Разработка проекта производства работ по сооружению земляного полотна

II РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПО СООРУЖЕНИЮ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОНТА

1 Проектирование организации производства работ

1.1 Определение рабочих объемов земляного полотна

При составлении проекта производства работ используется продольный профиль трассы. Суммарный объем грунта в насыпях и выемках, определенный по продольному профилю, представляет собой профильный объем (профильную кубатуру) земляного полотна V_проф. Объем грунта, подлежащий разработке в выемках, карьерах и резервах для сооружения земляного полотна, составляет рабочий объем (рабочую кубатуру) земляного полотна V_р. Профильный объем V_проф конкретного полотна является постоянной величиной. Объемы работ по возведению этого участка варьируют от 0,5 V_проф до V_проф.

1.1.1 Составление баланса земляных масс

Земляное полотно характеризуется крайне неравномерным расположением его объемов и разнообразием условий его строительства по длине трассы. На себестоимость возведения земляного полотна существенно влияют объемы и дальность перемещения разрабатываемых грунтов.

Оптимальное распределение земляных масс заключается в определении объемов грунтов, перемещаемых из выемок, карьеров и резервов (“поставщиков”) в насыпи, кавальеры, отвалы (“потребители”), а также способов выполнения этих работ, обеспечивающих сооружение земляного полотна в установленные сроки и с наименьшими расходами. Распределение земляных масс начинается с анализа продольного профиля, который позволяет наметить границы особых участков земляного полотна: где грунт, разрабатываемый в выемках, по своему качеству непригоден для укладки в насыпи; где невозможно или нецелесообразно устраивать резервы или кавальеры; где требуется производить выторфовывание или возводить насыпи из грунтов со специфическими свойствами.

Анализ продольного профиля показал наличие на профиле следующих особых участков земляного полотна (таблица 9).

   Таблица 9 – Особые участки земляного полотна

Начало,км	Конец,км	Специфика участка
0	1+275	Переустройство станции
8+225	11+225	Болото II типа
13+400	14+25	Сооружения на разъезде

Выполняется разбивка земляного полотна на отдельные массивы насыпей и выемок длиной 1-3 км. Разбивка производится по таблице объемов земляных работ (приведена в задании). Также должно выполняться равенство между наибольшими возможными значениями рабочего объема (суммы объемов выемок, резервов, карьеров) и отсыпаемого объема (суммы объемов насыпей, кавальеров, отвалов).

Разбивка земляного полотна на отдельные массивы представлена в таблице 10.

   Таблица 10  – Характеристика массивов земляного полотна

Конструкция земляного полотна	Номер массива	Место расположения массива, км	Объем, тыс. м3	Суммарный объем насыпей или выемок, тыс. м3
Выемки	А	3,1-3,3	0,15	15,2
	Б	5,5-5,85	1,96
	В	7,9-8,228	3,52
	Г	11,225-12,125	9,59
Насыпи	1	0-1,275	9,40	358,9
	2	1,275-1,8	11,87
	3	1,8-3,1	20,8
	4	3,3-5,5	25,97
	5	5,85-6,425	4,44
	6	6,475-7,9	40,92
	7	8,225-9,475	113,80
	8	9,775-11,225	106,72
	9	12,125-12,975	9,71
	10	12,975-14,025	15,27

Назначаются возможные резервы, карьеры, кавальеры, отвалы и их максимальные объемы (таблица 11). На ст.А, разъезде 1, на болоте устройство резервов невозможно, в связи с этим на участках предусматривается возведение насыпей из карьеров, а разработка выемок в насыпь.

  Таблица 11 – Характеристика возможных поставщиков и потребителей грунта

Характер возможного объема	Номер массива	Конструкция	Соответствующий участок земляного полотна, км	Максимальный объем, тыс. м3
Разрабатываемый	1	Карьер	0-1,275	9,25
	2	Резерв	1,275-1,8	11,87
	3	Резерв	1,8-3,1	20,8
	4	Резерв	3,3-5,5	25,97
	5	Резерв	5,85-6,425	4,44
	6	Резерв	6,475-7,9	40,92
	7	Карьер	8,225-9,475	108,32
	8	Карьер	9,775-11,225	108,32
	9	Резерв	12,125-12,975	9,71
	10	Карьер	12,975-14,025	112,4
Отсыпаемый	А	Насыпь	3,1-3,3	0,15
	Б	Насыпь	5,5-5,85	1,96
	В	Насыпь	7,9-8,228	3,52
	Г	Насыпь	11,225-12,125	9,59

 Наибольшие возможные значения рабочего и отсыпаемого объемов равны объему насыпей – 358,9  тыс. м³.

1.1.2 Формализация задачи

Формализация задачи выполняется в такой последовательности.

Составляется исходная матрица, где в качестве поставщиков заносятся массивы выемок, возможные резервы и карьеры, а в качестве потребителей – массивы насыпей, возможные кавальеры и отвалы.

В клетках матрицы знаком X отмечаются «запрещенные» поставки, т.е. поставки из выемок в насыпи грунта, непригодного для возведения насыпей, поставки грунта из резервов или карьеров в несоответствующие им насыпи, а из выемок в несоответствующие им кавальеры или отвалы. Кроме того, к «запрещенным» поставкам относятся перевозки грунта на чрезмерно большие расстояния – свыше 3 км.

В каждой клетке матрицы указывается дальность перемещения грунтов при каждом из возможных способов производства работ. Дальность перемещения грунтов принимается равной расстоянию между центрами тяжести массивов выемок и насыпей, умноженным на коэффициент 1,3 – для скреперных работ и 1,5 – для экскаваторных работ.

Исходная матрица представлена в таблице 13. Буквами Б,С,Э обозначены соответственно бульдозерные, скреперные и экскаваторные работы. Индексы при указанных буквах означают емкость ковшей ведущих машин в кубометрах.

Пользуясь данными графиков [23], устанавливаются значения стоимости С_ij разработки и перемещения одного кубометра грунта намеченными средствами производства земляных работ. Составляется матрица стоимостей, в клетках которой вместо значений дальности перемещения грунтов при каждом возможном способе производства проводятся соответствующие значение стоимости разработки 1000 м³ грунта. В результате сравнения указанных стоимостей по каждой клетке находится наименьшие значения стоимости С_ij. В клетки со знаком Х ставится число 999999. В клетки с обязательными поставками (разъезды и болота) ставится число 1. Полученная таким образом итоговая матрица приведена в таблице 14, она является готовой для последующего решения транспортной задачи распределения земляных масс.