 |
3. Распределение земляных масс
|
|
|
|
3. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС
(практическое занятие №3).
Цель занятия: ознакомление с сущностью распределения земляных масс при сооружении железнодорожного земляного полотна, методикой определения объемов земляных работ и средней дальности перемещения грунта для различных условий производства работ.
3. 1. Сущность распределения земляных масс
Железнодорожное земляное полотно состоит из непрерывно чередующихся насыпей и выемок.
Суммарный объем грунта всех насыпей и выемок железнодорожных линий составляет профильную кубатуру земляного полотна (V проф. ).
Сумма объемов грунта, разрабатываемого в выемках, резервах и карьерах и перемещаемая из них в насыпь, представляет собой рабочую кубатуру ( 
р. ) сооружаемого земляного полотна железнодорожной линии. При распределении земляных масс с целью сокращения рабочей кубатуры следует максимально (по возможности полностью) использовать грунт, получаемый при разработке выемок, для возведения насыпей. В этом случае рабочая кубатура минимальна.
Решение задачи определения минимального значения рабочей кубатуры составляет сущность распределения земляных масс [2].
При недостатке грунта в выемке и неэкономичности его перемещения из выемки в насыпь грунт для возведения насыпи берется из карьеров и резервов. При избытке грунта в выемках или непригодности его для возведения насыпей (переувлажнение и т. д. ) выполняется их разработка с перемещением вынутого грунта в отвал.
Распределение земляных масс выполняется в определенной последовательности:
1. Предварительная разбивка продольного профиля на отдельные рабочие участки (массивы выемок и насыпей), для каждого из которых решается вопрос распределения земляных масс;
|
|
|
2. Предварительное назначение способов работы землеройных и землеройно-транспортных машин на каждом отдельном участке профиля;
3. Определение средней дальности продольной и поперечной возки грунта на каждом рабочем участке профиля;
4. Ориентировочное сравнение возможных вариантов по методам работ и дальности возки грунта, выбор оптимального способа работ и окончательное распределение земляных масс.
3. 2. График попикетных объемов
Размещение профильной кубатуры вдоль участка возведения земляного полотна наглядно отображает график попикетных объемов.
Рисунок 3. 1 – График попикетных объемов
На каждом пикете вверх от горизонтальной нулевой оси откладываются в масштабе 1: 2000, 1: 5000 или 1: 10000 вертикальные столбики, изображающие объемы выемок, а столбики, изображающие объемы насыпей, откладываются вниз от нулевой оси. График насыпи заштриховывается в красный цвет, а выемок – в желтый. Горизонтальный масштаб графика попикетных объемов М 1: 10000.
Если на пикете имеется одновременно выемка и насыпь, то вертикальные элементы графика откладываются и вверх, и вниз соответственно по длине выемки и насыпи. Над столбиком графика указывается величина попикетного объема насыпи или выемки, а также подсчитываются величины помассивных объемов грунта. Помассивный объем насыпей на подходе к мосту следует указывать отдельно для левого и правого подходов.
График используется при решении задачи распределения земляных масс (рис. 3. 1).
3. 3. Определение средней дальности возки грунта по производственным участкам
Одним из наиболее распространенных способов определения средней дальности возки грунта при продольном перемещении является графический способ.
Этот способ основан на построении кривой объемов (рис. 3. 2), обладающей следующими свойствами [9]:
|
|
|
а) ордината каждой точки кривой равна алгебраической сумме насыпей и выемок, расположенных слева от начальной точки кривой до данной, причем ординаты выемок входят в сумму со знаком /+/, а насыпей – со знаком /–/;
б) восходящие ветви кривой, считая слева, соответствуют выемкам, нисходящие – насыпям;
в) вершины кривой, т. е. точки кривой, в которых ординаты меняют знак, соответствуют нулевым точкам на продольном профиле участка (точкам перехода из выемок в насыпь и наоборот);
г) всякая горизонтальная прямая, пересекающая восходящую и нисходящую ветви кривой объемов, отсекает на кривой сегмент, образованный двумя частями кривой, соответствующими на продольном профиле участкам насыпи и выемки, объемы которых равны между собой и измеряются на кривой величиной стрелы сегмента; эта горизонтальная секущая линия называется линией равных объемов;
д) площадь сегмента, образованная кривой объемов и распределительной линией, равна произведению объема выемки на среднюю дальность возки при перемещении земляных масс из выемки в насыпь.
Ординаты кривой объемов рассчитываются по формулам:
для выемки 
; (3. 1)
для насыпи 
, (3. 2)
где 
- ордината кривой объемов;
- коэффициент остаточного разрыхления грунта;
- вертикальный масштаб.
На дорогах I, II категории в том случае, если грунт выемок пригоден для сооружения насыпей, целесообразно избыток грунта вывозить не в отвал, а сразу отсыпать насыпь под два пути. Без согласования с заказчиком это допускается при дальности возки, не превышающей расстояние до отвала (или до 1 км), при большей дальности данное решение может привести к перерасходу сметы.
В случае, когда грунта выемок не хватает для отсыпки насыпи, можно произвести их уширение; возможна разработка выемок сразу под два пути.
При продольном перемещении грунта из выемки в насыпь средняя дальность возки (Lср) принимается графически по кривой объемов.
При перемещении грунта из карьера Lср равняется расстоянию от карьера до трассы плюс расстояние от точки примыкания землевозной дороги к трассе до середины рассматриваемого производственного участка.
|
|
|
При вывозке грунта в отвал Lср. не должно превышать 1 км.
Рисунок 3. 2 – Кривая распределения земляных масс
Поперечная дальность перемещения грунта из выемки в кавальер и из резерва в насыпь (рис. 3. 3) вычисляется с учетом поперечных профилей резерва и насыпи, кавальера и выемки.
При использовании скреперов средняя дальность возки при перемещении грунта из резерва в насыпь равняется [9]
. (3. 3)
Соответственно средняя дальность возки при перемещении грунта из выемки в кавальер составляет [9]
, (3. 4)
где В – ширина выемки понизу, м;
В0 – ширина основной площадки земляного полотна, м;
m – показатель заложения крутизны откоса выемки (насыпи);
Нср – средняя рабочая отметка на участке выемки (насыпи), м;
d2 ³ 5 м – в плотных грунтах, ³ 10 м – в слабых грунтах;
d1 – ширина бермы со стороны будущего второго пути (d1 = 7, 1 м);
hр – глубина резерва 
;
hк – высота кавальера ( 
);
– размер кавальера поверху, м;
n – показатель крутизны откоса резерва (кавальера);
l2 – расстояние между съездами, въездами (l2=65 м при Н 
2 м; l2=65…130 м при 
);
l3 – удлинение пути перемещения за счет поворотов (прибавка на один поворот от 20 до 60 м);
dp – размер резерва по дну, dр »10 м.
При использовании экскаватора в комплекте с бульдозером средняя дальность перемещения грунта определяется как расстояние между осями выемки и кавальера или насыпи и резерва. При применении в качестве ведущих машин бульдозеров и устройстве сплошного въезда крутизною > 1: 10, расстояние между осями умножается на коэффициент 1, 7; при подъеме круче 1: 5 – на коэффициент 1, 13.
Рис. 3. 3. Средняя дальность (Lср) при поперечной возке грунта:
а) из резерва в насыпь; б) из выемки в кавальер
|
|
|
