициент, учитывающий условия подачи под погрузку,

принимаем равным 0,9.

Определяем , мин, по формуле (47):

(47)

где L – расстояние транспортирования грунта, равное 2 км;

–средняя скорость движения автомобиля, км/ч.

Количество рейсов автосамосвала в смену определяется по формуле:

(48)

Искомое количество машино-смен определяем по формуле:

(49)

где - объем избыточного грунта, м³.

При односменной работе

3. Выбор бульдозера

Бульдозер при устройстве линейных сооружений используется, как правило, для обратной засыпки уложенных конструкций.

Согласно рекомендованной справочной литературе, для обратной засыпки в данном курсовом проекте выбираем бульдозер марки Д3-74 на базе трактора Т-74.

4. Выбор монтажного крана

Для укладки конструкций линейных сооружений, как правило, используются самоходные стреловые краны с различными типами ходового оборудования.

В данном курсовом проекте принимаем самоходный стреловой кран на гусеничном ходу.

Самоходные стреловые краны выбираются по следующим параметрам:

1. грузоподъемность, т;

2. высота подъема крюка Н_КР, м;

3. вылет крюка L_КР, м;

4. длина стрелы l_СТР, м.

Выбор крана осуществляем по его монтажной схеме.

Требуемая грузоподъемность крана определяется по следующей формуле:

(50)

где – масса наиболее тяжелого элемента, монтируемого краном на

максимальном вылете стрелы, т;

–масса монтажной оснастки, принимаемая равной 0,01

от , т.

Высота подъема, м, крана монтажного механизма определяем по формуле:

(50)

где – запас по высоте из условий безопасности работы,

–высота монтируемого элемента, м;

–расчетная высота строповки элемента, принимаемая 2,5 м;

–высота подъема полиспаста в стянутом состоянии,

Требуемый вылет стрелы, м, определяется по следующей формуле:

(51)

где – максимальная ширина траншеи, м;

d – расстояние, принимаемое по требованиям СНиП равным 1м;

с – расстояние от подготовленных к монтажу элементов до

крана из условий Ростехнадзора для безопасной работы

кранов, равное 2 м;

–ширина базы крана, принимаем равной 3 м.

Требуемая длина стрелы, м, определяется по формуле:

(52)

где - высота подвески стрелы, равная 1,5 м.

Выбираем самоходный стреловой кран на гусеничном ходу марки РДК-25 с длиной стрелы 12,5 м.

Q_Ф=13 т;

.

5. Ведомость машин, механизмов, оборудования и приспособлений

Таблица 3 – Ведомость машин и механизмов

Наименование	Тип	Марка	Коли чест во, шт	Технические характеристики
1	2	3	4	5
одноковшовый экскаватор	обратная лопата	ЭО-3111	1	- емкость ковша VК = 0,4 м^3; - радиус копания RК = 7,8 м; - глубина копания hКОП = 2,33 м
самоходный кран	на гусеничном ходу	РДК-25	1	- грузоподъемность QКР = 13 т; - вылет стрелы LСТР = 7 м; - длина стрелы lСТР = 12,5 м; - высота подъема крюка HКР = 10 м
бульдозер	с неповоротным отвалом	Д3-29 на базе трактора Т-74	1	- ширина отвала ВОТ = 2,56 м; - высота отвала HОТ = 0,8 м
автомобиль	самосвал	МАЗ-503	10	- вместимость кузова VАВ = 4,5 м^3; -грузоподъемность QАВ = 7 т
автомобиль	общего назначения	ГАЗ-53А	1	- грузоподъемность QАВ = 4 т; - погрузочная высота 1,0 м
трубовоз	плетевоз	ПВ-93	1	- грузоподъемность QТР = 9 т; - количество перевозимых труб – 7 шт.
передвижная электросварная компрессорная станция	-	ПСК-3,5	1	- максимальное давление 686 кПа; - подача воздуха 3,5 м^3/мин
битумная плавильная установка	-	УБК-161	1	- объем установки 16 м^3; - производительность 2400 кг/ч