Курсовой проект. ТМА

625.1
Г935
СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
И.Н. ГУДКОВА, Л.В. НИКОЛАЕВА, С.С. ШЕВЧУК
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ ПРИ
СООРУЖЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Методические указания
НОВОСИБИРСК 2010
УДК 625.122 (075.9)
Г935
Г у д к о в а И.Н., Н и к о л а е в а Л.В., Ш е в ч у к С.С. Проектирование технологии производства земляных работ при сооружении железнодорожного земляного полотна: Метод. указ. —
Новосибирск: Изд-во СГУПСа, 2010. — 64 с.
Приводится порядок выполнения проекта и методика решения отдельных
задач по проектированию технологии сооружения земляного полотна.
Предназначены для студентов специальности «Строительство железных
дорог, путь и путевое хозяйство» для выполнения курсового и дипломного
проектов, а также могут быть использованы студентами других строительных
специальностей при разработке вопросов технологии земляных работ.
Рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры
«Изыскания, проектирование и постройка железных и
автомобильных дорог».
Ответственный редактор
канд. техн. наук, доц. З.Е. Альтшулер
Рецензент
канд. техн. наук, доц. кафедры «Путь и путевое хозяйство»
А.В. Чижов
 Гудкова И.Н., Николаева Л.В., Шевчук С.С., 2010
 Сибирский государственный университет
путей сообщения, 2010
ВВЕДЕНИЕ
Сооружение земляного полотна является наиболее важной
частью комплекса работ по строительству железной дороги. Это
обусловлено многими факторами, основными из которых являются:
— большая сложность выполнения работ, ввиду многообразия природных факторов, влияющих как на конструкцию, так и
на способы сооружения;
— значительное увеличение стоимости и трудоемкости сооружения в сложных природных условиях (в районах распространения переувлажненных грунтов и болот — в 5–6 раз по
сравнению с обычными, в условиях вечномерзлых грунтов — в
8–10 раз);
— линейная протяженность работ и первоочередность их
выполнения по сравнению с другими объектами.
Большое разнообразие возможных вариантов распределения
земляных масс и способов выполнения работ, в значительной
степени обусловливающих их стоимость и трудоемкость, делают
очень важным умение грамотно планировать производство земляных работ.
Курсовой проект выполняется параллельно с изучением теоретического курса дисциплины «Технология, механизация и
автоматизация железнодорожного строительства» и имеет целью
развитие у студентов умения практического решения ряда задач
по проектированию технологии строительства земляного полотна железных дорог. Указания предназначены для студентов
факультета «Строительство железных дорог» и могут быть
использованы при курсовом и дипломном проектировании.
3
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
Курсовой проект состоит из пояснительной записки с расчетами, пояснениями и отдельными схемами и двух листов чертежей.
Пояснительная записка включает в себя следующие разделы:
Введение.
1. Подготовка исходных данных.
2. Определение срока производства земляных работ.
3. Проектирование производства подготовительных работ.
4. Проектирование производства основных работ.
5. Проектирование производства отделочных и укрепительных работ.
6. Разработка календарного графика производства работ.
Список использованной литературы.
Работа должна быть оформлена в соответствии со стандартом
организации СТО СГУПС «Курсовой и дипломный проекты.
Требования к оформлению».
В начале записки должно быть помещено выданное руководителем задание и приведено содержание.
Графическая часть включает в себя чертежи, выполняемые
на миллиметровой бумаге (высотой 297 мм) и листе ватмана.
На первом чертеже, выполняемом на миллиметровой бумаге,
вычерчивается подробный продольный профиль, диаграмма
попикетных объемов работ, кумулятивная кривая и календарный
график.
На втором чертеже на листе ватмана формата А2 выполняются
чертежи, иллюстрирующие принятые технологические решения.
1. ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
Исходными данными для составления проекта производства
работ по сооружению земляного полотна железной дороги являются:
1) категория дороги;
2) подробный продольный профиль;
3) типовые поперечные профили земляного полотна;
4) характеристика грунтов полосы отвода линии и карьеров;
5) характеристика ландшафта полосы отвода;
6) общий срок выполнения работ.
4
Все необходимые данные выдаются руководителем в задании,
обрабатываются студентами и представляются в соответствующей форме.
1.1. Подробный продольный профиль участка железной
дороги
По приведенным на профиле продольным уклонам подсчитываются проектные отметки точек профиля (красные отметки).
По полученным отметкам вычерчивается подробный продольный профиль участка в масштабе 1 : 10000 по горизонтали и
1 : 500 по вертикали. На каждой точке профиля подсчитываются
рабочие отметки как разность между проектной отметкой и
отметкой земли.
Образец продольного профиля приведен на рис. 1.1.
1.2. Поперечные профили земляного полотна
При проектировании земляного полотна учитывают категорию железной дороги, количество путей, а также физикогеографические условия местности. На участках с обыкновенными физико-географическими природными условиями нормы
проектирования земляного полотна железных дорог предусматривают типовые конструкции насыпей и выемок. При этом
ширину земляного полотна однопутных линий на прямых участках пути в пределах перегонов следует принимать согласно
табл. 1.1. В проекте необходимо вычертить в масштабе 1 : 100 или
1 : 200 типовые поперечные профили насыпи и выемки для точек
профиля с максимальными рабочими отметками.
Образцы типовых поперечных профилей в обыкновенных
грунтах и пример их оформления приведены на рис. 1.2 и 1.2, а.
Таблица 1.1
Ширина земляного полотна [6]
Ширина земляного полотна, м, при грунтах
КатегоГлинистых,
песках
недренируюСкальных слабовыветривающихся,
рия лищих, мелких и пылеватых, скаль- песках дренирующих (кроме мелких и
нии
ных легковыветривающихся
пылеватых)
I и II
7,6
6,6
III
7,3
6,4
IV
7,1
6,2
5
6
Рис. 1.1. Пример оформления продольного профиля
7
Рис. 1.2. Образцы типовых поперечных профилей
8
Рис. 1.2, а. Пример оформления поперечного профиля
1.3. Определение положения характерных точек профиля
Для подсчета объемов земляных работ необходимо участок
земляного полотна разбить на отсеки, имеющие однотипные
поперечные сечения. Для этого используются следующие характерные точки, местоположение которых определяется по продольному профилю:
нулевые места — точки продольного профиля, где проектная
отметка равна отметке земли;
границы высоких насыпей — точки продольного профиля с
высотой насыпи 6 м и 12 м;
начала и концы кривых участков пути.
1. Нулевые места при переходе насыпи в выемку или наоборот определяются по рабочим отметкам на поперечниках, соседних с нулевой точкой (Н1 и Н2). Согласно схеме на рис. 1.3 имеем
соотношение
H1
H2

,
x
lx
из которого получаем:
H1
x
.
(1.1)
H1  H2
Пикетное положение нулевой точки получится путем сложения полученного значения х и пикетного положения поперечника с отметкой Н1.
H2
Поверхность земли
H1
Нулевое место
Проектная линия
x
Рис. 1.3. Определение положения нулевой точки
9
Результаты расчетов удобно оформлять в виде таблицы
(табл. 1.2).
Таблица 1.2
Пример определения положения нулевых точек
Положение элемента l, м H1, м H2, м X, м Пикетное положение нулевых точек
ПК 6 – ПК 7
100 1,80 2,00 47,37
ПК 6 + 47,37
Н2
(Н2-Н1 )
Н0
Н1
(Н0 -Н1)
2. Границы высоких насыпей определяются по рабочим отметкам Н1 и Н2 поперечников, между которыми находится Н0, равное
6 или 12 м (рис. 1.4). Одновременно с расчетами заполняется
таблица, аналогичная табл. 1.2.
x
l
Рис. 1.4. Определение границы высокой насыпи
Согласно схеме рис. 1.4 имеем:
H0  H1
H0  H1 H2  H1
l.

, откуда x 
(1.2)
H2  H1
x
l
3. Начало и конец кривых.
Положение этих точек указано в продольном профиле. Для
расчета объемов необходимо определить их рабочие отметки
интерполяцией по рабочим отметкам предыдущего и последующего поперечников. Рабочие отметки записываются на продольном профиле.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКА ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Календарное планирование сроков производства земляных
работ зависит от природных условий. На сроки строительства
земляного полотна влияют: климат, рельеф местности, расти10
тельность, геологические, гидрологические и гидрогеологические условия местности прохождения трассы. Продолжительность светового дня влияет на время работы машин, их выработку, стоимость производства работ и производительность.
Все эти факторы учитывают при проектировании технологии
проведения земляных работ.
Среднее количество рабочих смен в году Тр рассчитывают по
формуле
Тр = (Тк – Т1 – Т2 – Т3 – Т4)Кс,
(2 .1)
где Тк — календарная продолжительность строительного сезона,
дни; Т1 — количество праздничных и выходных дней за период
Тк. При двух выходных днях в неделю Т1 = Тк∙2/7; Т2 —
количество дней, необходимых на ремонт и профилактику парка
дорожно-строительных машин, Т2 = 0,04Тк; Т3 — количество
дней, планируемых на простои, связанные с организационными
причинами, и переходы дорожно-строительных подразделений в
процессе строительства с одного объекта на другой, Т3 = 0,045Тк;
Т4 — простои в работе специализированного комплекта землеройно-транспортных машин (модуля) и механизмов, связанные
с неблагоприятными климатическими условиями. Число дней
простоев в строительном сезоне по указанной причине принимают в процентах от Тк. В данном проекте принимается Т4 = 0,05Тк;
Кс — коэффициент сменности, принимается Кс = 2.
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ
РАБОТ
К подготовительным работам относятся:
— восстановление и закрепление трассы дороги, разбивка и
закрепление полосы отвода и находящихся за ее пределами
площадей для карьеров;
— удаление мелколесья, кустарника, пней, валунов;
— разбивка земляных сооружений;
— устройство нагорных и других водоотводных канав;
— выполнение комплекса работ для сооружения земляного
полотна в зимнее время (устройство водоотвода, временных
подъездных дорог, мероприятия по защите грунта от промерзания и др.);
11
— осушение заболоченных и переувлажненных участков
трассы;
— нарезка дерна, заготовка растительной земли и др.
Целью расчистки дорожной полосы от леса, пней и кустарников является удаление с полосы отвода всех препятствий (лес,
кустарники, пни, валуны, постройки и др.), мешающих разработке земляного полотна и поточному методу производства
земляных работ в соответствии с проектными решениями.
Ширина полосы отвода может быть ориентировочно принята
при рабочих отметках до 5 м — 50 м; при рабочих отметках более
5 м — 100 м.
Расчистка полосы отвода от леса, кустарника и пней работа
трудоемкая и дорогостоящая. Для удобства валки леса и безопасности работ лес предварительно расчищают от кустарника,
который выкорчевывают и убирают за пределы полосы отвода
кусторезами. Валку леса выполняют только в дневное время.
Деревья валят вместе с корнями или спиливают. Для валки леса
используют бульдозеры с мощностью двигателя не менее 60 кВт,
корчеватели-собиратели и корчеватели.
При производстве работ по расчистке полосы отвода от леса
ориентировочные объемы работ могут быть приняты в зависимости от густоты леса (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Классификация леса по густоте и объему
Лес
Кол-во деревьев на 1 га, шт.
Редкий
Средний
Густой
180
350
500
Объем на 1 га, м3
Древесины
Пней
85
45
195
105
275
150
Работа по снятию растительного слоя является обязательной. Наличие на поверхности земли почвенно-растительного
слоя, богатого гумусом, исключает возможность равномерного и
однородного уплотнения грунта до требуемой плотности и приводит к неравномерным просадкам земляного полотна в период
эксплуатации. Снятие растительного слоя выполняют специализированными звеньями (бригадами грейдеров, бульдозеров или
скреперов), входящими в комплексный поток или отряд машин
по строительству земляного полотна.
12
Объем срезаемого грунта, м3, определяют по формуле
Vп.р.с.= bрасLhp,
(3 .1)
где bрас — ширина полосы расчистки на участке, м. Принимается
в зависимости от высоты насыпи или глубины выемки; L — длина
участка расчистки, на котором определяют объем растительного
слоя, м; hp — толщина срезаемого растительного слоя грунта, м.
Студенты заочного отделения могут определять объемы работ
по срезке ориентировочно (см. п. 4.1.4).
Снятый растительный грунт перемещают бульдозерами или
скреперами в места складирования, для последующего использования при укреплении откосов, для восстановления (рекультивации) нарушенных земель и др. Объемы работ по снятию почвенно-растительного слоя сводят в ведомость (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Ведомость объемов работ по снятию почвенно-растительного слоя
КМ
ПК
Длина
участка, м
Ширина полосы
расчистки, м
1
2
3
4
Площадь
срезаемого
слоя, м2
5
Толщина
срезаемого
слоя, м
6
Объем,
м3
7
Продолжительность подготовительных работ определяется на
основе выбранной технологии и норм затрат труда, определяемых по нормативам [6, 7] (табл. 3.3). Сменную производительность машин можно определять по нормам сборника ЕНиР по
формуле
Еt
П
,
(3 .2)
Нвр
где Е — единица измерения работ, принятая в таблицах сборника
ЕНиР для соответствующих норм и расценок работ; Нвр — норма
времени на единицу измерения, ч; t — продолжительность
рабочей смены, ч.
13
Таблица 3.3
Всего затрат труда,
маш.-ч
Производительность
в смену
Продолжительность,
раб. смен
Нормативный источник
4
Нвр на ед. изм., маш.-ч
3
Всего
2
Ед. изм.
Конец ПК
1
Наименование машин
Начало ПК
Участок
Наименование работ
Расчет продолжительности подготовительных работ
5
6
7
8
9
10
11
Объем работ
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ОСНОВНЫХ РАБОТ
К основным работам относятся:
— послойное рыхление сухих плотных грунтов II группы при
разработке скреперами, II–III группы при разработке грейдерэлеваторами, III–IV группы при разработке бульдозерами, рыхление скальных пород, а также мерзлого грунта в зимнее время;
— разработка грунта в отвал или в транспортные средства;
— перемещение грунта из выемок, карьеров и резервов в
насыпи, кавальеры или отвалы;
— послойное разравнивание грунта в насыпях или кавальерах;
— послойное уплотнение грунта в насыпях;
— устройство и ликвидация выездов и съездов при отсыпке
насыпей землеройно-транспортными машинами;
— нарезка уступов при возведении насыпей на косогоре;
— выторфовывание при возведении насыпей на болотах;
— нарезка кюветов в выемках;
— устройство регуляционных сооружений;
— планировочные работы (планировка основной площадки
земляного полотна, нарезка сливной призмы, планировка откосов насыпей и выемок, планировка берм, дна и откосов резервов,
кавальеров). Планировочные работы должны производиться
немедленно вслед за окончанием разработки выемок и возведения насыпей.
14
4.1. Определение объемов основных работ
Понятие объем земляных работ в зависимости от цели рассмотрения имеет несколько разновидностей.
При составлении рабочих чертежей и сметы различают три
вида объемов:
— профильный — объемы отсеков земляного полотна, подсчитанные по рабочим отметкам насыпей и выемок;
— рабочий — объем грунта, который необходимо разработать, чтобы соорудить земляное полотно (сумма объемов выемок,
резервов и карьеров);
— дополнительные объемы земляных работ для устройства
сооружений, не входящих в насыпи и выемки (водоотводные и
нагорные канавы, переездные насыпи, нарезка уступов на косогорных участках, засыпка пазух и пр.).
Профильный объем на участке между двумя соседними поперечниками называют частным объемом.
При составлении проектной документации профильный объем
обычно представляют в виде попикетных объемов, которые
получаются путем суммирования частных объемов между поперечниками предыдущего и данного пикета. При этом объемы
насыпей и выемок представляются отдельно.
4.1.1. Аналитический метод расчета
Частный объем земляного полотна определяется как объем
призматоида, заключенного между двумя соседними поперечниками, являющимися его основаниями. Наибольшее применение
для определения объема получила формула инженера Ф.Ф.
Мурзо:
для насыпи высотой до 6 м
 ВH1  H2  m0 H1  H2 2 m0 H1  H2 2

Vн  


 Sсп  l; (4.1)
2
4
12


для насыпи высотой более 6 м
2

 H  H2
 
Vi1  Vi   m01  m0  1
 6   l;
(4.2)
2

 

для выемки


15
 B H  H2  m0 H1  H2 2 m0 H1  H2 2

Vв   в 1


 2Sк  Sсп  l, (4.3)
2
4
12


где В — ширина основной площадки земляного полотна, м; H1
и H2 — рабочие отметки первого и второго поперечников, м; m0
и m01 — соответственно показатели крутизны откосов верхней (до
6 м) и нижней частей насыпи; l— расстояние между поперечниками с H1 и H2, м; Sсп— площадь поперечного сечения сливной
призмы, м2; Sк — площадь поперечного сечения кювета, м2; Bв —
ширина выемки по дну, равная ширине основной площадки,
увеличенной на ширину двух кюветов.
4.1.2. Расчет объемов на ЭВМ
По программе «ПРОПОЗ-2» выполняется расчет на всем
участке. Предварительно заполняется макет исходных данных,
включающий рабочие отметки и расстояния между ними. Студенты заочного отделения могут определять объемы основных работ
по таблице километровых объемов (прил. А). Основные объемы
работ по пикетам заносятся в табл. 4.4.
В формулах (4.1)–(4.3) так же, как и в программе «ПРОПОЗ-2», не учитываются дополнительные объемы, возникающие
при прохождении линии в кривых участках и по косогору со
значительным (более 1 : 10) поперечным уклоном. Поэтому в
результаты расчетов необходимо внести соответствующие поправки.
4.1.3. Расчет поправок к основным объемам земляного полотна
В кривых участках пути земляное полотно уширяется в
наружную сторону по сравнению с прямыми участками на
величину bкр, которая зависит от радиуса кривой [6] (табл. 4.1).
Таблица 4.1
Величина уширения земляного полотна
Уширение bкр, м
Радиус кривой, м
Категория дороги I–IV
3000 и более
2500–1800
1500–700
600 и менее
16
0,2
0,3
0,4
0,5
Увеличение объема Vкр рассчитывается для каждого элементарного участка в пределах кривой по формуле
H  H2
Vкр  bкр 1
lкр,
(4 .4)
2
где lкр — длина элементарного участка в пределах кривой; H1 и
H2 — рабочие отметки в начале и в конце элементарного участка.
Объем поправок на косогорность Vкoc рассчитывается по
формуле

В2 
,
Vкос  KПК V 
(4 .5)
4m0 

где КПК — коэффициент косогорности, который подсчитывается
по формуле
m2
KПК  2 0 2 ;
(4 .6)
mк  m0
V — объем земляных работ на участке, подсчитанный без учета
косогорности, м3; В (для выемки Вв) — ширина основной
площадки для насыпи или ширина выемки по дну (см. расшифровку к формуле (4.3)), м; m0 и mк — показатели крутизны
соответственно откоса насыпи и косогора.
В курсовом проекте необходимо рассчитать увеличение объема работ при косогорности для четырех элементарных участков:
двух для насыпи и двух для выемки. Крутизна косогора и
участки задаются руководителем проектирования.
Результаты расчетов на ЭВМ с учетом поправок на кривых и
косогорных участках пути заносятся в табл. 4.4.
4.1.4. Учет срезки плодородного слоя
Объем срезаемого грунта принимается по данным табл. 3.2.
Студенты заочного отделения могут определять объемы срезаемого грунта ориентировочно, в процентах от профильного объема в зависимости от рабочей отметки (табл. 4.2).
Таблица 4.2
Объемы работ по срезке растительного слоя V п.р.с.
Рабочая отметка, м
1–3
3–6
6–9
9–12
Объем срезки, % от профильного
10
6
4
3
17
Поправка к основному объему земляных работ на возмещение
снятого почвенно-растительного слоя под насыпями учитывается
со знаком плюс, а на выемках — со знаком минус (табл. 4.4).
4.1.5. Расчет рабочих объемов земляных работ
Рабочие объемы грунта для насыпей определяют по данным
профильных объемов, когда требуемая плотность грунта в теле
насыпи будет отличаться от естественной плотности грунта в
резерве (карьере, выемке). Рабочие объемы V рассчитываются
по формуле
V = KоуVп,
(4. 7)
где Vп — профильный объем насыпи, м3; Коу — коэффициент
относительного уплотнения грунта в теле насыпи, назначают по
табл. 4.3 [3 ].
Таблица 4.3
Коэффициенты относительного уплотнения
Коэффициент
уплотнения грунта в
насыпи К
1,00
0,95
0,90
Коэффициент относительного уплотнения Коу
Пески, супеси,
Суглинки,
Лёссовидные
пылеватые суглинки
глины
грунты
1,10
1,05
1,20
1,05
1,00
1,15
1,00
0,95
1,10
Расчет рабочих объемов заносим в табл. 4.4.
Таблица 4.4
Ведомость попикетных объемов земляных работ
Основные
Поправки, м3
РабоПрофильные
объемы рачий
3
объемы, м
Vп.р.с.
Vкр
Vкос
Пикет
бот, м3
объем
На- Вы- На- Вы- На- Вы- На- Вы- На- Вы- насыпи,
м3
сыпь емка сыпь емка сыпь емка сыпь емка сыпь емка
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Итого
4.2. Формирование производственных участков
При проектировании производства работ по сооружению
земляного полотна на участке железной дороги решается задача
выбора наиболее рационального варианта разбивки его на производственные участки и подбора комплексов машин для выполнения работ на них. Решение ее зависит от многих факторов,
18
основными из которых являются наличие и характер грунтов для
сооружения насыпей, дальность транспортирования, производственно-технические возможности имеющихся землеройных машин. Основными критериями выбора того или иного варианта в
большинстве случаев являются трудозатраты и стоимость работ.
Распределение земляных масс — задача многовариантная,
требует определенных практических навыков при решении. Она
может решаться с использованием различных математических
методов и ЭВМ.
В данном проекте эту задачу решают приближенно, на основании балансов объемов насыпей и выемок, принимая условно,
что грунты выемок пригодны для отсыпки в насыпь. В случае
недостатка грунта в выемках он добавляется из резервов, если
есть возможность их закладки, и из карьеров. При избытке
грунта в выемках он отсыпается в кавальер или отвал. Задача
решается с использованием диаграммы попикетных объемов и
кумулятивной кривой.
Одновременно с определением источников грунта для насыпей выбираются ведущие машины комплекса и средства транспортирования и устанавливаются границы производственных
участков.
4.2.1. Построение диаграммы попикетных объемов и
кумулятивной кривой
Для наглядного представления об объемах грунта, разрабатываемого в выемках и укладываемого в насыпь, строят диаграмму
попикетных объемов (гистограмму), располагая ее под продольным профилем. От горизонтальной (нулевой) линии по пикетам
в масштабе профиля откладываются объемы грунта в виде
прямоугольных столбиков. Вертикальный масштаб принимают
от 1000 до 5000 м3 в 1 см. При этом объемы насыпей откладываются вниз, а объемы выемок — вверх от нулевой линии. У
столбиков подписывают попикетный объем насыпи или выемки
в м3, а также помассивные объемы в тыс. м3 (рис. 4.1, а).
Кумулятивную кривую (рис. 4.1, б) строят по данным диаграммы попикетных объемов. Численные значения ординаты
кривой распределения получают последовательным суммированием попикетных рабочих объемов земляных работ с соответ19
ствующим знаком: объемы насыпей суммируются со знаком (–),
а объемы выемок со знаком (+).
V9
V,тыс. м3
V10
а) a)
Vв1
V8
V11
V7в
ПК1
ПК2
ПК3
ПК4
ПК5
ПК6
V12в
ПК8
ПК9
ПК10
ПК11
l ,м
V1
V7н
V12н
Vн2
V6
V2
V3
V13
V5
V н1
V4
насыпь
б)
выемка
насыпь
б)
l ,м
V1
V1+V2
V1+V2+V3
A
C2
1
2
3
B
V,тыс. м3
C1
Рис. 4.1. Диаграмма попикетных объемов земляных работ и кумулятивная
кривая
Кривая распределения имеет следующие особенности:
— восходящие ветви кривой графика на продольном профиле
соответствуют выемкам, а нисходящие — насыпям;
— точки перехода кривой от восходящей ветви к нисходящей
и наоборот соответствуют нулевым точкам;
— всякая ордината на кривой означает суммарный объем
земляных масс для участка продольного профиля, ограниченного кривой распределения. Разность двух смежных ординат
кривой равна объему земляных работ на участке, ограниченном
этими ординатами;
20
— любая горизонтальная хорда на кривой распределения
определяет баланс объемов насыпей и выемок в пределах участка
продольного профиля, ограниченного точками ее пересечения с
кривой распределения. Так, на рис. 4.1, б линия А—В отсекает
отрезок 1—С1, равный по объему отрезку С1—2, отрезок 2—С2,
равный по объему отрезку С2—3. Это свойство позволяет использовать кривую при распределении земляных масс для уравновешивания объемов насыпей и выемок.
С использованием кривой распределения земляных масс решают следующие задачи:
— определяют пикетажное положение точек, соответствующих границе участков со сбалансированными объемами земляных работ;
— назначают однородные участки для применения на них
рациональных типов ведущих землеройных или землеройнотранспортных машин;
— определяют дальность продольного перемещения грунта в
пределах выделенных участков;
— выявляют необходимость изыскания дополнительных источников грунта (резервы, карьеры), потребных для возведения
насыпей, а также в случае преобладания выемок определяют
места складирования грунта (кавальеры, отвалы).
4.2.2. Определение дальности транспортирования грунта
Для каждого производственного участка дальность транспортирования определяется как среднее расстояние между центрами
тяжести разрабатываемого и отсыпаемого массивов грунта. Она
может определяться следующими методами:
1) с использованием кумулятивной кривой;
2) метод статических моментов;
3) приближенный графический метод.
1. Среднюю дальность продольного перемещения грунта из
выемки в насыпь, м, (при использовании кумулятивной кривой)
определяют по формуле
S
Lср  ,
(4 .8)
h
где Lср — средняя дальность продольного перемещения грунта из
выемки в насыпь, м; S — площадь сложной фигуры-сегмента, м4;
h — максимальное значение ординаты сложной фигуры, м3.
21
Площадь фигуры, м2, рассчитывают суммированием элементарных площадей (треугольников и трапеций) по формуле
1 i
S   li hi  hi 1 ,
(4 .9)
2 1
где i — порядковый номер элементарной фигуры; li — длина
основания элементарной фигуры, м; hi, hi + 1 — соответственно
предыдущая и последующая ордината элементарной фигуры,
численно равная объему земляных работ в точке перелома
кривой распределения, м.
2. Метод статических моментов.
В зависимости от средств транспортирования точность определения расстояния между центрами тяжести различная. Согласно
нормам [3] ее можно принимать: для бульдозеров и прицепных
скреперов — 10 м; для самоходных скреперов — 100 м; для
автосамосвалов — 300 м.
На основании этого положение центра тяжести при транспортировании самоходными скреперами и автосамосвалами можно
определять приближенно по продольному профилю, а для прицепных скреперов и бульдозеров — более точно. Для этого
можно использовать формулу статических моментов для диаграммы попикетных объемов. Для массива грунта в пределах
производственного участка расстояние от центра тяжести до
какой-либо точки А(lцт) будет равно (рис. 4.2)
V l  V2l2  ...  Vnln
lцт  1 1
,
(4. 10)
V1  V2  ...  Vn
где l1, l2, …, ln — расстояния от точки А до центров тяжести
прямоугольников, соответствующих попикетным объемам V1,V2,
…, Vn.
По расстоянию lцт определяется пикетное положение центров
тяжести и высчитывается расстояние между ними. Дальность
транспортирования определяется этим расстоянием с добавлением на маневрирование, въезды и съезды для бульдозеров 10 м;
для прицепных скреперов — 30...50 м; для самоходных —
50...100 м; для автосамосвалов — 200...300 м.
22
V4
V,тыс. м 3
V3
V5
V2
V6
V1
А
l
l ,м
1
l
2
l
3
l
4
l
5
l
6
Рис. 4.2. Определение дальности транспортировки методом статических
моментов
3. Приближенный графический метод.
На продольном профиле для соответствующего производственного участка приближенно намечаются центры тяжести
плоских фигур насыпи и выемки. Определяется расстояние
между ними, к которому прибавляется поправка на маневрирование транспортных средств. Полученная величина и определит
дальность транспортирования.
При возведении насыпей из боковых двусторонних резервов
среднюю дальность поперечного перемещения грунта Lср определяют по расстоянию между центрами тяжести площади поперечного сечения резерва и половины насыпи. Аналогично поступают
при расчете расстояния между осями выемки и кавальера. При
этом согласно техническим нормам [3] следует принимать:
— глубину резерва — не более 2 м, ширину поверху — не
более 20 м;
— высоту кавальеров — не более 3 м, ширину поверху — не
более 10 м;
23
— крутизну откосов резервов и кавальеров — 1 : 1,5.
Следует учитывать расстояние между въездами, которое в
зависимости от высоты насыпи можно принимать согласно
табл. 4.12.
4.2.3. Распределение объемов земляных работ
Целью распределения объемов является распределение земляных работ по видам и способам их осуществления при наименьших затратах и рациональном использовании парка землеройнотранспортных машин.
При распределении земляных масс определяют:
— требуемое количество грунта для насыпей, перемещаемого
из одного или нескольких источников: выемок, резервов, карьеров;
— однородные участки земляных работ;
— дальность перемещения грунта на однородных участках
работ, в том числе из выемок, резервов или карьеров в насыпь;
— рабочие объемы земляных масс для однородных участков
работ, в том числе по принятым способам работ, а также по
принятым типам ведущих землеройно-транспортных машин с
учетом разделения их по рациональной дальности возки.
После определения профильного и рабочего объемов земляных работ приступают к распределению земляных масс, в том
числе к выбору вида производства земляных работ и ведущих
машин.
4.2.4. Подбор комплекса машин для производства работ
При возведении железнодорожного земляного полотна основные массы грунта перемещают:
— в продольном направлении из выемок в смежные насыпи;
— в поперечном направлении из боковых резервов к оси
дороги;
— из карьеров в насыпь;
— из выемок в отвалы или кавальеры.
Оптимальный способ перемещения грунта на отдельных участках дороги устанавливают на основе технико-экономического
сравнения различных возможных и целесообразных вариантов
механизации земляных работ. Принятый тип ведущих машин
должен обеспечивать: минимальную стоимость производства
24
работ, максимальную производительность труда, требуемую загрузку машин, заданные темпы строительства и высокое качество
работ.
Обычно земляное полотно проектируют как в насыпях, так и
в выемках. Если грунты выемок удовлетворяют требованиям
норм [ 6] по качеству, то их можно использовать для укладки в
насыпь. Избыток грунта из выемок укладывают в кавальер или
транспортируют в отвал.
Возведение насыпей из боковых резервов осуществляют в
случаях нехватки грунта для насыпи из смежных выемок, его
непригодности или нецелесообразности его транспортирования.
Участки насыпи, которые невозможно возвести из грунта
выемок или боковых резервов, возводят из грунта притрассовых
карьеров.
Определив конкретные условия технологии возведения земляного полотна, в ведомости распределения объемов земляных
работ (рис. 4.3), размещаемой под кумулятивной кривой, выделяют однородные участки по видам перемещения грунта.
Пикеты
Средние рабочие отметки на пикетах,м
Насыпи
Профильные объемы, м3
Выемки
Объемы насыпей с учетом Коу
Однородные участки
из выемки в насыпь
Распределение объемов из резерва в насыпь
из карьера в насыпь
по видам работ, м3
из выемки в кавальер
из выемки в отвал
Распределение объемов
по средствам
механизации, м3
бульдозеры
скреперы
прицепные
скреперы
самоходные
экскаваторы
Рис. 4.3. Ведомость распределения объемов земляных работ по видам и
средствам механизации
25
При разработке проекта производства работ на возведение
земляного полотна рациональные типы машин и транспортные
средства (гр. 10–14) выбирают в соответствии с рекомендациями
табл. 4.5 и 4.6.
Таблица 4.5
Ведущие средства механизации для сооружения насыпей
РекоменРекоменВысота дуемая даль- дуемая минасыпи, ность пере- нимальная
Тип земляного полотна
м
мещения
длина загрунта, м
хватки, м
Грейдеры и
0,75
До 10
500
Притрассовые и землевозавтогрейдеры
ные автодороги
ГрейдерДо 2,0
До 14
500
Насыпи из боковых резервов
элеваторы
в условиях равниной местности
ГрейдерНе рег- Свыше 3000
500–800 Насыпи из смежных выемок
элеваторы в
ламенглубиной до 4 м, при просочетании с
тируетдольном перемещении грунтранспортными
ся
та или из резервов
средствами
Бульдозеры
До 1,5
До 70
До 250
Насыпи из боковых одноили двусторонних резервов с
частичным продольным перемещением грунта
Бульдозеры
В завиДо 100
Не регла- Насыпи из выемок при проуниверсальные симости
ментируется дольном перемещении
от усгрунта
ловий
до 1,0
Скреперы
Не огОт 100 до
—“—
—“—
прицепные
раниче1000
на
—“—
До 7,0
До 200
До 200
Насыпи из одно- или двусторонних резервов
Скреперы
Не огОт 300 до
Не регла- Насыпи из выемок при просамоходные
раниче5000
ментируется дольном перемещении грунна
та
—“—
До 7,0
До 200
—“—
Насыпи из боковых одноили двусторонних резервов
Тип ведущих
машин
26
Таблица 4.6
Ведущие средства механизации для разработки выемок
Тип ведущих машин
Глубина
Рекомендуемые транспортные средства и
выемки, м
дальность перемещения грунта, м
Бульдозеры
До 1
До 100
Скреперы самоходные
До 4
До 3000
Скреперы прицепные
До 3
До 300
Грейдер-элеваторы
Не регла- Автотранспорт до 3000, тракторные
ментируется прицепные тележки до 1000
Экскаваторы
Более 4
Автотранспорт до 3000, железнодорожный
транспорт до 10000, ленточные
транспортеры до 1000
Емкость ковша экскаватора можно принимать в зависимости
от рабочего объема на объекте (карьере, выемке), ориентируясь
на следующие рекомендации:
Емкость ковша, м3
0,65–0,8
1,0–1,25
1,25–1,6
1,6–2,5
Объем земляных работ, тыс. м3
До 20
20–40
40–80
80–100
Необходимый состав комплектующих (вспомогательных)
машин, соответствующий ведущей машине, зависит от вида
работ. В прил. Б приведены составы комплексов, рекомендуемые
нормами [3].
При сооружении железнодорожного земляного полотна одни
и те же работы могут выполняться различными комплексами.
Поэтому при их проектировании и выборе необходимо придерживаться некоторых рекомендаций, разработанных на основании опыта и практики строительства:
а) наиболее предпочтительными способами при прочих равных условиях являются те, которые не требуют применения
автотранспорта;
б) при выборе комплексов по производственным участкам
следует стремиться к однообразию применяемых машин;
в) наиболее предпочтительны мобильные машины средней
мощности: экскаваторы — емкостью ковша 0,8–1,25 м3; скреперы — 8–10 м3; бульдозеры — на тракторе мощностью 75–100 кВт;
автосамосвалы — грузоподъемностью 7–14 т.
27
4.3. Комплектование отряда землеройно-транспортными
машинами и выбор отряда по технико-экономическим
показателям
В каждый комплекс включаются ведущие землеройные машины, а затем выбираются вспомогательные. Сопоставимые по
составу комплексы сравниваются по технико-экономическим
показателям (ТЭП). В этих комплексах ведущие машины должны отличаться мощностью и производительностью. Порядок
расчета следующий.
Определяется контрольный темп работы отряда:
W
qi  i ,
(4. 11)
Tp
где Wi — объем земляных работ i-го вида, м3; Tp — расчетное
время выполнения i-го вида работ, смена (см. п. 2).
В каждый комплекс назначаются вспомогательные машины в
соответствии с рекомендациями, приведенными в прил. Б.
По ЕНиР [4] определяется производительность ведущей машины Пj по формуле (3.2).
Определяется потребное количество машин для обеспечения
контрольного темпа:
q
N  i a,
(4. 12)
Пj
где a — размерный коэффициент (a = 1 машина).
Полученное значение N округляют в большую сторону. Допускается округление в меньшую сторону, но перевыполнение не
должно быть более 20 %. Для принятого количества ведущих
машин N определяется расчетный темп работы i-го отряда:
qj = ПjN
(4. 13)
и расчетный срок работы j-го отряда:
Wj
Tj 
.
(4.14)
q
j
Выбор отряда производится по следующим технико-экономическим показателям (ТЭП): прямые затраты на разработку 1 м3
грунта, р; выработка грунта на одного рабочего; коэффициент
внутрисменной загрузки машин (табл. 4.7).
28
29
Таблица 4.7
Расчет технико-экономических показателей для выбора ведущей машины в специализированном отряде
при сравнении самоходных скреперов ДЗ-32 с вместимостью ковша 10 м 3 и ДЗ-11 П с вместимостью ковша 8 м 3
30
Примечание. При сравнении отрядов не учтено рыхление при разработке грунта II группы скреперами.Количество
единиц измерения работ вычисляют как частное от деления значения темпа работ (гр. 3) на принятую единицу измерения
работ (гр. 4). Значение нормы времени на единицу измерения работ принимают по данным сборника норм и расценок [4].
Окончание табл. 4.7
Для расчета потребного количества машиночасов на темп
работ (гр. 7) построчно перемножают данные гр. 6 на данные
гр. 5 табл. 4.7.
Значения цены машиночаса эксплуатации машин при выполнении соответствующих технологических операций принимают
по данным ФСЭМ-2001 [7].
Количество суммарных денежных затрат на выполнение каждой отдельно взятой технологической операции получают перемножением значений цены машиночаса эксплуатации машины на
потребное количество часов работы машины.
Расчет технико-экономических показателей комплексного звена
выполняют на единицу измерения работ по каждой позиции.
Прямые затраты на 1 м3 земляных работ рассчитывают как
частное от деления суммарных денежных затрат, приведенных в
соответствующей графе табл. 4.7 на величину темпа работ.
Выработку на одного рабочего определяют как частное от
деления темпа работ на общее число рабочих в отряде. Общее
число рабочих в отряде получают суммированием данных по
гр. 10.
Коэффициент внутрисменного использования машин при
выполнении технологических операций вычисляют путем последовательного деления потребного количества машиночасов на
продолжительность смены в часах и затем — на принятое
количество машин в звене.
Все расчеты затрат сопровождают ссылкой на соответствующие нормы: расценку сборника ЕНиР,ФЭСМ-2001.
Звено с лучшими технико-экономическими показателями доукомплектовывают недостающими вспомогательными машинами
и принимают для производства работ.
4.4. Проектирование производства основных земляных работ
4.4.1. Производство работ экскаватором-драглайн
Экскаватор с оборудованием драглайна при сооружении
железнодорожного земляного полотна является наиболее универсальной машиной, способной выполнять в обыкновенных
грунтах все требуемые земляные работы: разработку выемок с
переброской грунта в кавальеры и погрузкой в транспортные
средства; погрузку грунта в карьерах; отсыпку насыпей из
31
резерва; устройство водоотводных канав; планировку откосов и
ряд других работ. Наиболее эффективен драглайн при разработке выемок в кавальер с погрузкой в автосамосвалы, движущиеся
по дну траншеи или сбоку за бровкой. При этом в отличие от
экскаваторов прямая или обратная лопата разрабатывает выемку
на полный профиль с откосами требуемой крутизны.
В курсовом проекте требуется составить подробную технологию разработки выемки с максимальными рабочими отметками
экскаватором-драглайн с погрузкой в автотранспорт.
Выбор экскаватора и определение его производительности
Тип экскаватора принимается в соответствии с намеченным
при распределении земляных масс. Конструкция режущей части
ковша принимается в зависимости от прочности разрабатываемого грунта. Обычно для грунтов I и II группы рекомендуется
применять ковш со сплошной режущей кромкой, для более
прочных грунтов — с зубьями. Для принятого экскаватора
выписываются необходимые технико-эксплуатационные характеристики (прил. В).
Часовую производительность экскаватора, м3/ч, определяют
по формуле
3600 kн
П
q kв kм ,
(4. 15)
tц
kр
где q — емкость ковша, м3; tц — время цикла, с (см. прил. В);
kн — коэффициент наполнения ковша (песок 0,5–0,7; суглинок
легкий 0,65–0,95; суглинок тяжелый 0,65–0,8); kp — коэффициент разрыхления грунта, определяется по ЕНиР [4]; kв —
коэффициент использования машины по времени [4]; kм —
коэффициент, учитывающий квалификацию машиниста (равен 1).
Выбор и определение количества автосамосвалов
Основным условием комплексной механизации земляных работ
является обеспечение максимальной производительности ведущей машины. В сочетании экскаватор-автосамосвал эффективная их работа обеспечивается, когда количество целых ковшей,
погружаемых в кузов, находится в пределах 6...10. Поэтому для
экскаватора марку автосамосвала подбирают по его грузоподъемности. Для этого подсчитывают массу грунта Рк в ковше экскаватора по формуле
32
kн
,
(4. 16)
kp
где Рк — масса грунта в ковше, т;  — удельная масса грунта,
т/м2 (для мелких и пылеватых песков 1,60...1,65; для супесей
1,64...1,68; для суглинков 1,67...1,70; для глин 1,69...1,72).
Выбирают автосамосвал по табл. В4, грузоподъемность которого составляет: 6Рк  Гт  10Рк.
Затем уточняется количество ковшей для наполнения кузова
m = Гт/Рк.
(4.17)
Проверяется объем кузова
Vгр = mqkн  Vкуз.
(4.18)
При этом превышение может быть не более чем на 10–20 %.
Количество автосамосвалов определяется из условия обеспечения непрерывной работы экскаватора
t
N  об ,
(4. 19)
tп
где tп — время погрузки одной машины, tп = tцm; tоб — время
оборота автомобиля в технологическом цикле, мин. Время оборота складывается из времени погрузки tп, времени движения к
месту выгрузки tгр и обратно tпор, маневров у экскаватора и на
отвале tм и времени выгрузки tв:
tоб = tп + tгр + tпор + tм + tв.
(4.20)
Расчет времени ведется в минутах. Время движения определяется по дальности транспортировки и скорости движения автосамосвала. Для конкретных условий данного проекта (дальность
транспортирования до 2 км, грунтовые дороги, значительное
влияние замедления движения при въездах и выездах в забое и
на насыпи) скорость движения и груженого и порожнего автомобиля можно принимать 30 км/ч. Тогда время движения определится по формуле
tдв= tгр + tпор= 120L/vср,
(4. 21)
где tдв — время движения, мин.; L — дальность транспортирования, км; vср — средняя скорость движения, км/ч.
Время маневров в среднем можно принимать 2 мин, время
выгрузки — 1 мин.
Полученное количество автосамосвалов округляется в большую сторону. В этом случае к времени полного оборота автосаРк  q
33
мосвала добавится время ожидания под погрузкой tо, продолжительность которого составит:
tо = Ntп – (tп + tдв + tм + tв).
(4.22)
Построение забоя
hр н
Параметры забоя разрабатываются на основании техникоэксплуатационных характеристик принятого экскаватора (см.
прил. В). Драглайн может работать двумя видами проходок:
боковой и торцевой. При боковой проходке экскаватор движется
вдоль траншеи сбоку от нее. Такие проходки используются при
разработке выемок с переброской грунта в кавальер, при отсыпке
насыпи из резерва.
Rрн
1:
1
Втн
1
1:
Нкн
hт
bxa
Tx
В тв
Rкн
Рис. 4.4. Боковая проходка экскаватора-драглайн
На рис. 4.4 приведены форма и основные размеры забоя при
боковой проходке. Максимальная ширина траншеи поверху Втв,
м, получается
Втв = Rкн – bхэ/2 – 0,5,
(4. 23)
где Rкн — наибольший радиус копания, м; bхэ — ширина хода
34
экскаватора; 0,5 м — расстояние от края гусеницы до бровки
откоса траншеи. Ширина траншеи понизу Втн будет зависеть от
ее глубины hт и может быть подсчитана по формуле
Втн = Втв – (m1 + m2)hт,
(4. 24)
где m1 и m2 — заложение откосов траншеи.
При торцевой проходке экскаватор движется вдоль траншеи
по ее оси. При этом он может разрабатывать траншею трапецеидального сечения на глубину, равную максимальной глубине
копания Нкн, с боковыми откосами крутизной 1:1. Набольшая
ширина проходки может быть определена по формуле (рис. 4.5)
2
Bтв  2 Rкн
 L2п ,
(4. 25)
где Ln — длина передвижки, которую принимают в зависимости
от емкости ковша экскаватора
(4.26)
1:
1.5
h
II
1:
1
5
1.
1:
Втн
III
Втв
0.3-0.35м
R кн
Втн/2
Lп
Нраз
Нмах
Lп  (1,8...2,0) 3 q .
В тн/2
Втв
Рис. 4.5. Схема разработки выемки
35
Ширина траншеи понизу так же, как и при боковой проходке,
может быть определена по формуле (4.24).
Проектирование схемы разработки выемки
На листе № 2 в масштабе: 1 : 100 или 1 : 200 строится поперечный профиль выемки с максимальной рабочей отметкой Нmax.
Затем подсчитывается и отмечается на поперечнике глубина
разработки Нраз (рис. 4.6), которая с учетом сливной призмы
(0,15 м) и недобора (0,15...0,20 м) составит
Hраз = Hmax– (0,3…0,35).
(4.27)
Если Hраз меньше или равна наибольшей глубине копания Hкн,
экскаватор может одним ярусом разработать выемку на полную
глубину. В этом случае на поперечном сечении выемки нужно
нанести схемы проходок экскаватора, необходимые для разработки выемки на полный профиль (см. рис. 4.5). При этом нужно
учитывать, что при разработке траншеи на полную глубину
копания Нкн и движения экскаватора по оси траншеи ширина ее
понизу может оказаться меньше проектной ширины выемки (см.
формулу (4.25)). В таких случаях намечается две или более
проходок экскаватора с меньшей шириной разработки. Снижение производительности из-за увеличения количества передвижек экскаватора при более узких проходках компенсируется
повышением эффективности погрузки за счет уменьшения угла
поворота.
Если Hраз больше Hкн, выемку разрабатывают двумя или более
ярусами по высоте. В этом случае необходимо подсчитать глубину верхнего яруса hя из условия, что при разработке следующего
по высоте яруса погрузка производится в автосамосвалы, движущиеся сбоку за бровкой выемки. Движение их по дну траншеи
недопустимо во избежание повреждений основной площадки
выемки, которые могут привести в последующем к ее болезням.
Высота верхнего яруса, м, при двухъярусной разработке подсчитывается по формуле
hя = Hрн – (hпа + 0,5),
(4. 28)
где Нрн — высота выгрузки из ковша экскаватора; hпа —
погрузочная высота автосамосвала (см. табл. В4); 0,5 м — шапка
грунта над бортами автосамосвала.
36
При разработке верхней проходки автосамосвалы могут двигаться по дну траншеи. В этом случае ширина проходки принимается оптимальной для погрузки челночным способом как
наиболее производительным и составляет из условия размещения двух автосамосвалов и возможности свободной заброски
ковша экскаватором при наборе, м,
Втн = 2bа + 2,5,
(4. 29)
где bа — ширина автосамосвала.
При такой схеме разработки ширина первой проходки понизу
может оказаться недостаточной для разворота автомашин, особенно при разработке откосной части выемки, где ширина
проходки понизу (см. рис. 4.5) Втн уменьшается на 0,5hт за счет
уположения откоса до крутизны 1 : 1,5. В этом случае первую
проходку можно разрабатывать в средней части выемки или
устраивать погрузочный путь в одном уровне с экскаватором
сбоку от бровки траншеи.
Если Нраз больше (hя + Нкн), выемку разрабатывают тремя или
более ярусами. В этом случае разбивку на ярусы начинают с
нижней части выемки. Вначале определяют минимальную высоту нижнего яруса, разработка которого будет осуществляться
торцевым забоем с погрузкой в автосамосвалы, подходящие к
экскаватору с противоположной стороны забоя. При этом ширина верха яруса определяется из условия возможности разворота
автосамосвала и должна быть равна двум радиусам поворота.
Тогда высота яруса при крутизне откосов выемки 1 : 1,5 определится по формуле
2Rпов  Bв
hя 
,
(4. 30)
3
где Rпов — радиус поворота автосамосвала; Вв — ширина выемки
по дну с учетом толщины недобора и сливной призмы.
Оставшуюся часть выемки разбивают по высоте на два или
более ярусов в зависимости от наибольшей глубины копания
экскаватора.
Драглайн также может использоваться при отсыпке насыпи из
резерва (рис. 4.6).
37
38
Рис. 4.6. Схема отсыпки насыпи экскаватором-драглайном из резерва:
1, 2, 3 — последовательность уплотнения катком
4.4.2. Производство работ экскаватором прямая лопата
Экскаватор прямая лопата менее универсален по сравнению с
драглайном. Его применяют в основном при разработке скальных или мерзлых грунтов, в которых драглайн не может работать.
Наиболее эффективна работа прямой лопаты при разработке
выемок или карьеров с погрузкой в транспортные средства.
Экскаватор прямая лопата может работать лобовым или боковым
забоем с погрузкой в транспортные средства, находящиеся на
уровне стоянки экскаватора (одноярусный забой) или на разных
уровнях (двухъярусный забой).
В курсовом проекте требуется рассчитать параметры и вычертить на листе № 2 в масштабе 1 : 100 или 1 : 200 схему лобового
одноярусного забоя при разработке грунта в карьере с погрузкой
в транспортные средства. Необходимые для этого техникоэксплуатационные показатели экскаватора (см. прил. В) должны быть приведены в пояснительной записке.
Максимальная ширина лобового забоя на уровне напорного
вала. Высоту напорного вала можно принимать равной 0,8Rкн
(табл. В1).
Обычно работа экскаватора с наибольшим радиусом копания
не практикуется, так как при этом снижается толщина стружки
грунта при наборе и возникает невыгодный режим нагружения
силовой установки. Поэтому наибольший радиус при работе Rкр
составляет (0,8....0,85)Rкн, а расстояние передвижки Lпэ обычно
составляет 2...2,5 размера ковша и может быть определено по
формуле
Lпэ = (1,7…2,2).
(4.31)
Таким образом, ширина траншеи поверху при лобовом забое
получается (рис. 4.7)
Втв = 2.
(4.32)
Ширина траншеи понизу будет пропорциональна соотношению радиуса копания на уровне стоянки экскаватора Rко и
рабочего радиуса копания Rкр, т. е.
Втн = Bтв.
(4.33)
39
При разработке лобовой траншеи автотранспорт под погрузку
подается задним ходом. В случае, если ширина траншеи недостаточна для разворота автосамосвала, в борту траншеи через 50 м
устраивают тупиковые карманы.
Рис. 4.7. Забой экскаватора прямая лопата
Схема отсыпки насыпи автосамосвалами с разработкой грунта
в карьере экскаватором прямая лопата показана на рис. 4.8.
40
41
Рис. 4.8. Схема отсыпки насыпи автосамосвалами с разработкой грунта в карьере экскаватором прямая лопата:
I — зона отсыпки слоя насыпи; II — зона движения груженых автосамосвалов (с кольцевой ездой автосамосвалов)
4.4.3. Производство работ скреперами
Основными технологическими параметрами при выборе марки скрепера и емкости являются дальность транспортирования,
рабочие отметки насыпи или выемки, категория, вид и состояние
грунта. Прицепные скреперы целесообразно применять при
дальности транспортирования до 500 м, свыше 300 м — самоходные.
Отсыпку насыпей из резервов и разработку выемок в кавальер
рекомендуется выполнять при рабочих отметках 4–5 м, используя прицепные скреперы. При продольной возке (из выемки или
карьера в насыпь) можно выполнять работы при любых рабочих
отметках.
Наилучший эффект работы скреперов достигается в легких
связных грунтах (суглинки, супеси, легкие глины), относящихся к I и II группе трудности разработки. Грунты II группы
должны предварительно разрыхляться рыхлителями. В глинистых грунтах с повышенной влажностью из-за сильного налипания на ковш, а также в сухих песчаных грунтах из-за плохого
заполнения ковша скреперы практически непригодны.
Самоходные скреперы обычно работают с толкачом. Количество скреперов, которое может обслуживать один толкач, зависит
от дальности транспортирования (табл. Б5).
Производительность скреперов, как и других машин циклического действия, определяется по формуле
3600qc kн
Пс 
kв ,
(4. 34)
tцс kp
где qc — геометрическая емкость ковша скрепера, м3; kн —
коэффициент наполнения ковша (табл. 4.8); kр — коэффициент
разрыхления грунта в ковше (табл. 4.9); tцс — продолжительность цикла скрепера, с; kв — коэффициент использования
скрепера по времени [4].
Таблица 4.8
Коэффициент наполнения ковша скрепера
Коэффициент наполнения ковша скрепера
Условия работы
Супесь и средний
Тяжелый суглинок
скрепера
Сухой рыхлый песок
суглинок
и глина
Без толкача
0,50–0,70
0,80–0,95
0,65–0,75
С толкачом
0,80–1,00
1,00–1,20
0,90–1,20
42
Таблица 4.9
Коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера
Грунты
Песок
Супесь и суглинок
Сухая глина
Коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера
1–1,2
1,2–1,4
1,2–1,3
Продолжительность цикла скрепера
S
S
S
S
tцс  н  г  р  п  ntпов ,
(4. 35)
vн
vг
vр
vп
где Sн, Sг, Sр, Sп — длины путей набора грунта, движения с
грузом, разгрузки, движения порожняком, м; vн, vг, vр, vп, —
соответствующие скорости движения скрепера, м/с (табл. 4.10);
n — число поворотов за цикл; tпов — время, необходимое на
поворот скрепера, переключение передач, операции с заслонками и т.д.
Таблица 4.10
Скорости движения скреперов
Скорость, км/ч
Прицепные скреперы
Самоходные скреперы
vн
1,5–1,6
3,5–5,0
vг
3,8–4,5
5,3–15,0
vр
4,5–6,4
3,5–5,5
vп
6,0–10,0
8,0–25,0
Длина пути набора грунта определяется по следующей формуле:
qkk
Sн  c н п ,
(4. 36)
0,7bрhkp
где bр и h — ширина резания и толщина срезаемой стружки
(табл. 4.11), м; kп — коэффициент, учитывающий потери грунта
при образовании призмы волочения (можно принимать kп = 1,2).
Таблица 4.11
Толщина стружки, см
Грунты
Песок
Суглинок
Глина
Емкость ковша, м3
8
20
12
9
10–15
30
18
14
Длина пути разгрузки грунта определяется так же, при этом
принимается во внимание, что kp = 1 и kп = 1.
43
qckн
,
(4. 37)
bрhраз
где hраз — толщина отсыпаемого слоя при разгрузке, м.
Длины путей движения скрепера с грузом и порожняком
определяются в соответствии со схемой движения скрепера и
расстояниями между въездами.
В зависимости от условий работы применяют различные
схемы движения скрепера. Наиболее часто применяют схемы по
эллипсу или по восьмерке (рис. 4.9). При работе по эллипсу
необходимо не менее двух раз в смену менять направление
движения во избежание одностороннего износа ходовых частей
скрепера. Поэтому при прочих равных условиях предпочтение
следует отдавать схеме по восьмерке, при которой число поворотов в два раза меньше. В табл. 4.12 приведены рекомендуемые
расстояния между въездами—съездами в зависимости от высоты
насыпи.
Sр 
Таблица 4.12
Рекомендуемые расстояния между въездами — съездами
Высота
насыпи, м
До 2
3
4
5
6
Расстояние между въездами – съездами, м, при работе скреперов
прицепных
самоходных
60–70
100
80
150
95
200
110
250
130
300
При достаточно длинном участке отсыпки (не менее 200 м)
при работе группы скреперов можно использовать зигзагообразную схему. При двухстороннем резерве используют продольночелночную схему движения.
В первоначальный момент отсыпки насыпи (до высоты
0,5...0,7 м), пока можно въезжать на насыпь в любом месте,
можно использовать поперечно-челночную схему. При расположении резервов по обе стороны линии или при разработке
выемки в двухсторонний кавальер используют продольно-челночную схему.
44
45
Рис. 4.9. Схема разработки выемки скреперами с перемещением и укладкой грунта в насыпь. Все указанные схемы
движения скреперов приведены в [3]
Во всех случаях при выборе схемы движения необходимо
стремиться к уменьшению количества въездов, так как на них,
особенно при высоких насыпях, требуется затрачивать значительные объемы грунта. Продольный уклон въездов для прицепных скреперов — не более 15 %, для самоходных — не более
12 %, уклоны съездов — соответственно 30 и 20 %. Ширина
проезжей части въезда для скреперов с ковшом емкостью 8…10 м3
— 4,5 м, с ковшом емкостью более 10 м3 — 5,5 м.
Схемы движения при разработке выемки с транспортированием грунта в насыпь приведены на рис. 4.10. Схема 1 используется, пока есть возможность разворота скрепера на насыпи и в
выемке; схема 2 — когда высота отсыпанной части такова, что
скрепер уже не может развернуться на насыпи и делает это со
съездом с насыпи; схема 3 — когда и на насыпи и в выемке
ширины площадки недостаточно и скреперу необходимо выезжать для разворота за пределы насыпи или выемки.
4.5.4. Основные технологические требования по сооружению
земляного полотна и обеспечение качества работ
Все технологические требования при выполнении земляных
работ направлены на создание земляного полотна высокого
качества. Это является основой надежной эксплуатации железнодорожного пути. Требования к выполнению работ определены
в нормативных документах, а также в рабочих чертежах на
участках, сооружаемых по индивидуальным проектам.
Перед началом работ по отсыпке насыпи и разработке выемки
необходимо обеспечить отвод атмосферных вод и подготовить
основание. При сооружении насыпи по типовым поперечным
профилям в первую очередь должны выполняться требования к
грунтам. По пригодности применения для отсыпки в насыпь все
грунты делят на три группы:
— пригодные без ограничения;
— пригодные с ограничениями;
— непригодные.
46
47
Рис. 4.10. Схемы движения скрепера при разработке выемки с транспортированием грунта в насыпь
К первой группе относятся грунты, состояние которых под
действием природных факторов не изменяется или изменяется
незначительно, не влияя на прочность и устойчивость земляного
полотна. Это — все дренирующие грунты, кроме скальных из
легковыветриваемых размягчаемых пород, супеси легкие крупные.
Ко второй группе относятся глинистые грунты, мелкие недренирующие и пылеватые пески, скальные из легковыветривающихся размягчаемых пород. Применение этих грунтов в насыпь
ограничивается их состоянием в момент отсыпки (влажность,
мерзлота), местом расположения насыпи (например, на болотах,
слабых сырых основаниях и др.), условиями будущей эксплуатации (подтопляемые участки и пр.).
К третьей группе относятся засоленные глинистые грунты,
торф, ил и глинистые грунты с примесью ила, гипс и некоторые
другие. Эти грунты разрешается применять только в исключительных случаях для дорог III-IV категории при осуществлении
дополнительных мер по обеспечению прочности и устойчивости
насыпи.
Отсыпку насыпи необходимо вести горизонтальными слоями
из однородного грунта по всему слою. Каждый слой должен
уплотняться катками или грунтоуплотняющей машиной до требуемой плотности по всей толщине. Уплотнение ведется от краев
к середине. Толщина слоя, количество проходов по одному следу
для обеспечения требуемой плотности зависят от вида и состояния грунта, типа грунтоуплотняющей машины и определяются
пробным уплотнением в лабораторных испытаниях плотности.
Требуемая (нормативная) плотность утр оценивается по
коэффициенту уплотнения Ку, представляющему отношение
нормативного значения плотности к максимальному, определенному стандартным уплотнением, т. е.
утр = Ку уст.mах.
Наилучший эффект уплотнения (наибольшая плотность при
одной и той же работе по уплотнению) обеспечивается при
оптимальной влажности. Поэтому сухие грунты рекомендуется
перед уплотнением увлажнять до получения оптимальной влажности.
48
Нормативные значения Ку дифференцируются в зависимости
от категории железнодорожной линии и расположения уплотняемого слоя по высоте насыпи и установлены в пределах 0,
90...0, 98 [2].
При разработке выемок необходимо дну проходки придавать
продольный уклон в сторону стока поверхностных вод, а разработку вести в противоположную сторону.
Во избежание случайных переборов по дну выемки разработку экскаватором рекомендуется вести с недобором 0, 15…0,20 м
с последующей доработкой бульдозером или скрепером.
При всех способах разработки выемок от них должен быть
обеспечен отвод поверхностных вод устройством водоотводных
канав в соответствии с проектом или временных водоотводов.
Грунтовые воды, расположенные выше уровня основной площадки, должны быть перехвачены дренажными устройствами и
отведены за пределы выемки.
Для исключения переувлажнения грунтов насыпи в перерывы
работ на одни-двое суток необходимо выровнять поверхность
незаконченной насыпи с приданием ей уклона 0,02...0,04 в
сторону откосов, а перед длительным перерывом, кроме того,
поверхность необходимо уплотнить до нормативной плотности.
Особые технологии применяются при сооружении земляного
полотна в зимнее время. Обычно для зимних работ составляется
специальный проект производства работ, в котором предусматриваются особые технологические мероприятия по обеспечению
надлежащего качества сооружаемого земляного полотна.
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ОТДЕЛОЧНЫХ И
УКРЕПИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
В состав отделочных работ включаются: планировка верха
земляного полотна с устройством сливной призмы, планировка
откосов насыпей и выемок, нарезка кюветов в выемках. К
укрепительным работам относятся работы по укреплению откосов земляного полотна, кюветов, водоотводных канав. Отделочные работы выполняются по окончанию работ по отсыпке
насыпей и устройству выемок без перерыва во времени. За ними
выполняются укрепительные работы.
49
В курсовом проекте необходимо подсчитать объемы работ и
наметить машины для выполнения следующих работ:
— планировка верха насыпей и выемок;
— нарезка сливной призмы на насыпях и в выемках;
— планировка откосов насыпей и выемок;
— нарезка кюветов;
— укрепление откосов посевом трав.
Объемы работ по планировке верха земляного полотна
определяются по фактической площади планируемой поверхности, т.е.
Рпл = BLн + ВвLв,
(5 .1)
где Lн, Lв — суммарные длины насыпей и выемок, м.
Планировка производится автогрейдером, срезаемый грунт
перемещается на откос насыпи, а в выемке — к подошве откоса,
откуда потом транспортируется за пределы выемки бульдозером
или скрепером.
Объем по нарезке сливной призмы Vсп подсчитывается в
кубометрах срезаемого грунта по формуле
Vсп = 0,075(B – 2,3)(Lн + Lв).
(5.2)
Нарезка осуществляется автогрейдером, грунт перемещается
на откос насыпи, а в выемке — на место кювета, откуда при
нарезке кювета забирается одновременно с грунтом кювета.
Объемы работ по планировке откосов подсчитываются по
типовым поперечным профилям земляного полотна. Площадь
откосов определяется по массивам насыпей и выемок по формуле
Sотк 
 2licp Li ,
(5 .3)
где liср— средняя длина образующей откоса i-го массива, м; Li —
длина i-го массива, м.
Длина образующей liср определяется по средней рабочей
отметке массива Нiср, т.е.
liср = Hiср 1  mо2 ,
что при mо = 1,5 составит
liср = 1,8Hiср.
(5.4)
Hiср можно подсчитать по формулам
Hcp нас 
50
 b  b 2  4moVср
2mo
,
 В  В2  4moVср
,
2mo
где Vср — средняя величина объема на 1 м длины массива,
которая равна:
Vср = Vi/Li.
В насыпях планировку откосов выполняют после нарезки
сливной призмы, в выемках сначала планируют откосы, затем
нарезают сливную призму и кюветы.
Планировка откосов при рабочих отметках до 3,5 м обычно
выполняется автогрейдером или бульдозером, а при больших
отметках экскаватором-драглайном, оборудованным ковшомпланировщиком, или экскаватором-планировщиком. Поэтому
объемы работ подсчитывают отдельно для насыпей и выемок с
рабочими отметками до 3,5 м и при больших рабочих отметках.
Объемы работ по нарезке кюветов Vк определяются по
площади их поперечных сечений и длине:
Vк = SкLк,
(5 .5)
где Lк — длина кюветов и выемки, м.
Lк = 2Lв + 50,
(5 .6)
где Lв– длина выемки, м; 50 м — дополнение на выводы кюветов
в концах выемки; Sк — площадь поперечного сечения кюветов.
Укрепление земляного полотна в обыкновенных грунтах в
обычных условиях осуществляется, как правило, посевом многолетних трав по слою растительного грунта. В курсовом проекте
требуется наметить технологию выполнения работ по укреплению откосов и выбрать машины (табл. 5.1).
Hcp выем 
Таблица 5.1
Всего затрат труда,
маш.-ч
Производительность
маш. в смену
Продолжительность
раб. смен
Нормативный источник
4
Нвр на ед. изм., маш.-ч
3
Всего
2
Ед. изм.
Конец ПК
1
Наименование машин
Начало ПК
Участок
Наименование работ
Расчет продолжительности отделочных и укрепительных работ
5
6
7
8
9
10
11
Объем работ
51
6. РАЗРАБОТКА КАЛЕНДАРНОГО ГРАФИКА ПРОИЗВОДСТВА
РАБОТ
Разработка календарного графика подготовительных, основных и отделочных работ заключается в определении следующих
параметров технологического процесса: а) последовательность
выполнения работ; б) необходимое количество машин; в) продолжительность работы комплексов машин на участках для
окончания работ в заданный срок.
В данном курсовом проекте продолжительность работ определена в задании, т.е. является директивной. Поэтому задача
заключается в определении количества ведущих машин каждого
комплекса для обеспечения готовности земляного полотна к
заданному сроку. При этом следует учитывать возможность
использования одного и того же комплекта машин последовательно на нескольких производственных участках, а также
одновременной работы нескольких комплексов на разных производственных участках.
Производительность ведущей машины комплекса принимается но нормам ЕНиР [4]. Тип и количество вспомогательных
машин определяются на основании принятого технологического
процесса и ранее выполненных расчетов.
Последовательность разработки календарного графика следующая.
1. По данным ведомости распределения земляных масс подсчитывается общий объем работ, выполняемых каждым комплексом на всех участках.
2. Определяется продолжительность подготовительных работ
по производительности выбранных машин и фактическим объемам этих работ (см. табл. 3.3).
3. Определяется продолжительность отделочных работ по
данным табл. 5.1.
4. Определяется продолжительность основных работ путем
вычитания из общего времени продолжительности подготовительных и отделочных работ.
5. По производительности ведущей машины комплекса определяется общее количество машин N по формуле
52
N = VI /(tonПсмКв),
(6 .1)
где to — продолжительность основных работ; п — количество
рабочих смен в сутки; Псм — сменная производительность
ведущей машины; Кв — коэффициент использования ведущей
машины по времени.
Поскольку сменная производительность землеройных машин
зависит от категории грунта, вида землеройно-транспортных
машин и от дальности перемещения, формулой (4.34) можно
пользоваться только в том случае, когда производительность
ведущей машины на всех участках одинакова. В противном
случае необходимо определить средневзвешенную производительность П по формуле
П = ПiVi/Vi,
(6. 2)
где Пi и Vi — производительность и объем работ на i-м участке.
Можно также подсчитать число машин по формуле (6.1)
отдельно по каждому участку, принимая соответствующие объемы, и просуммировать.
Полученное в результате расчетов дробное число округляется
до целого. При этом допускается округлять в меньшую сторону
с учетом того, что реальная производительность землеройных
машин может на 15…20 % превышать нормативную.
6. Полученное количество машин разбивается на производственные комплексы. Число ведущих машин в комплексах зависит от конкретных условий (объемов работ на производственных
участках, технологических особенностей работ, а также некоторых местных условий) и может быть от 1 до 5…8 штук.
При формировании комплексов следует учитывать, что большое количество машин на одном производственном участке
может из-за стесненности понизить эффективность их работы; в
то же время от числа машин зависит срок работ на производственном участке. Кроме того, при разбивке ведущих машин на
комплексы следует учитывать, что комплектующие машины
(бульдозер, автогрейдер, уплотняющая машина) могут иметь
производительность значительно выше, чем ведущая. Это обеспечит обслуживание одной вспомогательной машиной нескольких ведущих, т.е. снизит общую потребность машин.
53
Таким образом, от рационального формирования производственных комплексов зависит использование машин по времени,
а в конечном итоге — затраты ресурсов. Поэтому окончательное
формирование комплексов осуществляется путем попыток, с
одновременным подсчетом продолжительности их работы на
участке.
7. Продолжительность работы комплекса на производственном участке определяется исходя из формулы (6.1), в которой
неизвестным будет время to, вместо N подставляется число
ведущих машин в комплексе, а объем грунта берется на соответствующем участке.
8. Календарный график строится в виде циклограммы. На
вертикальной оси откладываются рабочие дни, на горизонтальной — пикеты строящегося участка железной дороги и разбивка
их на производственные участки.
В курсовом проекте календарный график рекомендуется
вычерчивать совместно со схемой производственных участков в
том же горизонтальном масштабе (рис. 6.1).
54
55
Рис. 6.1. Пример календарного графика производства работ по сооружению земляного полотна
Библиографический список
1. Технология железнодорожного строительства / Под ред. А.М. Призмазонова и Э.С. Спиридонова. М.: Желдориздат, 2002. 631 с.
2. Железнодорожное строительство. Технология и механизация / Под ред.
С.П. Першина. М.: Транспорт, 1991. 339 с.
3. Технические указания по технологии сооружения железнодорожного
земляного полотна. ВСН 186-75. М.: Оргтрансстрой Минтрансстроя СССР,
1975. 352 с.
4. ЕНиР. Сб. Е2. Земляные работы. Вып. 1. Механизированные и ручные
земляные работы / Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1988. 224 с.
5. ЕНиР. Сб. Е13. Расчистка трассы линейных сооружений от леса /
Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1988. 30 с.
6. Строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации. Железные дороги колеи 1520 мм. СТН Ц-01-95. М., 1995.
86 с.
7. Федеральный сборник сметных норм и расценок на эксплуатацию
строительных машин и автотранспортных средств (ФЭСМ-2001). М., 2001.
8. Волков Д.П. Строительные машины и средства малой механизации. М.,
2002.
9. Основные требования действующих нормативных документов для разработки вопросов охраны труда в проектах производства работ: Сб. Ч. 12.
Земляные работы. М., 1990. 28 с.
56
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А
Километровый объем земляных работ по главному пути, тыс. м 3/км
Средняя
рабочая
отметка, м
0,25
0,50
0,75
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,25
2,50
2,75
3,00
3,25
3,50
3,75
4,00
4,25
4,50
4,75
5,00
5,25
5,50
5,75
6,00
6,25
6,50
6,75
7,00
7,25
7,50
7,75
8,00
8,25
8,50
8,75
9,00
9,25
9,50
9,75
10,00
10,25
10,50
7,1
2,57
4,63
6,87
9,31
11,92
14,73
17,72
20,91
24,27
27,83
31,57
35,51
39,62
43,93
48,42
53,10
57,97
63,03
68,27
73,71
79,32
85,13
91,12
97,30
103,68
110,29
117,11
124,16
131,41
138,89
146,59
154,51
162,64
170,99
179,56
188,36
197,36
206,59
216,03
225,71
235,59
245,69
Ширина основной площадки земляного полотна
Насыпь
Выемка
7,3
7,6
7,1
7,3
2,64
2,72
3,82
3,86
4,75
4,92
6,98
7,06
7,04
7,29
10,32
10,46
9,52
9,84
13,86
14,04
12,19
12,59
17,57
17,81
15,05
15,52
21,48
21,77
18,09
18,64
25,57
25,91
21,32
21,94
29,86
30,24
24,74
25,44
34,32
34,76
28,35
29,12
38,98
39,47
32,14
32,99
43,82
44,36
36,12
37,04
48,86
49,44
40,29
41,29
54,07
54,71
44,65
45,72
59,48
60,17
49,19
50,34
65,07
65,81
53,92
55,14
70,86
71,64
58,84
60,14
76,82
77,66
63,95
65,32
82,98
83,87
69,24
70,69
89,32
90,26
74,72
76,24
95,86
96,84
80,39
81,99
102,57
103,61
86,25
87,92
109,48
110,57
92,29
94,04
116,57
117,71
98,52
100,30
123,86
125,04
104,90
106,90
131,32
132,56
111,60
113,60
138,98
140,27
118,40
120,50
146,82
148,16
125,50
127,70
154,86
156,24
132,80
135,10
163,07
164,51
140,40
142,70
171,48
172,97
148,10
150,50
180,07
181,61
156,10
158,50
188,86
190,44
16430
166,80
197,82
199,46
172,70
175,30
206,98
208,67
181,30
183,90
216,32
218,06
190,10
192,90
225,86
227,64
199,20
202,00
235,57
237,41
208,50
211,40
245,48
247,37
218,00
220,90
255,57
257,51
227,20
230,70
265,86
267,84
237,60
240,80
276,32
278,36
247,80
250,90
286,98
289,07
7,6
3,91
7,19
10,66
14,32
18,16
22,19
26,41
30,82
35,41
40,19
45,16
50,31
55,66
61,19
66,91
72,82
78,91
85,19
91,66
98,32
105,16
112,19
119,41
126,81
134,41
142,19
150,16
158,32
166,66
175,19
183,91
192,82
201,91
211,19
220,66
230,32
240,16
250,19
260,41
270,82
281,41
292,19
57
Окончание прил. А
Средняя
рабочая
отметка, м
10,75
11,00
11,25
11,50
11,75
12,00
12,25
12,50
12,75
13,00
13,25
13,50
13,75
14,00
14,25
14,50
14,75
15,00
15,25
15,50
15,75
16,00
16,25
16,50
16,75
17,00
17,25
17,50
17,75
18,00
18,25
18,50
18,75
19,00
7,1
256,01
266,56
277,31
288,29
299,48
310,91
322,54
334,39
346,46
358,76
371,26
383,99
396,94
410,11
423,49
437,09
450,91
464,96
479,21
493,69
508,39
523,31
538,44
553,79
569,36
585,16
601,16
617,39
633,84
650,51
667,39
684,49
701,81
719,36
Ширина основной площадки земляного полотна
Насыпь
Выемка
7,3
7,6
7,1
7,3
258,10
261,40
297,82
299,96
268,80
272,10
308,86
311,04
279,60
283,00
320,07
322,31
290,60
294,10
331,48
333,77
301,90
305,40
343,07
345,41
313,30
316,90
354,86
357,24
325,0
328,7
366,82
369,26
336,9
340,7
378,89
381,47
349,0
352,9
391,32
393,86
361,3
365,3
403,86
406,44
373,9
377,9
416,57
419,21
386,7
390,8
429,48
432,17
399,7
403,9
442,57
445,30
412,9
417,1
455,86
458,64
426,3
430,7
469,32
472,16
440,0
444,4
482,98
485,87
453,9
458,3
496,82
499,76
467,9
472,5
510,86
513,84
482,3
486,88
525,07
528,11
496,8
501,48
539,48
542,57
511,6
516,3
554,07
557,21
526,5
531,34
568,86
572,04
541,7
546,6
583,82
587,06
557,1
562,08
598,98
602,27
572,7
577,78
614,32
617,66
588,57
593,69
629,86
633,24
604,63
609,83
645,57
649,00
620,91
626,18
661,48
664,97
637,41
642,75
677,57
681,11
654,12
659,54
693,86
697,44
667,05
676,55
710,32
713,96
688,21
693,78
726,98
730,67
705,58
711,23
743,82
747,56
723,17
728,89
760,86
764,64
7,6
303,16
314,32
325,66
337,19
348,91
360,82
372,91
385,19
397,66
410,32
423,16
436,19
449,41
462,82
476,41
490,19
504,16
518,31
532,66
547,19
561,91
576,82
591,91
607,19
622,66
638,31
654,16
670,19
686,41
702,82
719,41
736,19
753,16
770,32
Примечание: Крутизна откосов принята: для насыпей высотой до 6 м —
1 : 1,5; от 6 до 12 м — 1 : 1,75; более 12 м — 1 : 2; для выемок — 1 : 1,5.
58
Приложение Б
Состав землеройных комплексов при сооружении
железнодорожного земляного полотна
Таблица Б1
Экскаваторные комплексы при отсыпке насыпи автосамосвалами
Прямая лопата с ковшом
Драглайн с ковшом емкостью,
емкостью, м3
м3
Наименование
1,25
1,5
1,0
1,25
машин
Дальность транспортирования грунта, км
0,5 1 2 3 0,5 1
2
3 0,5 1
2
3 0,5 1 2 3
Экскаваторы, шт.
1
1
1
1
Автосамосвалы,
шт., грузоподъемностью
7т
6
7 9 11 — — — — 4
5
7
9
5 6 8 10
10 т
5
6 7 9
6
7
8 10 3
4
6
8
4 5 6 8
14 т
4
5 6 8
5
6
7
9 — — — — 3 4 6 8
Бульдозер на
Количество в комплексе определяется в зависимости от условий
тракторе 75 кВт,
работ и дальности возки
шт.
Автогрейдер
То же
Грунтоуплотняющая машина
То же
Таблица Б2
Скреперные комплексы
Наименование машин
Скрепер
Бульдозер на тракторе Т-100
Бульдозер на тракторе Т-180 (толкач)
Рыхлитель прицепной (при необходимости)
Пневмокаток с тягачом (при отсыпке насыпей)
Потребность машин на комплекс скреперов
прицепных
самоходных
Ковши емкостью, м3
8
10
15
9–10
15
2–6
1
2–6
1
2–6
1
3–9
1
3–9
1
—
—
—
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
59
Таблица Б3
Количество скреперов, которое может обслуживать один толкач
Расстояние перемещения, м
Емкости ковша скрепера, м3
9–10
15
300
3
2
500
4
2
750
5
3
1000
6
3
1500
9
5
2000 3000
11
16
6
9
Таблица Б4
Экскаваторные комплексы при работе в отвал
Наименование машин
Количество машин в комплексе, шт.
При разработке выемки При отсыпке насыпи
в кавальер
из резерва
Экскаватор-драглайн с ковшом
емкостью 0,8, 1,1 или 1,5 м3
Бульдозер
Грунтоуплотняющая машина или
каток с трактором
1
1
1
1
—
1
Таблица Б5
Бульдозерный комплекс при работе на основных ра6отах
Наименование машин
Бульдозер
Грунтоуплотняющая машина
или каток с трактором
При разработке выемки в
кавальер
1
При отсыпке насыпи
—
1
1
Таблица Б6
Комплекс по отделке земляного полотна
Наименование машин
Автогрейдер
Бульдозер
Кюветокопатель
Экскаватор-планировщик
Автосамосвалы грузоподьемностью 5 т
60
Количество, шт.
1
1
1
1
2
Приложение В
Технико-эксплуатационные характеристики
землеройно-транспортных машин
Таблица В1
Одноковшовые экскаваторы
Показатель
Емкость ковша Е, м3 (числитель
— с зубьями, знаменатель — со
сплошной режущей кромкой)
Длина стрелы Lстр, м
Угол наклона стрелы, град
Наибольший радиус копания Rкн,
м
Наибольшая высота копания Нкн,
м: при боковом забое, при
торцевом забое
Наибольший радиус выгрузки
Rвн, м
Наибольшая высота выгрузки
Нвн, м
Ширина хода bх, м
Радиус, описываемый хвостовой
частью Rх, м
Продолжительность рабочего
цикла (средняя) tц, с
Мощность двигателя, кВт/л.с.
Емкость ковша Ек, м3
Длина стрелы Lстр, м
Наибольший радиус копания, м
Радиус копания на уровне
стоянки, м
Наибольшая высота копания, м
Наибольший радиус выгрузки, м
Радиус выгрузки при наибольшей
высоте выгрузки, м
Наибольшая высота выгрузки, м
Высота выгрузки при
наибольшем радиусе выгрузки, м
Ширина хода, м
Радиус, описываемый хвостовой
частью, м
Продолжительность рабочего
цикла при угле поворота 90°, с
выгрузкой в отвал, с
Мощность двигателя N, кВт/л.с.
ЭО-3211
(Э-302),
Э-3048, Г
ЭО-4112,
Э-651, 652,
Э-656
ЭО-5111
(Э-10011)
ЭО-6111
(Э-1252)
0,4
10,5
1,0/1,25
12,5
30
45
1,25/1,5
12,5
30
45
30
45
0,65/0,8
10
30
45
11
10
11,1 10,2
13,5
12
14,3
13
5,3
3,8
4,4
5,1
7,6
5,6
7,4
7,5
10
8,3
10
8,3
12,2
4,0
6,3
3,14
3,5
5,5
2,96
4,1
3,0
10,2
11,4
6,6
4,0
10,4
6,5
3,0
3,2
2,9
3,5
3,5
19
37/50
0,4
5,5
5,9
21
60/80
0,65
5,5
7,8
23
74/100
1,0
6,4
9,2
23
85/116
1,25
6,8
9,9
3,0
6,2
6,3
4,7
7,9
6,5
5,0
8,2
7,4
6,3
9,3
8,9
5,5
5,8
5,4
5,6
6,0
6,1
7,0
6,6
3,0
3,14
2,7
2,96
3,4
3,0
3,4
3,2
3,0
2,9
3,5
3,5
15
37/50
15
60/80
17
74/100
19
85/116
61
Таблица В2
Гидравлические экскаваторы, оборудованные обратной лопатой
Показатель
Емкость ковша, м3
Наибольший радиус копания (на
уровне стоянки), м
Наибольшая глубина копания Н, м
Наибольший радиус выгрузки, м
Ширина хода, м (пневмоколесный
ход)
Продолжительность цикла, с
ЭО-3122 ЭО-4321Б ЭО-4124
0,63
0,8
1,0
ЭО-5124
1,6
7,8
4,8
5,3
2,65
8,9
5,5
5,8
2,8
9,3
6,5
7,4
2,95
10,0
6,5
8,0
3,14
22
22
22
25
Таблица В3
Скреперы
Показатель
Вместимость ковша, м3
Грузоподъемность, т
Ширина резания, м
Заглубление, мм
Толщина слоя отсыпки
(максимальная), мм
Транспортная скорость
по грунтовым дорогам,
км/ч
Радиус поворота, м
Тягач
Самоходные
Прицепные
ДЗ-11П ДЗ-13 ДЗ-115 ДЗ-12Б ДЗ-20В ДЗ-77С
8
15
16,2
6
7
8
11
23
25
10
11
16
2,7
3,2
3,2
2,5
2,5
2,75
150
200
200
175
200
225
ДЗ-79
16
27
3,0
200
450
450
450
400
400
400
500
13
15
15
6,0
7,0
7,0
8,0
6,5
Т-100
мгс
7,5
Т-130
1Г
7.5
Т-330
10
МОАЗ546Г1
13
13
5,0
БелАЗ- БелАЗ- Т-100М
531
531Б
Таблица В4
Автосамосвалы
Показатель
Масса перевозимого
груза Гт, т
Емкость кузова Е, м3
Ширина хода b, м
Погрузочная высота, м
Минимальный радиус
поворота
62
Модель автосамосвала КамАЗ
6520 6540 45141 45142 45143 53605 55102 55111 65111 65115
20 18,5
12
11
2,5
2,5
3,005 2,985
9,3
10,5
9,5
6,6
14
11
10
15,4
11,2 7,0
6,5
15,4
2,5
2,5
2,865 2,73
13
6,6
2,31
2,85
14
8,2
2,5
7,4
11,3
15
10,5
2,5
2,92
Оглавление
Введение ....................................................................................................... 3
Общие указания ............................................................................................ 4
1. Подготовка исходных данных ..................................................................... 4
1.1. Подробный продольный профиль участка железной дороги ..................... 5
1.2. Поперечные профили земляного полотна .............................................. 5
1.3. Определение положения характерных точек профиля ............................. 9
2. Определение срока производства земляных работ ........................................ 10
3. Проектирование производства подготовительных работ ................................ 11
4. Проектирование производства основных работ ............................................ 14
4.1. Определение объемов основных работ ................................................. 15
4.2. Формирование производственных участков .......................................... 18
4.3. Комплектование отряда землеройно-транспортными машинами и выбор
отряда по технико-экономическим показателям ...................................... 28
4.4. Проектирование производства основных земляных работ ....................... 31
5. Проектирование производства отделочных и укрепительных работ ............... 49
6. Разработка календарного графика производства работ ................................. 52
Библиографический список ............................................................................ 56
Приложения ................................................................................................. 57
Приложение А. Километровый объем земляных работ по главному пути ........ 57
Приложение Б. Состав землеройных комплексов при сооружении
железнодорожного земляного полотна .................................................. 59
Приложение В. Технико-эксплуатационные характеристики
землеройно-транспортных машин ......................................................... 61
63
Учебное издание
Гудкова Ирина Николаевна
Николаева Любовь Васильевна
Шевчук Сергей Сергеевич
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
ПРИ СООРУЖЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА
Методические указания
Редактор И.В. Васильева
Компьютерная верстка Ю.В. Борцова
4,0 печ. л.
Изд. лиц. ЛР № 021277 от 06.04.98.
Подписано в печать 28.10.10.
3,8 уч.-изд. л.
Тираж 230 экз.
Заказ № 2233
Издательство Сибирского государственного университета путей сообщения
630049, Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191
Тел./факс: (383) 328-03-81. Е-mail: press@stu.ru