Подземные инженерные сети

Расчет подземных инженерных сетей Введение. Водопропускные трубы это искусственные сооружения, предназначенные для про-пуска под насыпями дорог небольших постоянных или периодически действующих во-дотоков. 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 прихо-дится 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.

Липецкая область Данная курсовая работа выполнена для строительства двухочковой водопропускной трубы с диаметром 1,5 м в районе Липецкой области. Труба проектируется для дороги второй категории. Липецкая область расположена в центральной части восточно-европейской равнины.Большая часть территории занята Среднерусской возвышенностью волнистой равниной, сильно расчлененной оврагами и балками.

Распространены карстовые воронки, пещеры, исчезающие речки, карстовые ключи. Климат умеренно континентальный.Средняя температура января от -10 до -11 C, июля 19 20 C. Сре-днегодовое количество осадков 450 500 мм максимум в летний период. По террито-рии Липецкой области протекает река Дон с притоками Воронеж, Сосна, Красивая мечта и др. Преобладают черноземные почвы на севере выщелоченные черноземы, на юго востоке и юго западе мощные черноземы, встречаются небольшими участками оподзоленные черноземы, темно-серые и серые лесные почвы. 8,3 территории занято лесами, преимущественно березовыми и сосновыми на песках.

Значительный лесной массив на левом берегу реки Воронеж. На юго востоке области Усманский бор часть Воронежского заповедника. Разнотравная степь сохранена на участке Донско Воронежского водораздела у реки Куйманка.Из животных представлены грызуны крапчатый суслик, обыкновенный хомяк, сурок, полевки, белка, заяц русак, лисица, волк и др. Много птиц жаворонки, совы, серый журавль, перепел, утки, серый гусь и др В водоемах рыба карповые, окуневые и др Липецкая область находится в III дорожно климатической зоне. Глубина промерзания грунта 1,4 м. Определение объема работ и производительности машин Глубина котлована оголовка трубы принимается равной глубине промерзания Hк огHпр1,4 м Глубина котлована трубы Hк тр0,75Hк ог Hк тр0,751,41,05 м Определение ширины котлована трубы Bк тр Bк трnodтрb12b2 b1 расстояние между трубами b10,5 м b2 расстояние между трубой и стенкой котлована b20,5м Bк тр21,50,520,54,5 м Определение ширины котлована под оголовок Bк ог Bк огnodтрb12lоткрsin lоткр длина открылка lоткрdтрm1,51,52,25 м угол расхождения открылка 300 Bк ог21,50,522,25sin3006,75 м Объм котлована VкVк тр2Vк ог Vк тр объм котлована трубы Vк трBк трHк трLтр4,51,0523108,675 м3 Vк ог объм котлована под оголовок Vк огBк огHк огlоткр6,751,42,2521,26 м3 Vк108,675221,26151,2 м3 Объм работ составляет 151,2 м3 Расчет 1 Снятие растительного слоя бульдозером. Объм растительного слоя VрсLрсBрсhрс , м3 Lрс - длина снятия растительного слоя. Bрс - ширина снятия растительного слоя hрс - толщина растительного слоя. Для III дорожно климатической зоны hрс0,2 м. LрсLтр2lоткр1022322,2510248 м BрсBк ог1026,7510226,75 м Vрс4826,750,2256,8 м3 Расчет производительности бульдозера ДЗ 128 на срезе растительного слоя. Пб qКвКтКгрt , м3ч q - объм грунта, перемещаемый перед отвалом q0,75h2bKпКр , м3 h - высота отвала h0,95 м b - длина отвала b2,56 м Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении.

Кр - коэффициент разрыхления грунта.

Кр1,2 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени.

Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной.Кт0,6 Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки.

Кгр0,8 Кп1-0,005lпер lпер14Lрс51448517 м Кп1-0,005170,915 q0,750,9522,560,9151,21,3 м3 tц - время полного цикла tцtзtпtобхtпер , ч tз - затраты времени на зарезание грунта tзlз1000v , ч lз - длина пути зарезания грунта lзqbhрс1,32,560,22,54 м v - скорость зарезания грунта vз2,9 кмч tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта, ч vпр - скорость при перемещении грунта vпер5,8 кмч tз2,5410002,90,0088 ч tпlпер1000vпер1710005,80,0029 ч tобх - время обратного хода, ч vобх - скорость при обратном ходе vобх7,9 кмч tобхlпер1000vобх1710007,90,0022 ч tпер - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание отвала tпер0.005 ч tц0,000880,00290,00220,0050,011 ч Пб 1,30,750,60,80,01142 м3ч Производительность в смену Пб Пб 8336 м3см Расчет производительности бульдозера ДЗ 104 на срезе растительного слоя. q0,750,9523,280,9151,21,7 м3 lзqbhрс1,72,560,23,32 м tз3,3210002,90,00114 ч tпlпер1000vпер1710004,60,0037 ч tобх - время обратного хода, ч vобх - скорость при обратном ходе vобх5,2 кмч tобхlпер1000vобх1710005,20,0032 ч tпер - затраты времени на переключение передач, подъем и опускание отвала tпер0.005 ч tц0,001140,00370,00320,0050,013 ч Пб 1,70,750,60,80,01347,1 м3ч Производительность в смену Пб Пб 8376,8 м3см Выбираем бульдозер ДЗ 104, так как его производительность наивысшая.

Расчет 2. Разработка котлована экскаватором.

Объм работ 151,2 м3 Расчет производительности экскаватора ЭО 2621А ПэqKвКгрtцКр, м3ч q - вместимость ковша q0,25 м3при погрузке в отвал Кв0,8 Кт0,6 Кгр0,8 Кр1,2 при q0,65 tц0,04 ч Пэ0,250,80,60,80,0041,220 м3ч Производительность в смену ПэПэ8160 м3см Расчет производительности экскаватора ЭО 3311Г ПэqKвКгрtцКр, м3ч q - вместимость ковша q0,4 м3при погрузке в отвал Кв0,8 Кт0,6 Кгр0,8 Кр1,2 при q0,65 tц0,04 ч Пэ0,40,80,60,80,0041,232 м3ч Производительность в смену ПэПэ8256 м3см Выбираем экскаватор ЭО 3311Г, так как его производительность наивысшая.

Расчет 3 Перемещение грунта бульдозером.

Объм работ 151,2 м3 Расчет ведется на принятый бульдозер ДЗ-104 Пб qКвКтКгрtц , h0,99 м Lрс 48 b3,28 м4,19 Кр1,2 Расстояние перемещения грунта lпер0,25Lрс50,2548517 м Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении Кп1-0,005lпер1-0,005170,915 q0,75h2bKпКр0,750,9923,280,9151,21,84 м3 tз0 tп11,8810004,60,0026 ч tобх11,6910005,20,0023 ч tпер0,005 ч tцtзtпtобхtпер0,00260,00230,0050,0099 ч Пб ч1,840,750,60,80,09966,91 м3ч Производительность в смену Пб см535,27 м3см где n - количество плит перевозимых в смену n9 шт. L - расстояние транспортировки L15 км V - скорость движения V30 кмч tп и tр - время погрузки разгрузки tпtр0,14 ч - плотность материала бетон2,5 тм3 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 П 3,16 шт.ч , Производительность в смену П25 шт.см . Расчт 5 Уплотнение грунта в котловане двухвальцевым самоходным виброкатком ДУ-54 Определение объема работ Объм грунта V LтрBк тр2 lоткрBк огhсл V234,522,256,750,340,16 м3 Расчт производительности виброкатка ДУ-54 , где b - ширина уплотняемой полосы b0,84 м а - ширина перекрытия смежных полос а0,3 м lпр - длина прохода lпрB к ог6,75 м hс - толщина слоя уплотнения hс0,3 м tпп - время на переключение передачи tпп0,005 ч Vр - скорость движения Vр3 кмч n - количество проходов по одному следу n6 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 П11,31 м3ч виброкатка ДУ-54 П 90,48 м3см . Расчт 6 tп и tр - время погрузки-разгрузки tпtр0,25 ч Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 П 0,6 шт.ч 4,8 шт.см, следовательно ПКамАЗ 4 шт.см Расчт 7 Транспортировка песчано-гравийной смеси КамАЗ-5320 Определение объема работ Объм песчано-гравийной смеси V LтрBк трhПГС2 lоткрBк огhПГС V 234,50,1522,256,750,1520,08 м3 Расчт производительности , где q - грузоподъемность q10 т L - расстояние транспортировки L15 км V - скорость движения V30 кмч tп и tр - время погрузки-разгрузки tп0,2 ч, tр0,02 ч Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 - плотность ПГС 2 тм П 1,84 м3ч Производительность КамАЗа-5320 П 14,72 м3см Расчт 8 Планировка основания из песчано-гравийной смеси ДЗ-104 Определение объема работ Площадь основания S LтрBк тр2 lоткрBк ог S 234,522,256,75134 м2 Расчт производительности ДЗ-104 , где b - ширина уплотняемой полосы b3,28 м а - ширина перекрытия смежных полос а0,3 м lпр - длина прохода lпрB к ог6,75 м tпп - время на переключение передачи tпп0,01 ч Vр - скорость движения Vр2,3 кмч n - количество проходов по одному следу n2 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 П 256 м3ч Производительность ДЗ 37 П2048 м3см . Расчт 9 Уплотнение основания двухвальцовым виброкатком ДУ 54 при 6 проходах по одному следу Определение объема работ Объм песчано-гравийной смеси V LтрBк трhтр2 lоткрBк огhог V 234,50,1822,256,750,2827,14 м3 Расчт производительности виброкатка ДУ 54 , где b - ширина уплотняемой полосы b0,84 м а - ширина перекрытия смежных полос а0,3 м lпр - длина прохода lпрB к ог6,75 м hс - толщина слоя уплотнения hс0,3 м tпп - время на переключение передачи tпп0,005 ч Vр - скорость движения Vр3 кмч n - количество проходов по одному следу n6 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 П 11,32 м3ч Производительность виброкатка ДУ 54 П90,5 м3см . Расчт 10 Транспортировка цементного раствора КамАЗ-5320 Определение объема работ Объм цементного раствора V hподушк LтрBк тр 2Bк огlоткр V 0,1234,526,752,25 17,43 м3 Расчт производительности КамАЗа-5320 где q - грузоподъемность q10 т L - расстояние транспортировки L15 км V - скорость движения V30 кмч tп и tр - время погрузки-разгрузки tп0,14 ч, tр0,05 ч Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 - плотность материала 2 тм3 П 1,89 м3ч Производительность КамАЗа-5320 П15,12 м3см Расчт 11 Транспортировка звеньев трубы КамАЗ-5320 Определение объема работ Количество звеньев N46 шт. Расчт производительности КамАЗа-5320 Производительность , где n - количество лекальных блоков n3 шт. L - расстояние транспортировки L15 км V - скорость движения V30 кмч tп и tр - время погрузки-разгрузки tпtр0,14 ч Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,7 П 0,86 шт.ч 6,85 шт.см, следовательно ПКамАЗ 6 шт.см Расчт 12 Транспортировка цементного раствора для забивки пазух трубы КамАЗ-5320 Определение объема работ Объм цементного раствора V LтрS, S0,9 м2 V 230,9 20,7 м3 Расчт производительности КамАЗа-5320 , где q - грузоподъемность q10 т L - расстояние транспортировки L15 км V - скорость движения V30 кмч tп и tр - время погрузки-разгрузки tп0,14 ч, tр0,05 ч Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 - плотность материала 2,4 тм3 П1,58 м3ч Производительность КамАЗа-5320 П12,64 м3см Расчт 13 Транспортировка открылков КамАЗ-5320 Определение объема работ Количество открылков N4 шт. Расчт производительности КамАЗа-5320 Производительность , где n - количество лекальных блоков n3 шт. L - расстояние транспортировки L15 км V - скорость движения V30 кмч tп и tр - время погрузки-разгрузки tпtр0,14 ч Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,7 П 0,86 шт.ч 6,85 шт.см, следовательно ПКамАЗ 6 шт.см Расчт 14 Снятие дорожных плит с подкранового пути ТО 18 Определение объма работ Количество дорожных плит N 56 шт. Расчт производительности погрузчика ТО 18 Производительность П nKвKт tц где n - количество перевозимых плит n1 шт Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,8 Кт - коэффициент перехода от технической произ- водительности к эксплуатационной Кт0,7 tц - время полного цикла tц0,01250,0080,052ч П 10,76 штч 86,15 штсм, следовательно принимаем П86 штсм. Расчт 15 Обратная засыпка котлована ДЗ 104 и послойное уплотнение виброплитами ИЭ 4504 Определение объма работ Объм грунта VLтр Sтр 2 Vлотка , м3 Sтр2Hтр-hПГС-hц.р.Bк тр-2bблbбл-dтрHтр-hПГС-hц.р hбл м2 Sлотка Bк тр hПГСhц.р.lоткр Sтр21,4-0,1-0,14,5-21,61,6-1,51,4-0,1-0, 1-0,521,628 м2 Vлотка4,50,10,12,252,025 м3 V231,62822,02541,49 м3 Расчт производительности бульдозера ДЗ 104 Производительность Пб qКвКтКгрtц , где q - объм грунта, перемещаемый перед отвалом q0,75h2bKпКр , м3 h - высота отвала h0,65 м b - ширина отвала b2,1 м Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении Кп1-0,005lпер lпер14Lрс51453518,25 м Кп1-0,00518,250,91 Кр - коэффициент разрыхления грунта Кр1,2 q0,416 м3 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической произ- водительности к эксплуатационной Кт0,6 Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки Кгр0,8 tц - время полного цикла tп0,0047 ч Пб 25,38 м3ч Производительность булдозера ДЗ 104 Пб 203,01 м3см Расчт 16 Строительство насыпи земляного полотна в зоне трубы ДЗ 104 с послойным уплотнением ДУ 54 Определение объма работ Объм грунта Vобщ2VсрH2BкотлВ1 , где H2 - ширина насыпи Н2dтр0,5 dтр - диаметр трубы dтр1,5 м толщина стенки трубы 0,12 м Н21,50,120,52,12 м B1 - длина насыпи B1B2mНн-Н2 m - поперечный уклон насыпи m1,5 В11521,54-2,1220,64 м Вкотл - ширина котлована Вкотл4,5 м Vср - средний объм насыпи Vср FнL2 2 Fн H2В1Н2m2,1220,642,121,550,5 м2 m1 - продольный уклон насыпи m110 L2 Н2m12,121021,2м Vср 50,521,2 2535,3 м3 Vобщ 2535,32,124,520,641265,79 м3 . Расчт производительности бульдозера ДЗ-104 Производительность Пб qКвКтКгрtц , где q - объм грунта, перемещаемый перед отвалом q0,75h2bKпКр , м3 h - высота отвала h0,99 м b - ширина отвала b3,28 м Кп - коэффициент, учитывающий потери грунта при перемещении Кп1-0,005lпер lпер14Lрс51453518,25 м Кп1-0,00518,250,91 Кр - коэффициент разрыхления грунта Кр1,2 q1,507 м3 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 Кгр - коэффициент, учитывающий группу грунта по трудности разработки Кгр0,8 tц - время полного цикла tцtзtпtобхtпер, ч tз - затраты времени на зарезание грунта tзlз1000v, ч lз - длина пути зарезания грунта lзqbhрс, м v - скорость зарезания грунта, кмч tз0,004 ч tп - затраты времени на перемещение и разравнивание грунта tпlпер1000vпер, ч vпр - скорость при перемещении грунта, кмч tп0,003 ч tобх - время обратного хода tобхlпер1000vобх, ч vобх - скорость при обратном ходе vобх7,9 кмч tобх0,001 ч tпер - затраты времени на переключение передач, подъм и опускание отвала, ч tпер0,0005 ч tп0,0085 ч Производительность бульдозера ДЗ 104 Пб 510,64 м3см. Расчт производительности катка ДУ 52 , где b - ширина уплотняемой полосы b2 м а - ширина перекрытия смежных полос а0,3 м lпр - длина прохода lпр25 м hс - толщина слоя уплотнения hс0,5 м tпп - время на переключение передачи tпп0,005 ч Vр - скорость движения Vр3,5 кмч n - количество проходов по одному следу n6 Кв - коэффициент использования внутрисменного времени Кв0,75 Кт - коэффициент перехода от технической производительности к эксплуатационной Кт0,6 П 131,25 м3ч Производительность катка ДУ-52 П1050 м3см.