Возведение грунтовой насыпной платины

Возможные варианты следует  принимать с учётом:

• вида грунта в карьере;
• размеров карьера в плане и его глубины;
• дальности возки грунта из карьера в плотину;
• расчётной интенсивности земляных работ.

Средняя дальность возки  грунта:

                              L_ср = (L_к/2)+L_м+(L_гр/2) , м,

                              L_ср = (350,5744/2) + 473,3 + (870/2) = 1083,5872 м.

где L_к  = 350,5744 м – длина карьера;

       L_м - средняя длина магистрального участка пути от карьера до плотины, м:

                                L_м = (L_м1+L_м2+L_м3)/3, м,

                                L_м = (385+465+570)/3 = 473,3м

         L_гр - длина плотины по гребню, м;

Расчётная интенсивность  земляных работ:

                                 J₃ = (V_к/T_пл)K_нер , м³/мес,

                                 J₃ = (460884,2839/23)*1,2 = 24046,13655 м³/сек;

где V_к– объём грунта, подлежащий разработке в карьере, м³;

      T_пл - общая продолжительность насыпи плотины, мес,

                 (определяется по графику производства  работ, табл. 4);

       K_нер- коэффициент неравномерности укладки грунта, равный 1,2.

     Применительно  к условиям строительства возможны  следующие варианты разработки  и транспортирования грунта в  насыпь плотины:

1. Экскаватор одноковшовый с вместимостью ковша 1,25м… с погрузкой в автосамосвалы грузоподъёмностью 12 т;

 

3.4. Производство работ  в карьере

  3.4.1. Вскрышные работы - удаление с площади карьера  растительного 

и непригодного грунта

    Объём работ:   V_вскр = B_кL_кh_р.к. , м³,

                           V_вскр = 175*350*0,4 = 24500 м³;    

где h_р.к. – толщина слоя вскрыши на площади карьера, м.

     Дальность  перемещения грунта:

                                     I = (B_к/2)+C+(2/3)A_к , м,

                                    I = (175/2)+10+(2/3)*45,54=129,61 м;

   где C - ширина бермы, м;

         A_к- ширина кавальера грунта вскрыши по низу,

         A_к = a_к+(m₁+m₂)h_к , м,

        A_к = 4,95+(1+4)*2,5=17,45 м.

Ширина кавальера по верху  для трапецеидального сечения:

                                            a_к=(w_к-((m₁+m₂)/2)h_к²)/h_к , м,

                                            a_к = (56-((1+4)/2)*6,25)/2,5 = 4,95 м;

где w_к - площадь поперечного сечения кавальера, м²,

                                   w_к = w_вK_р = B_кh_р.к.K_р м²

                                   w_к = 175*0,4*0,8 = 56 м²

        w_в -  площадь поперечного сечения вскрыши карьера м²;

         h_к -  высота кавальера растительного грунта (2,5м);

         K_р - коэффициент разрыхления растительного грунта (0,8).

    При дальности  перемещения грунта l>60м экономически выгодно принять прицепной скрепер с вместимостью ковша q=6…8 м³, с дальностью перемещения грунта l_скр=l+50м по кольцевой схеме работы.

 

3.4.2.  Рекультивация карьера

    Это процесс,  включающий выполнение следующих  строительных операций:

• уполаживание откосов карьера (осуществляется в процессе добычи грунта экскаватором с использованием сменного оборудования драглайн);
• планировку площади дна и откосов карьера (бульдозером);
• разработку растительного грунта в кавальере и перемещение его на дно и откосы карьера (прицепным скрепером);
• разравнивание растительного грунта на дне и откосах карьера (бульдозером).

     При размещении  карьера в зоне затопления  при его рекультивации насыпка  слоя растительного грунта на  дно и откосы не производится.

      Площадь  поверхности уположенных откосов:

                                  F_отк = L_отк P_к , м²,

                                  F_отк = 36,71*1050 = 38545,5м²;

      где L_отк = H_к √1+m²_отк = 7,2√1+5² = 36,71м – длина откоса; 

        m_отк = 5 – коэффициент заложения откоса карьера;

         P_к = 2(B_к + L_к) = 2*(175+350) = 1050м – периметр карьера.

    Толщина слоя  растительного грунта при рекультивации  не менее 0,1м.

 

3.5. Транспортирование грунта  из карьера в плотину

3.5.1. Устройство и ремонт  магистрального участка землевозного  пути от карьера до плотины.

    Объём работ:  F_дор.м.=(L_м+L_к)B_д , м²,

                             F_дор.м. = (473,3+350)*7 = 5763,1 м²;

где L_м - средняя длина магистрального участка пути от карьера до плотины, м;

      L_к = 350 м - длина карьера;

      B_д - ширина дороги при двухстороннем движении равна 7м;

   Общий объём работ: F_общ=F_дор.м.n_прохn_рем , м²,

                                       F_общ = 5763,1*5*64 = 1844192 м²;

    где n_прох = 5 - число проходов машины при устройстве дороги;

         n_рем - число ремонтов дороги, примерно равно 4Т_пл = 4*16=64

          T_пл - число месяцев отсыпки грунта.

    Для устройства  и ремонта дороги применяют  автогрейдер. 

                3.5.2. Перевозка грунта автосамосвалами

     Автосамосвалы  – это транспорт цикличного  действия.

     Производительность  автосамосвала:

                           П_т=(60Q_об)/T_ц , м³/ч,

                           П_т = (60*7,4074)/21 = 21,97 м³/ч;

      где Q_об - объём грунта в кузове самосвала, м³:

                              Q_об=G/y_е ,

                              Q_об = 12/1,62 = 7,4074 м³;

G - грузоподъёмность автосамосвала, 12т;

           y_е- плотность грунта в карьере, т/м³;

           T_ц - продолжительность одного цикла, мин.:

                              T_ц=t₁+t₂+t₃+t₄+t₅,

                              T_ц = 2+8+4+3+4 = 21 мин;

t₁ - продолжительность подачи транспорта под погрузку, принимается 2 мин;

t₂ - продолжительность погрузки, мин.:

                              t₂=(60Q_об/П_эк)k ,

                              t₂ = (60*7,69/58,8)*1,1 = 8,6 мин;

 k=1,1 – коэффициент увеличения продолжительности погрузки из-за случайных задержек;

П_эк - эксплуатационная производительность экскаватора, м³/ч:

                              П_эк=П_нир=100/Н_вр ,

                               П_эк = 100/1,7 = 58,8 м³/ч;

 П_нир - нормативная производительность экскаватора, м³/ч;

t₃ - продолжительность гружёного хода, мин:

                                  t₃ = (60L_ср)/V_ср ,

                                  t₃ = (60*1,1)17 = 3,88 мин;

             L_ср - средняя дальность возки грунта, м;

             V_ср - средняя скорость передвижения автосамосвала (17 км/ч);

  t₄ - продолжительность выгрузки, принимается 2 мин.;

  t₅ - продолжительность холостого хода, мин:

                                 t₅» t₃ = 4мин;

     Необходимое  число автосамосвалов для одного  экскаватора:

                                N_а/с = П_эк/П_а/с ,

                                N_а/с = 58,8/18,67 = 3,1;

      где П_а/с = П_тK_В = 21,97*0,8 = 18,67 м³/ч - эксплуатационная производительность автосамосвала;

        K_в »0,85 - коэффициент использования рабочего времени транспорта в течение смены.

 

 

 

 

4. УКЛАДКА ГРУНТА В  ТЕЛО ПЛОТИНЫ

4.1. Подготовка основания  для насыпной плотины

   При подготовке  основания выполняют следующие  строительные операции:

• снятие слоя растительного грунта в пойменной части;
• расчистку русловой части;
• рыхление грунта на площади основания плотины;
• уплотнение грунта в основании.

4.1.1. Снятие растительного  грунта в пойменной части

   Объём работ:  V_р.пл = h_пF_осн , м³,

                            V_р.пл. = 0,25*64251,7 = 19275,51 м³ ;

    где h_п - толщина слоя растительного грунта на пойме, м;

F_осн - площадь основания плотины, м².

    Для определения  площади основания плотины необходимо  вычислить в характерных сечениях  или точках ширину основания  в соответствии с высотой насыпи  и коэффициентами заложения откосов:

                                     b_i=b_гр+(m₁+m₂)h_i , м,

                                    b₁ = 10+(3+2,5)*(0,25) = 11,375 м;

                                    b₂ = 10+5,5*11,25 = 71,875 м;

                                    b₃ = 10+5,5*16,4 = 100,2 м;

                                    b₄ = 10+5,5*21,9 = 130,45 м;

                                    b₅ = 10+5,5*16,2 = 99,1 м;

                                    b₆ = 10+5,5*10,5 = 67,75 м;

                                    b₇ = 10+5,5*0,25 = 11,375 м;

  где h_i = h_н – проектная высота насыпи, м.

   Результаты вычислений  следует показать на плане  основания плотины в масштабе  плана стройплощадки 1:5000.

    Площадь основания:

                 F_осн = 0,5*(b₁+b₂)l₁+0,5*(b₂+b₃)l₂+…+0,5*(b_n-1+b_n)l_n-1 , м²,  

                 F_осн = 0,5*(11,375+71,875)*210 + 0,5(29,25+71,875)*310 + 0,5*(100,2+130,45)*40 + 0,5*(130,45+99,1)*20 + 0,5*(99,1+67,75)*225 + 0,5*(67,75+11,375)*65 = 72676,1875 м²;

                 

где b₁, b₂, b₃, b_n-1, b_n - ширины плотины в основании в характерных сечения или точках, м;

            l₁, l₂,…l_n-1 - расстояние между характерными сечениями на продольном профиле плотины, м.

    Средняя ширина  основания плотины:

                                        B_ср = F_осн/L_гр , м,

                                        B_ср = 72676,1875/870 = 83,5358 м;

     где L_гр - длина плотины по гребню, м.

     Выбор машины  производят в зависимости от  дальности перемещения растительного  грунта, которая определяется как  расстояние между центрами тяжести  грунта срезки и кавальера.

     Расчётная  схема к определению размеров  кавальера растительного грунта  см. рис. 15.

    Размеры кавальера  для среднего значения ширины  основания b_ср:

          а_к = (w_к – 0,5*(m₁+m₂)h²_к)/h_к = (23,892-0,5*(4+1)*2²)/2 = 6,946 м – ширина кавальера по верху;

     где w_к = b_срh_п K_р = 72,4*0,25*0,8 = 23,892 - площадь поперечного сечения кавальера, м²;

          K_р  - коэффициент разрыхления растительного грунта;

          h_к= 2,5 м - высота кавальера из условия производства работ;

 m₁ =4; m₂=1; - коэффициенты заложения откосов кавальера.