Грунтовая плотина

 

Министерство образования Российской Федерации

Курсовая работа

Речные гидротехнические сооружения

"Грунтовая плотина"

Оглавление

1.Исходные данные по проекту

2.Подсчет объемов основных и вспомогательных работ

.Разработка вариантов комплексной механизации производства работ

.Разработка технологических схем

4.1 Вскрышные работы

.2 Разработка грунта в основном и вспомогательном карьере

.3 Определение размеров карты отсыпки грунта

.4 Отсыпка и разравнивание грунта

.5 Уплотнение грунта

.6 Технология укладки грунта в зимних условия

5.Разработка календарного графика производства работ

6.Технико-экономические показатели

.Мероприятия по технике безопасности

Литература

Приложение

карьер грунт вскрышной укладка

1. Исходные данные по проекту

1. Место строительства - город Томск, Томская область. Работа по возведению грунтовой плотины из песка с ядром из глины.

. План участка долины реки. (рис. 1 см. Приложение)

. Схема поперечного разреза по стволу плотины с указанием геометрических напластований пород. (рис. 2 см. Приложение)

. Кривая связи уровней и расходов в реке при ее естественном состоянии. (рис. 2 см. Приложение)

.Отметка дна - 313,0 м., глубина дна 315,0 м.

.Отмепка НПУ - 330,0 м.

.Отметка допускаемой форсировки ФУ - 322,0 м.

.Паводковые расходы: поверочный Q - 8000 м3/с

основной Q - 6000 м3/с

.Расход строительного паводка Q - 4000 м3/с

.Расход водовыпуска Q - 20 м3/с

.Расход при перекрытии русла Q - 2800 м3/с

.Длина разгона волны L=8 км.

.Расчетная скорость ветра V=18 м/с; 12м/с

.Способ возведения плотины Qгэс - 3000 м3/с

Расстояние от карьера до объекта - 3,1 км.

Интенсивность отсыпки - Iотс =1,5 млн. м3/год

Климатические условия.

Климат Томской области характеризуется как континентальный с тёплым летом и холодной зимой, равномерным увлажнением, довольно резкими изменениями элементов погоды в сравнительно короткие периоды времени (за несколько дней или даже часов). Местный климат, проявляется в виде многолетних средних состояний погоды, зависит от сложной циркуляции воздушных масс над Западно-Сибирской низменностью.

Поверхность и открытость территории Томской области со всех сторон, кроме юго-востока, облегчает проникновение сюда воздушных масс Арктики, Атлантики и Средней Азии. Поэтому в циркуляционных процессах над Западной Сибирью во все времена года участвуют арктические и умеренные воздушные массы, а летом также и тропические. Воздушные массы переносятся в системе циклонов и антициклонов, что приводит к неустойчивости погоды в пределах области и значительным колебаниям её от года к году.

В Томской области весна продолжается в среднем два месяца (апрель, май), лето - три месяца (июнь, июль, август), осень - пять месяцев (с ноября по март). Названные сроки являются приблизительными и округлёнными, в отдельных районах в разные годы происходят смещения указанных сезонов. Весна начинается таянием снега и окончанием устойчивых морозов. Переход среднесуточной температуры воздуха через -5, совершающий на юге в конце марта, а на севере в начале апреля, служит характерной границей между зимой и весной. С началом весны уменьшается повторяемость южных ветров и несколько увеличивается - северных. В первой декаде мая происходит оттаивание пахотного слоя почвы. В середине мая совершается устойчивый переход средней суточной температуры воздуха через 5 градусов, совпадающий с началом вегетаций растений. Для весны характерны возвраты холодов. В мае и начале июня отмечаются заморозки.

Климат Томской области, континентальный, определяется ее географическим положением. Томская область расположена в умеренных широтах - 55-61°с. ш. и отличается значительной сезонной изменчивостью притока солнечной радиации и преобладанием северо-восточного переноса воздушных масс.

Среднегодовая температура воздуха отрицательная: г. Томска от -12,4°С до -7,3°С. На территории области хорошо выражены все четыре сезона: зима, весна, лето, осень. Средняя температура января изменяется от -21,5…-23°С на севере, до -19,2…-20,5°С на юге. Абсолютный минимум температур варьирует на территории в пределах от -52...-58 °С, но чаще составляет -54…-56°С (в г. Томске -55 °С).

Средние температуры июля находятся в пределах +16,8…+17,0 °С на севере области, и +18…+20°С - на юго-востоке. Абсолютный максимум температур воздуха повсеместно составляет +36…+38 °С.

Климатические характеристики района строительства:

Мес.IIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXIItн.г.-40,0-28,6-15,1-1,87,314,217,114,85,9-3-16,5-29,1

Средняя температура наиболее холодного периода: -400С

Среднегодовая температура: -8,40С

Районный коэффициент: Кр = 1,8

Распределение строительных работ по группам для начисления коэффициента к нормам времени и расценкам. I группа.

Температурная зонаМесяцГруппа работ I6Октябрь и апрель Ноябрь и март Декабрь, январь и февраль 1,07 1,17 1,25

Кз =

Повторяемость направлений ветра (числитель, средняя скорость ветра по направлениям (знаменатель, м/с))

ССВВЮВЮЮЗЗСЗ35/3,52/214/1,73/1,92/0,41/1,813/3,430/3,2январь23/2,86/2,736/3,210/34/3,24/2,68/2,99/2,5июль

Характеристика и строительные свойства грунта:

Томский выступ находится в пределах Саяно-Алтайской гидрогеологической складчатой области.

Нижний водоносный этаж - фундамент, представленный осадочными, вулканогенными и метаморфическими породами. Водоносные породы представлены песками различной зернистости с линзами и прослоями глин и суглинков, супесями, гравийно-галечниковыми отложениями.

Верхней границей комплекса служат песчано-глинистые отложения лагернотомской свиты или глины новомихайловской; в подошве лежат глинистые и песчаные образования эоцена или верхнего мела. Глубина залегания кровли водоносного комплекса варьирует в очень широких пределах и увеличивается по мере движения с востока на запад и с северо-востока на юго-запад. В долинах крупных рек она обычно не превышает 30-40м, на водоразделах составляет 80-90 и более метров.

Песок - рыхлая несцементированная горная порода, состоящая из обломочных различных минералов и пород в виде зерен (песчинок) диаметром от 0,05 до 2 мм. В зависимости от размеров большей части зерен различают: мелкий песок с преобладающей частью зерен размером от 0,05 до 0,25 мм; средний песок от 0,25 до 0,5 мм; крупный - больше 0,5 мм. Мелкозернистые песчаные образования, легкоподвижные под действием ветра, называются барханными и дюнными песками.

Плотность ?=1600 кг/ м3.

Глина представляет собой силикат, содержащий глинозём, кремнезём, примеси песка, извести, окиси железа и др. а так же химически связанную воду. Глина содержит свыше 30% частиц d<0,005мм. При содержании этих частиц в количестве более 60% глина называется тяжёлой. Глина древнего происхождения, представляет собой породу очень большой прочности. Под влиянием больших давлений глины частично кристаллизируются и приобретают свойства распадаться на мелкие плитки вне зависимости от первоначальной сложности. В этом случае глина называется сланцевая. Цвет такой глины - чёрный или тёмно - серый.

Плотность ?=1800 кг/ м3.

Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов (плотность, деформируемость, фильтрационные показатели и т.п.) следует устанавливать статистической обработкой результатов полевых и лабораторных определений, руководствуясь требованиями СНиП 2.02.02-85 <#"justify">ГрунтПлотность сухого грунта rd, т/м3Угол внутреннего трения водонасыщенного грунта j, градКоэффициент фильтрации k, м/сут.Песок: пылеватый1,35-1,5022-240,5-5мелкий и средний1,45-1,6024-302-25крупный1,55-1,6530-325-35гравелистый1,60-1,7532-3410-50Гравийный с содержанием песка менее 50 %1,70-1,9034-36Св. 30

Таблица <#"justify">Тип плотиныОтличительные признакиЗемляная насыпная Грунты от глинистых до гравийно-галечниковых; отсыпают насухо с уплотнением или в водуЗемляная намывная Грунты от глинистых до гравийно-галечниковых; намывают средствами гидромеханизацииКаменно-земляная Грунты тела - крупнообломочные; противофильтрационных устройств - от глинистых до мелкопесчаныхКаменно-набросная Грунты тела - крупнообломочные; противофильтрационные устройства - из негрунтовых материалов

Створ плотины следует выбирать на основании технико-экономического сопоставления вариантов в увязке с компоновкой гидроузла и в зависимости от топографических, гидрологических, инженерно-геологических и инженерно-геокриологических условий площадки строительства и требований охраны природной среды.

При этом следует учитывать:

а) необходимость расположения водопропускных сооружений таким образом, чтобы исключить возможность опасных размывов и термоабразии берегов, подмыва плотины при сбросе воды в нижний бьеф и отложения продуктов размыва в размерах, ухудшающих условия эксплуатации гидроузла;

Проектирование таломерзлых земляных насыпных плотин с негрунтовыми противофильтрационными устройствами и каменно-земляных плотин разрешается при соответствующем обосновании.

б) возможность пропуска воды через створ плотины в период ее строительства, а также возможность прокладки по плотине и на подходах к ней дорог различного назначения, как в период строительства, так и в период эксплуатации;

в) целесообразность включения перемычек (банкетов), необходимых для перекрытия русла реки в период строительства гидроузла, в тело плотины;

г) режим расходов и уровней водотока;

д) условия пропуска льда, наносов, леса, судов, рыбы и другие специальные требования, предъявляемые к проектируемому объекту;

е) возможность образования незамерзающей зимой полыньи в нижнем бьефе и ее влияние на повышение влажности воздуха и туманообразования на прилегающей территории.

2. Подсчет объемов основных и вспомогательных работ

Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ.

Земляное сооружение - выемку или насыпь - можно представить в виде геометрического тела, объем которого подсчитывается по известным правилам геометрии. Формулы для подсчета характерных земляных сооружений приводятся в справочниках по земляным работам. При обсчете объема земляного сооружения сложной конфигурации прибегают к его членению на простые геометрические фигуры и суммированию их объемов, либо пользуются приближенными методами подсчетов.

Табл. 1. Подсчет объема плотины с ядром

Высота сечения Hi, мПлощадь сечения F, м2Средняя площадь Fср, м2 Расстояние между пикетами L, м Объем V, м3 78.375№ пикета1755.615.5156.75 295.87532.429592.268210435 656.2533.6522082.81315877.5 1173.7538.8645611.934201470 1841.2566.32122111.75252212.5 2658.7541.84111242.16303105 3626.2567.64245279.67354147.5 4777.12538.26182772.8840.55406.75 4777.12539.26187549.99354147.5 3626.2514.7753559.7110303105 2658.7511.6530974.4411252212.5 1841.2511.6521450.5612201470 1173.7513.7916186.011315877.5 656.2519.7312947.811410435 295.875185325.75155.5156.75 78.37527.282138.071600 ?V=1070581

Vпл=1070581 м3

Табл. 2. Подсчет объема ядра (без зуба)

№ пикетаВысота сечения Hi, мПлощадь сечения F, м2Средняя площадь Fср, м2Расстояние между пикетами L, м Объем V, м3 1.5622.434.94411.53.12 9.197532.42298.18326.515.275 22.7312533.65764.9066311.530.1875 39.0187538.861516.269416.547.85 58.002566.323846.726521.568.155 79.7237541.843335.642626.591.2925 104.236367.647050.54731.5117.18 131.5938.265034.633836.5146 131.5939.265166.223931.5117.18 104.236314.771539.5691026.591.2925 79.7237511.65928.78171121.568.155 58.002511.65675.72911216.547.85 39.0187513.79538.06861311.530.1875 22.7312519.73448.4876146.515.275 9.197518165.555151.53.12 1.5627.2842.55681600 ?V=31386.81

Vя=31387 м3

Fз=(k+1)*(а+t)/2=(2+1)*(6+2)/2=12 м2 ;

L12=336,952+39,52;

L1=339,25

L22=150,632+39,52;

L1=155,72

Vз=Fз*(L1+L2)=12*(340+156)=5962 м3;

Vнг=Vпл-Vя=1070581-31378=1039203 м3;

Vсв.г=Vя+Vз=31378+5962=37340 м3;

Общий объем отсыпки ?V= Vнг + Vсв.г =1039203+37340=1076543 м3

Период работ ? =?V /Iотс=1107921/1500000=0,739 года;

Подсчёт объёмов земляных работ нужен для того, чтобы обоснованно выбрать методы и средства выполнения земляных работ, установить необходимость вывоза или возможность распределения вынутого из котлованов или траншей грунта на прилегающей территории и последующего его использования для обратных засыпок, определить стоимость и продолжительность производства земляных работ.

Распределение грунта на основе баланса земляных масс. Сравнение объёмов земляных работ по устройству насыпей и выемок на строительной площадке представляет собой баланс земляных масс, который может быть активным, когда объём выемок больше объема насыпей, и пассивным, когда объем выемок меньше объема насыпей. В первом случае излишний грунт вывозят со строительной площадки в отвалы, во втором - недостающий для устройства насыпей грунт завозят со стороны.

Вывоз грунта за пределы площадки, как правило, нежелателен, так как он повышает сроки и стоимость строительства, следует стремиться к тому, чтобы весь грунт из выемок укладывался в насыпи без остатка, т.е. чтобы на площадке соблюдался нулевой баланс. Для получения такого равенства нужно определить оптимальную отметку планировки площадки, при которой будет, достигнут нулевой баланс земляных масс.

3. Разработка вариантов комплексной механизации производства работ

Сравнение вариантов производится по следующим показателям:

1)Трудоемкость, ч-см;

2)Механоемкость, м-см;

)Стоимость эксплуатации комплекта механизмов, руб.

Табл. 3. Сводная таблица механизмов

Наименование механизмовI вариантII вариант1. Экскаватор Экскаватор с ковшами вместимостью 2-3,2 м3 Самоходные одномоторные скреперы с ковшами вместимостью 8÷11 м32. ТранспортныеАвтомобили-самосвалы грузоподъемностью 12,5-32 т3. БульдозерБульдозеры на тракторах мощностью 160-170 л.с.То же4. КатокПневмоколесные самоходныйе катки массой 12,5-32 тТо же

Табл. 4. Таблица марок механизмов

Наименование механизмовI вариантII вариант1. Экскаватор Э-71112. ТранспортныеБелАЗ-540А3. БульдозерДЗ-25ДЗ-254. КатокДУ-16ВДУ-16В5. СкреперДЗ-32

Экскаватор Э-7111

Емкость ковша - 2,5 м3

Длина стрелы - 8,4 м

Наибольший радиус копания - 12 м

Радиус копания на уровне стоянки - 7,2 м

Наибольшая высота копания - 10 м

Наибольший радиус выгрузки - 10,8 м

Наибольшая высота погрузки - 7 м

Автосамосвал БелАЗ 540А

Объем кузова транспорта - 15 м3

Грузоподъемность - 27 т

Длина - 7,25 м

Ширина - 3,48 м

Высота - 3,58 м

Погрузочная высота - 3,615 м

Наибольшая скорость перемещения - 50 км/ч

Бульдозер ДЗ-25

Тип отвала - поворотный

Длина отвала - 4,43 м

Высота отвала - 1,2 м

Управление - гидравлическое

Мощность - 132(180)л.с.

Марка трактора - Т-180

Каток ДУ-16В

Ширина уплотняемой полосы - 2,6 м

Толщина уплотняемого слоя - 0,35 м

Мощность двигателя - 177(240) л.с.

Скрепер ДЗ-32

Вместимость ковша - 10 м3

Ширина захвата - 2,90 м

Глубина резанья - 0,3 м

Толщина отсыпаемого слоя - 0,45 м

Мощность - 177(240) л.с.

Определение трудоемкости и механоемкости транспорта для несвязного грунта.

Трудоемкость и механоемкость определяем по формуле:

Tpm-ma=Mm-ma=nm-ma* Mэк-ра=5507,776*5=27537,88 чел-час м-час.

где nт-та - количество машин,

nm-ma=/?эц=25,99/6,03=4,3 ~5 маш;

- продолжительность цикла транспорта,

- продолжительность цикла экскаватора,

= ?nогр ++?р++2*?маневр=3,03+8,37+5,59+3+2*3=25,99

=?n+?маневр=3,03+3=6,03;

?р =2-5мин, ?маневр=2-3 мин;

- время погрузки,

?n=Qт-т/(qэ*)=15/(2,5*1,98)=3,03 мин;

= 1,98 - число циклов экскаватора за минуту;

- время пробега груженого транспорта,

=l/ =60*3.1/22.22=8.37мин,

l - Дальность транспортирования грунта, l =3,1 км,

- скорость груженого транспорта,

,

- скорость холостого хода,

max - наибольшая скорость перемещения транспорта, Vmax = 50 км/ч,

?хлр=l/=60*3.1/33.3=5,59мин,

Для сравнения вариантов составляем калькуляцию трудовых затрат и заработной платы. Расчет стоимости и эксплуатации механизмов

Стоимость механизма определяется по формуле:

,

где М - механоемкость, Цкр - цена машино-часа с учетом районного коэффициента,

,

Цкр=1 - цена машино-часа без учета районного коэффициента,

ЗП - заработная плата.

=9,54+(1,4-1)*2,12=10,39 руб. - экскаватор,

=7,66+(1,4-1)*1,2=8,14 руб. - транспорт,

=0,94+(1,4-1)*1,06=1,37 руб. - каток,

=5,07+(1,4-1)*1,07=5,5 руб. - бульдозер,

=12,4+(1,4-1)*1,27=12,91 руб -скрепер,

Расчет сводится в таблицу 5:

Табл. 5.

МеханизмыМеханоемкость, маш.-ч. Цкр, руб. Стоимость, руб.1 вариантЭкскаватор Э-71115507,810,3957226.042Самосвал БелАЗ 540А27537,98,14224158.506Бульдозер ДЗ-284052,95,522290.95Каток ДУ-16В25981,373559.26Итого:307234.7582 вариантСкрепер ДЗ-32110986,912,911432840.88Бульдозер ДЗ-284052,95,522290.95каток ДУ-16В25981,373559.26Итого:1458691.09

Результаты подсчетов и технико-экономические показатели по сравниваемым вариантам сводятся в таблицу 6.

Табл. 6. Технико-экономические показатели сравниваемых вариантов

Наименование показателейВариант 1Вариант 2Механоемкость, маш.-ч.39696.6105626,2Трудоемкость чел.-ч.45204,4105626,2Стоимость эксплуатации механизмов, руб.307234.81458691.1

Оптимальный вариант производства работ принимаем 1-й.

Для разработки вспомогательного карьера (связного грунта) принимаем:

экскаватор одноковшовый, оборудованный прямой лопатой - Э-652В

Вместимость ковша: 0,65 м3

Длина стрелы: 5,5 м

Наибольший радиус копания: 7,8 м

Радиус копания на уровне стоянки: 4,7 м

Наибольшая высота копания: 7,1 м

Наибольший радиус выгрузки: 7,1 м

Наибольшая высота выгрузки: 4,5 м

Мощность: 80 л.с.

Для транспортировки связного грунта принимаем:

автомобиль-самосвал КАМАЗ-5511

Грузоподъемность: 10 т

Объем кузова: 7,2 м3

Длина: 8,1 м

Ширина: 2,64 м

Высота: 2,83 м

Погрузочная высота: 2,176 м

Наибольшая скорость передвижения: 80 км/ч

4. Разработка технологических схем

Применительно к окончательному составу машин, механизмов и транспортных средств разрабатываются технологические схемы с выполнением соответствующих расчетов:

a)Подготовительных и вспомогательных работ - водоотлив, водопонижение, крепление и т.п.;

b)Основных работ - срезка и перемещение грунтов, разработка карьера, транспортировка и укладка грунта в тело сооружения, в т.ч. разравнивание, уплотнение, планировка откосов и т.п.;)Мероприятия по производству работ в зимних условиях;

По основным работам, выполняемым ведущим механизмом - землеройным, а также землеройно-транспортным, уплотняющим, специальным по производству работ в зимних условиях - разрабатываются технологические фрагменты, детали, детали (по организации их забоев и рабочих мест).

.1 Вскрышные работы

Перед разработкой карьеров по добыче грунта и началом отсыпки грунта в тело плотины с поверхности карьеров и основания плотины удаляют непригодные к использованию породы. При значительных объемов вскрышных работ и большом расстоянии до отвалов хранения грунтов рекомендуется следующий комплект машин: бульдозеры - разработка грунта с организацией валков; экскаваторы - погрузка грунта из валков в транспортные средства; транспортные средства - транспорт грунта вскрыши из карьеров в отвал. Слой растительного грунта снимают со всей площади карьера, как правило, в талом состоянии до начала вскрышных работ, и укладывают отдельно в отвал для использования его в последующем при рекультивации сельскохозяйственных земель или при благоустройстве площадок. Расчет объема грунта вскрыши основания плотины.

в = 12 м - ширина гребня плотины;

В = 240 м - ширина основания плотины;

Нлев = 340 м - высота левого откоса плотины;

Нправ = 215 м - высота правого откоса плотины.

Определяем площадь левого и правого откоса плотины:

Определяем объем вскрыши основания плотины:

Vвскр,осн.пл.=[b+B]/2*[H1+H2]* =(12+240)/2*[340+215]*0.5=34965 м3,

где - толщина растительного слоя грунта, = 0,5 м

Периметр профиля плотины , по этому из условия производства вскрышных работ с помощью бульдозера, делаем 10 валков. С расстоянием между ними:

Расчет объемов вскрыши карьеров несвязного грунта К-1 и связного грунта К-2.

;

где - глубина карьера К-1;

- высота копания экскаватора.

Определяем объем вскрыши котлована К-1:

;

где - глубина карьера К-2;

- высота копания экскаватора.

Определяем объем вскрыши котлована К-2:

Схема вскрыши карьера К-1:

Схема вскрыши карьера К-2:

Определение трудоемкости и механоемкости транспорта для связного грунта.

Трудоемкость и механоемкость определяем по формуле:

ч-час (м-час)

м-час

где nт-та - количество машин,

;

=?n+?маневр=3,9+3=6,9;

- продолжительность цикла транспорта,

;

- время погрузки,

- время пробега груженого транспорта,

l - Дальность транспортирования грунта, l = 3,1,

- скорость груженого транспорта,

- скорость холостого хода,

max - наибольшая скорость перемещения транспорта, Vmax = 80км/ч,

Таблица 7. Баланс земляных масс

Наименование работВскрыша тыс. м3Насыпи плотиныпрочие сооруженияотвалыВсегоКотлованы основных сооружений -- Вскрыша К-165.03--65.03130.05 Вскрыша К-23.14-3.146.27 Вскрыша основания плотины33.04-33.0466.08Карьер 11039.201039.20--2078.41Карьер 237.3437.34--74.68траншея под зуб5.96 5.9611.92Итого1183.711076.54-107.162367.41

4.2 Разработка грунта в основном и вспомогательном карьере

Основной и вспомогательный карьеры разрабатываются экскаватором с прямой лопатой лобовым и боковым забоями. Въездная траншея разрабатывается лобовой проходкой с уклоном, не превышающим 8÷10% и шириной, позволяющей организовать двухсторонние движение грузового транспорта. Объемы карьеров равны объемам основного и связного грунтов в теле плотины с учетом коэффициента остаточного разрыхления. Высота карьеров принимается из условия наполнения ковша грунтом за одно копание и составляет наибольшую высоту копания. Пионерная траншея (первая проходка собственно в карьере) разрабатывается лобовым забоем, остальной грунт карьеров - боковыми проходками, как более производительными. Для разработки выемки под зуб ядра плотины используется экскаватор-драглайн. Грунт разрабатывается с погрузкой в транспортные средства. Снятие недобора грунта до проектной отметки дна котлована (10÷20 см) производится бульдозером с перемещением в валки. Грунт из валков погружается экскаваторами в транспорт и отвозится в отвал.

Расчет лобового забоя

Длина пионерной траншеи:

(К1) (К2)

Длина передвижки:

lп =0,75·lрук = 0,75·8,6=6,45 м (К1)lп = 0,75·lрук = 0,75·5,5 =4,125 м (К2)

где - длина рукояти, принимается по техн. Характеристикам выбранного экскаватора.

Оптимальный радиус копания:

Rо.р.=0,85Rмах = 0,85·12 = 10,2 м (К1)Rо.р.= 0,85Rмах = 0,85·7,8 = 6, 63 м (К2)

где - Максимальный радиус копания, принимается по техническим характеристикам.

Радиус копания на уровне стоянки ,.

(К1) (К2) (К1)(К2)Количество стоянок экскаватора при лобовом забое определяется из условия:

(К1) (К2)

Расчет бокового забоя

(К1) (К2)Вб =(Rop2-ln2)1/2+ Rу.ст*21/2/2=(10,22-6,452)1/2+7,2*21/2/2=12,99 м (К1)Вб =(Rop2-ln2)1/2+Rу.ст*21/2/2=2*(6,632-4,1252)1/2+4,7*21/2/2=8,51 м (К2)

Определяем количество полос:

(К1)(К2)

Количество стоянок экскаватора при боковом забое определяем из условия:

(К1)(К2)

.3 Определение размеров карты отсыпки

В основе технологии укладки грунта в тело плотины лежит поточная технология разбивки насыпи в плане на равновеликие участки - карты, на каждом из которых последовательно выполняют следующие основные работы (операции): транспорт и отсыпку грунта, его разравнивание, увлажнение (подсушку) и уплотнение.

Определение размеров и количество карт отсыпки несвязного грунта

Карта рассчитывается для средней отметки плотины.

L1 = 135 м - ширина насыпи плотины на отметке 330 м;

В1 = 292м - длина насыпи плотины на отметке 330 м .

Определение сменной интенсивности:

Iсм=Iгод/nx=1500000/(12*22*2)= 2840,9 м3/см;

nк - количество смен в году,

nк =12·nдней·2

Определение сменной производительности экскаватора:

ПЭсм=100*8/Нмсм=100*8/0,53=1509;

Определение количества экскаваторов:

nэ=Iсм/ПЭсм=2840,9/1509=1,89?2 шт

Принимаем 2 экскаватора.

Определение площади одновременно отсыпаемых карт:

Fk=nэ*nсм*ПЭсм/hсл=2*2*1509/0,4=15090м2,

hсл - толщина слоя отсыпки.

Определение отсыпаемых карт:

nкарт=L1*B1/ Fk=292*135/15090=2,6 ? 3 карты

Принимаем 3 карты отсыпки по 97,33 м.

Определение количества экскаваторов для связного грунта.

Определение сменной интенсивности:

Iсм= Iгод/nx=50527,74/(12*22*2)= 95,7 м3/см;

Iгод= Vсв.г/?=37340/0,739=50527,74

nк - количество смен в году,

nк = 12·nдней·2

Определение сменной производительности экскаватора:

ПЭсм=100*8/Нмвр=100*8/2,1=210 м3/см.

Определение количества экскаваторов:

nсм=Iсм/ПЭсм=95,7/210=0,46 ? 1шт.

Принимаем один экскаватор.

.4 Отсыпка и разравнивание грунта

Грунт доставляют на карты автосамосвалы, и разгружается по всей карте отсыпки. Расстояние между кучками грунта должно быть таким, чтобы при разравнивании срезанный грунт полностью укладывался в промежутки между ними слоем заданной толщины.

Отсыпка для несвязного грунта

вк = = 4,43 м - длина отвала бульдозера;

Vк = 15 м3 - объем кузова автосамосвала:БелАЗ-540А;

=0,4 м - толщина слоя уплотнения.

ак=м

Отсыпка для связного грунта

,

вк = = 4,43 м - длина отвала бульдозера;

Vк = 7,2 м3 - объем кузова автосамосвала: КАМАЗ-5511;

=0,4 м - толщина слоя уплотнения.

Схема отсыпки грунта

Схема разравнивания грунта

Разравнивание грунта ведется отдельными участками, при этом возращение бульдозера к началу захватки осуществляется задним ходом с опущенным отвалом, что обеспечивает частичное уплотнение грунта.

4.5 Уплотнение грунта

В результате уплотнения происходит взаимное смещение твердых частиц и более равномерное и полное заполнение ими пор увеличивается плотность грунта, уменьшается фильтрационная способность и осадка, повышается прочность и устойчивость земляных сооружений.

Уплотнение грунта производится полуприцепным катком, трамбующими плитами, гружеными автосамосвалами.

Необходимая степень уплотнения достигается путем последовательных замкнутых проходок уплотняющих механизмов по всей площади карты, как правило, от периферийных участков к центру с перекрытием каждой проходкой предыдущей на 0,2÷0,3 м. Закончив укладку всей площади процесс повторяют.

При уплотнении слоев грунта, по правилам техники безопасности, каток не должен находиться ближе 1 м от бровки откоса. Поэтому для уплотнения этой полосы принимается грунтоуплотняющая машина ДУ-16В на базе трактора. Она оснащена бульдозерным отвалом и специальной рамой с двумя виброуплотняющими плитами. Глубина уплотняемого слоя составляет 1 м.

Схема уплотнения откосов

Схема планировки откосов

Производится с отпущенным отвалом при движении бульдозера снизу вверх - челночным способом.

4.6 Технология укладки грунта в зимних условиях

При замораживании связных грунтов из-за фазового перехода возникает пучение и растрескивание грунтов. Особенно это характерно для земляных сооружениях, эксплуатирующихся на крайнем севере и в зоне вечной мерзлоты.

Применяется два вида противофильтрационных устройств в теле плотины:

. Мерзлотные - в них искусственно замораживается ядро и поддерживается в мерзлом состоянии во время эксплуатации (в толще ядра устраивают каналы, через которые в зимний период нагнетается холодный воздух;

замораживание при помощи термосвай, через которые циркулирует легко испаряемая жидкость).

. Талые плотины - ядро возводятся из талого грунта, и поддерживается при положительной температуре во время эксплуатации сооружения.

Технология возведения противофильтрационного устройства

I.Подготовительный период.

1. Очистка и снятие поверхностного слоя в карьере связного грунта.

. Разработка оттаявшего слоя грунта с перемещением его в валки высотой 2-3 метра и объемом 6-10 м3 (в результате перемещения грунт оттаивает и перемешивается).

. Разработка валков при помощи экскаваторов с погрузкой в транспорт и доставкой его в бурты зимнего хранения высотой 14-16 метров и располагаются в непосредственной близости от сооружения (500-1000 м). Для предохранения грунтов в зимний период периферийный слой устраивается из засоленного грунта толщиной 2-3 метра. Засолка производится на соответствующих участках карьера связного грунта. Для этого с поверхности удаляется растительный слой грунта, производится нанесение на поверхность NaCl (количество рассчитывается). Далее бульдозером перемещают засоленный грунт в валки. После чего экскаватор грузит засоленный грунт в транспорт и далее грунт засыпается на поверхность буртов. При сильных морозах для предотвращения возможного промерзания грунта в буртах производится электроподогрев этого слоя. Для этого в грунт погружаются электроды в виде пластин или стержней с определенным шагом и на них подается напряжение. Опыт показывает, что температура в толще грунта + 8-10 0С, после его разработки и доставки к месту отсыпки температура снижается до +5-6 0С.

II.Последовательность отсыпки плотины.

Разработка, транспортировка и отсыпка связанных грунтов в зимний период производится аналогично летним условиям.

Отсыпка связных грунтов. Общие требования:

a)Недопустимо образование на поверхности слоев отсыпки ледяной корки.

b)Перед отсыпкой первого слоя поверхность основания должно быть тщательно очищена от камневидных включений и мерзлых комков.)Поверхность должна быть прогрета специальными механизмами таким образом, чтобы нижний слой толщиной 1,5-2 см имел положительную температуру.)Аналогичные требования предъявляются к отсыпке последующих слоев.)После отсыпки и разравнивания перед уплотнением поверхность дополнительно поливается раствором соли (концентрация по расчету).)Каждый ярус разбивается на ряд участков.

5. Разработка календарного графика производства работ

На основе производственной калькуляции и заданных сроках выполнения работ, предусмотренных заданием, составляется календарный график работ с обоснованием принятой очередности и сроков выполнения работ (Приложение 2 ).

6. Технико-экономические показатели

Для оценки степени эффективности принятых проектных решений подсчитываются следующие технико-экономические показатели:

1.Объем земляных работ = 2309,5 тыс.м3

2.Общая нормативная трудоемкость = 531,18 ч./см.

.Общая плановая трудоемкость = 538,9 ч./см.

.Общая плановая механоемкость = 431,8 ч./см.

.Процент выполнения норм = 93,1%

.Трудоемкость в ч./см. на м3 объема плотины = 0,23 ч./см.

.Заработная плата в руб. на м3 = 4134 руб

.Заработная плата на плановую ч-см = 27088 руб

.Плановая выработка в натуральных показателях = 98,9%

7. Правила техники безопасности при проведении земляных работ

. Перед допуском рабочих в котлованы или траншеи глубиной более 1,3 м должна быть проверена устойчивость откосов или крепления стен.

. В случаях необходимости выполнения работ, связанных с электропрогревом грунта, должны соблюдаться требования ГОСТ 12.1.013-78.

Прогреваемую площадь следует ограждать, устанавливать на ней предупредительные сигналы, а в ночное время освещать. Расстояние между ограждением и контуром прогреваемого участка должно быть не менее 3 м.

На участках прогреваемой площади, находящихся под напряжением, пребывание людей не допускается.

. Линии временного электроснабжения к прогреваемым участкам грунта надлежит выполнять изолированным проводом, а после каждого перемещения электрооборудования и перекладки электропроводок следует визуально проверять их исправность.

. При извлечении грунта из выемок с помощью бадей необходимо устраивать защитные навесы-козырьки для укрытия работающих в выемке.

. Погрузка грунта на автосамосвалы должна производиться со стороны заднего или бокового борта.

. При разработке выемок в грунте экскаватором с прямой лопатой высоту забоя следует определять с таким расчетом, чтобы в процессе работы не образовывались "козырьки" из грунта.

. При разработке, транспортировании, разгрузке, планировке и уплотнении грунта двумя и более самоходными или прицепными машинами (скреперами, грейдерами, катками, бульдозерами и др.) идущими одна за другой, расстояние между ними должно быть не менее 10 м.

Литература

. СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. ГОССТРОЙ СССР,- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991.

. СНиП 23-01-99. Строительная климатология. - М.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2000.

. ЕНиР. Общая часть. - М.: Прейскурантиздат, 1987.

. ЕНиР. Земляные работы. (Сборник 2, выпуск 1). - М.: Стройиздат,1988.

. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве/ Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.

. СНиП IV-3-82. Приложение. Сборник сметных цен эксплуатации строительных машин - М.: Стройиздат, 1982.

. Н.С. Евсеева, Л.Н. Окишева География Томской области. Природа, природные ресурсы. Томск, 2005.

. Бондаренко П.Н. Производство земляных работ при возведении плотин. Методические указания к курсовому проекту для студентов специальности 2904 "Гидротехническое строительство". - Новосибирск: НГАС, 1996.

Приложение

Министерство образования Российской Федерации Курсовая работа Речные гидротехнические сооружения "Грун

Больше работ по теме: