Описание района строительства.

Введение

Целью данного курсового проекта является разработка вопросов связанных с возведением участка земляного полотна протяженностью 3 километра.

Строящаяся железнодорожная линия относится к первой категории.

Вид грунта разрабатываемых выемок и насыпей дренирующий.

Предполагаем, что строительство ведется в Рязанская область.

Трасса проходит через кустарник, огороды и пашню. На данном участке имеется одна кривая радиусом R=1200м. На ПК 17+82 расположен мост ЖБ с отверстием 20м.

При разработке проекта используем действующую инструктивно-нормативную литературу.

Особое внимание обращаем на соблюдение правил техники безопасности и требований касающихся охраны окружающей среды.

 

Проектирование подготовительных работ в полосе отвода.

К подготовительным работам относятся:

• восстановление и закрепление трассы дороги, разбивка и закрепление полосы отводы и находящихся за ее пределами площадей для размещения карьеров;

• расчистка трассы - вырубка леса, удаление мелколесья, кустарника, пней и крупных камней

(валунов);

• подготовка площадок для карьеров;

• разбивка земляного полотна;

• устройство землевозных дорог;

• устройство нагорных и других водоотводных канав;

• выполнение комплекса работ для сооружения земляного полотна в зимнее время;

• осушение заболоченных и переувлажненных участков трассы

Расчистка полосы отвода

Расчистку полосы отвода от мелколесья, пней, кустарника и крупных валунов выполняют после вырубки леса.

Рис. 1. Схема расчистки полосы отвода.

Вырубку леса и кустарника производят:

1. На перегонах - сплошь, в пределах расположения земляного полотна, включая бермы, резер­вы, а также в местах устройства водоотводных канав, линий связи, притрассовых и подъезд­ных автомобильных дорог, на площади расположения земляных карьеров и других соору­жжений.

2. На станциях - участками под станционные пути, здания и сооружения.

3. В снегозаносимых местах, на поймах рек, а также в районах северной строительно-климатической зоны - с учетом климатических особенностей района, без нарушения геоло­гических условий и водного режима.

4. На сырых и заболоченных участках, в том числе на марях, - в осенне-зимний период после
замерзания грунта.

Пни корчуют на участках расположения резервов, мелких выемок, берм, траншей, канав, в основании насыпей высотой до 1 м, а также в пределах территории других выемок и карьеров, грунт из которых используют для возведения насыпей. В основании насыпей высотой более 1 м пни могут быть оставлены при их высоте не более 20 см над естественной поверхностью земли.

Валуны (камни), находящиеся на поверхности устраиваемых выемок в нескальных грунтах, удаляют до начала земляных работ в случаях, если они для применяемой, землеройной машины являются негабаритными. При этом к негабаритным относят камни (валуны), наибольший попе­речный размер которых превышает:

· для экскаваторов, оборудованных прямой или обратной лопатой, -   ширины ковша;

· для скреперов -   наибольшей конструктивной глубины копания;

· для бульдозеров и грейдеров   высоты отвала;

· для автосамосвалов -  ширины кузова, по массе - половину его паспортной грузоподъемности.

Пни корчуют механизированным или взрывным способом. Пни диаметром 15 - 30 см целе­сообразно корчевать бульдозерами или корчевателями-собирателями на тракторе мощностью 100-130 л.с; диаметром 30-50 см, - бульдозерами и корчевателями-собирателями на тракторе мощно­стью не менее 180 л.с; диаметром более 50 см, а также диаметром более 30 см в мерзлом грунте -взрывным способом.

Пни, подлежащие корчеванию способом взрыва, подрывают до начала работы корчевателя или бульдозера.

На участках, где предусмотрено удалять растительный слой или торф бульдозером или ав­тогрейдером, а также в местах заложения резервов, намеченных к разработке скреперами и драг­лайнами, крупные корни, оставшиеся после удаления пней, необходимо извлечь из грунта корче­вателями.

Кустарник и мелколесье срезают кусторезом или бульдозером мощностью не менее 100 л. с. При этом нож отвала бульдозера устанавливают на уровне поверхности земли или несколько ниже с таким расчетом, чтобы острые пеньки не выступали из грунта и не портили впоследствии по­крышек автомобилей и землеройно-транспортных машин на пневмоколесном ходу при движении их по расчищенной поверхности.

   Выкорчеванные пни, корни и кустарник сжигают или вывозят к месту складирования. Обра­зовавшиеся после удаления крупных пней и корней в основании насыпи ямы, во избежание мест­ных просадок в насыпи, заполняют грунтом, однородным с грунтом основания насыпи, и уплот­няют его грунтоуплотняющей машиной или соответствующим числом проходов груженого авто­самосвала. Эта операция может выполняться в процессе возведения насыпи перед отсыпкой пер­вого слоя.

При корчевке пней производительность бульдозера или корчевателя мощностью 100 - 130 л.с. составляет в среднем 1 га/смену, а бульдозера или корчевателя мощностью 300 л.с. - 1,5 га/смену; на срезке кустарника производительность их равна соответственно 4 и 6 га/смену.

Негабаритные валуны удаляют бульдозером за зону работ или дробят взрывом накладными или шпуровыми зарядами.

Устройство водоотводов

Водоотводные и нагорные канавы устраивают до начала сооружения насыпей или выемок, чтобы предотвратить поступление к ним воды с поверхности земли как в процессе производства земляных работ, так ив период эксплуатации дороги. В ряде случаев водоотводы служат для пред­варительного осушения поверхности земли в местах устройства земляного полотна.

Поверхностную воду отводят от земляного полотна к водопропускным сооружениям или в пониженные места рельефа на расстояние, при котором она не будет оказывать влияния на проч­ность и устойчивость земляного полотна. Особенно тщательно должна быть установлена возмож­ность выпуска воды из болот в другие пониженные места.

Размеры водоотводных устройств назначают на основании гидравлических расчетов, но не менее минимальных установленных нормативными документами.

Водоотводные устройства в обычных условиях размещают в полосе отвода с таким расче­том, чтобы расстояние от наружной бровки откоса канавы до границы полосы отвода было не ме­нее 1м.

В местах выхода на склоны водотоков и низин водоотводные устройства отводят в сторону от земляного полотна и предусматривают их укрепление или расширение с соответствующим уположением откосов.

Определение длины моста.

L=l_отв+1,25(H₁+H₂)

L=20+1,25(5,24+5,67)=33,64м.

Бульдозер Б10М.

Рис. 10. Бульдозер Б10М.

2). Грунтоуплотняющая машина - виброкаток ВК-24.

Рис.11. Виброкаток ВК-24.

 

Тяговый расчет скрепера.

Работа скрепера возможна при условии, выраженном уравнением движения , где - сила тяги тягача или трактора в килоньютонах; - полное сопротивление перемещению скрепера, возникающее в конце наполнения ковша и равное сумме четырёх сопротивлений в килоньютонах:

 

где - сопротивление перемещению груженого скрепера;

- сопротивление резанию грунта;

- сопротивление наполнению ковша;

- сопротивление призмы волочения, образующейся перед заслонкой скрепера.

, где  и - вес скрепера и грунта в ковше скрепера, кН;

-коэффициент сопротивления качению, 0,2.

- уклон поверхности пути (знак плюс соответствует движению на подъём, знак минус- под уклон.),i=0,02.

где - геометрическая ёмкость ковша в , (8,8);

- плотность грунта в естественном залегании,   (1,6);

- гравитационная постоянная ();

- коэффициент наполнения ковша грунтом, (k _Н =0,95)

- коэффициент разрыхления грунта в ковше скрепера, (1,2)

G_г=(8,8*1,6*9,81*0,95)/1,2=109,34 кН

G_c=22,7 кН

W _гс =(109,34 +22,7)(0,2+0,02)=29,05 кН

, - удельное сопротивление резанию ,k=11;

 и - ширина резания и толщина срезаемой стружки в метрах. (b=2,85, h=0,15)

W _рг =11*2,85*0,15=4,7 кН/м²

, где - вес грунта.

- величина, зависящая от угла внутреннего трения грунта. Может быть принята равной 0,4; - высота наполнения ковша в метрах, .

W _нк =2,85*0,15*1,8*15,7+0,4*2,85*1,8²*15,7=70,06 кН/м²

, где - коэффициент объёма призмы волочения перед заслонкой, равный 0,5;

- коэффициент трения грунта по грунту, равный 0,4.

W _пв = 0,5*2,85*1,8²*15,7*0,4=28,99 кН/м²

Σ W = 29,05+4,7+70,06+28,99=132,8кВт

, N- мощность тягача, кВт; N-мощность скрепера (115кВт) v₁=1,6км/ч

η -   коэффициент полезного действия, принимаемый (0,9)

F =2*115*0,95/1,6=136,56кН

Проверка: , 136,56 > 132,8- верно, значит, выбранный скрепер подходит для разработки данного участка.

Взрыв на рыхление.

  1.Средняя высота

  Н_ср^р=(0+3+3+2,54+1,04+0)/6=1,6м.

2. Расстояние от центра заряда до уровня земли

W_p=0,9*H_cp^p=0,9*1,6=1,44м.

3.Вес единичного заряда

 Q_p=0,5*k_н*W_p³=0,5*0,4*1,44³=0,6

4. Расстояние между зарядами

a_p=W_p=1,44м.

5. Расстояние между рядами зарядов

b_p=0,85*a_p=0,85*1,44=1,22м.

6. Количество зарядов

В_р=9+2*0,2*Н_ср^р=9,64

N_p=((225,87/1,44)+1)*((9,64/1,22)-1) =1089

7. Общий вес зарядов

Q_общ^р=0,6*1089=653,4 кг.

Взрыв на выброс.

1. Средняя высота

Нсрв=(3+4,22+4,56+3)/4=3,69м.

   2. Расстояние от центра заряда до уровня земли

W_в=0,9*H_cp^в=0,9*3,69=3,32м.

3. Вес единичного заряда

Q_в=0,5*k_н*W_в³ *(0,4+0,6*n³)=1,7*3,32³*(0,4+0,6*1,1³)=74,56

4. Расстояние между зарядами

 a_в=0,5*W_в *(1,1+1)=0,5*3,32*2,1=3,48м.

5. Расстояние между рядами зарядов

b_в=0,85*a_в=0,85*3,48=2,95м.

6. Количество зарядов

В_в=9+2*0,2*Н_ср^в=10,47

N_в=((206,83/3,48)+1)*((10,47/2,95)-1)= 154

7. Общий вес зарядов

Q_общ^в=154,06*74,56=11486,36 кг.

Отделка земляного полотна

Под отделкой земляного полотна понимается планировка основной площадки, нарезка сливной призмы, планировка откосов насыпей, выемок, резервов и кавальеров. Планировка поверхностей допускается лишь путём срезки излишков грунта.

Планировать основную площадку рекомендуется на двух или трёх смежных захватах, на которых попеременно ведётся грубая планировка окончательная планировка и нарезка сливной призмы. Отступление от проектных отметок верха земляного полотна не должно превышать 5 см, Высокая точность планировки верха земляного полотна и нарезки сливной призмы позволяет значительно уменьшить перерасход балласта. Земляное полотно, подготовленное для планировки основной площадки не должно превышать проектную отметку более чем на 15-20 см. В противном случае, производится грубая предварительная планировка бульдозером.

Планировку основной площадки насыпи выполняют по этапам. Сначала производят разбивку, и на кольях, устанавливаемых через 20 м на откосах насыпи, закрепляют переносные визирки, фиксирующие уровень верхней площадки сливной призмы. Затем автогрейдером по всей ширине нарезают горизонтальную площадку с необходимым перераспределением грунта, а при повторных проходках - боковые наклонные поверхности сливной призмы.

В заключении поверхность сливной призмы заглаживают тыльной стороной отвала, установленного перпендикулярно оси автогрейдера, который движется задним ходом. Соответствии очертания нарезанной сливной призмы проектному проверяют нивелировкой.

 

 

 

Рис.15. Планировка откоса выемки автогрейдером.

В данном курсовом проекте используем автогрейдер ДЗ-14 (ДЗ-395 А). Технические характеристики автогрейдера ДЗ - 14 (ДЗ - 395 А):

Длина отвала - 3,7 м;

Высота отвала - 0,7 м;

Глубина резания - 0,5 м;

Радиус поворота -18м;

Мощность двигателя - 121 кВт(165 лс.);

Масса грейдера - 17,4 т.

Для получения ровной и плотной поверхности верха насыпи сливную призму рекомендуется уплотнять виброкатком.

Планировка откосов насыпей высотой более 2-х метров выполняют экскаваторами-планировщиками со специальным ковшом.

Сначала ведут планировку с верхней стоянки, когда экскаватор располагается на основной площадке насыпи, а затем с нижней стоянки, с бермы насыпи или основной площадки выемки. Планировку производят циклично: экскаватор отрабатывает часть откоса, а затем, перемещаясь примерно на два метра, планирует следующий участок откоса с перекрытием прежнего на 0,3 - 0,5 м. Отделочные работы в выемках из обычных талых грунтов и сухих грунтов включают в себя срезку недобора грунта с откосов с последующей их планировкой. Обе операции выполняются экскаваторами со специально оборудованным ковшом (драглайн, обратная лопата, планировочный ковш).

Нарезка сливной призмы в выемках осуществляется также как и в насыпях автогрейдером.

Нарезка кюветов в выемках является завершающей работой цикла планировки.

Нарезка кюветов начинается с низовой стороны и ведется за одну проходку. Для этой цели применяются специализированные машины непрерывного действия, а также экскаваторы с профилировочным ковшом.

В данном курсовом проекте используем одноковшовый экскаватор, оборудованный прямой лопатой и ковшом с зубьями Э-304А 

Техническая характеристика экскаватора Э-304А:

Вместимость ковша с зубьями - 0,4 м³;

Вместимость ковша профилировочного - 0,35 м³;

Наибольшая глубина копания - 4,2 м;

Мощность - 35 кВт (48 л.с.);

Масса экскаватора - 12,2 т;

Особенностью работ по нарезке кюветов является необходимость автомобильного движения по спланированной основной площадке, которая не должна быть повреждена.

Для вывозки грунта, образующегося при разработке кюветов, необходимо использовать лёгкие автомосамосвалы. Не следует вести работы в дождливую погоду, так как несущая способность влажных грунтов резко снижается.

 

 Укрепление откосов

Создание дернового покрова посевом многолетних трав рекомендуется как основной способ укрепления откосов насыпей, выемок, водоотводных канав, берм, а также рекультивации земель, нарушенных при строительстве.

Укрепление земляного полотна, как правило, следует производить гидропосевом многолетних трав с мульчированием без использования растительной земли.

На откос гидравлической струёй наносят смесь из семян, минеральных удобрений, воды, плёнкообразующих материалов, защищающих покрытие от смыва дождями и выветривания до образования растительного покрова, а также способствующих сохранению в покрытии влаги и тепла. Мульчирующие материалы – опилки, резаная солома; плёнкообразующие – водные эмульсии латексов. Гидропосев по слою растительного грунта или торфа производится при укреплении откосов земляного полотна, сооружённого из песчаных, гравелистых грунтов, жирных глин, а также при гидронамыве.

 

Работы со скрепером.

Скрепер должен находиться не ближе 0,5 м от откоса выемки и 1 м от свеженасыпанной насыпи. Запрещается производить работы скрепером при движении под углом наклона более указанного в паспорте машины. Высота насыпи, производимой скрепером, не должна быть выше 5 м. При проходе через железнодорожные пути ковш скрепера должен быть поднят на высоту не менее 35 см.
При работе на плотном грунте ковш необходимо опускать не на полную глубину.
Перед началом производства работ следует определить направление движения груженых и порожних скреперов, состав скреперных поездов, а также способ разработки грунтов.
При работе нескольких скреперов, идущих друг за другом, необходимо соблюдать расстояние между ними, равное не менее 5 м.

Работы с бульдозером.

При работе на подъемах и спусках угол подъема и спуска не должен быть больше указанного в паспорте.
При разработке, планировании и уплотнении грунта двумя и более бульдозерами, идущими друг за другом, необходимо соблюдать расстояние между ними, равное не менее 5 м.
При остановках отвал бульдозера должен быть опущен на землю. Нельзя выдвигать отвал бульдозера за бровку откоса при сталкивании грунта в траншею (котлован). Все крупные камни, пни и другие аналогичные предметы должны быть убраны с дороги.
При уплотнении грунта вблизи подпорных стен, а также при возведении насыпи или плотины необходимо строго руководствоваться разработанными проектами производства работ.

Список литературы.

1. “Технология возведения железнодорожного земляного полотна”- ОАО «Проекттрансстрой» - Москва – 2008г.Под ред. А.М.Призмазонова и Е.И.Ворониной.

2. http://ru.wikipedia.org

3. http://www.tc74.ru

4. Нормы по буровзрывным работам ВСН 178-91

 

Введение

Целью данного курсового проекта является разработка вопросов связанных с возведением участка земляного полотна протяженностью 3 километра.

Строящаяся железнодорожная линия относится к первой категории.

Вид грунта разрабатываемых выемок и насыпей дренирующий.

Предполагаем, что строительство ведется в Рязанская область.

Трасса проходит через кустарник, огороды и пашню. На данном участке имеется одна кривая радиусом R=1200м. На ПК 17+82 расположен мост ЖБ с отверстием 20м.

При разработке проекта используем действующую инструктивно-нормативную литературу.

Особое внимание обращаем на соблюдение правил техники безопасности и требований касающихся охраны окружающей среды.

 

Описание района строительства.

Рязанская область расположена в центре европейской части России, в понижении между Среднерусской и Приволжской возвышенностями в центральной части Русской равнины. Протянулась на 220 километров с севера на юг и на 259 километров с запада на восток. Расстояние от окружной дороги Москвы до границы области — 147 км

Рельеф, геология и полезные ископаемые

В северной части — Мещёрская низменность (120—125 м), рассечённая вдоль границы с Владимирской областью Касимовской моренной грядой (130—136 м), в Касимовском районе гряда заканчивается на тектоническом Окско-Цнинском валу (высшая точка 171 м), протянувшемся через всю восточную часть области в меридиональном направлении, на юго-западе — отроги Среднерусской возвышенности (высота до 236 м). Самая низкая высотная отметка находится на берегу Оки у границы с Владимирской областью — 76 метров.

Полезные ископаемые

На увлажнённом равнинном севере региона и восточнее рек Мокша и Цна залегают значительные запасы высококачественного торфa. Разведано 1062 месторождения с общими запасами в 222 млн тонн.

В недрах юго-западной части области залегают пласты бурого угля подмосковного угольного бассейна. Разведано 23 месторождения бурого угля с общими запасами в 301,6 млн тонн. Крупнейшие доступные запасы находятся в Скопинском районе. Добыча угля велась с середины XIX века (в 1903 копи выработали более 144 тыс. тонн топлива) и полностью прекращена в 1989 году.

Запасы сапропеля в 52 водоемах составляют 81 млн м³.

В регионе разведаны месторождения фосфоритов, гипса, бурого железняка (невысокого качества в районе Касимова), стекольные и кварцевые пески в Милославском и Касимовском районах.

Из нерудных ископаемых можно выделить 25 месторождений глин и суглинков (запасы 160 млн м³), 19 месторождений песков строительных (116 млн м³), 4 месторождения карбонатных пород для строительной извести (118 тыс. м³), цементных известняков в Михайловском районе, месторождения мергеля.

Климат умеренно-континентальный. Средняя температура января −10 °C, июля +20 °C. Осадков около 550 мм в год, максимум летом, 25-30 % всех осадков выпадает в виде снега. Вегетационный период длится около 180 дней. В регионе шесть метеорологических станций Росгидромета (текущая погода по станциям). Продолжительность отопительного сезона 212 суток [4]

Гидрография

Бо́льшая часть рек принадлежит к бассейну Волги. Основная река — Ока с притоками Пра, Гусь, Проня (с Рановой), Парой, Мокшой (с Цной). На юге области — истоки реки Воронеж (бассейна Дона).

На Мещёрской низменности много озёр; выделяется крупная группа Клепиковских озёр (Великое озеро, Иванковское, Шагара, Белое озеро). По берегам Оки множество озёр-стариц.

Почвы

К северу от Оки преобладают супесчаные подзолисто-болотные с участками торфяно-болотных почв, на востоке за поймами глинистые дерново-подзолистые, в южной части области преобладают серые лесные почвы и оподзоленные чернозёмы и выщелоченные на лёссовидных суглинках. Обширные зоны аллювиально-луговых почв в долинах рек особенно благоприятны для молочного скотоводства; на крайнем юге области встречаются и небольшие участки тучных чернозёмов.

Растительность.

Рязанская область расположена в подтаёжной (левобережье Оки) и лесостепной (правобережье Оки) зонах. Леса занимают около 1/3 территории; они сосновые на северо-западе, широколиственно-сосновые на севере и юго-востоке; на юго-западе — незначительные участки широколиственных лесов. На крайнем юго-западе — степная растительность.

Общая площадь лесного фонда — 1053 тыс. га, в том числе хвойных пород — 590 тыс. га. Общий запас древесины составляет 130 млн м³, расчётная лесосека составляет 1,333 млн м³.

Животный мир.

Сохранились лисица, заяц-русак, бобр, обыкновенная белка, хорёк; из грызунов — суслики, хомяки, тушканчики; из птиц — чирки, кряква, серая утка и др.

Охрана природы

На территории Рязанской области 103,5 тыс. га особо охраняемых природных территорий, в том числе: Мещёрский национальный парк, Окский заповедник, 47 заказников, 57 памятников природы.