Изыскание и проектирование железнодорожных линий

ВВЕДЕНИЕ

Производство земляных работ при строительстве железных дорог с возведением различных видов земляных сооружений. К ним относятся земляное полотно, которое служит основанием для устройства рельсового пути, водоотводные и водорегуляционные сооружения, предназначенные для ограждения и защиты земляного полотна и других сооружений железной дороги от воздействия водотоков. Ведущими являются работы, связанные с возведением земляного полотна. Эти виды земляных сооружений возводятся и при строительстве временных притрассовых автомобильных дорог, которые необходимы при строительстве железной дороги в районах со слаборазвитой сетью путей сообщения. При этом объём земляных работ может быть сопоставим с работами по возведению постоянных земляных сооружений.

Земляные сооружения должны удовлетворять требованиям по составу, влажности и характеристике грунтов, геометрическим размерам, устойчивости, плотности, водонепроницаемости.

В целях обеспечения качества земляного полотна и снижения затрат на его сооружение, весь комплекс земляных работ выполняется по этапам, которые включают подготовительные, вспомогательные и основные работы, в том числе планировочно-отделочные, а также укрепительные работы.

Подготовительные работы предназначены для обеспечения качественного возведения земляного полотна, рационального использования сил и средств, выделенных для производства работ. В состав основных работ входит разработка грунта, его перемещение, укладка и уплотнение, планировка поверхностей земляного полотна.

Планировочно-отделочные работы связаны с доработкой отдельных массивов земляного полотна для придания заданных проектных размеров. Укрепительные работы выполняются для обеспечения устойчивости и сохранности земляного полотна при воздействии различных природных явлений.

В строительной практике используются грунты минерального происхождения. Это горные породы, из которых слагается верхний слой земной коры. Грунты для возведения земляных сооружений служат либо их средой при устройстве выемок, либо являются строительным материалом при отсыпке насыпей. К нескальным грунтам относятся крупнообломочные, несцементированные, содержащие по массе не более 50% обломков скальных пород, грунты с размерами частиц более 2мм (щебёночно-галичниковые, древесно-гравийные грунты и другие), а также песчаные и глинистые грунты.

Естественные основания насыпей подразделяются на: прочные, недостаточно прочные и слабые. К прочным относят: естественные основания, сложенные скальными породами, а также крупнообломочными, песчаными, глинистыми, твёрдыми и полутвёрдыми грунтами. К недостаточно прочным относят естественные, сырые и мокрое основание из глинистых, тугопластичных и мягкопластичных грунтов в случаях, когда осадка основания насыпи превышает 0, 1 м, при этом основание считается сырым.

К мокрым относят основания, если поверхностный сток отсутствует или глинистые грунты имеют влажность на глубине до 1м. К слабым относятся естественные мокрые основания, сложенные торфом, илами, глинистыми грунтами.

При возведении насыпи все грунты за исключением скальных слабовыветривающихся пород, должны быть послойно уплотнены, не зависимо от способа производства работ. Толщина слоя уплотнения от 15 до 30 см, но не более 40.

Земляное полотно должно быть прочным и устойчивым, для обеспечения безопасности движения поездов. Его сооружают по типовым или индивидуальным профилям с применением средств, обеспечивающих комплексную механизацию всех видов земляных работ.

Подготовка основания под насыпь выполняются в целях возможного сползания земляного сооружения на косогорных участках, уменьшения осадок основания насыпи. При возведении насыпи высотой до 1 м на косогорах, крутизной от 1: 10 до 1: 5 необходимо срезать дёрн на всю ширину основания. Корчёвка пней обязательна под насыпями высотой до 1 м. При большей высоте насыпи пни могут быть оставлены при условии, что их высота не превысит 2 м.

Выемки в мягких грунтах необходимо разрабатывать без нарушения структуры грунта, особенно под основной площадкой земляного полотна. До начала разработки должны быть выполнены работы по отводу поверхностных и грунтовых вод. В процессе разработки должны обеспечиваться мероприятия по отводу вод из забоя, особенно в глинистых грунтах.

Плотность – определяется отношением массы образца грунта, высушенного при температуре 100-105⁰С до постоянной массы к объёму образца высушивания:

j_ck=j/1+0.01w

Разрыхление грунта - это увеличение в объёме при нарушении естественной структуры грунта.

Прочность – это свойство грунта сопротивлятся разрушению под воздействием внешних сил.

Для возведения применяются без ограничения грунты – скальные, крупнообломочные и песчаные, за исключением не дренирующих пылеватых песков. Не допускается применять торф, ил, мелкий пылеватый песок и глинистые грунты с примесью ила и органических веществ, а также тальковые и гипсовые грунты, глинистые грунты избыточного засоления (солончаки). В любом случае следует руководствоваться правилом, что для насыпей можно применять грунт, строительные характеристики которого практически не изменяются под воздействием природных факторов в конкретных местных условиях работы земляного полотна.

Изыскание и проектирование железнодорожных линий

Расчет рабочих отметок

Подсчет объемов земляных работ выполняется в процессе проектирования и при производстве работ. Рабочие отметки определяют глубину выемки или насыпи.

При производстве и подсчете объемов работ отметки поверхности имеют следующие наименования:

красная - проектная отметка, под которую необходимо спланировать площадку или земляное сооружение;

черная - фактическая отметка поверхности земли до начала производства работ;

рабочая - это разность между красной отметкой (проектной) и отметкой поверхности земли

Для определения переносят из задания на миллиметровую бумагу план участка в масштабе 1: 2000 с сохранением взаимного расположения горизонталей. Разбивают площадь участка на квадраты со стороной, равной 100 м. Черными отметками являются абсолютные высоты вершин квадратов, которые определяются методом интерполяции между двумя соответствующими горизонталями. Для нахождения красных отметок чертится разрез планировочной площадки и находится средняя высота Н_ср. Отнимая от красных отметок черные находим значения рабочих отметок. Положительное значение рабочих отметок соответствует насыпи, а отрицательное - выемке.

Линия нулевых работ проходит между смежными вершинами квадратов, рабочие отметки которых имеют противоположные знаки, и на расстояниях от вершин, пропорциональных абсолютным значениям рабочих отметок h_в и h_н - абсолютные значения рабочих отметок вершин.

Линию нулевых работ наносят на план участка, определяя таким образом зоны выемки и насыпи грунта. На план участка из задания переносят числовое значение уклона плоскости планировки и контуры проектируемого котлована. Для удобства последующих построений угол котлована совмещают с осями сетки элементарных квадратов.

Подготовительные работы

Подготовка территории к сооружению земляного полотна

В проектах земляного полотна железных и автомобильных дорог промышленных предприятий должны разрабатываться природоохранные мероприятия и работы по рекультивации земель согласно указаниям СНиП 1.02.01-85*, Рекомендаций по охране окружающей среды в районной планировке. Методических указаний по рекультивации земель, нарушаемых при транспортном строительстве, и других документов. Природоохранные мероприятия состоят из организационных, конструктивных и технологических.

Организационные мероприятия включают:

- сбор и анализ материалов о природных условиях района проектируемой дороги, уровнях загрязнения атмосферного воздуха;

- определение концентраций содержания пыли при производстве земляных работ в действующих карьерах, резервах, при взрывах, погрузочно-разгрузочных работах;

- изучение водных преград, пересекаемых трассой дороги, степени их загрязнения;

- наличие сточных вод около проектируемых мостов, эстакад, труб, дренажей;

- выявление источников производственного шума, превышающего допустимые нормативные уровни;

- разработку мероприятий по благоустройству и озеленению территории вблизи дорожных сооружений;

- разработку мероприятий по рекультивации нарушенных или малопроизводительных земельных участков;

- способы утилизации растительного покрова, свозимого в бунты в связи с возведением земляного полотна.

В проекте возведения земляного полотна приводятся объемы, сметная стоимость и оценка эффективности работ по охране природной окружающей среды в районе проектируемой дороги.

К конструктивным мероприятиям относятся:

- устройство утепленных дренажей, трубофильтров и канав;

- сохранение почвенно-растительного покрова под основанием насыпи и за ее пределами;

- укрепление откосов насыпей и выемок засевом их семенами дикорастущих трав;

- запрещение подрезки неустойчивых косогоров, вызывающую оползни, сплывы, солифлюкционные процессы и термокарстовые образования;

недопущение образования подпора поверхностной воды, верховодки и надмерзлотных вод, особенно на участках близкого залегания льдонасыщенных грунтов и подземных вод. Технологические мероприятия предусмотрены нормами и правилами возведения земляного полотна СНиП 2.05.02-85, ВСН 200-85, ВСН 204-86 и других нормативных документов.

Раскорчевка кустарников

Очищают территорию от кустарника бульдозерами и кусторезами. Кусторез со сменным оборудованием крепится к трактору, пни корчуют с использованием трактора с тросом, бульдозером. Пни диаметром 40-50 см. корчуются взрыванием.

На моем участке: площадь срезки кустарника 5000*40=20000м³ или 2га.

Потребность трудозатрат: 20/3, 0=6, 6 чел.-дн.

Потребность машин: 20/6, 0=3, 3 маш.-ч. Раскорчевка кустарников проходит в 1смену, получается 2 дня.

Основные работы

Отделочные работы

Нарезка сливной призмы

Разбивка и планировка ведутся захватами длинной по 500 метров на насыпях и по 300 метров на выемках. Отклонение от проектных отметок бровки земляного полотна не должно превышать 50 мм, сужение основной площадки не допускается. Технологический процесс планировки полотна автогрейдером состоит из следующих операций: разбивки горизонтальной площадки с выставлением кольев через каждые 25 метров, на расстоянии 4 м от оси пути, на которые переносятся проектные отметки сливной призмы; разбивки и нарезки горизонтальной площадки сливной призмы (за 2-3 прохода). По окончании этих работ проверяются отметки и тщательно зачищаются небольшие неровности.

Нарезка сливной призмы будет осуществляется тяжёлым автогрейдером, его производительность составит 600 пог. м./смену (грунт 2 группы) при ширине основной площадки 7, 6 м.

Для того чтобы рассчитать затраченное время для нарезку сливной призмы следует сумму длин всех насыпей и выемок разделить на производительность автогрейдера.

где: n- кол-во откосов сливной призмы

=5000*2=10000 м.

Кол-во смен = 10000/(576*2*2)=6 смен.

Для нарезки сливной призмы я беру 2 автогрейдера, которые работают 2 смены в день

Нарезка кюветов в выемках

Нарезка кюветов производится в выемках с учётом их глубины.

Если глубина до 2, 5 метра, то нарезка кюветов делается в отвал, а если выше то в транспорт. Для нарезки кюветов я использовала кюветокопатель ЭТУ-35 его производительность(Пс) 285 кв.м. в отвал при средней высоте рабочих отметок менее 2, 5 метров или 240 кв. м. с погрузкой в транспорт при средних рабочих отметках более 2, 5 метров.

Площадь кювета составляет 0, 78м², но так как кюветы находятся с обеих сторон то 0, 78*2=1, 56м²

Vк=1, 56*Lв

Для того чтобы рассчитать время затраченное на копку кюветов нужно знать среднюю глубину выемки; её длину.

Vк/Пс

Первая выемка:

H _ср =(9, 33+9, 52+8, 25+5, 91+3, 87+2, 13+0, 69)/7=5, 6 м

L =700м

Vк= 1, 56*Lв=700*1, 56=449

449/240= 2 смены

Вторая насыпь:

H_ср=(0, 99+2, 22+1, 58+0, 99+0, 5)/5=1, 26

L=800м

Vк=1, 56*Lв=800*1, 56=1248

1248/(285*2)= 2 смены

Третья насыпь:

H_ср=(0, 5+1, 76+3, 65+6, 06+7, 79+8, 49+10, 48+9, 96+7, 12+4, 55+2, 61+0, 54)/12=5, 3 м

L=1170м

Vк=1, 56*Lв=1170*1, 56=1825, 2

1825, 2 /(240*2)= 4 смены

Всего на нарезку кюветов понадобится 2+2+4= 8 смен, но для сокращения времени работ используем два кюветокопателя, которые работают 1 смену в день, для этого им понадобится 4 дня.

Планировка откосов

Планировка откосов будет выполнена бульдозером с откосопланировщиком, его производительность, для грунтов второй группы, составит 4000м³/смену. Откосы выполняем 1: 1.5 (m=1.5)

Для того чтобы найти количество смен необходимых на производство откосов нужно рассчитать их площади для каждой насыпи и выемки:

где: Нср - средняя высота рабочих отметок насыпи или выемки, м

L- длина насыпи или выемки, м

1- выемка

L=700

Нср=(9, 33+9, 52+8, 25+5, 91+3, 87+2, 13+0, 69)/7=5, 6 м

=2822, 4

2- насыпь

L=800

H _ср =(0, 99+2, 22+1, 58+0, 99+0, 5)/5=1, 26 м

=725, 8

3- выемка

L=1170

H_ср=(0, 5+1, 76+3, 65+6, 06+7, 79+8, 49+10, 48+9, 96+7, 12+4, 55+2, 61+0, 54)/12=5, 3 м

=4464, 7

Количество смен определяется путем деления суммы Vотк насыпей и выемок на производительность

Кол-во смен =(2822, 4 +725, 8+4464, 7)/4000=2

Всего на планировку всех насыпей и выемок одному бульдозеру с откосопланировщиком понадобится 2 смены. Он работает 2 смены в день, значит работает 1 день.

ВЫВОДЫ ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

Организация и производство подготовительных работ делится на несколько этапов:

-подготовка территории к сооружению земляного полотна.;

- Раскорчевка кустарников;

Подготовительные работы на данном участке выполняются в течение 6 дней.

Попикетные объемы земляных работ рассчитаны в программе Excel.

В состав землеройного комплекса вошли следующие машины:

-Скреперный комплекс ДЗ-11П;

-экскаватор-Драглайн.

Организация и производство отделочных и укрепительных работ делится на следующие этапы:

- построение профиля по рабочим отметкам;

- определение объемов земляных работ.

- распределение земляных масс и выбор способов комплексной механизации земляных работ.

- определение состава землеройных комплексов и технико-экономических показателей их работы.

- технология земляных работ.

- объемы земли для организации тоннеля.

- нарезка сливной призмы;

- нарезка кюветов в выемках;

- планировка откосов.

Отделочные и укрепительные работы на данном участке выполняются в течение 41 дня.

Данный участок проектирования составляет 5000 м. Работы по строительству выполняются в указанный срок – 2 месяца. В основных работах по строительству железнодорожного полотна участвуют два комплекса машин. Рабочая неделя состоит из пяти рабочих дней. На данном участке проектируются одна выемка, две насыпи и тоннель.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Методическая разработка тема: «Организация работ по сооружению земляного полотна» Крамской В.В, Ярославль 2003г.

2. «Организация и технология строительства железных дорог» Л.А. Шабалина, Издательство УМК МПС России, Москва 2001г.

3. «Строительство железных дорог» Э.С.Спиридонов, Г.Н. Жинкин, С.Я. Луцкий, Издательство «Транспорт» Москва 1995г.

4. «Технология железнодорожного строительства» Э.С.Спиридонов, А.М. Призмазонов, А.Ф. Акуратов, Т.В. Шепитько, Желдориздат Москва 2002г.

5. «Строительство железных дорог» В.П.Шурыгин, Издательство «Транспорт» Москва 1988г.

ВВЕДЕНИЕ

j_ck=j/1+0.01w

Разрыхление грунта - это увеличение в объёме при нарушении естественной структуры грунта.

Прочность – это свойство грунта сопротивлятся разрушению под воздействием внешних сил.

Изыскание и проектирование железнодорожных линий

12 3 4 Следующая ⇒