Розробка технологічних рішень по улаштуванню котловану

-газопровідних мереж з розподільними пунктами.

Внутрішньомайданчикові роботи підготовчого періоду включають:

-розчистку території будівельного майданчика, знос невикористовуваних в процесі будівництва тимчасових споруд;

-планування території

-створення геодезичної розбивочної основи, геодезичнірозмічувальні роботи інженерних мереж, доріг, будівель і споруд.

-відвід поверхневих вод, пониження рівня грунтових вод;

-перенесення ліній зв'язку, електропередач та трубопроводів ззони будівництва, прокладання нових інженерних мереж;

-влаштування постійних і тимчасових доріг;

-розміщення інвентарних тимчасових будинків і споруд дляконтролю та оперативного керівництва будівництвом, обігріву робітників, прийомуїжі, зберігання робочого одягу та інвентарю;

-пристрій складських площ, приміщень та обладнання длязберігання матеріалів, конструкцій і запасних частин, для заправки машин;

-влаштування тимчасового огородження будівельного майданчика;

-забезпечення будівельного майданчика протипожежнимобладнанням і засобами сигналізації;

-організація тимчасового освітлення, охорони і зв'язку дляуправління виробництвом робіт

Визначення обсягу котловану, обсягів рослинного шару і ігрунту, що вивозиться у відвал

Обсяг котловану знайдемо за формулою:

(м 3 ) (2.1)

Де V k - обсяг котловану, м 3 ;

Н - глибина котловану (за завданням 5м), м;

а й b-розміри дна котловану (за завданням 70м і 60м), м;

а 1 і b 1 - розмірикотловану по верху, м.

а 1 = а +2 Тh (м) (2.2)

b 1 = b +2 mH (м) (2.3)

де m -коефіцієнт закладення укосу (приймаємо по таблиці), для грунту В«супісокВ» приглибині котловану Н = 5м.

т = 0,9;

в = 70 (м);

а = 60 (м);

в 1 = 70 +2 * 0,9 * 5 = 79 (м);

а 1 = 60 +2 * 0,9 * 5 = 69 (м).

V k = 5/6 (4200 +5451 + 149 * 129) = 24060 (м 3 ) .

Визначення обсягу рослинного шару.

(м 3 ) (2.4)

Де h pc = 0,2 - товщина рослинного шару, м. (за завданням)

V pc = 79 * 69 * 0,2 = 1090 (м 3 )

Визначення обсягу грунту, що підлягає обробці.

(м 3 ) (2.5)

Підставимо отримані значення формул 2.1 і 2.4 в формулу 2.5,отримаємо об'єм грунту, що підлягає обробці:

V p = 24060 - 1090 = 22970 (м 3 ).

Пристрій в'їзду в котлован, обсяг екскавації.

Відкриті котловани зручні, тому забезпечують в'їзд вкотлован.

Роботи по влаштуванню в'їзду слід враховувати при визначенніобсягу екскавації і розробці технологічної схеми.

(м 3 ) (2.6)

Де b ПТ = 1,5 ... 2,0 - ширина піонернийтраншеї понизу, м;

У ПТ - ширина піонерний траншеї зверху, м;

У ПТ = b ПТ +2 mH p (м) (2.7)

У ПТ = 2 +2 * 0,9 * 4,8 = 10,64 (м).

Н р - робоча глибина розриваного котловану, м;

Н р = Н-h pc (м) (2.8)

Н р = 5-0,2 = 4,8 (м).

L p - довжина в'їзду, м.

L p = Н р /i (м) (2.9)

Де i - ухил в'їзду,може бути порядку 0,10.

L p = 4,8/0,10 = 48 (м).

Підставимо отримані значення формул 2.7, 2.8, 2.9 в формулу 2.6:

V L = (10,64 +2)/2 * 0,5 * 4,8 * 48 = 728 (м 3 ).

Вибір машини для зняття рослинного шару, визначення її продуктивностіі схеми роботи

Зняття рослинного шару зазвичай виконують бульдозери 10 ттяги. Рослинний шар відсипав у Кавальєрі, який знаходиться на відстані 10м від краю котловану до осі Кавальєрі.

Для цієї роботи підберемо бульдозер ДЗ-18 з наступнимихарактеристиками:

Таблиця 1. Технічні характеристики бульдозера ДЗ-18.

Тривалість набору в призму грунту ІІ категорії(Супісок) t коп , з

Середній шлях набору грунту в призму l коп ,м

Швидкість переміщення бульдозера, км/год

-при копанні-наборі грунту в призму V коп

-при транспортуванні і розкладці грунту V тр і V р

-при порожньому пробігу V пір

3,6

8,8

12,2

Обсяг грунтової призми (для незв'язною грунту - супісок) q, м 3

Продуктивність бульдозера визначаємо за формулою:

(м 3 /год) (3.1)

Де q -обсяг грунтової призми перед відвалом бульдозера на кінцевій стадії копання (приймаємопо табл.1), м 3 ;

t ц - тривалість робочого циклу, с;

До П - коефіцієнт втрат грунту при русібульдозера;

K П = 1-0,005 * l тр

K П = 1-0,005 * 49,5 = 0,8

До Р - коефіцієнт розпушення грунту при розробці,для супіски = 1,15;

До В - коефіцієнт використання робочого часузміни (= 0,80 ... 0,90).

Тривалість робочого циклу визначимо за формулою:

... де t коп - тривалість операціїкопання-набору грунту в призму (за табл.1), с;

t коп = 9 с.

t тр - тривалість транспортування грунтової призми, с;

t тр = l тр /V тр (с) (3.3)

де l тр - шлях транспортування грунтовійпризми, м;

l тр = а 1 /2 + с (м) (3.4)

l тр = 69/2 +10 = 44,5 м.

V тр - швидкість транспортування грунтової призми (по табл.1), м/год;

V тр = 8,8 * 1000/3600 = 2,44 (м/год)

t тр = 44,5/2,44 ≈ 19 с.

t р - тривалість розкладки грунтової призми шаром певноїтовщини, при зосередженій розвантаженню грунтової призми (у відвал, в Кавальєрі, взворотну засипку) t р = 0 (с).

t пір - тривалість порожнього ходу бульдозера, с;

t пір = (l коп + l тр + l р )/V тр (с) (3.5)

де l коп - середній шлях набору грунту впризму (за табл.1), м;

l р - довжина шляху розкладки (при зосередженої розвантаженню грунтовійпризми в Кавальер) l р = 0, м

t пір = (4 +19 +0)/2,44 ≈ 10 с.

t доп - додатковий час на перемикання передач, перестановкувідвалу і повороти, t доп = 10с.

t ц = 9 +19 +0 +10 +10 = 48 с.

= 65,739 ≈ 66 (м 3 /год).

Вибір екскаватора зворотна лопата для розробки котловану

При глибині котловану 2 ... 6 м доцільно використовуватиекскаватор із зворотною лопатою. При використанні екскаватора зі зворотною лопатоюрозробляється закритий (глухий) котлован, що не забезпечує в'їзд вкотлован.

При виборі марки екскаватора з ковшем певного обсягуслід враховувати те, що конфігурація забою повинна бути такою, щобзабезпечити безпеку екскаватора і його максимальну продуктивність. Ціумови виконуються в тому випадку, якщо висота розроблювального уступу Н р становить певну частину паспортної характеристики екскаватора Н коп. max , тобто найбільшої глибини абовисоти копання.

Н р = Н коп. max * ОІ (м) (4.1)

Де Н коп. max - паспортна характеристика висотирозроблювального уступу, м;

ОІ - коефіцієнт висоти забою екскаваторів, для зворотноголопати може бути прийнята 0,7.

Так як з формули (2.8) ми вже знаємо величину Н р, томожемо знайти Н коп. max необхідну для розробки нашого котловану і прийняти екскаватор,відповідний вимогам.

Н коп. max = 4,8/0,7 = 6,86 м.

Приймаємо екскаватор зворотна лопата ЕО-5122.

Таблиця 2. Технічні характеристики екскаватора зворотналопата ЕО-5122.

Об'єм ковша, м 3

Найбільший радіус копання R коп. max , м

Найбільша глибина копання Н коп. max , м

Найбільша висота вивантаження Н Виг. max , м

Радіус вивантаження при найбільшій висоті вивантаження, R Виг , м

Визначимо размет меншої сторони котловану:

а 1 = а + 2тН р (м) (4.2)

а 1 = 60 +2 * 0,9 * 4,8 = 68,64 ≈ 69 м.

Розробка котловану починається з проходки пионерной(Розрізної) траншеї.

Ширину пионерной траншей понизу приймаємо рівною 2 м. Ширинапионерной траншеї поверху була порахована в формулі 2.7, і вона дорівнює 11м.

b ПТ = 2 м;

У ПТ в‰€ 10,6 м.

Ширина бічного забою:

У БЗ = 1,3 * R коп. max (м) (4.3)

Де У БЗ - ширина бічного забою, м;

R коп. max - найбільший радіус копання (по табл.2), м.

У БЗ = 1,3 * 10,7 = 14 м.

Визначимо кількість бічних забоїв:

п БЗ = (а 1 - У ПТ )/В БЗ (4.4)

п БЗ = (69-10,6)/14 = 4 забою +2 м

залишок у 2 м розподілимо на чотири бічних забою:

У БЗ = 14 +2/4 = 14,5 м

Т. о., розробка котловану буде здійснюватися пионернойтраншеєю з розмірами поверху У ПТ = 11 м понизу b ПТ = 2 м, і трьома бічними вибоями зрозмірами поверху і понизу У БЗ = 14,5 м.

Експлуатаційну продуктивність екскаватора визначаємо заформулою:

(м 3 /год) (4.5)

Де q = 2 м 3 -об'єм ковша (приймаємо по табл.2);

t ц = 22 с - тривалість робочого циклу (приймаємо по табл.2);

До Н = 1,1 - коефіцієнт наповнення ковша, для супіски;

До Р = 1,15 - коефіцієнт розпушення грунту, длясупіски;

До В = 0,9 - коефіцієнт використання робочогочасу зміни (0,80 ... 0,90).

(м 3 /год)

Вибір екскаватора пряма лопата для розробки котловану

При використанні екскаватора пряма лопата, розробляютьсявідкриті котловани, які зручні, тому забезпечують в'їзд в котлован.

Вибір екскаватора пряма лопата здійснюється так само, як ідля зворотної лопати:

Н р = Н коп. max * ОІ (м) (5.1)

Де Н коп. max - паспортна характеристика висотирозроблювального уступу, м;

ОІ = 1,0 - коефіцієнт висоти забою екскаваторів, з прямоюлопатою для супіски.

Н коп. max = 4,8/1,0 = 4,8 м.

Приймаємо екскаватор пряма лопата ЕО-5122.

Таблиця 3. Технічні характеристики екскаватора прямалопата ЕО-5122.

Об'єм ковша, м 3

Найбільший радіус копання R коп. max , м

Радіус копання на рівні стоянки R ст ,м

Найбільша глибина копання Н коп. max , м

Найбільша висота вивантаження Н Виг. max , м

Радіус вивантаження при найбільшій висоті вивантаження, R Виг , м

Для прямої лопати пристрій похилого входу з ухилом i = 10% в котлован є першоюстадією його розробки: екскаватор починає розробляти грунт нижче позначкистояння, поступово заглиблюючись до позначки Н р в кінці похилоївходу - на кордоні підошви котловану. Розробка грунту повинна бути почата відмайбутньої підошви котловану на відстані L p , яке пораховано в формулі 2.9:

L p = 48 (м).

піонерних траншею, що є продовженням похилого входу вкотлован, розробляємо нормальним лобовим забоєм, при якому полегшуєтьсяманеврування і установка під навантаження автосамоскидів. Ширину пионернойтраншеї понизу приймають рівною двом радіусам копання на рівні стояння:

b nm = 2 * R cm (м) (5.2)

де b nm - ширина піонерний траншеї, м;

R cm - радіус копання на рівні стоянки(По табл.3), м.

b nm = 2 * 4,7 = 9,4 м.

Розробляємо максимально широку траншею поверху, допускаючиможливість зсуву верхньої частини укосу в процесі розробки грунту:

B nm = 2 * R коп. max (м) (5.3)

Де B nm - ширина піонерний траншеї зверху, м;

R коп. max - найбільший радіус копання (потабл.3), м.

B nm = 2 * 8,9 = 17,8 м.

Визначимо розміри бічного забою:

У 1 = R коп. max (м) (5.4)

Де У 1 - відстань від осі руху екскаватора добрівки укосу вибою, м.

У 1 = 8,9 м.

У 2 = 0,7 * R коп. max (м) (5.5)

Де У 2 - відстань від осі руху екскаватора допідошви вибою, м.

У 2 = 0,7 * 8,9 = 6,2 м.

Повна ширина бічного забою:

У 1 + В 2 (м) (5.6)

8,9 +6,2 = 15,1 м.

У л в = В 1 + В 2 -т '* Н р (М) (5.7)

Де У л в - ширина стрічки, ширина забоюзверху, м;

т '= 0,7 - коефіцієнт закладення укосу котловану, для вибоївпрямої лопати (супісок).

У л в = 15,1-0,7 * 4,8 = 11,7 м .

Визначимо кількість бічних забоїв:

п бз = (а 1 - B nm )/В л в (5.8)

п бз = (69-17,8)/11,7 ≈ 4 забою +4,4 м.

Залишок 4,4 м можна вважати недобором по 2.2 м з кожногобоку котловану. При необхідності недобір можна усунути екскаватором -планувальником (зворотна лопата з широким ковшом) або драглайн.

У л н = (а 1 - B nm )/п бз (м) (5.9)

Де У л н - ширина стрічки, ширина бічногозабою понизу, м.

У л н = (69 - 17,8)/4 = 12,8 м.

Експлуатаційна продуктивність екскаватора визначаєтьсяза формулою:

(м 3 /год) (5.10)

Де q = 2 м 3 -об'єм ковша (приймаємо по табл.3);

t ц = 20 с - тривалість робочого циклу (приймаємо по табл.3);

До Н = 1,1 - коефіцієнт наповнення ковша, для супіски;

До Р = 1,15 - коефіцієнт розпушення грунту, длясупіски;

До В = 0,9 - коефіцієнт використання робочогочасу зміни (0,80 ... 0,90).

(м 3 /год)

Визначення кількості автосамоскидів для забезпечення роботиекскаваторів зворотна і пряма лопата

Для перевезення грунту у відвал на відстань 1,8 кмрозроблювального екскаваторами грунту використовуються автосамоскиди.

Для екскаватора зворотна лопата.

При підборі автосамосвала врахуємо, що найкращим є відношеннямісткості ковша екскаватора (2 м 3 ) до місткості кузоваавтосамосвала 1:4 ... 1:6.

Т. о. вибираємо автосамосвал Татра-148, технічніхарактеристики представимо в таблиці 4.

Таблиця 4. Технічні характеристики автосамосвала Татра148.

Об'єм грунту в кузові, м 3

Габарити, м

-довжина

-ширина

-висота

7,2

2,5

2,7

Продуктивність автосамосвала визначається за формулою:

П е. ч = q * К в * 60/t ц (м 3 /год)(6.1.1)

Де q -об'єм грунту в кузові автосамоскида (по табл.4), м 3 ;

t ц - тривалість циклу (рейсу), хв.;

До в - коефіцієнт використання робочого часузміни (приймемо рівним 0,90).

t ц = t м + t п + t р + t гх + t пх (6.1.2)

де t м = 2хв - час маневрування принавантаження та розвантаження, хв;

t п - час навантаження, хв;

t р = 1 хв - час розвантаження, хв;

t гх - час навантаженого ходу, хв;

t пх - час порожнього ходу, хв.

t п = t ц екс * п до (хв) (6.1.3)

де t ц екс = 22 с = 0,4 хв. - Тривалістьциклу екскаватора, хв;

п до - кількість ковшів, необхідне для повноїзавантаження автосамоскида;

п до = q сам /q ковша (6.1.4)

де q сам = 11,1 м 3 - об'єм грунту вкузові автосамосвала (по табл.4), м 3 ;

q ковша = 2 м 3 - об'єм ковша екскаватора (по табл.2), м 3 .

п до = 11,1/2 = 5,5 м 3 .

t п = 0,4 * 5,5 = 2,2 хв.

При русі автосамосвалов туди і назад по одній трасіприймаємо:

t гх + t пх = 60 * 2L/V ср (хв) (6.1.5)

де L -відстань між пунктами (1.8), км;

V ср - середня швидкість самоскида по трасі (приймемо рівною 20км/год), км/год

t гх + t пх = 60 * 2 * 1,8/20 = 10,8 хв.

t ц = 2 +2,2 +1 +10,8 = 16 хв.

П е. ч = 11.1 * 0,9 * 60/16 = 37,5 м 3 /год

Визначимо необхідну кількість автосамоскидів N AC для безперервної роботи за формулою:

N AC = П е. екс /П е. АС (6.1.6)

Де П е. екс - експлуатаційна годиннапродуктивність екскаватора, м 3 /год;

П е. АС - експлуатаційна годиннапродуктивність автосамосвала, м 3 /год

N AC = 282/37, 5 = 8 автосамоскидівнеобхідно для безперервної роботи.

Для екскаватора п...ряма лопата.

Вибираємо той же автосамосвал, що і для екскаватора зворотналопата.

Порахуємо за формулами 6.1.2 - 6.1.5 тривалість завантаження:

п до = 11,1/2 = 5,5 м 3 .

t п = 0,3 * 5,5 = 1,8 хв.

Таблиця 5. Показники

20

85

1,8

Т.

Необхідна кількість машино-змін для планування днакотловану:

N маш-см = S k /П е. см (машино-змін) (9.4.1)

Де S k - площа дна котловану, м 2 ;

S k = а * в (м 2 ) (9.4.2)

S k = 60 * 70 = 4200 м 2 .

N Пл маш-см = 4200/108232 = 0, 04 ≈ 1машино-зміна.

Для зміцнення дна котловану.

Визначимо змінну продуктивність катка:

П е. см = 945 * 8 = 7560 м 2 .

Необхідна кількість машино-змін для ущільнення днакотловану:

N УПЛ маш-см = 4200/7560 = 0, 55 ≈ 1машино-зміна.