Подсчет объемов дноуглубительных и выправительных работ и определение их стоимости

 

Для каждого из вариантов трассы должны быть подсчитаны объемы и стоимость дноуглубительных работ.

Полезные объемы выемки по прорезям подсчитывают приближенно: путем умножения площади прорези на визуально оцененную среднюю толщину полезного снимаемого слоя. Объем переуглубления определяется путем умножения площади прорези на величину технологического переуглубления, которая принимается равной 0,7 м. Полный объем выемки получается суммированием полезного объема и объема переуглубления.

Суммарный объем работ по всем прорезям умножается на среднюю себестоимость извлечения 1 м³ песчаного грунта - 4,0 у.е., что позволяет определить полную стоимость дноуглубительных работ. Результаты расчетов сводятся в табл.2.

При определении затрат на выправительные работы предполагается, что полузапруды возводятся из рефулированного или насыпного грунта, а запруды - из каменной наброски.

Объем выправительных работ определяют приближенно, принимая отметки гребней полузапруд и запруд рав­ными +0,5 м над среднемеженным уровнем воды. Для подсчета объемов выправительных сооружений вычерчивают их продольные и поперечные профили (рис.3) и вычисляют среднюю высоту каждого сооружения P_с = ω/l_с (где ω - площадь продольного профиляи l_с - длина сооружения). По средней высоте сооружения вычерчивают поперечные про­фили в форме трапеции с шириной по гребню для сооружений из каменной наброски 2-3 м и откосами: верховым (напорным) 1:1, низовым (сливным) 1:2. Для сооружений из намывного или насыпного грунта поперечный про­филь также имеет форму трапеции с шириной гребня 6-15 м и отко­сами 1:4 и 1:6. Затем определяют площадь поперечного сечения сооружения ω_с и подсчитывают объем сооружения как произведение ω_с на длину сооружения l_с. При подсчете стоимости выпра­вительных сооружений из каменной наброски средняя себестоимость 1 м³ камня берется 30 у.е., а для намывных – 6.0 у.е. Результаты расчетов сводятся а табл.3.

В заключении этого раздела проекта делается выбор окончатель­ного варианта коренного улучшения. Выбор основывается на оцен­ке условий судоходства и затрат по каждому варианту. Решающее значение придается судоходным условиям. При этом принимаются во внимание: кривизна судового хода, его просматриваемость, свальные течения и благоприятные русловые переформирования.

Окончательный вариант трассы считается принятым к испол­нению, и по нему ведутся все дальнейшие расчеты.

Принятый вариант улучшения разрабатывается в следующих направлениях:

- рассчитываются основные размеры сооружений: высота греб­ня полузапруды и запруды, длина крепления дна в нижнем бьефе запруды;

- выполняется конструктивная разработка одного из русловых сооружении;

- составляется проект производства работ по возведению сооружения.

 

Рис. 3. Продольный (а) и поперечные профили сооружения из каменной наброски (б) и грунта (в)

 

Таблица 2

Объем и стоимость дноуглубительных работ

№ варианта	№ прорези	Размеры прорези	Средняя полезная толщина снимаемого слоя, м	Полезный объем, тыс. м^3	Объем переуглуб- ления, тыс. м^3	Полный объем, тыс. м^3
Длина Lп, м	Ширина Bп, м	Площадь Sп, м^2
I
Общий объем дноуглубительных работ................ тыс. м^3
Стоимость дноуглубительных работ.................... у.е.
I
Общий объем дноуглубительных работ................ тыс. м^3
Стоимость дноуглубительных работ.................... у.е.

Таблица 3

Объем и стоимость выправительных работ

№ варианта	№ сооружения	Длина сооружения lс, м	Средняя высота Pс, м	Площадь поперечного сечения ωс, м^2	Потребность в материалах	Стоимость, у.е.
камень, м^3	грунт, м^3
I
Общая стоимость выправительных работ................у.е.
II
Общая стоимость выправительных работ................у.е.
Общая стоимость дноуглубительных и выправительных работ:
Вариант I...........................................у.е.
Вариант II.........................................у.е.

 

Расчет элементов полузапруды

Расчет элементов полузапруды, возведенной из намывного или насыпного грунта, сводится к определению высоты полузапруды и крупности материала крепления ее гребня, а также к про­верке отметки гребня полузапруды на пропуск весеннего ледохода. Высота полузапруд определяется при уровне воды на 1,5 м выше среднемеженного уровня H_ср.м, при котором они начинают активно пере­распределять расход по ширине реки. Расчет выполняется на при­мере одной полузапруды, створ которой проходит по гребню переката.

 

Расчет высоты полузапруды

Высота полузапруды определяется по способу ЛИВТа в следующей последовательности:

1. Вычерчивается поперечное сечение в створе полузапруды, на котором показываются проектный и расчетный уровни, а так­же полузапруда и выправительная трасса (рис.4).

2. Строится интегральная кривая распределения расхода воды при расчетном уровне H_р=H_ср.м+1.5 м и определяется расход воды Q_св.б, проходящий в пределах выправительной трассы в бытовом состоя­нии русла, а также площадь ω_св этой части поперечного се­чения (см. рис.4).

При построении интегральной кривой необходимо помнить, что полный расход Q, проходящий при расчетном уровне H_р через поперечное сече­ние шириной В выражается интегралом

(3)

Величина определяется как отношение заданного расхода воды к величине интеграла

 

(4)

Для построения интегральной кривой распределения расхода воды на характерных вертикалях вычисляют значения h^3/2. Подсчитывают средние значения (h^3/2)_ср в отсеках, расположенных между смежными вертикалями, и для каждого из них вычисляют произведения ∆b(h^3/2)_ср, где ∆b - ширина отсека (расстояние между смежными вертикалями).

Последовательно суммируют значения вычисленных произведений ∆b(h^3/2)_ср, т.е. таким образом вычисляют значение интеграла для всего поперечного сечения шириной B.

По формуле (4) вычисляют значение коэффициента k для данного поперечного сечения при известном полном расходе воды Q. Затем определяют значения ординат интегральной кривой распределения расхода воды по ширине русла путем умножения результатов последовательного суммирования величин ∆b(h^3/2)_ср на значение коэффициента k. При этом в конце поперечного сечения должен получиться полный расход воды Q = k ∑ ∆b(h^3/2)_ср.

По данным вычислений строится интегральная кривая распределения расхода воды в поперечном сечении русла и графически определяется значение расхода воды Q_св.б (см. рис.4).

3. Подсчитывается потребный расход воды в пределах выправительной трассы Q_св, который может обеспечить необходи­мый размыв дна в пределах судового хода: Q_св = ω_свV_р (где V_р - потребная для размыва дна расчетная скорость). Расчетная скорость определяется по формуле:

(5)

где К_зап – коэффициент запаса, принимаемый равным 1.2÷1.4;

V_разм – размывающая скорость.

 

Рис. 4. Графическое распределение расхода воды по ширине расчетного поперечника

в створе полузапруды

 

Размывающая скорость вычисляется по соотношению V_разм = 1,3V_нр, где V_нр – неразмывающая скорость, определяемая по формуле В.Н. Гончарова:

(6)

где d₅₀ и d₉₀ – диаметры частиц грунта, обеспеченные соответственно на 50 и 90% по кривой гранулометрического состава (указаны в задании);

Т = Т_г + (H_р – H_пр) – глубина на судовом ходу при расчетном уровне.

4. Вычисляется основной показатель работы затопленной полузапруды по перераспределению расхода воды по ширине русла по формуле

(7)

Если при расчете получилось значение коэффициента К_св ≤ 1.0, то в курсовом проекте при выполнении дальнейших расчетов необ­ходимо условно принять значение К_св = 1.1.

5. Подсчитываются коэффициенты, характеризующие степень затопления полузапруды К _сл = ω_сл/ω_п и степень стеснения потока m = ω_п/ω_г. Для этого вычисляются величины: ω_п – часть площади поперечного сечения, перекрываемая полузапрудой; ω_сл - часть площади поперечного сечения, расположенная над гребнем полузапруды до расчетного уровня воды; ω_г - полная площадь поперечного сечения при уровне воды вровень с гребнем полузапруды.

Для определения коэффициентов К _сл и m задаются тремя отметками гребня полузапруды Zг в интервале между проектным Н_пр и расчетным Н_р уровнями. Гребень полузапруды принимается горизонтальным. Результаты расчетов сводятся в табл.4.

6. Строятся кривые зави­симости К_сл = f₁ (Zг), m = f₂(Zг), К_сл = f₃(m), как показано на рис.5. На этот график наносят опытную прямую К_сл = f₄(m, К_св), которая соответствует подсчитанному значению параметра К_св. Координаты опытных прямых определяют по графику,приведенному на рис.6.

Пересечение кривой К_сл = f₃(m) и прямой К_сл = f₄(m, К_св) определяет искомую расчетную отметку гребня полузапруды Z_г.

Таблица 4

Значения коэффициентов, характеризующих степень затопления

полузапруды К_сл и степень стеснения потока полузапрудой m

 

№ п.п.	Отметка гребня Zг, м	ωп, м^2	ωсл, м^2	ωг, м^2	m	Kсл
	Hпр
	Hпр+.....м
	Hр