Подземные инженерные сети

Введение.

 

 

 Водопропускные трубы — это  искусственные сооружения, предназначенные  для пропуска под насыпями  дорог небольших постоянных или  периодически действующих водотоков. В отдельных случаях трубы  используются в качестве путепроводов  тоннельного типа, скотопрогонов, для прокладки местных дорог через насыпь, в качестве коллекторов для газопроводов и других коммуникаций. Они позволяют сохранить непрерывность земляного полотна и способствуют обеспечению безопасности движения.

 Трубы являются наиболее  распространенными малыми искусственными сооружения-ми на автомобильных дорогах. Они составляют более 75% от общего количества сооружений на дорогах (1–2 трубы на 1 км трассы в зависимости от рельефа местности) и 40-50% стоимости общих затрат на постройку искусственных сооружений.

 При проектировании дороги, особенно при небольших высотах насыпи, часто приходится выбрать одно из двух возможных сооружений–малый мост или трубу. Если технико–экономические показатели этих сооружений примерно одинаковы или отличаются незначительно, то предпочтение отдается трубе по следующим причинам:

1) Устройство трубы в насыпи  не нарушает непрерывности земляного  полотна и дорожной одежды.

2) Эксплуатационные расходы на  содержание трубы значительно  меньше, чем малого моста.

3) При высоте засыпки над трубой более 2 м влияние временной нагрузки на сооружение снижается, а затем, по мере увеличения этой высоты, практически теряет свое значение.

 По очертанию отверстия различают  трубы круглые и трапецеидальные (только деревянные), а по количеству отверстий в одном сооружении– одно, двух– и многоочковые.

 Трубы могут работать при  полном или частичном заполнением  сечения и характеризуются тремя  гидравлическими режимами протекания  воды: безнапорным, полунапорным и  напорным.

В зависимости от материала трубы могут быть железобетонными, каменными, метал-лическими, гофрированными, стеклопластиковыми, деревянными. Деревянные трубы строят только в качестве временных сооружений на обходах, временных дорогах и т. п. Очень редко применяют и каменные трубы, т. к. они не отвечают условиями индустриализации строительства.

 

 

 

 

 

 

 

Глубина котлована оголовка трубы принимается равной глубине промерзания

 

Hк ог=Hпр=1,4 м 

 

Глубина котлована трубы Hк тр=0,75* Hк ог

 

Hк тр=0,75* 1,4=1,05 м 

 

Определение ширины котлована трубы Bк тр

 

 Bк тр=no* dтр+b1+2* b2

 

b1 – расстояние между трубами (b1=0,5 м)

 

b2 – расстояние между трубой  и стенкой котлована (b2=0,5м)

 

Bк тр=2* 1,5+0,5+2* 0,5=4,5 м 

 

Определение ширины котлована под оголовок Bк ог

 

 Bк ог=no* dтр+b1+2* lоткр* sinj

 

lоткр – длина открылка (lоткр=dтр* m=1,5* 1,5=2,25 м)

 

j – угол расхождения открылка (j =300)

 

Bк ог=2* 1,5+0,5+2* 2,25* sin300=6,75 м 

 

Объём котлована Vк=Vк тр+2* Vк ог

 

Vк тр – объём котлована  трубы 

 

Vк тр=Bк тр* Hк тр* Lтр=4,5* 1,05* 23=108,675 м3

 

Vк ог – объём котлована  под оголовок 

 

Vк ог=Bк ог* Hк ог* lоткр=6,75* 1,4* 2,25=21,26 м3

 

Vк=108,675+2* 21,26=151,2 м3

 

Объём работ составляет 151,2 м3

 

 

 

 

 

Расчет №1

 

 Снятие растительного слоя  бульдозером.

 

Объём растительного слоя Vрс=Lрс* Bрс* hрс , м3

 

Lрс - длина снятия растительного  слоя.

 

Bрс - ширина снятия растительного  слоя;

 

hрс - толщина растительного слоя.

 

 Для III дорожно–климатической  зоны hрс=0,2 м. Lрс=Lтр+2* lоткр+10* 2=23+2* 2,25+10* 2=48 м

 

Bрс=Bк ог+10* 2=6,75+10* 2=26,75 м 

 

Vрс=48* 26,75* 0,2=256,8 м3

 

 Расчет производительности  бульдозера ДЗ–128 на срезе растительного  слоя.

 

 Пб =q* Кв* Кт* Кгр/t , м3/ч 

 

q - объём грунта, перемещаемый перед  отвалом; q=0,75* h2* b* Kп/Кр , м3

 

h - высота отвала (h=0,95 м)

 

b - длина отвала (b=2,56 м)

 

Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении.

 

Кр - коэффициент разрыхления грунта. (Кр=1,2)

 

Кв - коэффициент использования внутрисменного времени. (Кв=0,75)

 

Кт - коэффициент перехода от технической производительности к

 

 эксплуатационной.(Кт=0,6)

 

Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности

 

 разработки. (Кгр=0,8)

 

 Кп=1-0,005* lпер 

 

lпер=1/4* Lрс+5=1/4* 48+5=17 м 

 

 Кп=1-0,005* 17=0,915

 

q=0,75* 0,952* 2,56* 0,915/1,2=1,3 м3

 

tц - время полного цикла; tц=tз+tп+tобх+tпер , ч 

 

tз - затраты времени на зарезание  грунта; tз=lз/(1000* v) , ч 

 

lз - длина пути зарезания грунта; lз=q/(b* hрс)=1,3/(2,56* 0,2)=2,54 м 

 

v - скорость зарезания грунта (vз=2,9 км/ч)

 

tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта, ч

 

vпр - скорость при перемещении  грунта (vпер=5,8 км/ч)

 

tз=2,54/(1000* 2,9)=0,0088 ч 

 

tп=lпер/(1000* vпер)=17/(1000* 5,8)=0,0029 ч 

 

tобх - время обратного хода, ч 

 

vобх - скорость при обратном ходе (vобх=7,9 км/ч)

 

tобх=lпер/(1000* vобх)=17/(1000* 7,9)=0,0022 ч 

 

tпер - затраты времени на переключение  передач, подъем и опускание 

 

 отвала (tпер=0.005 ч)

 

tц=0,00088+0,0029+0,0022+0,005=0,011 ч 

 

Пб =1,3* 0,75* 0,6* 0,8/0,011=42 м3/ч

 

Производительность в смену Пб =Пб * 8=336 м3/см

 

 

Расчет производительности бульдозера ДЗ–104 на срезе растительного слоя.

 

q=0,75* 0,952* 3,28* 0,915/1,2=1,7 м3

 

lз=q/(b* hрс)=1,7/(2,56* 0,2)=3,32 м 

 

tз=3,32/(1000* 2,9)=0,00114 ч 

 

tп=lпер/(1000* vпер)=17/(1000* 4,6)=0,0037 ч

 

tобх - время обратного хода, ч 

 

vобх - скорость при обратном  ходе (vобх=5,2 км/ч)

 

tобх=lпер/(1000* vобх)=17/(1000* 5,2)=0,0032 ч 

 

tпер - затраты времени на переключение  передач, подъем и опускание 

 

 отвала (tпер=0.005 ч)

 

 tц=0,00114+0,0037+0,0032+0,005=0,013 ч

 

Пб =1,7* 0,75* 0,6* 0,8/0,013=47,1 м3/ч

 

Производительность в смену Пб =Пб * 8=376,8 м3/см

 

Выбираем бульдозер ДЗ–104, так как его производительность наивысшая.

 

 

Расчет №2.

 

 Разработка котлована экскаватором.

 

 Объём работ 151,2 м3

 

 Расчет производительности  экскаватора ЭО–2621А 

 

 Пэ=q* Kв* Кгр/(tц* Кр), м3/ч 

 

q - вместимость ковша (q=0,25 м3)при  погрузке в отвал 

 

Кв=0,8; Кт=0,6 ; Кгр=0,8 ; Кр=1,2

 

 при q£ 0,65 tц=0,04 ч 

 

 Пэ=0,25* 0,8* 0,6* 0,8/(0,004* 1,2)=20 м3/ч

 

Производительность в смену Пэ=Пэ* 8=160 м3/см

 

Расчет производительности экскаватора ЭО–3311Г

 

 Пэ=q* Kв* Кгр/(tц* Кр), м3/ч 

 

q - вместимость ковша (q=0,4 м3)при  погрузке в отвал 

 

Кв=0,8; Кт=0,6 ; Кгр=0,8 ; Кр=1,2

 

 при q£ 0,65 tц=0,04 ч

 

 Пэ=0,4* 0,8* 0,6* 0,8/(0,004* 1,2)=32 м3/ч 

 

Производительность в смену Пэ=Пэ* 8=256 м3/см

 

Выбираем экскаватор ЭО–3311Г, так как его производительность наивысшая.

 

 

Расчет №3

 

Перемещение грунта бульдозером.

 

Объём работ 151,2 м3

 

Расчет ведется на принятый бульдозер ДЗ-104

 

Пб =q* Кв* Кт* Кгр/tц ,

 

h=0,99 м Lрс =48; b=3,28 м4,19 ; Кр=1,2

 

Расстояние перемещения грунта lпер=0,25* Lрс+5=0,25* 48+5=17 м

 

Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении

 

Кп=1-0,005* lпер=1-0,005* 17=0,915;

 

q=0,75* h2* b* Kп/Кр=0,75* 0,992* 3,28* 0,915/1,2=1,84 м3;

 

tз=0 ; tп=11,88/(1000* 4,6)=0,0026 ч ; tобх=11,69/(1000* 5,2)=0,0023 ч 

 

tпер=0,005 ч ; tц=tз+tп+tобх+tпер=0,0026+0,0023+0,005=0,0099 ч;

 

Пб ч=1,84* 0,75* 0,6* 0,8/0,099=66,91 м3/ч

 

Производительность в смену Пб см=535,27 м3/см

 

 

 

 

где n - количество плит перевозимых в смену (n=9 шт.) ;

 

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

 

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

 

tп и tр - время погрузки–разгрузки (tп=tр=0,14 ч) ;

 

r - плотность материала (r бетон=2,5 т/м3) ;

 

 Кв - коэффициент использования  внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

 

 Кт - коэффициент перехода от  технической производительности 

 

 к эксплуатационной (Кт=0,6) ;

 

П =3,16 шт./ч ,

 

Производительность в смену П=25 шт./см .

 

 

Расчёт №5

 

Уплотнение грунта в котловане двухвальцевым самоходным виброкатком ДУ-54

 

Определение объема работ

 

Объём грунта: V=[ LтрBк тр+2* ( lоткрBк ог)]* hсл

 

V=[23* 4,5+2* 2,25* 6,75]* 0,3=40,16 м3

 

Расчёт производительности виброкатка ДУ-54 :

 

,

 

где b - ширина уплотняемой полосы (b=0,84 м) ;

 

 а - ширина перекрытия смежных  полос (а=0,3 м) ;

 

lпр - длина прохода (lпр=B к ог=6,75 м) ;

 

hс - толщина слоя уплотнения (hс=0,3 м) ;

 

tпп - время на переключение передачи (tпп=0,005 ч) ;

 

Vр - скорость движения (Vр=3 км/ч) ;

 

n - количество проходов по одному  следу (n=6) ;

 

 Кв - коэффициент использования  внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

 

 Кт - коэффициент перехода от  технической производительности 

 

 к эксплуатационной (Кт=0,6) ; П=11,31 м3/ч

 

виброкатка ДУ-54 П =90,48 м3/см .

 

 

Расчёт №6

 

 

 

 

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=tр=0,25 ч) ;

 

 Кв - коэффициент использования  внутрисменного 

 

 времени (Кв=0,75) ;

 

 Кт - коэффициент перехода от  технической производительности к

 

 эксплуатационной (Кт=0,6) ;

 

П =0,6 шт./ч =4,8 шт./см, следовательно ПКамАЗ= 4 шт./см

 

 

Расчёт №7

 

Транспортировка песчано-гравийной смеси КамАЗ-5320

 

 Определение объема работ 

 

Объём песчано-гравийной смеси: V= LтрBк трhПГС+2* ( lоткрBк огhПГС)

 

V= 23* 4,5* 0,15+2* 2,25* 6,75* 0,15=20,08 м3

 

 Расчёт производительности:

 

,

 

где q - грузоподъемность (q=10 т) ;

 

L - расстояние транспортировки (L=15 км) ;

 

V - скорость движения (V=30 км/ч) ;

 

tп и tр - время погрузки-разгрузки (tп=0,2 ч, tр=0,02 ч) ;

 

 Кв - коэффициент использования  внутрисменного времени (Кв=0,75) ;

 

 Кт - коэффициент перехода от  технической производительности  к 

 

 эксплуатационной (Кт=0,6) ;

 

r - плотность ПГС (r =2 т/м) ; П =1,84 м3/ч 

 

Производительность КамАЗа-5320 П =14,72 м3/см

 

 

Расчёт №8

 

Планировка основания из песчано-гравийной смеси ДЗ-104

 

 Определение объема работ 

 

Площадь основания: S= LтрBк тр+2* ( lоткрBк ог)

 

S= 23* 4,5+2* 2,25* 6,75=134 м2

 

 Расчёт производительности ДЗ-104:

 

 

,

 

где b - ширина уплотняемой полосы (b=3,28 м) ;

 

 а - ширина перекрытия смежных  полос (а=0,3 м) ;

 

lпр - длина прохода (lпр=B к ог=6,75 м) ;

 

tпп - время на переключение передачи (tпп=0,01 ч) ;

 

Vр - скорость движения (Vр=2,3 км/ч) ;

 

n - количество проходов по одному следу (n=2) ;

 

 Кв - коэффициент использования  внутрисменного 

 

 времени (Кв=0,75) ;

 

 Кт - коэффициент перехода от  технической производительности 

 

 к эксплуатационной (Кт=0,6) ; П =256 м3/ч 

 

Производительность ДЗ–37 П=2048 м3/см .

 

 

Расчёт №9

 

Уплотнение основания двухвальцовым виброкатком ДУ–54