Траншейная прокладка наружного хозяйственно-питьевого трубопровода

 

Исходные данные


1.Назначение трубопровода - В1

2.Материал труб - железо-бетон

.Величина условного прохода трубы - 1000 мм

.Грунт в районе прокладки трубопровода - песок

.Сезон строительства - лето

.Глубина сезонного промерзания грунта - 2,7 м

.Длина трубопровода - 2000 м

.Глубина залегания грунтовых вод - 2,6 м

.Район строительства - г. Красноярск

.Уклон трубопровода - 0,002.


1. Определение объемов земляных работ


Минимально допустимая глубина прокладки водопроводного трубопровода определяется:


Если d ? 800 мм, то h1=Hпр+0,3 м;

Если d > 800 мм, то h1=Hпр+0,5 м.

h1=Hпр+0,5 м;


h1=2,7+0,5=3,20 м.

Максимальная глубина прокладки труб в конце трубопровода определяется:


h 2= h1+i*Lтр;


h 2=3,20+0,002*2000=7,20 м.

Средняя глубина прокладки труб на участке определяется:


h ср=(h1+ h 2)/2;


h ср=(3,20+7,20)/2=5,20 м.

Принимаем траншею с наклонными стенками. Ширина траншеи зависит от типа трубы.

ГОСТ 12586.0-83 железобетонные

Наружный диаметр трубы 1150 мм

Масса 1 м трубы 3550 кг

Длина 5 м

Толщина стенки 75 мм

Масса трубы 17750 кг.

Ширина траншеи по дну определяется:

Если dнар< 500 мм, то В= dнар+0,8 м;

Если dнар> 500 мм, то В= dнар+0,5 м.

В= dнар+1 м;


В=1,15+1=2,15 м.

Коэффициент заложения откосов m принимаем в зависимости от типа грунта и глубины траншеи.

m=0,78. земляной забой монтаж трубопровод

Ширина траншеи по верху (в начале траншеи) определяется:


Е1=В+2* m* h1;


Е1=2,15+2*0,78*3,20=7,14 м.

Ширина траншеи по верху (в конце траншеи) определяется:


Е2=В+2* m* h2;


Е2=2,15+2*0,78*7,20=13,38 м.

Средняя ширина траншеи определяется:


Еср= (Е1+ Е2)/2;


Еср=(7,14+13,38)/2=10,26 м.

Объем разрабатываемого грунта при трапециидальном сечении траншеи определяется по формуле:


V=Fср*L,


где Fср - площадь поперечного сечения траншеи; L - длина траншеи.


Fср= h ср*(В+ Еср)/2;


Fср=5,20*(2,15+10,26)/2=35,39м2

V=35,39*2000=70780м3.

Подбор колодца Требуемый размер рабочей камеры колодца Dк в плане равен строительная длина задвижки + 1 м.

. Плита днища КЦД - 20:

Диаметр - 2,5 м, толщина плиты - 12 см, масса плиты - 1470 кг.

Задвижка: материал - сталь, габариты задвижки по высоте - 4,2 м, строительная длина задвижки - 1,2 м. Требуемый размер колодца:


Dк=1+1,2=2,2 м;


Фактический размер рабочей камеры колодца в плане принимаем - 2 м.

Требуемая высота рабочей камеры:


Нр.к.треб.выс.зад.+0,7=4,2+0,7=4,9 м,


где Нвыс.зад - высота задвижки.

. Кольцо стеновое: КЦ - 20.

Марка колец:

КЦ 20-12 (3 шт.)

КЦ 20-9 - (1 шт.)

КЦ 20-6 - (1 шт.)

Высота горловины определяется по формуле:


hгор=hср - (0,15+0,3+ hфактрабоч.камеры),


hгор=5,2 - (0,15+0,3+5,1)=-0,35 м.

В нашем случае горловина не требуется.

. Плита перекрытия: КЦП 1-20

Внутренний диаметр лаза 0,7 м.

Наружный диаметр 2,2 м.

Толщина плиты 0,15 м.

Расстояние между осями кольца и лаза 0,65 м

Масса 1280 кг.

. Плита опорная КЦО - 2:

Толщина плиты 0,15 м.

Масса 800 кг.

. Кольцо опорное КЦО - 1:

Внутренний диаметр 0,58 м.

Наружный диаметр 0,84 м.

Толщина изделия 7 см.

Масса 50 кг.

Количество колодцев определяется исходя из максимального допустимого расстояния между ними (100 м).

/100+1=21, принимаем 21 колодцев.

а1 - размер котлована под колодец по низу, а11=3,7 м.


а221+2*m*hср=3,7+2*0,78*5,20=11,81 м

l1=L-а2*N=2000-11,81*21=1751,95 м.


Объем грунта определяется по формуле:


V=Vм+Vр,


где Vм - объем грунта, разрабатываемый механизированным способом; Vр - объем грунта, разрабатываемый вручную.


Vм= V1м+ V2м,


где V1м - объем грунта, разрабатываемый для отрывки траншеи; V2м - объем грунта, разрабатываемый при рытье котлована под колодцы.


V1м= (Fср+ (m[(h1-0,2)+(h2-0,2)]2)/12)*l1,


где l1 - длина трубопровода без суммарной длины колодца.


l1=L-а2*N;

а21+2*m*hср,


где а1 - длина котлована по низу; а2 - длина котлована по верху.


V1м= (35,39+ (0,78 [(3,20-0,2)+(7,20-0,2)]2)/12)*1751,95=73389,2м3.

V2м=(hср[{2*а12}*в1+{2*а21}*в2]/6)*N;

V2м=(5,20 [{2*3,7+11,81}*3,7+{2*11,81+3,7}*11,81]/6)*21=7165,9м3.

Vм=73389,2+7165,9=80555,1м3.

Vр= V1р+ V2р,


где V1р - объём грунта, разрабатываемый при рытье недобора; V2р - объём грунта, разрабатываемый при отрывке приямков.


V1р=hнед(В*lн111*N),


где hнед=0,2 м; lн1 - длина трубопровода без суммарной длины котлованов под колодцы по низу.


lн1=L-а1*N;


lн1=2000-3,7*21=1922,3 м.

V1р=0,2 (2,15*1922,3+3,7*3,7*21)=884,01 м3.

V2р=Vпр*N1,


где N1 - количество приямков.


N1= (L-Dр.к.внутр.*N)/ lтр+1;

Vпр=а*в*с,


где а, в, с - ширина, глубина, длина приямка: а=1 м, в=1,15+1=2,15 м, с=0,4 м.

Vпр=1*2,15*0,4=0,9м3

N1= (2000-2*21)/5+1=392,6=393 приямков.

V2р=0,9*393=353,7м3.

Vр= 884,01+353,7=1237,7м3.

V=80555,1+1237,7=81792,8м3.


2. Определение объёма земли, подлежащей вывозу в отвал за пределы строительства


Основная часть грунта, извлекаемого при разработке траншеи и котлована под колодцы, понадобится для обратной засыпки после монтажа и предварительного испытания трубопровода. Часть грунта при этом окажется лишней, так как вытиснится трубопроводом и колодцами.

Этот избыточный объем грунта подлежит вывозу в отвал за пределы строительства.

Объем грунта подлежащий вывозу в отвал за пределы строительства определяется по формуле:


V0в= (Vтр+Vкол)*Кпр,


где Vтр - объём грунта, вытесняемый трубопроводом; Vкол - объём грунта, вытесняемый колодцами; Кпр - коэффициент первоначального увеличения объёма грунта при рыхлении.


Vтр= [р d2тр. нар*(L-D нар. р.к.*N)*Кр ]/ 4,


где dтр. нар - наружный диаметр трубопровода, м; Кр - коэффициент, учитывающий объем земли, вытесняемые раструбными элементами.

Полиэтилен Кр=1,13.


Vтр= [3,14*1,152*(2000-2,2*21)*1]/4=2028,4м3.

Vкол= р D2нар/4*hср*N;

Vкол= (3,14*2,22/4)*5,20*21=414,9м3.

Кпр=1,10-1,15; принимаем 1,13.

V0в= (2028,4+414,9)*1,13=2760,9м3.


Таблица баланса объёма земляных масс

Вид работыОсновные параметры выемкиОбъём грунта в плотном телеШирина, мГлубина, мДлина, мОбозначениеКоличество, мПо верхуПо низу1. Механизированные земляные работы.1.1 Разработка траншеи10,262,155,21922,3 V1м73389,21.2 Разработка котлованов под колодцы11,813,75,477,7 V2м7165,91.3 Вывоз избыточного грунта за пределы строительства117,49117,490,2117,49 V0м2760,92. Ручные земляные работы.2.1 Разработка недобора2,152,150,22000V1р884,012.2Отрывка приямков2,152,150,41V2р353,7Общий объем - в т.ч механ. - в т.ч в ручную- - -- - -- - -- - -V Vм Vр81792,8 80555,1 1237,7

3. Предварительный выбор комплекта машин


Состав комплекта машин определяется видами работ, которые должны быть механизированы. К ним относятся: разработка грунта в траншеи и котлованов под колодцы; вывоз избыточного грунта за пределы строительства; монтаж трубопровода, колодцев и арматуры; обратная засыпка траншеи; планировка траншеи и отвалов. Ведущей машиной в комплекте является экскаватор. Марка и тип других машин подбирается в зависимости от технических характеристик экскаватора. Подбор экскаватора начинают с определения объёма его ковша.


4. Методика выбора экскаватора для отрывки траншей


1.Для отрывки траншей и котлованов применяются одноковшовые экскаваторы, оборудованные обратной лопатой или экскаваторы - драглайны.

2.Определяется рекомендуемый объем ковша экскаватора в зависимости от месячного объема механизированных земляных работ Vммес по справочнику.

.1 Vммес =Vм/(реком. срок стр.-а). Рекомендуемый срок строительства берётся в СНиП 440-72 в зависимости от назначения трубопровода, материала трубопровода, материала труб, диаметра труб, длины трубопровода, количество смен приняты при планировании работ.

.2 По Vммес по справочнику определяют объём ковша (Vк).

3.По справочнику подбирают две марки экскаваторов (с обратной лопатой) с рекомендуемым объёмом ковша и выписывают их следующие характеристики: марка, объём ковша, глубина капания, максимальный радиус резания, максимальная высота выгрузки.

4.Выполняют проверку возможности технического применения, которая заключается Нкдр.Д.т? h2.

.1 Оба проходят проверку.

.1. Сравнивают наибольшую глубину копания экскаваторов Нк> h2.

При не соблюдение условия делают вывод об отказе принятой марки экскаватора. Если оба экскаватора не отвечает требованию 5.1 то отказываются от обеих марок и подбирают другие марки с большей глубиной копания.

. В зависимости от результата п 5.1.

возможны варианты.

.1. Подходят обе марки экскаваторов окончательный выбор марки экскаватора делают на основе технико-экономического сравнения 3-х показателей.

Продолжительность отрывки траншеи.

Себестоимость отрывки 1м3 траншеи.

Трудоемкость отрывки 1м3 траншеи.

.2. Один из экскаваторов не отвечает требованию 5.1. делают вывод по возможности применение только одного типа экскаваторов.

.3. Оба марки не отвечают условию 5.1. В результате подбирают заново 2 марки экскаваторов с достаточной глубиной капания.

Оптимальная продолжительность строительства по СН 440-72. 6 месяцев.

Месячный объем механизированных земляных работ определяется по формуле:


Vммес= Vм/ рекоменд. срок строительства;


Vммес=80555,1/ 6=13425,9 м3.

По справочнику строителя в зависимости от Vммес определяют объём ковша экскаватора. Принимаем Vк =0,65м3.


Технические характеристики экскаваторов

Наименование показателейТип экскаватораОбратная лопатаДраглайнМарка экскаватораЭО-4121А с удлинённым рукавомЭО-652БОбъем ковша Vк, м30,650,65Наибольшая глубина копания Нк, м7,35,8Наибольшая высота выгрузки Нв, м5,23,1Наибольший радиус резания Rр, м10,27,8Наибольший радиус выгрузки Rв, м10,27,8

После выбора марок, оценка технической возможности применения экскаватора.


Нкол >h2, Нкдр >h2 Нкол=7,3 м >h2=7,2 м - подходит только обратная лопата.


Выбор марки средств для транспортирования избыточного грунта за пределы строительства.

Для транспортирования грунта на расстояние более 0,5 км применяются автосамосвалы.

Выбор марки самосвала производится с учётом:

. Высота борта кузова самосвала должна быть не менее чем на 0,3 м ниже наибольшей выгрузки экскаватора;

. Вместимость кузова должна обеспечивать нагрузку не менее 3-х ковшей экскаватора.

Рекомендуемая грузоподъемность самосвала принимается по справочнику строителя в зависимости от объёма ковша экскаватора и расстояния транспортирования.

Расстояние транспортирования 2,5 км, грузоподъемность 10 т;

По справочнику подбирают марку самосвала с грузоподъемностью 10 т

КамАЗ-5511;

Высота борта кузова 2,40 м.

Количество ковшей экскаватора:


n=G/(г*Vкн),


где G - грузоподъемность самосвала, 10 т; г - плотность грунта, для песка 1,2 т/м3; Vк - объём ковша; Кн - коэффициент наполнения ковша, равный 0,85.

n=10/(1,2*0,65*0,85)=15 >3.

Длительность погрузки одного самосвала определяется по формуле:

пог =n(/nцт),


где nц - число циклов экскавации в минуту, nц=1; Кт - коэффициент, учитывающий условие подачи самосвала в забой, Кт = 0,85.

tпог =15/(1*0,85)=17,65 мин.

Количество рейсов самосвала в смену:


Пр = tсм*60/(tпог+2l/V*60+tр+tм);


где tсм - продолжительность смен, 8 ч; l - расстояние транспортирования, 2,5 км; V - средняя скорость движения самосвала, 20 км/ч; tр - время разгрузки, 1 мин; tм - длительность маневрирования машины, 3 мин.

Пр = 8*60/(17,65+2*2,5/20*60+1+3)=22 рейса.

Производительность самосвала в смену определяется по формуле:


Па.с=(G/г)*Пр;


Па.с=(10/1,2)*25=183,3 м3/смен.


5. Выбор механизма для обратной засыпки траншеи и ее планировки


Обратная засыпка траншеи проводится после успешных предварительных испытаний.

Для обратной засыпки используется грунт, находящийся в отвале, после засыпки производят планировку поверхности траншеи.

Для обратной засыпки целесообразно использовать бульдозеры, марка бульдозера выбирается по следующей методики: для этой операции используются средние мощности бульдозера, по справочнику строителя.

ДЗ-117 (дизельный)

Базовая машина

Т-130 М.Г.1

Продолжительность работ по обратной засыпке траншеи и отвалов.

Время работы бульдозера определяется:


Тб=S*Hвр/1000*tсм,


где S - площадь планируемой поверхности; Hвр - норма времени на планирование единицы поверхности (1000 м2); tсм - продолжительность смены, 8 часов в день.


S=S1+S2,


где S1 - площадь планировки на месте траншеи и отвала.


S1=L*(Еср+в+2), м2;

S2= V0в/0,2;

в=2*Hотв=2*6,2=12,4;отв=?Fотв=?38,39=6,2;

Fотв=Fср*kпр*k=35,39*1,13*0,97=38,79;


где kпр - коэффициент первоначального разрыхления грунта; k - коэффициент учитывающий уменьшение площади поперечного сечения отвала за счёт выгрузки избыточного грунта.


k=(V-V0в)/V=(81792,8-2760,9)/81792,8=0,97;


S1=2000*(10,26+12,4+2) =49320 м;2= 2760,9/0,2=13804,5 м2;=13804,5+49320=63124,5 м2;

Тб=63124,5*1,2/1000*8=9,5 см.


6. Определение технико-экономических показателей для окончательного выбора комплекта машин


Окончательный выбор комплекта машин производится на основе сравнения 3-х технико-экономических показателей:

. Продолжительность работы экскаватора по отрывки траншеи и котлованов под колодцы.

. Себестоимость разработки 1 м3 грунта.

. Трудоемкость разработки 1 м3 грунта, рассчитанных для двух типов экскаваторов (драглайн и обратная лопата).

Продолжительность земляных работ определяется по формуле:


Тэ=Vмэ,


Пэ - нормативная производительность экскаватора в смену.


Нвр1о.л.=1,8; Нвр2о.л.=2,4;


где Нвр1 о.л.; Нвр2 о.л. - норма времени при работе экскаватора в отвал и при погрузки в транспорт.

Р - количество избыточного грунта погружаемого в транспорт в долях единицах (за единицу принят весь объем грунта разрабатываемый экскаватором).


1/Vм = Р/V0в => Р = V0в/ Vм;


Р = 2760,9/80555,1=0,03.

Пэ о.л.=8*100 ((1-0,03)/1,8+0,03/2,4)=440;

Тэдр=80555,1/440=183,1 смены;


рр*Vр=0,544*1237,7=673,31;


Стр о.л.= 1,08*(8*5,33*Тэ о.л.+8*5,83*Тб+8*4,6* Тэ о.л.)+ 1,5?Зр /V,

где Зр =0,544 руб./м3.

Стрдр= 1,08*(8*5,33*183,1+8*5,83*9,5+8*4,6* 183,1)+ 1,5673,31 /81792,8= 0,21 руб./м3.

Трудоёмкость разработки 1 м3 грунта определяется по формуле:


Мтро.л. =8*(2,65+1,48+1,79)+ ?Мр /V,


где ?Ммдр - затраты труда на ручные операции; Нвр - норма времени для разработки 1 м3 грунта вручную, Нвр=2,6 ч:

Мтрдр=8*(2,65+1,48+1,79)+ 1113,93 /81792,8= 0,01 час/маш-час*м3;

м - затраты труда по управлению и обслуживанию машин, час/маш-час:


мвр*Vр=0,9*1237,7=1113,93.


Таблица технико-экономических показателей

Комплекты машинОбратная лопата1. Продолжительность разработки грунта4402. Себестоимость отрывки 1 м3 грунта0,213. Трудоемкость разработки0,01

Окончательный вариант комплекта машин:

КАМАЗ -55-11 Экскаватор обратная лопата

Марка ЭО-5111ЕХЛ Объем ковша 1 м3

Бульдозер Марка Д3-117 (базовая машина Т-130М.Г.1).


7. Определение размеров забоя


Площадь поперечного сечения отвала определяется по формуле:


Fот=Fсрпр*К,


где К - коэффициент учитывающий уменьшение площади поперечного отвала за счет вывозки избыточного объема грунта.


К= V-VоВ/V,


k= (81792,8-2760,9)/81792,8=0,97;от=35,39*1,13*0,97=38,79.

Высота отвала определяется:


Hот=?Fот=?38,79=6,2 м при угле отвала 450.


Ширина отвала по низу:


в=2 Hот;


в=2*6,2=12,4 м.

Расстояние от бровки траншеи до основания отвала определяется:


а=h2(1-m);


а=7,2 (1-0,78)=1,58 м.

Общая ширина забоя определяется:


А=Еср+а+в;


А=10,26+1,58+12,4=24,24 м.

Положение оси движения экскаватора при концевой проходке может совпасть с осью траншеи или быть смещена на некоторое расстояние в сторону отвала. Выбираем первый случай, если выполнено следующее условие:


Rв1


А1 - расстояние определяется по формуле:


А1= (Еср/2)+ а+в


А1=(2,15/2)+1,58+12,4=15,06 м.

Если это условие не выполняется, то ось движения экскаватора смещается в сторону отвала на расстояние S.


S=А1 - Rв=15,06-10,2=4,86 м.


Необходимо соблюдать условие:


Rр? (Еср/2)+S.

р=10,2 м? (2,15/2)+4,86=5,94 м - условие выполняется.


. Выбор кранового оборудования для монтажа трубопроводов


Для укладки труб, монтажа элементов колодца и арматуры размещенной в колодцах используют автомобильные, пневмоколесные краны.

При выборе кранового оборудования, учитывая массу самого тяжёлого элемента, и требуемый вылет стрелы крана.

Требуемая грузоподъемность крана определяется по формуле:


G=Q*Kгр,


где Q - масса самого тяжелого элемента; Kгр - коэффициент учитываю-щий массу грузовых приспособлений, Kгр принимаем 1,1.

G=5,57*1,1=6,1т.

Выбираем вариант - кран располагается ближе к бровки траншеи, а элементы за ним.

По справочнику подбираем кран по грузоподъёмности.

МКА-16грузоподъемность - 16 т

Грузоподъемность при max вылете стрелы - 4 т

Вылет стрелы 4,1-21 м.

Масса базового автомобиля КРАЗ - 257.


Библиографический список


1. Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации: Справочник строителя /Переливная А.К. 4-е изд., перераб. и доп.-М.: Стройиздат, 1988-653 с.

. ЕНиР: Сб. Е2. Земляные работы. Вып.1. Механизированные и ручные работы /ГОССТРОЙ СССР. - М.: Стройиздат, 1988.-224 с.

. Городские инженерные сети и коллекторы: Учебник для вузов /Алексеев М.И., Дмитриев В.Д. и др.-М.: Стройиздат, 1990. - 384 с.


Исходные данные 1.Назначение трубопровода - В1 2.Материал труб - железо-бетон .Величина условного прохода трубы - 1000 мм .Грунт в районе прокла

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2019 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ