Технология строительства грунтовой плотины

Уплотнение грунта в основании  выполняется с целью придания разрыхленному грунту необходимой проектной плотности, обеспечивающей надежный контакт тела плотины с ее основанием.

Рыхление осуществляется на глубину 0,20…0,35 м плугами ПБН-3-45 на тракторе ДТ-75, мощность двигателя 55,1 кВт, глубина рыхления 0,35,м, ширина захвата 1,35,м, количество рыхлящих органов 3, масса 0,8,т с последующей обработкой дисковой бороной. Технические характеристики плугов и нормы времени приведены в приложении 4 Н_вр=2,9 (§В12-2-17 Т2 а6) Н_ст=2,64руб (§В12-2-17 Т2 а6), а технические нормы и характеристика дисковых борон даны Н_топ=21,5л. (§РД33-55 Т1 а10),.

Движение агрегатов осуществляется вдоль створа плотины, при этом расчетная  длина гона принимается равной половине длины плотины по гребню.

В курсовом проекте необходимо привести схемы движения агрегатов  с учетом указанных соображений.

До начала отсыпки основание  плотины освидетельствуется путем  взятия проб на плотность, однорядность, наличие включений с составлением акта на скрытые работы. В курсовом проекте необходимо привести схемы  отбора проб и содержание акта на скрытые  работы.

8.5. Разработка  грунта в карьере и транспортирование  его

в насыпь

Выше выбраны наиболее выгодные марки машин комплекта  «экскаватор – транспортные средства»  и количество последних в комплекте. Необходимо привести основные параметры  машин комплекта и габаритные размеры автомобилей (см. рис. 7 и  табл. 4).

Исходя из наибольшей кинематической глубины копания экскава-тора Н_кmax=10,6м и максимальной глубины карьера Н_к=5,8м определя-ется число ярусов разработки (рис. 8):

 

Окончательно принимаем  2 яруса.

                                      

 

Рис. 7. Габаритные размеры  автомобилей.

 

Таблица 4. Габаритные размеры автомобиля, мм

 

Параметры   Марка	Д	Ш	В/	Б	К//	С	Дк	Шк	Вк	Вп
КраЗ-6510	8100	2640	2830	4080	1950	1005	4440	2430	650	1685

 

 

Рис. 8. Схема деления карьера  на ярусы и ленты разработки:

I…VII – ленты первого яруса.

Разработку грунта в карьере  ведут лентами, ориентированными вдоль  горизонталей местности, начиная с  низких отметок. Это обеспечивает отвод  из карьера поверхностных вод, с  этой целью грунт у дна карьера  разрабатывают с таким расчетом, чтобы придать дну небольшой  уклон i в сторону водотока (рис. 8).

Размеры экскаваторных лент выбирают, исходя из величины рабочих  параметров экскаватора и удобства размещения транспортных средств. При  разработке первой ленты транспортное средство следует размещать рядом с экскаватором на одном с ним уровне (рис. 9).

 

 

Рис. 9. Схема к определению  максимальной ширины первой ленты.

Наибольшая ширина первой ленты (В_т) определяется, исходя из возможности разгрузки грунта в кузов транспортного средства:

В_I = R_к + R_в – (f + 0,5 · u)=9,1+5-(1+0,5∙1,95)=12,13  м                         (52)

где R_к – наибольший радиус копания экскаватора на уровне его стояния, м;

       R_в – радиус выгрузки экскаватора, м;

         f – расстояние между колесом автомобиля и бровкой первой ленты, м;

        u – колея автомобиля (расстояние между осями колес), (см. технические характеристики автомобилей – табл. 4).

Наибольшая ширина последующих  лент В_i (рис. 10) определяется по формуле

В_i = R_к + R_в – m · H_i – 0,5 · u=9,1+5-1∙5-0,5∙1,95=8,13 м                      (53)

Окончательно принимаем    лент.

где m, H_i – соответственно коэффициент заложения откоса и глубина разработки i-й ленты.

Значения ширины лент, определяемые по приведенным формулам, могут быть реализованы только при шаге передвижки экскаватора при смене забоя, близком к нулю. Так как практически  это невозможно, ширину лент следует  применить меньше, увязывая ее с  величиной шага передвижки экскаватора.

Рис. 10. Схема к определению  максимальной ширины промежуточных  лент.

 

8.6. Укладка грунта  в тело плотины

8.6.1. Деление плотины  на ярусы и карты укладки

Качество и сроки строительства  сооружения во многом зависят от того, насколько рационально организовано на объекте выполнение таких рабочих  операций, как разравнивание грунта в теле плотины, его доувлажнение и уплотнение.Совокупность этих рабочих  операций можно объединить в единый рабочий процесс, именуемый укладкой грунта в тело плотины, так как  все они тесно взаимосвязаны  во времени и пространстве. Чтобы  осу-ществить такую взаимоувязку, обычно требуется возводимую плотину разбить  на карты укладки, в пределах которых  выполнение этих рабочих операций организовывают либо последовательно, либо параллельно. Такой метод организации работы позволяет избежать простоев машин  из-за отсутствия фронта работ и  установить необходимые условия  выполнения этих рабочих операций (длины  гона, длины путей разравнивания  и т. д.).

Для уплотнения грунтов в  основании и теле плотины обычно ис-пользуются грунтоуплотняющие машины статического действия различных видов (пневмокатки, кулачковые катки, решетчатые и др.). каждый вид грунтоуплотняющих  машин имеет строго определенные условия применения, которые необходимо учитывать при их выборе. Основными  из этих условий являются вид уплотняемого грунта; величина максимального напряжения, создаваемого на грунт в процессе его уплотнения; максимальная толщина  уплотняемого слоя грунта. Исходя из практических рекомендаций для уплотнения супеси применим пневмокаток. Принимаем каток  ДУ-31А, толщина уплотнения h_{у рас}=0,35м, ширина полосы=1,9м, масса машины=16,0т.

Разбивку тела отсыпаемой плотины на карты укладки рекомендуется  выполнять в такой последовательности.

1. Разделить плотину на  ярусы по высоте через 1 м,  обозначить ярусы на продольном  профиле плотины. Расчетными параметрами  ярусов будут являться их длина  и ширина на отметке, соответствую-щей  их середине по высоте.

Длина плотины на i-м ярусе определяется измерением расстояния по продольному профилю между двумя точками профиля, имеющими одинаковую отметку. Ширина плотины на i-м ярусе определяется из табл. 1 (В_{п i}) Площадь плотины на i-м ярусе определяется по формуле

F_{я i} = L_{я i} · В_{я i}=1130∙12=13560 м².                                     (55)

Результаты расчетов заносят  в табл. 5.

 

 

 

 

Таблица 5. Расчетные параметры насыпной плотины по ярусам

(через 1 м по  высоте)

№ п.п.	Отметки точек профиля	Расчетные параметры
		Длина Lя i, м	Ширина  Вя i, м	Площадь Fя i, м2
1	70	265	149,45	39604,9
2	72	420	128,95	54160,1
3	74	580	108,45	62902,5
4	76	700	87,95	61566,8
5	78	800	67,45	53962,0
6	80	910	46,95	42726,8
7	82	1020	26,45	26981,6
8	83,41	1130	12	13560

 

2. Определяют наименьшую площадь  карты укладки грунта, исходя  из того, что на ярусе с минимальной  площадью должно быть не менее  двух карт (с целью обеспечения  возможности производства работ  по укладке грунта)

 

 м²

 

3. Для каждого выделенного яруса  определяется число и площади  карт укладки грунта, используя  формулы:

 

 

(округляется до целого числа  в меньшую сторону – n_{пр i}=2),

 

 м².                                       (58)

 

4. Уточняется толщина слоя укладки  грунта на i-м ярусе

 

 м.                                      (59)

 

Здесь

I_см = F_{к min} · h_{у расч}=6780∙0,35=2373 м³.

 

где I_см – расчетный сменный поток грунта;

 h_{у расч}. – расчетная толщина слоя укладки, принимаемая в соответствии с маркой принятой грунтоуплотняющей машины.

Все расчеты рекомендуется выполнять  в табл. 6.

 

 

 

 

 

 

Таблица 6. Определение проектных параметров карт укладки грунта

в тело плотины

 

Номера ярусов	Отметки ярусов плотины	Число карт		Площадь карты, м2	Фактическая толщина слоя укладки, м
		по расчету	принято
8	83,41	2	2	6780	0,35
7	82	3,97	4	6745,4	0,35
6	80	6,3	6	7121,1	0,33
5	78	7,9	8	6745,3	0,35
4	76	9,1	9	6839,6	0,35
3	74	9,3	9	6989	0,34
2	72	7,98	8	6770	0,35
1	70	5,8	6	6601	0,36

 

На схемах деления на каждом ярусе  необходимо привести: отметки ярусов, их размеры и площади, расположение карт, их размеры и площади, фактическую  толщину слоя укладки грунта.

После выполнения схем деления всех ярусов на карты определяют средневзвешенную длину карт, которая является длиной гона катка и других машин, занятых  выполнением операций по укладке  грунта:

 

 м

 

где l_i – длина i-й карты на ярусе, м;

      n_i – количество карт на ярусе, имеющих длину l_i;

   ∑n_i – общее количество карт на всех ярусах плотины.

 

8.6.2. Возведение нижнего  яруса методом отсыпки в воду

 

Данный метод можно применить при наличии уже построенного водоспускного сооружения, используя его для пропуска строительного расхода.

Объем отсыпки в воду (W_в) определяют в том же порядке, что и профильный объем всей насыпи (см. табл. 1). Приближенно его можно определить как произведение площади продольного профиля на отметке водослива и ширины основания плотины на половине этой высоты (см. продольный профиль, табл. 1).

Отсыпку начинают с нижнего бьефа  одновременно с обеих сторон водотока, сдвигая грунт бульдозером в  русло и постепенно перекрывая его. Требуемое количество разгрузок  автомобилей определяется по формуле

а.

 

где Q_к – объемная грузоподъемность автомобиля, м³.

Схема производства работ при отсыпке  грунта в воду приведена на рис. 11.

 

Рис. 11. Схема производства работ  при отсыпке 

грунта в воду.

 

8.6.3. Отсыпка грунта на  карты укладки

 

Схемы и расчеты по всем операциям  укладки грунта следует привести на примере одного из ярусов по выбору студента. Необходимо привести схему  яруса, определить очередность выполнения операций на картах укладки (рис. 12).

Отсыпка грунта осуществляется транспортными  средствами, обес-печивающими доставку грунта из карьера. Объем отсыпаемого  на карту грунта определяется по формуле

 

  м³

 

где F_к – фактическая площадь карты на выбранном ярусе, м²;

      h_у – толщина слоя укладываемого грунта в уплотненном состоянии, м;

       γ_п – проектная плотность грунта в насыпи, т/м³;

       γ_е – естественная плотность карьерного грунта, т/м³.

 

Рис. 12. Схема очередности выполнения операций на картах укладки.

Необходимое количество циклов автомобилей:

 

 

где Q – объемная грузоподъемность автомобиля.

Отсыпку производят рядами с расстоянием  между ними а (рис. 13), равным длине отвала бульдозера, осуществляющего разравнивание отвалов. Таким образом, количество рядов будет являться частным от деления ширины карты В_к на длину отвала бульдозера, т.е.