Раздел 5. Особенности строительства городских дорог и улиц, внутрихозяйственных дорог сельскохозяйственных предприятий.

Лекция 26. Обустройство автомобильных дорог.

Обустройство дорог –это комплекс сооружений и устройств, обеспечивающих нормальную эксплуатацию АД, безопасное движение автомобилей и необходимые удобства для проезжающих.

Две основные группы этих сооружений и устройств:

- обстановка пути. Это дорожные знаки, автобусные павильоны, озеленение дорог и т.д. Сооружения обстановки пути сооружаются генподрядчиком по строительству дороги.

- здания и сооружения для дорожно-эксплутационных службы и обслуживания транспортных средств и проезжающих по дороге. Гостиницы, мотели, автостанции, Станции обслуживания, управления дорог и т.д. Их возводят специализированные строительные организации по договору с генеральной подрядной дорожно-строительной организацией.

26.1 Обустройство для обслуживания дороги.

Цель обустройства для обслуживания дороги – обеспечить размещение сооружений и устройств для обеспечения безопасного и бесперебойного движения.

Снегозащитные устройства. Обычно это заборы или щиты, которые устанавливаются на расстоянии 20…50 м от дороги в местах, где могут возникать снеговые заносы (невысокая насыпь). Высота заборов 4 м. Это задерживающие, не допускающие снег к дороге заборы.

Другой разновидностью снегозащитных устройств являются передувающие снег заборы. Они имеют сплошные стенки из пластмассы, направляющие снеговетровой поток, не позволяя снегу отлагаться на дорожном полотне.

Снегозащитное озеленение. То же назначение.

В равнинных местностях с большими снегопереносами снегозащитные полосы устраивают из нескольких рядов деревьев, а по краям полос – из кустарников.

Посадки осуществляют 2…3летними саженцами. Для этого закладываются специальные питомники - временные или постоянные. Важен выбор посадочного материала для снегозащитных полос. В северных районах – ель, береза, ива и др., в южных – акация, вяз.

Защитные сооружения. Для удержания от сползания грунтов на крупных склонах создают подпорные и одевающие стены. Подпорные стены рассчитывают на возможное давление грунта откоса или насыпи и учитывают необходимость отвода грунтовых вод.

В настоящее время применяются способы армирования и укрепления грунтов на откосах.

Селепроводы и галереи устраивают в горной местности для пропуска над дорогой селей и лавин.

           26.2. Обустройство дороги для повышения безопасности движения.

Связь. На дорогах западных стран через каждые 2…5 км на обочине или разделительной полосе устанавливают телефонные колонки, которые связаны со службой организации движения (СОД) или ДРСУ.

Медицинская помощь. Через ДРСУ или СОД можно вызвать автомобиль скорой помощи, дежурных врачей.

Техническая помощь. При одном из дорожные комплексов оборудуют помещения для дежурного, дежурный автомобиль, мастерскую…

Посты ГАИ (ГИБДД) строят на перекрестках магистральных дорог и вблизи больших городов.

Освещение – в соответствии со СНиП должно быть на участках дорог 1 категории с интенсивностью более 10000 авт./уст и на пересечениях дорог 1 и 2 категорий с автомобильными или ж/дорогами на расстоянии не < 250 м.

Ограждения дорог устанавливают на насыпях выше 1,5…2 м с крупными откосами или на дорогах по крупным косогорам (ущелья, пропасти).

Ограждения бывают:

- ориентирующие, не способные удержать автомобиль. Обычно легкие ограждения (перила).

- удерживающие – каменные (бетонные) стены; массивные ж/бетонные тумбы или металлические столбы с натянутыми тросами. Их назначение – не допустить падения автомобиля с дороги.

- отбойные, отклоняющие автомобиль в сторону проезжей части. Их устраивают из упругих гофрированных стальных лент, сеток, труб и т.д.

- ограждения на разделительных полосах. Назначение не допустить переезда с одной проезжей части на другую. Часто это барьерные ограждения из бетонных стен (ул. Менделеева).

Дорожные знаки устанавливают в соответствии с проектом дороги. Опоры для знаков – железобетонные столбы или металлические трубы диаметром 10см.  Буровыми установками делают ямы в грунте (на обочине) глубиной до 1 м., затем устанавливают знаки, засыпают в пазухи грунт и уплотняют его.

Разметка, т.е. полосы, наносимые на покрытия, бордюры и в других выступающих местах, чтобы упорядочить движение транспортных средств. Полосы наносят специальными машинами краской или термопластом белого и желтого цветов. Термопласт долговечнее.

           26.3. Здания и устройства дорожной эксплуатационной службы.

Для республиканского (областного) автодора строится комплекс зданий: здание управления, лаборатория, гараж для автомобилей, депо для дорожных машин, мастерские, склады для материалов и др. постройки.

На дорогах размещают ДРСУ. Типовой комплекс:

-административно-бытовой комплекс;

-мастерская;

-открытая стоянка на 40 грузовых автомобилей с воздухоподогревом;

- открытая стоянка для дорожных машин;

- блок вспомогательных служб;

-очистные сооружения и т.п.

           26.4. Сооружения для обслуживания транспортных средств.

Заправочные станции (АЗС), станции технического обслуживания (СТО) располагаются в соответствии с требованиями СНиП 2.0502. В нем нормируются расстояния между станциями и их мощность.

Грузовые автостанции располагают в пунктах с суточным грузооборотом > 150 т. Они оборудуются пакгаузами для хранения грузов, кранами для их погрузки и разгрузки. На станциях помимо служебных помещений имеется общежитие для водителей, столовая.

           26.5. Обустройство дороги для обслуживания проезжающих.

Автовокзалы располагают в больших городах на узлах магистральных дорог в расчете на 10-летнюю перспективу обслуживания более 1000 пассажиров дальнего следования в сутки.

Автостанции меньше по размерам. Их располагают в небольших городах.

На территории автовокзалов и автостанций располагают здание вокзала, площадку для стоянки автомобилей, подвозящих пассажиров и их груз, платформы ожидания и посадки пассажиров в автобус, площадки отстоя автобусов, мастерские для текущего ремонта и АЗС.

Здание вокзала включает залы ожидания, ресторан и буфеты, кассы, парикмахерскую, почту, служебные помещения, туалеты и др.

Мотели располагаю у городов, в курортных зонах, у исторических памятников и др. мест, привлекающих туристов в количестве > 100 автомобилей и автобусов в сутки. В состав мотеля входит: гостиница, гараж или площадка для стоянки автомобилей, мастерские для ремонта.

Кемпинги (лагери для туристов). Три типа:

- огражденная территория, на которой туристы ставят автомобили и палатки. Должен быть водопровод, мусоросборники и туалеты.

-второй тип имеет общественные помещения, кухню, хранилище для продуктов, столовую, клуб.

-территория, занятая коттеджами для туристов и стоянки для автомобилей.

Рестораны, столовые, буфеты и кафе – понятно, комментарий не требуется.

Автобусные остановки. При большом потоке проезжающих через 3…5 км сооружают павильоны. Они должны быть архитектурно оформленными, легко возводимы, легко очищаемы механизированным способом. Материал для строительства: бетон и железобетон, пластмассовые сборные элементы, кирпич.

Площадки отдыха размещают через 15…20 км (для 1 категории). Их разделяют на три группы:

- панорамные (на горном перевале, берегу озера или реки и т.д.);

- пейзажные (в живописных местах на лесной поляне, у опушки леса, в горном ущелье);

- историко-монументальные.

Обычно оборудуют специальные площадки с выездом и въездом, имеющим твердое покрытие. Обязательны туалеты, мусоросборники, иногда буфеты или кафе, пункты торговли.

           Лекция 27. Основы организации работ по строительству дорожных одежд.

           27.1. Особенности поточного метода при строительстве дорожных одежд.

АД характерны тем, что на сравнительно узкой полосе на большом расстоянии распределены примерно однотипные работы. При этом все строительные подразделения двигаются один за другим, то есть соблюдается линейная последовательность. Такой способ называется поточным. Подразделения непрерывно перемещаются по дороге и сдают полностью законченные участки дороги через определенные промежутки времени.

Главная задача повышения эффективности работ поточным способом – оптимальный подбор комплекта машин. Производительность отдельных звеньев должна соответствовать скорости потока. Рационально подобрать комплект машин трудно, поэтому не всегда они работают с полной загрузкой. Промышленность начала выпускать комплекты машин ДС-100 и ДС-110 для механизации всех работ при устройстве цементо- и асфальтобетонных покрытий.

 

Разновидности поточных способов. Прежде чем рассмотреть разновидности способов, вспомним некоторые определения.

Поток – объединенные все вместе подразделения, которые выполняют работы на дороге. Потоки бывают частные, специализированные, объектные и комплексные.

Частный поток – выполняет один вид или элемент сооружения (основание, покрытие или один слой покрытия).

Специализированный поток – совокупность частных потоков, объединенных общей продукцией в виде части дороги (земляное полотно, дорожная одежда и т.п.).

Объектный поток – совокупность специализированных потоков, совместной продукцией которых является законченная дорога определенной протяженности.

Комплексный поток – группа объектных потоков, которые объединяются структурой дорожно-строительной организации. Продукцией является ряд АД в пределах области, республики, края.

Для организации работы поточным способом работы специализированного потока расчленяют на частные потоки. Частный поток состоит из отдельных участков, на которых специализированные звенья машин выполняют определенные рабочие операции. Эти участки называют захватками.

Большинство указаний по организации работ поточным способом рекомендуют длину захваток 150…300 м. Это обычный поточный способ. С помощью ЭВМ рассчитывают одну оптимальную длину захватки для всех потоков (частном, специализированном, объектном). В поток с равными захватками использование машин различное (вследствие разной их производительности).

При поточно-прогрессивном способе принято не равенство длин захваток. Причем наибольшая захватка у первого звена, наименьшая у последнего.

 

Длина последней захватки определяет скорость потока и сроки выполнения работ. При этом все звенья имеют задел (не больше установленного нормами). Более спокойная работа – выше производительность труда, лучше используются машины.

           27.2. Непоточные способы.

Всю строящуюся дорогу разделяют на отдельные участки. На отдельных участках все работы выполняет одна организация (от земли до покрытия) и не зависимо от соседних участков. Все подразделения должны закончить работу к установленному сроку.

Недостатки непоточного способа:

- возрастают общие сроки выполнения работ;

- участки законченные раньше срока нельзя использовать для движения;

- возрастает потребность в машинах, снижается коэффициент их использования;

Не поточные методы используют при строительстве дорог V категории (реже IV). Часто при строительстве способом народной стройки с привлечением местных неспециализированных организаций.

Продолжительность строительства всегда больше, чем при поточном способе.

При современном положении дел в дорожных организациях не следует.

           27.3. Построение потоков дорожно-строительных работ.

Специализированный поток по строительству ДО в общем случае состоит из трёх частных потоков:

- первый поток по строительству дополнительного слоя основания (одна, две и более захваток);

- второй частный поток – строительство дорожного основания (две или более захваток);

- третий поток по строительству ДО.

Период действия потока -  - время от начала работы первого звена на первой захватке до окончания работы последнего звена на последней захватке.

 –период развертывания потока – время от начала работы первого звена на первой захватке до начала работы на этой захватке последнего звена.

Скорость потока – количество метров готовой дороги (м или кв. м основания или покрытия) в смену. Целесообразно принимать скорость равной длине сменной захватки.

Два варианта задания скорости потока:

- исходя из заданного срока строительства (директивного срока);

- проектирования по мощности строительной организации.

В первом варианте необходимо установить состав и количество звеньев для выполнения работ в заданные сроки. Во втором определяется продолжительность действия специализированного потока при работе имеющихся в строительной организации звеньев.

Исходными данными для составления проекта потока являются: категории дороги, климатическая зона, календарные сроки строительства и протяженность дороги, конструкции ЗП и ДО, намеченные типы машин, предлагаемые материалы и изделия.

Основным элементом проектирования потока является план потока, в котором наглядно отображается организация работ. Все остальные составляющие проекта – текст, таблицы, схемы и чертежи обосновывают этот план.

           27.4. Определение сроков работы специализированного потока.

Каждый вид работы целесообразно выполнять в определенные сроки, при определенных температурах. Для строительства ДО установлены оптимальные температуры воздуха. Например, при строительстве покрытий из горячих а/бетонных смесей =+ (весной) и +  (осенью), не ниже.

Для установления начала и конца действия частных потоков строят график изменения среднесуточной температуры для района строительства по данным СНиП «Строительная климатология».

Учитывая начальные и конечные сроки для каждого вида работ, Устанавливают расчетные сроки для каждого частого потока - .

Расчетные сроки  отмечаются от сроков по климатическим условиям .

На основании установленных расчетных сроков  определяют продолжительность каждого частного потока. ), где:

 - количество воскресных и праздничных дней,  - нерабочие дни по климатическим условиям,  - ремонт машин.

           27.5. Определение длины сменной захватки.

Основной элемент частного потока – сменная захватка (в м). Её длину следует рассчитывать из заданных сроков строительства, имеющихся машин и др. условий.

По продолжительности действия каждого потока – Т - определяют минимальную длину захватки:

 , где - продолжительность строящейся дороги,  - коэффициент сменности.

Обычно при директивных сроках эта величина слишком мала для современных машин. Поэтому для данного комплекта машин устанавливают оптимальную длину захватки (в первую очередь для ведущей машины). В нормах ЕНИР приводятся нормы на единицу продукции. Например, для катка на пневмошинах ДУ-16Б для уплотнения  км покрытия необходимо 2.8 маш-смены, тогда наибольшая длина захватки будет:

Расчетная длина захватки будет находиться между .

Её определяют по наименьшим затратам на 1 кв.м слоя дорожной одежды. Удельные затраты

, руб/ ,

где  - суммарная стоимость машино-смен всех машин, входящих в комплект,

В – ширина слоя, м.

На основании расчетов по этой формуле строят график С = f(l) и устанавливают . На графике перепады стоимости возникают в местах увеличения числа комплектующих машин.

Зная длину захватки и технологический состав операций, составляют план потока.

           27.6. Составление почасовых графиков.

Одновременно с планом потока составляют почасовые графики работы машин на каждой захватке. Они служат для указания порядка использования различных машин во времени.

На графике началом ординаты может быть час начала работы в карьере или на заводе, вырабатывающих продукцию и отправляющих её на линии. Началом может быть и час начала работы на линии. В этом случае достаточно представить себе общую картину работ и ход их от карьера (завода) до линии и не отражать это время на графике.

В другом случае необходимо знать время от начала производства продукции до её доставки на линию. Например, доставка а/бетонной смеси с завода до участка дороги.

Время работы на почасовом графике для каждой машины изображают прямой восходящей линией, идущей справа от часа начала её работы до верхней левой точки – часа её окончания. На каждой линии приводят марку машины и её номер в отряде. Иногда на одной захватке ряд машин начинает работу одновременно, поэтому линии начинаются в одной точке, но могут в разных. Например, подвозка щебня самосвалами и разравнивание бульдозером, или асфальтоукладчик и катки.

При правильном составлении почасовые графики помогают в уточнении технологии и определении степени использования машин, а самое главное, позволяют быстро определить технологические ошибки.

           Раздел 4. Производственные предприятия дорожного строительства.

           Лекция 28. Назначение, классификация и размещение производственных предприятий.

Работы по строительству АД можно разделить на подготовительные, строительно-монтажные, заготовительные, включающие работу производственных предприятий и складское хозяйство, транспортные.

Затраты труда и материальные ресурсы на разработку месторождений нерудных материалов, переработку, обогащение, приготовление полуфабрикатов и изделий составляют около 50 % всех затрат на строительство АД. На 1 км дороги 3 технической категории требуется:

 - песка – 4500 ;

 - щебня – 2500 ;

 - битума – 100 т;

 - минерального порошка – 120 т.

Современная материально-техническая база строительства представляет собой предприятия по добыче и переработке каменных материалов (карьеры, камнедробильные и обогатительные заводы, битумные, эмульсионные базы и заводы, заводы по приготовлению цементо- и асфальтобетонных смесей, заводы по изготовлению сборных железобетонных изделий и конструкций, складское хозяйство). Кроме того в состав базы входят парки дорожно-строительных и транспортных машин и предприятия по их ремонту.

Основное и главное назначение предприятий дорожного строительства – удовлетворение потребности строительства в эффективных и качественных дорожно-строительных материалах, деталях и конструкциях. Механизация и автоматизация предприятий позволяет сократить сроки строительства, снизить стоимость, улучшить качество и т.п.

Производственные предприятия – это комплекс сооружений, машин и оборудования, которые обеспечивают добычу необходимых строительных материалов, изготовление полуфабрикатов, изделий и деталей.

По назначению производственные предприятия могут быть классифицированы в соответствии со следующей схемой: (см.)

 

 

В зависимости от размещения и средств доставки материалов предприятия могут быть:

- прирельсовые;

- притрассовые;

- прикарьерные;

Прирельсовые предприятия сооружают непосредственно у железной дороги. В этом случае все или большая часть материалов поступает по железной дороге.

Притрассовые заводы сооружают в непосредственной близости от строящейся автомобильной дороги. Все необходимые материалы на предприятие доставляют автотранспортом с прирельсовых складов и баз и/или из притрассовых карьеров.

Предприятия для приготовления смесей разделяют на:

 - стационарные;

- инвентарные;

- передвижные.

Стационарные предприятия размещают в капитальных зданиях и сооружениях и срок их эксплуатации на одном месте более двух лет.

Инвентарные (полустационарные) заводы (базы) комплектуются из строительных конструкций, машин и оборудования сборно-разборного типа. Их используют как короткое, так и длительное время на одном месте.

Передвижные предприятия организуют для приготовления смесей вблизи мест укладки. Они предназначены для кратковременного использования на одном месте (1месяц…1год).

Размещение предприятий. Прежде чем размещать предприятия необходимо изучить и проанализировать ланы строительства автомобильных дорог в данном районе, возможность и объемы его финансировании. На основании этого определяется целесообразность организации новых и реконструкции или расширении действующих предприятий дорожного строительства.

При выборе места расположения производственного предприятия учитывают:

 - возможность получения необходимых материалов;

 - величину транспортных затрат;

- техническую обусловленность, ограничивающую возможную дальность транспортирования отдельных видов продукции, например горячих асфальтобетонных или цементобетонных смесей.

Схемы развития и размещения предприятий должны разрабатываться с учетом перспективы на пяти- или десятилетний период.

При выборе площадки для строительства предприятия учитывают:

- географические и гидрогеологические условия района строительства,

- существующую транспортную сеть,

- обеспеченность района электроэнергией и водой,

- имеющийся жилищный и культурно-бытовой фонды,

- противопожарные, санитарно-технические и экологические требования.

Оптимальный вариант территориального размещения предприятий выбирают по минимуму приведенных затрат – ЗП, на производство и транспортирование продукции при одинаковом её качестве.

ЗП = С(пр) + С(тс) + С(пер) + С(тгп) +Е(н) *К(уд),

где С(пр) – затраты на приобретение сырья,

С(тс) – затраты на транспортирование сырья до предприятия,

С(пер) – затраты на переработку сырья в готовую продукцию,

С(тгп) – затраты на транспортирование готовой продукции,

Е(н) – нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений (=0,12),

К (уд) – удельные кап. вложения на строительство предприятия, К(уд)=Ф/Q(г) (Ф – стоимость основных фондов, Q(г) – годовая проектная мощность предприятия).

К дополнительным показателям, учитывающим особенности производства, относятся расходы электроэнергии, сжатого воздуха, пара, воды и др. затрат на единицу продукции.

Среднегодовой расход электроэнергии рассчитывается по формуле (4.2):

N(эг) = ΣN (г)/ Q(г), кВт-час/ед. продукции,

где ΣN (г) – годовая потребность предприятия в электроэнергии, квт-час.

Аналогично рассчитываются среднегодовые показатели потребления воды, пара и т.д.

При необходимости определяют годовую выработку на одного работающего и трудоёмкость изготовления единицы продукции (4.5):

В(р) = Q(г)/ Р(ср.г),

где Р(ср.г) – среднегодовая численность работающих.

Показатель трудоемкости изготовления единицы продукции отражает уровень механизации, автоматизации и организации производства на данном предприятии.

Размещение производственных предприятий должны осуществляться также с учетом социально-экологических последствий, исходя из минимализации вреда окружающей среде.

Экологическая безопасность достигается путем разработки и применения в проектной документации при строительстве и эксплуатации предприятий технических решений, организовывающих негативное воздействие на окружающую среду. Допускаемый уровень загрязнений не должен вызывать необратимых изменений природной среды, ухудшения условий обитания людей.

К сожалению, экологический ущерб от автотранспортного комплекса, включая производственные предприятия дорожного строительства, достаточно велик и достигает 2…3% ВНП. Объясняется это прежде всего отсутствием экономических стимулов к развитию рынка «экологически чистой» продукции, несовершенством налоговой системы.

После передислокации предприятий на новое место необходимо компенсировать неизбежное вредное влияние на природу и ландшафт. При этом не должно оставаться значительных отрицательных последствий для природного баланса. Картина ландшафта должна быть восстановлена или сформирована заново с соблюдением соответствующих требований. Кроме того, должны быть проведены рекультивация земель, на которых размещалось предприятие.

 

                              

                          Лекция 29. Разработка месторождений горных пород.

Изыскания месторождений природных горных пород (песка, гравия, камня) разделяют на три стадии:

- рекогносцировка,

- поиск,

- разведка.

Рекогносцировкой устанавливают район поиска. Отчет по рекогносцировке содержит описание месторождения, глазомерный план или карту. Результаты рекогносцировки служат только для планирования строительств.

При поиске устанавливают:

- ориентировочные за…

- промышленную ценность и пригодность материалов для строительства дорог.

Для поисковых работ используют топографическую карту крупного масштаба, а также геологические и геологолитологические карты. При поиске делают выработки легкого типа (расчистки – неглубокие канавы).

Разведка уточняет данные поисков. Её проводят в две стадии (предварительную и детальную) и пользуются шурфами и буровыми скважинами. По данным разведки составляют геологические разрезы, по которым подсчитываются запасы месторождений, площадь вскрытия, уровень грунтовой воды, глубину разработки.

           29.1 Разработка месторождений (горные работы).

На разведанном месторождении создается производственно предприятие – карьер. Это совокупность горных выработок для открытой разработки.

Карьеры бывают промышленные и строительные.

Промышленные карьеры – постоянно действующие, капитально оборудованные предприятия, созданные на базе мощных месторождений. Они снабжают дорожные стройки в радиусе до 1500 км. Эти карьеры не подчинены, как правило, дорожным стройкам.

Строительные карьеры – предприятия временного типа. Их организуют сами строительные организации. Срок их эксплуатации – 1…3 года. Сооружения на такие карьерах временного типа, сборно-разборные и передвижные, средства механизации менее мощные, чем на промышленных карьерах.

В свою очередь, строительные карьеры могут быть притрассовые и базисные. Первые (притрассовые) создают близ трассы строящейся доги. Базисные – на мощных притрассовых месторождениях, а также на месторождениях, удаленных от трассы.

После окончания строительства строительные карьеры часто используют для нужд эксплуатации дорог. Несмотря на относительно высокую стоимость продукции строительных карьеров по сравнению с промышленными, они весьма целесообразны из-за близости к местам потребления продукции.

Технологический процесс разработки месторождений состоит из следующих работ:

- подготовительных,

- вскрышных,

- добычных,

- транспортных и погрузочно-разгрузочных,

- переработка материалов (если нужно).

В подготовительные работы входят: очистка от леса, пней, кустарников и валунов площади месторождения; снятие и складирование растительного слоя; устройство откаточной (выездной) и разрезной траншей; засечка уступов; обеспечение отвода поверхностных вод.

Вскрышные работы, т.е. снятие слоя пустой породы, ведутся открытым способом. После удаления пустой породы в отвалы зачищают кровля полезного ископаемого (производят вскрышу). Это необходимо, чтобы избежать загрязнения полезной породы остатками пустой.

Для вскрытия применяют различные технологии, машины и механизмы:

- экскаваторы с транспортными средствами,

- взрыв пустой породы на выброс,

- разработка пустой породы в отвал с последующим вывозом,

- удаление пустой породы бульдозерами и скреперами,

- разработка гидромеханизированным способом.

Важнейший показатель эффективности открытых горных разработок – это отношение объемов пустой породы и полезного ископаемого. Этот показатель называется коэффициентом вскрышности:

К(ср) = V(в)/V(п).

При разработке месторождений в холмистой местности снятие вскрышки производят сверху вниз. Места под отвалы пустых пород выбирают там, где впоследствии не будут разрабатывать полезные ископаемые: овраги, пониженные места. Дальность возки пустых пород должны быть минимальной.

Основные производственные процессы в карьере – добыча породы и транспортирование её. Для выбора машин и оборудования по добыче горной породы необходимо знать характеристики полезного ископаемого. Для этого существуют различные классификации горных пород. Чаще других используется классификация проф. Протодьяконова М.М., в основу которой положена прочность материала.

 

Извлечение полезного ископаемого производят слоями. В результате разрабатываемый массив приобретает форму уступов.

 

Уступ – часть разрабатываемого месторождения, ограниченная горизонтальной и наклонной плоскостями. Уступ обслуживается отдельным транспортным горизонтом. Подуступ – часть уступа, разделенный горизонтальными площадками, обслуживается транспортными средствами, общими для всего уступа.

Место на уступе или подуступе, где разрабатывают горную породу, называют забоем.

Часть уступа, предназначенная для размещения машин и оборудования, называется рабочей площадкой. Часть уступа по длине, подготовленная для производства работ, называют фронтом работы.

                          29.2. Буровзрывные работы.

Это один из труднейших процессов технологии добычи камня. Затраты на его проведение – до 30% себестоимости щебня.

Методы разрушения горных пород при бурении различают на: механический и термический.

Механические способы: вращательный, ударный, ударно-вращательный и вращательно-ударный.

При вращательном бурении разрушение породы происходит за счет движения инструменты в форме резца.

При ударном бурении инструмент в виде клина внедряется в породу под действием кратковременной ударной нагрузки по оси скважины.

Вращательно-ударное бурение – сочетание двух способов. При срезаемая стружка имеет большую величины, чем при вращательном бурении.

Агрегаты ударно-вращательного движения состоят из станка и погруженного пневмоударника. Станок вращает буровой стан и подает его с определенным усилием в забой скважины. Кроме того, станок служит для подачи сжатого воздуха к пневмоударнику, который находится в скважине.

Термическое бурение производится главным образом в породах с кремнистым основанием. Разрушение породы происходит за счет неравномерного нагревания и изменения структуры кварца под воздействием горячих газов, образующихся при сгорании топлива. В горелку реактивного типа подают смесь топлива (керосин и кислород). Горелку охлаждают водой, которая превращается в пар и выносит на поверхность разрушенную породу. Горелка (в виде трубы) вращается в скважине с частотой 6…40 об/мин. Диаметр скважин 150…500 мм, глубина до 20 м. производительность 6…8 м/ч. При сгорании струя газа с температурой 1600…2200 ˚С под давлением 10 атм. и скоростью 1800…2000 м/с.

Бурение шнуров и скважин производят выше или ниже подошвы уступа. Недобур допускается в легко разрушаемых мягких породах или при необходимости сохранения подошвы выемки от разрушения взрывом.

Перебур служит для усиления действия взрыва в нижней части скважины, обеспечивая ровный отрыв породы от подошвы уступа.

Рациональный способ бурения и выбор бурильного станка определяется технико-экономическими расчетами, геологическими данными, назначением добываемой породы.

В соответствии и видом зарядных устройств различают следующие методы зарядов:

- шнуровых,

- скважинных,

 - котловых (шпуровых и скважинных),

- камерных,

- малокамерных,

 - наружных, контактных и неконтактных.

Метод шнуровых зарядов при небольшом объеме взрывных работ. Хорошее дробление породы, но наиболее трудоёмкий и относительно опасный метод.

 

Метод скважинных зарядов (ℓ> 5 м, d =100…300 мм). При этом методе скальные породы дробят взрывом серных удлиненных зарядов в скважинах, пробуренных в один или более рядов. Одновременно взрывается неограниченное количество породы. Легче управлять процессом взрыва и равномерностью дробления горных пород. Высота взрываемого уступа обычно 10…15 м.

Метод котловых зарядов включает бурение и простреливание шнуров или скважин. Простреливание – образование подземной полости взрывным способом. Котлы в шнурах очищают сжатым воздухом, в скважинах – разбуриванием нижней части скважины.

Достоинства метода – сокращение объема буровых работ. Недостатки – неравномерное дробление породы, нестабильность формы котлов.

Метод камерных зарядов применяют на открытых горных работах при высоте уступа > 12 м, угле откоса не менее 50˚. Заряды размещаются в специальных камерах в штольнях (горизонтальных) или шурфах (вертикальных). Достоинства: высокая производительность труда на взрывных работах, сокращение числа взрывов. Недостатки: трудоемкость подготовительных работ, значительный выход негабарита, возникновение сейсмических колебаний, сложность ликвидации отказов.

Вторичное дробление. К негабаритным кускам относят такие, которые по своим размерам превышают технологическое оборудование. Например:

1) По вместимости ковша экскаватора (q(э),м),

L(г) = 0,5

2) По ширине ленты конвейера (В,м),

L(г) = 0,5В + 200 мм

3) По размеру загрузочного отверстия (А,мм),

L(г) = (0,8…0,85)А.

Дробление негабарита производят механическим способом (падающий груз со стрелы крана (экскаватора) и т.п.) или взрывным способом, накладными или взрывным способом накладными или шнуровыми зарядами.

                          29.3. Выемка и погрузка горной породы.

После взрыва рыхлую породу из развала грузят экскаваторами на автомобили – самосвалы, самоходные землевозы, железнодорожные составы или ленточные транспортеры (через бункер).

Для нормальных условий производства погрузочных работ необходимо обеспечить достаточные габариты рабочей площадки, которая должна включать ширину экскаваторной заходки, проезжую часть для автосамосвалов, обочины с нагорной и низовой стороны.

Наибольшую ширину проходки экскаватора принимают равный 1,5…1,7 радиуса черпания (прямая лопата). Для бесперебойной работы экскаватора необходимо иметь запас разрыхленной породы на 10 суток работы.

Расчетное количество экскаваторов принимают по формуле:

N= ПК(н.)/П(э)К(н),

где П – среднекалендарная выработка карьера по сырью в смену,

К(н) – коэффициент неравномерности подачи транспорта под погрузку =1.1,

П(э) – производительность экскаватора,

К(н) – коэффициент использования экскаватора.

                          29.4. Разработка месторождений областных горных пород.

Залежи обломочных пород , содержащих более 50% песка, называют песчано-гравийными месторождениями. Смеси, содержащие менее 50% песка, - гравийно-песчаными.

Технология разработки песчано-гравийных материалов зависит от наличия в них прослоек крупнообломочных пород. Здесь возникает необходимость отделения крупных валунов, также необходимо производить выемку прослоек глины и песка.

Разработку и погрузку смеси в необводненных карьерах производят экскаваторами, погрузчиками с транспортированием автомобилями-самосвалами. В обводненных карьерах используют драглайны.

Различают сезонный и круглогодичный объем работы. При сезонном режиме подготовка состоит в осушении и водоотливе. При глубине разработки до 15 м осушение обводненных пород проводят дренажными канавами. При большей глубине применяют водопонижающие скважины, оборудованные погружными насосами.

Разработка песчано-гравийной смеси в зимнее время вызывает ряд затруднений. Наиболее серьезным является промерзание породы. Промерзший верхний слой пород образует козырьки, которые необходимо сбить во избежание несчастных случаев. Предохранение породы от промерзания можно производит путем создания искусственного снегового покрова (1…1,5 м),  вспашкой поверхности на глубину до 50 см, укрытием месторождения теплоизоляционными материалами (солома, листва, мох, шлак, опилки и др.).

Картерный транспорт. При разработке карьеров можно использовать все виды транспорта. Использование железнодорожного транспорта всегда выгодно при доставке горной массы на большие расстояния. При небольшой мощности карьера и небольших расстояниях транспортирования более целесообразен автомобильный транспорт: автомобили-самосвалы, самоходные землевозы.

Преимущества автотранспорта – оперативность, быстрая переброска автомобилей от одного экскаватора к другому. Недостатки – большие затраты, зависимость работы от климатических условий, плохая проходимость в слабых породах. Требуется устройство дорог.

При дальности перевозки горной массы на расстояние до 1 км оказывается выгодным конвейерный транспорт. Возможна комбинация всех видов транспорта, которая в ряде случаев обеспечивает более дешевую доставку горной массы на КДЗ или на железную дорогу.

Добычу песчано-гравийной смеси с помощью гидромониторов можно производить при разработке необводненных карьеров и наличии источников воды и электроэнергии.

                          29.5. Техника безопасности. Охрана природы.

Перед началом взрывных работ устанавливают границы опасной зоны, которые отмечают условным знаками. На границе во время взрывных работ выставляют охрану. При взрывных работах в светлое время суток обязательная подача звуковых сигналов, в темное – звуковых и световых.

Иногда заряды не взрываются, их нужно ликвидировать. Для ликвидации шнуровых зарядов параллельно бурят шнуры на расстоянии 30 см, для ликвидации скважинных зарядов на расстоянии 3 м от отказа и последующем взрыванием. Скважинные заряды можно ликвидировать также разработкой породы в месте нахождения скважины и его извлечения. Работы по ликвидации отказов производятся под руководством лиц технадзора.

Для предохранения людей от поражения кусками породы или воздушной ударной волной во время взрывных работ высоту укрытия (блиндажей) принимают не менее 1,8 м, толщину деревянного перекрытия не менее 15 см.

Рекультивация земель. Цель – приведение нарушенных земель в состояние, пригодное для использования в интересах народного хозяйства. Рекультивацию земель предусматривают немедленно после перевода предприятия на новое место. Если это невозможно, то в течение года. Рекультивация – за счет предприятия.

Состав работ по рекультивации:

- доставку плодородного слоя почвы на всю площадь, занимавшуюся предприятием,

- планировку почвы с целью образования удобного рельефа.

                          Лекция 30. Камнедробильные заводы (КДЗ).

                          30.1. Процессы переработки и обогащения горной массы.

Переработка состоит из дробления, сортировки, промывки и обогащения щебня, гравия, песка.

Дробление и измельчение – уменьшение размеров кусков породы путем механического разрушения. При дроблении получают продукты более 0,5 мм., при измельчении менее.

Для дробления применяют дробилки (щековые, корпусные, роторные), для измельчения используют мельницы.

Сортировка (грохочение) - разделение продуктов переработки по крупности на грохотах.

Промывку щебня и гравия осуществляют с целью удаления комовой глины, пылеватых частиц. Её можно производить на грохотах или моечных машинах.

Классификацию и обогащение песков применяют для доведения зернового состава до требований стандартов. Применяются гидроклассификаторы и гидроцеклоны (обогатительные аппараты).

Обогащение щебня и гравия по прочности осуществляют в осадочных машинах, механических классификаторах, специальных установках для обогащения.

Обогащение щебня по форме зерен – получение щебня кубовидной формы. Эту операцию выполняют сортировкой на щелевидных ситах, грануляцией щебня в роторных дробилках и в барабанах-грануляторах.

Номенклатура продукции КДЗ щебень фракции 5(3)-10, 10-20, 20-40 и 40-70 мм. Кроме того получается дробленый обогащенный песок 0,15-5 мм и отходы менее 0,15 мм.

Классификация камнедробильных заводов.

КДЗ разделяют:

1) По объему выпускаемой продукции (мощности):

- малый (50-100 тыс.  в год) производительности,

- средний (100-250 тыс.  в год),

- большой (более 250 тыс.  в год).

2) по схеме технологического процесса:

 - КДЗ открытого цикла (материалы проходят через дробильную машину только один раз),

- замкнутого цикла (крупные фракции после сортировки возвращаются на повторное дробление),

3) по расположению к рельефу местности:

- горизонтальные компоновка оборудования,

- вертикальная:

а) открытый цикл,   б) замкнутый цикл.

При выборе технологической схемы переработки учитывают:

- характеристики исходной горной массы,

- прочность и зерновой состав,

- ассортимент готовой продукции.

Обычно различают три типа перерабатываемой горной породы:

1) Однородные магматические породы с прочностью при сжатии ≥ 600 МПа,

2) Прочные однородные осадочные породы с пределом прочности 60…200 МПа,

3) Неоднородные малоабразивные породы с прочностью от 10 до 150 МПа с содержанием трудно промываемых включений.

Количественной характеристикой процесса дробления служит степень дробления. Она показывает во сколько раз уменьшились куски материала.

i = Д (ср)/ d(ср),

где Д (ср) – размер (диаметр) камня поступающего в дробилку,

d(ср) – размер щебня после дробления.

Например, для получения щебня 20 мм при куске подаваемом в дробилку 600 мм, i =600/20= 30. Это значит, что кусок надо раздробить на 30 частей.

Получение таких степеней дробления в одной дробилке практически невозможно. Рационально дробить материал в нескольких последовательно расположенных дробилках. Степень дробления, получаемую в каждой стадии, называют частной, во всех стадиях – общей степенью дробления. Общая степень дробления равна произведению степеней дробления в каждой дробилке.

При проектировании КДЗ и выборе дробилок их выработку принимают с учётом физико-механических свойств горной породы:

П = П(п) * К(д) * К(γ) * К(ф) * К(кр),

где П(п) – паспортная выработка дробилки, т/г,

К(д) – коэффициент дробимости породы (для твердых пород К(д)=0,9, для средне- и легкодробимых =1,1-1,2),

К(γ) – коэффициент, учитывающий насыпную плотность (К(γ) = γ/γ(п), γ(п) – насыпная плотность соответствующая паспортным данным),

К(ф) – коэффициент, учитывающий форму камня (К(ф) – γ/1,6), или при дроблении рваного камня К(ф)=1 и 0,85 – при дроблении гравийно-валунной массы.

К(кр) – коэффициент, учитывающий крупность дробимого материала. Зависит от отношения размера камня к ширине зева дробилки.

0,85 ширина зева К(кр)=1,0

0,60 ширина зева К(кр)=1,07

0,40 ширина зева К(кр)=1,16

0,30 ширина зева К(кр)=1,23.

Изменение ширины разгрузочной щели влияет на производительность дробилки и степень измельчения материала. С увеличением ширины производительность повышается, а степень измельчения уменьшается.

Ширину разгрузочной щели дробилки, при которой будет достигнута заданная производительность, определяют по формуле:

d = d_min + (П_зад – П_min) * (d_max – d_min)/ (П_max -П_min),

где d_max ,d_min – максимальная и минимальная ширина разгрузочной щели,

П_зад , П_max, П_min – заданная, максимальная и минимальная производительность дробилки, соответственно.

Выбор и расчет машин производят в соответствии с принятой технологической схемой по максимальной часовой нагрузке на технологические операции и в зависимость от крупности и свойств перерабатываемого материала.

Дробилки, устанавливаемые на последовательных стадиях дробления, увязывают по производительности и размеру куска.

Машины для дробления и измельчения разделяют на пять классов:

- щековые,

- конусные,

- валковые,

- роторные ударно-молотковые,

- барабанные мельницы.

В щековых дробилках дробление камня производится раздавливанием и частичным истиранием между дробящими плитами (подвижной и неподвижной щек). Они служат для измельчения пород средней и большой твердости и применяются как на первой, так и последующих стадиях дробления. Производительность до 300 / час.

Конусные служат для измельчения каменных материалов средней и большой твердости. Процесс дробления в них происходит непрерывно в отличие от щековых.

Валковые дробилки служат для измельчения мягких пород, а также для вторичного дробления каменных материалов средней и большой твердости. Валки бывают гладкие и рифленые. Производительность дробилок от 8 до 100 / час.

В молотковых дробилках камень измельчается силой ударов, наносимых молотками. Они служат для дробления известняков и хрупких материалов с прочностью до 150 МПа. Производительность 40…400 /ч. Загрузочное отверстие до 1400 м (камень до 1100 мм.)

Для помола каменных материалов и получения минерального порошка применяют шаровые (стержневые) мельницы. Измельчение материала достигается истиранием, раздавливанием и частично ударами металлических шаров (стержней), загружаемых вместе с материалом внутрь вращающегося барабана.

В процессе переработки материал необходимо разделить на классы по крупности. Этот технологический процесс называется сортировкой. Оборудование для сортировки бывает механического или гидравлического принципа действия.

Для механического разделения применяют машины-грохоты с просеивающей поверхностью в виде колосников, решет, сит.

В зависимости от назначения различают сортировку:

- подготовительную,

- классификационную,

- контрольную,

- избирательную.

Подготовительная сортировка – удаление на данной стадии из поступающего в дробилку материала тех размеров, которые не дробятся. Эта операция уменьшает нагрузки на дробилки и повышает эффективность их работы.

Классификационная сортировка – разделения щебня (гравия) на товарные сорта, направляемые производителям. Она должна обеспечивать получение продукции. Соответствующей ГОСТу.

Контрольную сортировку применяют перед отгрузкой щебня (гравия),долго хранящегося на складах.

Избирательная сортировка позволяет выбрать из потока компоненты, отличающиеся от основного материала. Например, выделение глина на грохотах. Комки глины, прошедшие дробилку расплющиваются в лепешку, размер которой больше максимального размера щебня. При сортировке щебень проваливается, а лепешки сползают по ситу.

Грохоты разделяются на плоские и барабанные (цилиндрические и конические). Грохоты могут иметь одну, две или более просеивающих поверхностей (наиболее часто три).

Плоские грохоты могут быть неподвижными и подвижными. К неподвижным относят колосниковые решетки, перекрывающие бункера, а также колосники, установленные перед дробилками.

Подвижные плоские грохоты делятся на колосниковые качающиеся и с возвратно-поступательным движением, эксцентриковые качающиеся с движением рамы по кругу, инерционные. Сортировка материала происходит при перемещении его по ситу в качающихся грохотах. Инерционные грохоты обеспечивают сортировку в результате вибрации.

При перемещении на поверхности грохота материал разделяется по крупность. Зерна, которые остаются на поверхности называют надрешетным продуктом (верхний класс). Зерна прошедшие сита – подрешетные продукт (нижний класс).

Верхний класс обозначают знаком плюс, а нижний класс – знаком минус.

Отношение количества материала, прошедшего сито, к количеству материала данной крупности, содержащегося в исходном продукте, называется эффективностью грохочения:

Э_г = (Q – q_0(100-Q)/Q*100, %

где Q - содержание зерен нижнего класса в исходном материале, %

q_0 – относительное содержание зерен нижнего класса, оставшихся после сортировки в верхнем классе.

q_0=A-A’/A,

где А – масса пробы надрешетного продукта,

A’ – масса той же пробы после отсева из зерен нижнего класса на лабораторном сите с отверстиями, равным отверстиям сита грохота.

Часовую выработку грохота определяют по формуле:

П = В*F*K_1*K_2*K_3*K_4,

где В – выработка грохоты для определенного размера сит, м3/м2,

 F – площадь грохочения, м2,

К_1 – коэффициент учитывающий угол наклона грохота (для горизонтального К1=1),

К_2 - коэффициент учитывающий содержание нижнего класса в исходном материале,

К_3 - коэффициент учитывающий содержание в нижнем классе зерен меньше половины отверстия сита,

К_4 - коэффициент учитывающий возможную неравномерность питания и зернового состава материала, форму зерен и тип грохотов.

Промывка щебня и гравия – простой способ получения качественного материала. При разработке неоднородных по качеству месторождений технологические процессы КДЗ включают промывку.

Для промывки применяют машины:

- барабанные скубберы,

- цилиндрические гравиемойки, гравиемойки – сортировки, грохоты и драги,

- вибрационные – вибромойки и вибрационные плоские грохоты,

- корытные – наклонные и горизонтальные.

Корытные мойки бывают лопастные, шнековые и сабельные, одно- и двухвальные. Материал промывают в металлическом корыте напорной струе воды навстречу движения материала. Промываются куски до 50..70 мм.

Барабанные промывочные машины изготавливают в виде цилиндрических моек. Применяются для промывки материала различной крупности.

Эффективность промывки:

Е_0 = (α_исх – α_пр)/α_исх,

где α_исх, α_пр – содержание комовой глины и глинистых частиц, определяемых отмучиванием в исходном и промытом продукте.

              30.2. Переработка гравийно-песчаных материалов.

Технология переработки гравийно-песчаного материала с целью получения готовой продукции (щебня из гравия, гравия, песка), отвечающей требованиям стандартов, зависит от петрографического состава исходного материала, содержания глины, пылеватых частиц, ассортимента продукции и т.п.

Технологическая схема переработки включает:

- сортировку,

- промывку,

- классификацию и обогащение песка,

- обогащение щебня и гравия по прочности и форме зерен.

По промываемости загрязняющих примесей исходную гравийно-песчаную массу можно разделить на две категории: легкопромываемую и труднопромываемую.

Легкопромываемой считают такую смесь, которая может быть промыта на вибрационных грохотах путем мокрой сортировки.

Труднопромываемая смесь требует включения в технологическую схему специальных промывочных машин.

При значительном содержании в гравийно-песчаной смеси гальки и валунов в технологическую схему включают операции дробления. Дробление осуществляют в одну, две или три стадии в зависимости от крупности и количества валунов.

                   30.3. Приготовление минерального порошка.

Минеральный порошок – тонкоизмельченный продукт из известняков, доломитов и других карбонатных пород. Различают активированные и неактивированные порошки.

Для активации при измельчении пород вводят смесь битума и ПАВ. Активированные порошки обладают гидрофобными свойствами, пониженной пористостью (≤28% объема) и пониженной битумоёмкостью – не более 45 г/100  объёма.

Минеральный порошок обычно изготавливают на стационарных заводах. Иногда его приготавливают на АБЗ в отдельном цехе. Это более эффективно, поскольку порошок поступает в мешалку при изготовлении асфальтобетонной смеси теплый, без комьев.

Технология приготовления минерального порошка может быть циклическая и непрерывная.

При циклической технологии щебень фракций 20…40 погрузчиком подают в расходный бункер. Затем из бункера тарельчатым питателем в сушильный барабан. После сушки щебень поступает в лопастной смеситель, в который из дозатора поступает смесь битума с ПАВ. В качестве ПАВ обычно применяются высшие карбоновые кислоты или их соли.

После смешения щебня с активирующей смесью материал подается в помольную установку, где он измельчается до требуемого размера. Готовый активированный минеральный порошок подается в накопительные бункера или на склад (силосного или бункерного типа).

Минеральный порошок удовлетворяет требованиям, если частиц мельче 0,071 мм более 80%.

                   30.4. Контроль качества. Охрана труда.

На КДЗ контроль качества включает:

- Ежедневно. Определение зернового состава; содержание пылевидных, глинистых и илистых частиц; содержание зерен слабых пород, пластинчатой и лещадной формы;

 - 1 раз в квартал. Прочность и плотность щебня;

 - 1 раз в год. Морозостойкость щебня.

Контроль качества щебня производят в соответствии с требованиями ГОСТ 8267-82, щебня из гравия – ГОСТ 10260-82.

Охрана труда. Врагом номер один на КДЗ является пыль, а номер два – шум.

Для снижения шума снижения шума устраивают звукоизолирующие укрытия и ограждения мест образования шума.

На стационарных заводах высаживают вокруг шумных цехов густые зеленее зоны. Для личных средств защиты против шума – ушные вкладыши, наушники, акустические фильтры.

Уровень шума строго контролируется.

Пыль (размеров 10…15 мкм) вредно действует на органы дыхания, оседает в легких, вызывает болезни (силикоз). В связи с этим строго контролируется содержание кремнезема в воздухе.

Мероприятия по предотвращению пыли:

- герметизация оборудования,

- устройство аспирируемых укрытий,

- введение мокрых процессов,

- минимизация числа перегрузок,

- применение закрытых течек и т.д.

Эффективной мерой защиты окружающей среды от пыли является озеленение территории завода посадкой деревьев, кустарников, клумб.

                   Лекция 31.Базы битумных материалов.

Назначение и классификация баз. Для приема, хранения и подготовки органических вяжущих к использованию создают битумные базы.

Различают базы централизованного снабжения крупных узлов строящихся АД и приобъектные, обслуживающие одну АД или её отдельные участки. Кроме битумных баз, на АБЗ или заводах дорожных эмульсий организуют битумные цехи.

По способу доставки вяжущего различают:

- прирельсовые базы с доставкой вяжущего железнодорожным транспортом,

- притрассовые с доставкой автотранспортом,

- прибрежные, расположенные близ судоходных рек.

Обычно дорожные хозяйства организуют прирельсовые или притрассовые базы.

Доставка битума. Битум от нефтеперерабатывающих заводов доставляют на базы в железнодорожных цистернах (50, 60 и 80 т), бункерными полувагонами (40…60 т), автобитумовозами грузоподъемностью 7, 14, 20, 40 т и более. Все виды транспортных средств имеют теплоизоляцию и устройство для разогрева битума (паром, электричеством и др.).

При разгрузке бункер полувагона опрокидывают на широкий лоток, по которому скатывается ком битума или стекает (в зависимости от степени нагрева).

Из автобитумовозов битум сливают самотеком через патрубок по гибкому шлангу или перекачивают насосом в битумохранилище.

Все битумохранилища оборудуют системами подогрева битума до текучести, чтобы он поддавался перекачке насосами (шестеренчатыми). Важное требование для битумохранилищ – исключение попадания в битум атмосферной и грунтовой воды.

По положению резервуара относительно поверхности земли битумохранилища бывают:

- наземными,

- полуямными,

- ямными.

Выбор способа строительства хранилищ зависит от уровня грунтовых вод. Если вода высоко, то обязательна гидроизоляция дна и стен резервуара (или понижают УГВ).

Битум в хранилище нагревают паром, электричеством, инфракрасными нагревателями, горячим минеральным маслом. Дну хранилища придают уклон, что способствует поступления битума самотеком в приямок. Здесь устанавливают насос и качают битум.

В приямке битум нагревается до 90 ˚С.

В битуме, поступающем с завода, допускается содержание влаги до 2,5%. Однако это выдерживается редко и содержание воды может достигать 10…15%. Для обезвоживания битума и нагрева его до рабочей температуры 150…170 ˚С применяют специальные установки.

Битумонагревательное оборудование цикличного действия представляет собой один или несколько котлов с жаровыми трубами и состоит из следующих основных узлов.

Имеется оборудование непрерывного действия – установка ДС-17.

Обезвоженный и нагретый битум хранят в цистернах с паровым, электрическим или масляным обогревом, емкостью 10…30 .

Автоматизация технологического процесса может быть частичной, комплексной и полной. На приобъектных битумных базах обычно применяется частичная автоматизация. В битумных цехах АБЗ применяют комплексную или полную.

Приготовление битумных эмульсий.

Состав эмульсий: битум и водный раствор эмульгатора.

Битумные эмульсии бывают анионные и катионные.

Анионные эмульсии в качестве эмульгатора содержат мыла высокомолекулярных соединений органических кислот: асидолы, мылонафт, сульфатное мыло и др. Количество эмульгатора 1…4,5% от массы битума.

Катионные – органические азотосодержащие соединения: амины, соли аммония – 1…4%.

По структуре битумные эмульсии делятся на прямые и обратные. В прямых эмульсиях битум равномерно распределен в виде мельчайших капель, окруженных слоем эмульгатора. В обратных – вода равномерно распределена в битуме в виде капель, стабилизированных слоем эмульгатора.

По скорости распада эмульсии при взаимодействии с каменным материалом обычно выделяют три класса эмульсий: быстро-, средне- и медленнораспадающиеся.

При выборе типа (анионная, катионная) и класса (быстро-, средне- и медленнораспадающаяся) битумной эмульсии в первую очередь принимают во внимание её назначение. Например, быстрораспадающиеся непригодны там, где предполагается смешивание эмульсии с заполнителем. Такие эмульсии пригодны для подгрунтовки оснований дорожных одежд и т.п.

Для приготовления эмульсий организуют заводы и базы. Приготовление сводится к диспергированию жидкостей и стабилизации дисперсной системы.

Для диспергации жидкости (битумы) применяют: гомогенизаторы, лопастные мешалки, акустические диспергаторы.

Гомогенизаторы (диспергаторы, коллоидные мельницы).

Современные эмульсионные установки оснащаются так называемыми коллоидными мельницами. Наибольшее часто применяется мельница, состоящая из гладкого ротора и гладкого статора. В зазор между ними (0,1…0,5 мм) подаются водная фаза и битум. Температура водной фазы  90 ˚C , битума  150 ˚C. Ротор вращается с большой скоростью (до 10000 об/мин), битум размельчается и на его капельках адсорбируется эмульгатор.

В лопастных мешалках (смесителях) готовят прямые высококонцентрированные и обратные эмульсии. Концентрированный раствор эмульгатора заливают в бак, где вращается вал с лопастями (40…80 об/мин). Битум подают постепенно по мере образования эмульсии. Получают эмульсии с концентрацией 90…95% битума.

Приготовление эмульсии с помощью акустического диспергатора. Смесь воды, эмульгатора и битума пропускают с большой скоростью через сопло, имеющее впереди вибратор - нож. Способ прост и качество эмульсии хорошее.

Приготовление эмульсий возможно по двум схемам: с введением эмульгатора в воду (1) или в битум (2).

Эмульсию хранят в закрытых помещениях, предохраняя от замерзания и попадания воды. Перед загрузкой эмульсии в автогидронаторы её пропускают через сито с отверстиями 3 мм. Гарантийный срок хранения – 2 месяца.

       Приготовление битумных паст и шламов.

Приготовление паст производят на АБЗ или битумных базах.

В качестве вяжущего используют дорожные битумы, в качестве твердого эмульгатора тонкодисперсные материалы (более 60% частиц < 0,071 мм).

Состав пасты: 30…64% битума; 8…35% эмульгатора и 25…35% воды.

Технологический процесс включает операции:

1. Подачу в смеситель порошкообразного эмульгатора (известь-пушонка, дефекат – отходы сахарного производства),

2. Подача в смеситель воды при t=60…80 ˚С из расчета 30…50% от требуемого количества,

3. Смешение эмульгатора с водой до получения тестообразной массы,

4. Подачу в смеситель битума при t=120…180 ˚С и смешивании его с тестообразной массой, в процессе которого добавляют оставшуюся воду.

5. Выгрузка готовой пасты.

Для получения шлама в пасту добавляют природный или дробленый песок (размер зерен не более 5 мм).

       Охрана труда на битумных и эмульсионных базах.

Битумохранилища, установки для нагрева битума, приготовления эмульсий и т.д. размещают с учетом господствующего ветра.

Битумы, дегти и др. вызывают раздражение и заболевание кожи, особенно при действии солнечной радиации. Загрузку и выгрузку производят ночью.

Во время нагрева котлы закрывают крышками.

Эмульгаторы, едкий натрий хранят в металлических бочках (герметичных). Соляную кислоту хранят в стеклянных бутылях.

Спецодежда – х/б костюмы с кислотоупорной пропиткой, резиновые перчатки, резиновые сапоги, очки.

Должен быть душ с теплой водой.

Прямая эмульсия смывается водой, обратная – бензином, керосином.

Во избежание самовозгорания битума нельзя превышать допустимую температуру его нагрева.

Ремонт и чистку котлов разрешается производить только после их остывания.

Остальное как обычно.

 

                   Лекция 32. Асфальтобетонные заводы (АБЗ).

       32.1. Классификация заводов и их размещение.

Асфальтобетонные заводы – специализированные предприятия предназначенные для приготовления горячих, холодных и литых смесей. Кроме того, на АБЗ организуют выпуск черного щебня, переработку старого асфальтобетона.

АБЗ могут быть классифицированы по различным признакам (мобильности, типу смеси, способу приготовления и др.).

При проектировании АБЗ очень важно выбрать место его расположения. От этого зависит: стоимость выпускаемой смеси, использование оборудования, срок строительства дороги и др.

При выборе расположения АБЗ учитывают:

- потребность смеси,

- сроки строительства дороги,

- рельеф местности,

- расположение баз и источников снабжения материалами,

- наличие железнодорожных станций и подъездных путей,

- расположение производственных и жилых объектов,

- возможность получения воды, электроэнергии,

- время доставки смеси от завода до дороги.

Оптимальный вариант размещения АБЗ определяется по стоимости 1 т смеси на месте укладки:

ΣС = С1 + С2 + С3,

где С1 – стоимость сырьевых материалов с учетом их перевозки от поставщиков до АБЗ на 1 т.см,

С2 – стоимость приготовления 1 т смеси на АБЗ (не зависит от места расположения завода),

С3 – стоимость доставки 1 т смеси на дорогу к месту укладки.

       32.2. Технология приготовления асфальтобетонной смеси.

Технологический процесс включает:

- просушивание, нагрев и сортировку песка и щебня по сортам,

- нагрев битума,

- дозирование песка, щебня, минерального порошка и битума,

- перемешивание всех компонентов,

- хранение и выдача потребителю готовой асфальтобетонной смеси.

Со склада щебня, песка материал подают погрузчиком в отсеки бункера агрегата питания, который обеспечивает подачу щебня и песка на ленточный транспортер и на элеватор, а с него в сушильный барабан.

Циклоны и агрегат мокрой очистки задерживают пыль, не давая ей вылететь в атмосферу. Улавливается 90% пыли, которая используется как добавка к минеральному порошку.

Смесительный агрегат включает: горячий ковшовый элеватор, плоский виброгрохот. Рассортированный материал в бункер, а затем в дозатор. Дозаторы минерального порошка, пыли, уноса, битума устраиваются отдельно и на схеме не показаны.

Отдозированные компоненты смеси поступают в лопастной смеситель периодического или непрерывного действия. Готовая смесь поступает в накопительный бункер и затем в автомобили самосвалы. Возможен также отпуск готовой смеси сразу после смешения, минуя бункер-накопитель.

Для очистки дымовых газов используют пылеулавливающие вытяжные устройства, как сухой, так и мокрой очистки. Широкое применение получили циклоны (на первой стадии очистки). Это аппараты цилиндрической формы диаметром 200…800 мм. Поступающая в циклоны со скоростью до 20 м/с пылегазовая смесь, вращаясь и опускаясь по винтовой, теряет твердые частицы под действием центробежной силы. Пыль оседает в нижней части циклона, а очищенный газ отсасывается вентилятором по трубе. На асфальтобетонных установках применяют одиночные и групповые циклоны, состоящие из 2, 4, 6 и 8 циклонов.

В качестве второй ступени очистки запыленных газов применяют мокрые барбатажно-вихревые уловители или тканевые фильтры. В барбатажно-вихревых пылеуловителях запыленные газы пропускаются через слой воды. При этом улавливается мелкая пыль размеров 60…100 мкм.

       32.3. Склады минеральных порошков.

Минеральный порошок на АБЗ доставляют железнодорожным, автомобильным, иногда водным транспортом. Лучшим транспортным средством являются вагоны – цементовозы с пневматической разгрузкой. Принцип разгрузки основан на свойствах аэрированного минерального порошка вытекать из цистерн подобно жидкости и в струе сжатого воздуха перемещаться по трубопроводу на склад.

В автоцементовозах минеральный порошок транспортируют до 300 км. Принцип разгрузки аналогичен.

Хранят минеральный порошок в металлических или железобетонных силосах, бункерах. Промышленность выпускает инвентарные склады.

Загрузку силосов производят из автоцементовозов с пневматической выгрузкой. Камерный насос транспортирует минеральный порошок на расстоянии до 1 км.

Отечественные асфальтосмесительные установки производительностью 25, 50, 100 т/г оснащены силосами для минерального порошка объемом 20 , а установки производительностью 200 т/г – 45 .

Битумный цех. На АБЗ обязательны хранилища или резервуары для вяжущего, устройства для его подогрева до рабочей температуры.

Суммарный цистерн зависит от расхода вяжущего и условий его поставки на АБЗ. Хранение вяжущего, его обезвоживание и подачу по трубам осуществляют также, как на битумной базе.

Склады минеральных материалов на АБЗ организуют по тем же схемам, как и на КДЗ. Их вместимость зависит от типа и мощности завода. Годовую мощность АБЗ определяют объемом работ по строительству асфальтобетонных покрытий.

Q(г) = [α * F(н) *h(н) *γ(н) + F(в) * h(в) *γ(в) +Q(зим)] К(п),

где α – коэффициент, учитывающий количество смеси для выравнивания основания и неточность толщины слоя при укладке (α =1,1),

F(н), F(в) – площади укладки в нижний и верхний слои, ,

h(н), h(в) – толщины нижнего и верхнего слоев, м,

γ(н), γ(в) – плотность смесей для нижнего и верхнего слоев, т/ ,

Q(зим) – объём зимней продукции, т,

К(п) – коэффициент, учитывающий потери смеси при транспортировании.

Запасы материалов на складах должны обеспечивать бесперебойную работу АБЗ независимо от сбоев в снабжении, отсутствия транспортных средств и т.п.

З(с) = Q(пл) * n(зап) / Т(пп) * К(нп) * К(нм),

 где Q(пл) – количество материала, необходимое для выпуска смеси на планируемый период:

Q(пл) = Q(г) * P(i) /100,

P(i) – процентное содержание материала в асфальтобетонной смеси,

n(зап) – норма запаса материала на складе, дни,

Т(пп) – продолжительность планируемого периода выпуска смеси, дни.

К(нл) – коэффициент неравномерности поступления материалов на склад (для железнодорожного транспорта = 1,3…1,5; для автомобильного = 1,1…1,2),

К(нм) – коэффициент неравномерности потребления материалов (=1,5).

Площадь склада.

F = З(с) / К(уд) * К(п),

где К(уд) – норма складирования материала на 1  полезной площади склада,

К(п) – коэффициент использования площади склада (=0,5…0,8).

       32.4. Генеральный план АБЗ.

По санитарно-технической классификации все АБЗ отнесены к 3 классу промышленных предприятий. По отношению к ближайшему жилому району их располагают с подветренной стороны для господствующих ветров и отделяют от жилых районов санитарно-защитной зоной шириной не менее 300…500 м.

Для завода выбирают относительно ровную площадку размером 1,5…2,5 га. Площадку планируют для отвода поверхностных вод. Компоновку генерального плана производят по схеме отдельной застройки с отдельно стоящими сооружениями. Второй вариант компоновки – блочная схема, при которой объединяются в общих блоках асфальтосмесительная установка, склад минерального порошка и др. Блочная схема АБЗ более компактна.

 При компоновке генплана следует учитывать, что расположение складов в середине площадки нецелесообразно из-за пересечения грузопотоков.

Расположение складов щебня, песка и смесительной установки в одну линию значительно удлиняет площадки. Проезды должны быть удобными, кратчайшими между технологическими цехами, сооружениями, складами. Не допускается встречных и перекрещивающихся потоков материалов.

При проектировании генплана вначале размещают пути подвоза материалов. Смесительный цех размещают ближе к центру площадки. Затем определяют места для вспомогательных сооружений, цехов и отделений: битумного, минерального порошка, ПАВ и др. Далее размещают ремонтную мастерскую, котельную, компрессорную, трансформаторную подстанцию. Склады жидкого топлива и масел располагают в районе склада минеральных материалов или за пределами площадки. Склад твердого топлива (если он необходим) создают в стороне, противоположной от склада жидкого топлива и битумохранилища.

Дорогу на АБЗ для подвоза исходных материалов и вывоза готовой продукции целесообразно устраивать кольцевую, позволяющую подъехать к любому складу или сооружения без встречного движения.

Обслуживающие цехи размещают в стороне от смесительного. Бытовые помещения включают: душевые, гардероб, помещения для обогрева рабочих, сушки одежды, туалет. Предусматривается пост охраны, который обеспечивает контроль вывоза материальных ценностей и прохода людей. Устраивается электрическое освещение рабочих мест, складов и дорог.

При расположении сооружений соблюдают действующие противопожарные и санитарные нормы и правила техники безопасности. Для уменьшения шума и создания микроклимата на стационарном заводе предусматривают озеленение деревьями и кустарниками.

                   32.5. Базы по обработке грунтов вяжущими.

Для укрепления грунтов вяжущими организуют базы. Как правило, это передвижные или легко перебазируемые базы, которые размещают в ближайших к дороге карьерах.

Грунт, обработанный в установке, имеет лучшее качество чем при обработке фрезами на дороге. Производительность установок (типа ДС-50) от 100 до 400 т/г. На этой установке можно проводить обработку малосвязных грунтов не только битумом, но и неорганическими вяжущими (цементом, известью). Укрепленный грунт на дорогу вывозят автомобилями-самосвалами.

       32.6. Заводы по переработке старого асфальтобетона.

В последние годы для устройства дорожных одежд широко используется старый асфальтобетон, снятый с изношенного дорожного покрытия при ремонте.

Для регенерации асфальтобетона используют оборудование двух типов:

- существующие асфальтобетонные установки с дополнительным оборудованием,

- специальные установки.

После взломки старый асфальтобетон доставляют в цех регенерации на АБЗ или специализированный завод. Здесь его дробят в щековых, конусных или роторных дробилках и сортируют на плоских вибрационных грохотах. Получают материал различной крупности, покрытый тонким слоем битума.

После сушки в специальных барабанах материал хранят в бункерах или на складе и используют в качестве основного сырья, или добавляя его (что более целесообразно) в количестве 10…15% при приготовлении нового асфальтобетона.

Для взлома асфальтобетона используют землеройно-фрезерную машину. Рабочим органом служит ротор с держателем для клиньев. Спереди на тракторе смонтировано бульдозерное оборудование. Выработка машины достигает 250…400 /час при толщине слоя до 8 см. Если необходимо разработать большую толщину, то применяют послойный метод разработки.

Технологический процесс приготовления асфальтобетонной смеси с использованием старого асфальта осуществляется в следующей последовательности:

1. Щебень, песок из агрегата питания 1 подаются отдозированными дозами в барабан 2,

2. В барабан также подается минеральный порошок со склада 3, уловленная пыль 4, битум 5 и дробленый старый асфальт 6. В барабане компоненты нагреваются и смешиваются. Нагрев барабана осуществляется путем сжигания жидкого топлива.

3. Приготовленная смесь погружается в скиповый подъемник 7, который подает её в бункер готовой смеси 8.

 

32.7. Охрана труда, природы и противопожарная защита.

Охраны труда:

1. Рабочие не моложе 18 лет. Допускаются к работе только после инструктажа,

2. Во избежание попадания горячего битума на руки и лицо рабочего разрешается работать только в рукавицах, защитных очках, комбинезонах и т.п.

3. На АБЗ должен быт горячий душ, гардероб.

4. Перед пуском асфальтосмесительной установки производят тщательный осмотр топки, форсунок топливопровода,

5. Соблюдать правила при разжигании форсунок и эксплуатации топки. При зажигании форсунки сначала открывают вентиль подачи пара (сжатого воздуха), затем вентиль подачи топлива. При прекращении работы поступают в обратном порядке. В начале работы при холодном сушильном барабане имеется опасность выброса горячих газов в сторону топки.

6. Очистку и ремонт машин производят только с выключенными двигателями, а сушильного барабана – только остывшим.

Охрана природы. АБЗ – дымное и пыльное производство. Для снижения токсичности дымовых газов целесообразно вместо жидкого топлива (мазут, соляровое масло) использовать природный газ. При этом содержание окиси углерода в отходящих газах снижается в несколько раз.

Эффективным мероприятием является замена двигателей внутреннего сгорания электродвигателями.

Запыленность атмосферы на АБЗ происходит от аэрозоля дымовых (топочных) газов и от погрузочно-разгрузочных операций. Применяют разные способы предотвращения загрязнения атмосферы:

- совершенствование технологии производства,

- оснащение современным оборудованием,

- применение эффективных пылеулавливающих установок,

- сохранение, создание и развитие зеленых насаждений.

Противопожарная безопасность:

- при размещении цехов, складов и т.д. необходимо устраивать противопожарные разрывы,

- сеть заводских дорог должна обеспечивать подъезд к любому цеху, складам и к пожарным кранам,

- должен быть в наличии противопожарный инвентарь,

- из числа рабочих и служащих создается пожарная дружина,

- на АБЗ обязательно должна быть телефонная связь.

Пожароопасными являются: битумохранилище, установка для обезвоживания и нагрева битума, склад топлива, масел и ПАВ.

                   Лекция 34. Цементобетонные заводы (ЦБЗ).

       33.1. Классификация ЦБЗ.

По сроку действия в зоне обслуживания цементобетонные заводы подразделяются на стационарные, полустационарные и передвижные.

Стационарные ЦБЗ предназначены для круглогодичного обеспечения бетонной смесью дорожно-строительных объектов в течение длительного периода.

Полустационарные – предназначены для обслуживания строящегося участка АД. Срок действия таких заводов на одном месте 2…3 года.

Передвижные ЦБЗ обслуживают участок дороги при сравнительно небольшом сроке действия на одном месте. Они имеют мобильное оборудование и могут быстро перемещаться с одного места на другое при малых затратах времени и материальных ресурсов. Завод состоит из отдельных узлов, которые легко перевозятся и монтируются за несколько часов.

Каждый из заводов имеет свои преимущества и недостатки. Например, на стационарном заводе обеспечивается хорошее качество и стабильность цементобетонной смеси. Однако на этих заводах используется более сложное и дорогостоящее оборудование. Кроме того, из-за увеличения дальности транспортирования бетонной смеси возрастают транспортные расходы. Эти факторы приводят к увеличению стоимости единицы продукции.

Стационарные заводы устраивают у железной дороги. Они включают в свой состав:

- склады каменных материалов,

- склады цемента,

- бетоносмесительные установки,

- вспомогательные отделения – электростанции или трансформаторные подстанции, котельные и компрессорные установки, устройства водоснабжения и канализации, служебные и жилые помещения.

Передвижные (притрассовые) ЦБЗ состоят из дозировочного и смесительного отделений, расходных складов заполнителей и цемента, передвижных компрессорных установок и электростанций.

В зависимости от процессов приготовления и транспортирования бетонных смесей ЦБЗ могут быть с законченным и незаконченным циклами. ЦБЗ с законченным циклом выдают готовую бетонную смесь. Заводы с незаконченным циклом производят отдозированную сухую смесь.

По принципу работы технологического оборудования ЦБЗ подразделяют на цикличные и непрерывные.

По мощности бетоносмесительных установок ЦБЗ подразделяют на следующие типы:

- малые – производительностью до 30 /г,

- средние – 60…90 /г,

- мощные – 120…240 /г,

- сверхмощные – 300…480 /г.

В зависимости от компоновки оборудования ЦБЗ делятся на башенные и партерные.

       33.2. Приготовление цементобетонной смеси.

Песок и щебень ленточным транспортером 1 через поворотную воронку 2 подаются в отсеки расходного бункера 3. Цемент со склада 10 подается в бетоноустановку пневмотранспортом или системой элеваторов. Для очистки воздуха от цементной пыли предусмотрены циклон и рукавные матерчатые фильтры 14.

Для дозирования сухих составляющих служат весовые дозаторы 9. Вода дозируется в бетономешалки также по массе дозатором 4. Добавки дозируются дозатором 5.

Из распределительного бункера 8 сухие материалы направляются в один из бетоносмесителей 6. Приготовленная смесь через раздаточные бункера 7 выдается в транспортные средства.

В зависимости от способа перемешивания компонентов смеси бетоносмесителями бывают гравитационного и принудительного действия.

Гравитационное перемешивание происходит в барабане, вращающимся относительно горизонтальной или слегка наклонной (до 15˚) оси. Внутри барабана неподвижно прикреплены полки (лопасти). Смешение происходит в результате столкновения потоков компонентов, падающих с лопастей под действием силы тяжести.

Гравитационные бетоносмесители пригодны для приготовления пластичных смесей. Для жестких смесей используют бетоносмесители принудительно действия. В смесителях этой конструкции потоки смешиваемых компонентов создаются лопастями, двигающимися внутри смесительной ёмкости.

Эффективность смесителя определяется однородностью приготовления смеси при минимальном времени перемешивания. Однородность смеси оценивается вариацией прочности образцов бетона из одного замеса. Коэффициент вариации для цикличных бетоносмесителей не должен превышать 10 %.

C(v) = σ / μ*100?

где σ – квадратичное отклонение прочности бетона,

μ – среднее значение прочности.

По выработке бетоносмесителей определяют мощность предприятия. Часовая производительность бетоносмесителей цикличного действия определяется по формуле:

П(ц) = 3600 * V * К(в)/ 1000(t(д) + t(с) +t(в) + t(х),

где V – объем готового замеса, л,

К(в) – коэффициент внутрисменного использования смесителя (=0,8…0,85),

t(д), t(с), t(в), t(х) – соответственно, время на загрузку смесителя компонентами (10…15 с), смешивание их (60…90 с), выгрузку смеси (10…20 с) и возврат барабана под загрузку (10…12 с).

       33.3. Организация складов щебня и песка на ЦБЗ.

Запасы материалов на складах должны гарантировать бесперебойную работу завода. По нормам запасы на складах принимают в зависимость от дальность КДЗ. При дальности 1000 км запасы должны быть на 30 суток работы ЦБЗ, при среднем расстоянии (500 км) – 20 и близком (50…100 км) – 8 суток.

Склады различают по материалам, вместимости и способу разгрузки. Разгрузку щебня осуществляют гравитационным способом, сталкиванием и черпанием. Гравитационная разгрузка осуществляется путем наклона кузова или опрокидывания вагона, а также через люки полувагона. В бункерных вагонах, оборудованных люками, остатки невыгружаемых материалов достигают 15…20%. Поэтому при разгрузке применяют дополнительные операции по очистке.

Для хранения песка, щебня, гравия склады могут быть открытого и полузакрытого типов. Целесообразны склады траншейного типа с разгрузочной эстакадой. Из траншей сыпучие материалы вначале наклонным, а затем надштабельным распределительным транспортером подают в секции склада по размерам.

Расчетная вместимость складов:

V = Q(c) * n(x),

где Q(c) – суточный расход материалов,

 n(x) – нормативный запас хранения.

       33.4. Хранение цемента.

Стоимость цемента составляет около 70% от стоимости материалов, составляющих цементобетонную смесь. На каждую партию цемента выдается паспорт. Каждый сорт цемента должен храниться в отдельных бункерах или силосах. Наиболее предпочтительны стальные силосы цилиндрической формы.

Промышленность выпускает силосные склады в комплекте с пневмотранспортными устройствами вместимостью от 200 до 4000 тонн. При небольших объемах работ целесообразно использовать передвижные склады цемента вместимостью 25 тонн. Запас цемента на складе определяется по формуле:

З = Q*P*n*K1 / T*K2,

где Q- годовой объем выпускаемой продукции бетоносмесительным цехом, ,

P – усредненный расход цемента на 1  бетонной смеси, кг,

N – нормативный запас хранения цемента на складе, сут,

К1 – коэффициент возможных потерь цемента (К1=1,04),

Т – количество рабочих дней в году,

К2 – коэффициент заполнения склада (0,85…0,95).

Разгрузку цемента из крытого вагона производят машинами – разгрузчиками всасывающего и всасывающе-нагнетательного действия. Крытые вагоны имеют ряд недостатков: большие потери, возможность увлажнения, сложность разгрузки.

Более эффективны вагоны-цистерны (60 ) с пневморазгрузкой. При дальности транспортирования цемента до 300 км используются автоцементовозы, также с пневморазгрузкой. Принцип действия пневморазгрузки состоит в разрыхлении цемента сжатым воздухом, проникающим в цистерну через пористую перегородку аэроустройства, перемещение его по аэроложку к разгрузочному патрубку и транспортирование по шлангу и трубопроводу под действием сжатого воздуха на склад.

К оборудованию внутризаводского транспорта относят пневмовинтовые насосы и подъемники, предназначенные для транспортирования цемента по трубам. Дальность подачи в сумме по горизонтали и вертикали до 400 м, высота подачи – 20…36 м.

К внутризаводскому транспортному средству относятся также аэрожелобы. Это трубопровод прямоугольного сечения, составленный из двух коробов – верхнего и нижнего. Между ними помещена воздухопроницаемая перегородка. В нижний канал нагнетают сжатый воздух, а в верхний подают цемент. Цемент насыщенный воздухом приобретает текучесть и перемещается по лотку, установленному к горизонтали под углом 5…7˚. Необходимое давление воздуха для транспортирования цемента 0,005 МПа.

       33.5. Транспортирование цементобетонных смесей.

На дорогу цементобетонную смесь доставляют автомобилями-самосвалами, автобетоновозами и автобетоносмесителями. При перевозке смесь должна быть защищена от атмосферных осадков, замораживания, высушивания.

При длительной перевозке смеси расслаиваются, поэтому подвижные смеси (ОК > 5см) в транспортных средствах, не имеющих побуждения, перевозят не далее 10 км по хорошей дороге. Автобетоносмесители можно использовать на большие расстояния. Автобетоновоз представляет собой кузов, смонтированный на шасси грузового автомобиля. В отличие от обычных автомобилей-самосвалов кузов автобетоновозов сужается к разгрузочному отверстию. Сверху кузов закрыт крышкой.

Выбор оптимальных транспортных средств производят по приведенным затратам на перевозку:

П= А + ВL,

где А и В – расчетные коэффициенты,

L – расстояние транспортирования смеси, км.

       33.6. Особенности зимних работ на ЦБЗ.

Зимой бетонная смесь отпускается с завода с повышенной температурой. Наибольшая температура смеси и её составляющих зависит от вида цемента.

Продолжительность перемешивания зимой увеличивается  в 1,5 раза против летних условий.

Помещение ЦБЗ для работы зимой утепляют. Температура в помещении должна быть не ниже 10…15˚С. Особо сложной является разгрузка вагонов и размораживание заполнителей. Для этого применяются различные приспособления и оборудование: инфракрасные панели излучения, бурорыхлительные машины, вибраторы и т.д.

       33.7. особенности работы на ЦБЗ в условиях повышенной температуры.

В жаркую погоду, особенно если длительность транспортировки смеси превышает 30 мин, температура смеси отправляемой с ЦБЗ не должна превышать 20…25˚С. Воду используют из прохладных источников, хранят её в холодном состоянии при теплоизоляции труб и резервуаров.

Бетоносмесительные установки размещают в закрытых помещениях. На открытом воздухе установки окрашивают в светлые тона, защищают навесами от солнца.

       33.8. Генеральный план ЦБЗ.

При проектировании генерального плана необходимо учитывать перспективу расширения и возможность создания повышенных запасов материалов. При расположении ЦБЗ в ступенчатом рельефе используют гравитационное перемещение материалов.

Приемные устройства материалов и котельные установки размещают у подъездных путей и участков, достаточных по размерам для размещения складов материалов.

При компоновке генплана предусматривают возможность выдачи заполнителей и цемента разным потребителям.

Все здания и оборудование ЦБЗ располагают с учетом розы ветров, чтобы штабеля заполнителей не засыпались посторонними примесями, а производственная пыль не оседала в районе жилого массива. Административные помещения также располагают так, чтобы они не подвергались запылению цементом и пылевидными заполнителями.

Цементовозы прокладывают с минимумом поворотов в тоннелях или на эстакадах с целью легкого доступа к ним.

       33.9. Контроль качества смеси.

Погрешность взвешивания на дозаторах не должна превышать  1% для цемента и воды и  2% для заполнителей. Дозаторы помимо ежедневных профилактических осмотров, регулярно (не реже одного раза в месяц) контролируют органы ведомственного контроля.

Продолжительность смешивания бетонной смеси в барабане смесителя контролируют по специальным часам. Продолжительность перемешивания в соответствии со СНиП 3-15-76 должна быть 40…60 с в смесителях принудительного действия и 60…120 с в смесителях гравитационного перемешивания.

Влажность заполнителей рассчитывают высушивая пробы до постоянной массы не реже 1 раза в смену, а при получении новых партий и после выпадения осадков определяют дополнительно.

Зерновой состав проверят просеиванием не реже одного раза в сутки.

Если обнаружено отклонение влажности или зернового состава заполнителей от проекта, то дозировку составляющих изменяют.

Подвижность или жесткость бетонной смеси проверяют путем испытания проб, отбираемых при выгрузке из бетоносмесителя. Подвижность определяют конусом, жесткость техническим вискозиметром. Эти определения проводят два раза в смену при установившейся погоде и не реже чем через 2 ч при резком изменении влажности заполнителей, а также при переходе на новый состав смеси.

Марку бетона устанавливают испытанием кубов на сжатие, а прочность при изгибе определяют испытанием бетонных балочек. Морозостойкость бетона – путем попеременного замораживания и оттаивания образцов-кубов.

       33.10. Охрана труда и противопожарная защита.

 Проезды и переходы должны иметь твердое дорожное покрытие и водостоки и освещаться в ночное время. Для подъема рабочих к машинам установок устраивают прочные лестницы с перилами высотой 1 м. Ширина эстакады допускает свободный проход не менее 0,8 м, огражденный с обеих сторон.

Очистку и ремонтные работы на эстакаде производят только при прекращении движения транспортирующих устройств. Ремонт машин и оборудования производят при выключенных двигателях.

Закрытые помещения, где возможно образование пыли должны иметь надежную вентиляцию. В таких помещениях не реже одного раза в месяц проводится исследования воздушной среды.

Трубопроводы для пара и горячей воды во избежание ожогов располагают не ниже 2,5 м от уровня пола.

При приготовлении смесей с химическими добавками соблюдают меры предосторожности против ожогов, повреждений и отравления.

Пуск машин в ЦБЗ без предупредительных сигналов не разрешается. В цехах или непосредственно у рабочего места машин вывешивают инструкции о порядке пуска и остановки двигателей, сигнализации.

Противопожарная защита.

Наиболее пожароопасными являются склады топлива, масел, горючих добавок и др. Для тушения используют химическую и воздушную механическую пену, средства первичного пожаротушения – огнетушители, песок, воду и т.п.

Химическая пена – 80% углекислого газа и около 20% воды – универсальное средство тушения легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.

Помещения и площадки для стоянки машин, хранилища топлива, раздаточные колонки и т.п. обеспечивают дополнительно ящиком с сухим песком, войлочным или алебастровым покрывалом в соответствии с действующими нормами.

       Лекция 34. Заводы и полигоны для изготовления железобетонных изделий (ЖБИ).

       34.1. Структура заводов ЖБИ.

Завод ЖБИ включает следующие технологические участки или цеха:

- склады цемента, заполнителей, арматурной стали с устройствами для выгрузки из транспортных средств,

- бетоносмесительный узел или цех,

- арматурный цех,

- цех формования,

- участки ускорения твердения бетонных изделий, отделки и комплектации продукции,

- склад готовой продукции.

Сборные железобетонные изделия очень материалоёмки. Чтобы выпустить 100 тыс. продукции в год, завод должен получить и переработать  250 тыс. т материалов – цемента, заполнителей, металла. Это составляет в среднем около 10000 т в рабочий день. Для доставки материалов такой завод имеет подъездную железную дорогу.

На заводе необходимо иметь системы технологического водо- и пароснабжения. Кроме того, для ремонта оборудования и транспортных средств на заводе организуется ремонтно-механический цех.

Заводы ЖБИ, как правило, строят по типовым проектам.

       34.2. Полигоны.

Оборудование полигонов по производству ЖБИ аналогично оборудованию заводов, но менее мощное. Машины обычно отвечают условиям эксплуатации на открытых площадках и несложных капитальных сооружений.

В средней полосе страны на полигонах круглогодичного действия бетоносмесительные, формовочные и арматурные отделения размещают в утепленных помещениях.

Различают полигоны:

- комплексные, самостоятельные стационарные предприятия,

- призаводские, создаваемые на заводах ЖБИ,

- построечные, непосредственно на строительных объектах,

- с круглогодичным и сезонным режимом работы, действующими в теплое время года.

Выбор технологической схемы полигона зависит от номенклатуры изделий, их размеров, массы, объемов производства и серийности.

При выпуске больших партий изделий длиной до 12 м, шириной до 3 м, высотой – 0,6 м и массой вместе с формой не более 15 т предпочтение отдается поточно-агрегатной схеме производства. Изделия больших габаритов и массы, или выпускаемых небольшими партиями, целесообразно изготовлять по стендовой технологической схеме.

       34.3. Технология изготовления ЖБИ.

34.3.1. Технологические схемы производства.

Технологический процесс состоит из ряда последовательных операций:

- приготовление или доставка бетонной смеси с ЦБЗ,

- изготовление арматуры железобетонных изделий,

- формование изделий,

- ускорение твердения изделий.

В зависимости от расчлененности общего технологического процесса формование изделий различают поточно-агрегатную, конвейерную и стендовую технологию.

При поточно-агрегатном способе форму и формуемое изделие передают по потоку от одного технологического поста к другому с помощью кранового оборудования.

Поточно-агрегатное производство требует наименьших производственных площадей и времени строительства завода, позволяет легко переводить предприятие на выпуск другой продукции.

Конвейерное производство ЖБИ является разновидностью поточно-агрегатного и характеризуется тем, что формы и изделия перемещают по технологическому потоку не кранами, а специальными передаточными устройствами. Для него характерен принудительный такт работы, т.е. одновременное передвижение всех форм по замкнутому технологическому кольцу с заданной скоростью (ритмом).

При стендовом способе технологические процессы выполняют в неподвижных формах или стендах. В процессе формования и до приобретения бетоном необходимой прочности изделия остаются на месте, а технологическое оборудование и обслуживающие его рабочие звенья перемещаются от одной формы к другой.

34.3.2. Технология изготовления арматурных элементов и конструкций.

Процесс производства арматуры железобетона состоит из последовательных операций:

- заготовки стержней,

- изготовления плоских сеток и каркасов, их гибки,

- сборки объемных арматурных каркасов.

Эти операции выполняются на отдельных машинах и на автоматических линиях.

Процесс изготовления арматурных элементов включает чистку от ржавчины и масла, предварительную обработку стали, заготовку элементов из проволоки и стержней, изготовление закладных деталей.

К обработке арматурной стали относят правку, волочение, сплющивание, силовую калибровку, электротермические напряжения.

Размотку, чистку, правку и резку на стержни производят на правильно-отрезных станках.

Волочение – протаскивание металла через конусные отверстия – фильеры. Сталь, подвергнутую волочению, называют холоднокатаной.

Сплющивание – способ упрочнения арматурной стали, заключающийся в прокатывании прутка между рифлеными валками, в результате пруток приобретает периодический профиль. Вследствие наклепа, возникающего при сжатии стержня, предел текучести стали повышается на 25…30%.

Силовая калибровка – вытягивание стержней до напряжения, превышающего предел текучести стали. В результате повышается её предел текучести.

Термическое упрочнение стали. Технологический процесс включает: доставку стержней в арматурный цех; укладку их и подачу под электроды; электронагрев до 900…1000˚С; сброс стержней в закалочную ванну; выемку охлажденных стержней и укладку их под электроды, электронагрев до температуры отпуска 325…375˚С; охлаждение до температуры окружающей среды; выдачу упрочненных стержней. Термическое упрочнение применяют главным образом для напрягаемой арматуры периодического профиля.

Для изготовления сеток и плоских каркасов в арматурных цехах заводов ЖБИ применяют специальные многоточечные сварочные машины с пневматическим приводом сжатия электродов.

34.3.3. Формование железобетонных изделий.

Процесс состоит в укладке бетонной смеси в формы с арматурным каркасом, распределении и уплотнении смеси, отделке лицевой поверхности изделия.

В зависимости от технологии производства изделий формы могут быть:

- с откидывающимися бортами при распалубке,

- со съемной бортоснасткой, удаляемой по окончании формования,

- неразъемные, в которых поддон тесно связан в бортами. Распалубку неразъемных форм осуществляют за счет уклонов граней изделия или упругой деформации бортов из тонколистовой стали.

Для облегчения распалубки на дно и стенки формы наносят смазку.

Бетонную смесь укладывают в форму бетоноукладчиками или вручную (при малых объемах). Уплотнение смеси производят в основном вибрационным способом глубинными и поверхностными вибраторами, на виброплощадках. Воздействие вибрационных импульсов вызывает снижение вязкости и разжижения смеси с одновременным её уплотнением.

Вибрирование изделий на виброплощадках с пригрузом повышает эффективность уплотнения бетонной смеси примерно вдвое, сокращается время уплотнения, обеспечивается получение гладкой поверхности.

Центробежное формование используют при изготовлении труб, бетонных свай круглого сечения, опор линий электропередачи и др. При изготовлении труб смесь загружают в форму при её вращении. Под воздействием центробежных сил смесь равномерно распределяется по стенкам формы, происходит уплотнение бетона с отжатием воды.

При изготовлении дорожных плит используют вибропрокатные станы Козлова Н.Я. По этой технологии поступающая непрерывным потоком из смесителя смесь распределяется на формовочной ленте. Одновременно с разравнивание происходит уплотнение смеси вибробрусом через формовочную ленту. При дальнейшем движении формующей ленты изделие подвергается калибровке путем прокатки виброваликами для получения его проектной толщины. Головное изделие краном подают в пропарочную камеру для тепловлажностной обработки. Вибропрокат производят на стационарных и передвижных станах.

34.3.4. Тепловая обработка ЖБИ.

Наиболее распространенным способом ускорения твердения изделий является тепловлажностная обработка. Сущность её в том, что с повышением температуры до 80…100˚С скорость гидратации цемента значительно возрастает и процесс твердения ускоряется. Изделие в более короткие сроки приобретает необходимую прочность, позволяющую транспортировку и монтаж.

Наиболее широко используют ямные и туннельные пропарочные камеры. Последние – непрерывного действия. В качестве теплоносителя широко используют пар, паровую смесь, реже подогретый и увлажненный воздух. Нагрев изделий теплоносителем происходит при непосредственном соприкосновении с ним открытых поверхностей или через стенки формы.

Весь цикл тепловлажностной обработки делят на 3 периода:

- подогрев до наибольшей температуры,

- выдержка при этой температуре (изотермическая выдержка),

- охлаждение до температуры окружающей среды.

Автоматизация тепловой обработки позволяет сократить её продолжительность, уменьшить расход пара, увеличить пропускную способность установок, улучшить качество изделий. Применение электронных программных регуляторов температуры позволяет производить в установках контроль температуры, автоматическое ведение процесса тепловлажностной обработки по заданной программе, автоматическую вентиляцию камер.

       34.4. Организация склада готовой продукции.

Хранение готовых железобетонных изделий осуществляют на открытых площадках, неподалеку от цеха пропаривания. Площадка должна имеет покрытие и уклон для отвода атмосферных вод. Изделия хранят по типоразмерам и назначению. Короткие изделия укладывают в штабеля горизонтально. Нижние ряды опирают на подкладку, длина которой равна ширине штабеля плюс по 10 см по краям. Ширина прокладки:

b = Q / (nlp),

где Q – суммарная масса изделий в штабеле,

n – количество подкладок под один штабель. Наименьшее количество подкладок – две,

l – ширина штабеля,

p – допустимое напряжение на смятие опорной поверхности подкладки.

Толщина подкладки должна быть ⅔ её ширины.

На 1  полезной площади склада укладывают 2…2,5 т железобетонных изделий. Площадь склада определяют в соответствии с нормами технологического проектирования. Запас готовых изделий на складах рассчитывают на 10…14 суток.

Высота штабелей не должна быть более 1,6 м для мелких изделий и 3 м для крупных. Между штабелями должны быть проходы шириной не менее 0,6 м и проезды, ширина которых зависит от применяемых транспортных средств и порядка их движения. Проходы между штабелями в продольном направлении устраивают через 25 м.

Площадка склада, включая все внутрискладские проезды, должна быть освещена по нормам минимальной освещенности.

В качестве подъемно-транспортного оборудования на складах применяют мостовые, консольно-козловые, башенные самоходные краны и вилочные погрузчики. Грузоподъемность и количество подъемно-транспортных машин зависит от их назначения и размера изделий, выпускаемых заводом.

       34.5. Контроль качества изготовления и хранения ЖБИ.

Контроль качества на заводе возложен на лабораторию и отдел технического контроля (ОТК).

ОТК осуществляет контроль за качеством поступающих материалов и полуфабрикатов, за соблюдением всех технологических режимов на каждой операции технологического процесса, за соответствием качества выпускаемой продукции.

В лаборатории производят контрольные испытания каждой партии цемента. Проверяют качество заполнителей, арматуры, добавок в бетонную смесь. От каждой партии цемента отбирают пробу в количестве 20 кг. Из каждой партии щебня, песка (200 ) отбирают из пяти мест пробу по 5 кг. Для испытания арматуры на растяжение и изгиб из каждой партии (60 т) выбирают по пять образцов для каждого вида испытаний.

В технологическом процессе контролируют:

- дозирование компонентов. Дозирование материалов следует производить по массе: цемента, воды, добавок – с точностью 2%, песка и щебня 5%,

- перемешивание смеси. Режим и время перемешивания должны корректироваться при изменении состава бетона, вида материалов, температуры, состояния машины и др. факторов,

- качество готовой бетонной смеси (удобоукладываемость, испытание прочности образцов-кубов на сжатие),

- прочность сварных соединений арматурных сеток и каркасов, соответствие диаметров свариваемой арматуры, размеров сеток и каркасов,

- геометрические размеры опалубки и форм, расположение арматуры и закладных деталей. Формы должны быть очищены и смазаны, не должны иметь щелей,

- при изготовлении преднапряженных изделий контролируют правильность расположения арматуры и степень её натяжения,

- при формовании контролируют последовательность укладки смеси в формы, степень её уплотнения и отделки поверхности, режим выдержки изделий до пропаривания и режим термообработки.

Перед отправкой готовых изделий на склад представитель ОТК проверяет соответствие формы и размеров изделия, внешнего вида и качества отделки рабочим чертежам: ГОСТам и ТУ.

После проверки каждое изделие маркируют несмываемой, хорошо видимой краской (марка завода, паспортный номер, индекс и сорт изделия, номер браковщика ОТК).

Для контрольных статистических испытаний от каждой партии отбирают 1% конструкций. Статистические испытания включают определение прочности, жесткости и трещиностойкости конструкций.

Результаты осмотра и испытания изделий оформляют актами, в которых записывают все обнаруженные отклонения, дефекты, требующие устранения, действительную марку бетона в конструкции, общую характеристику состояния конструкции или изделия. Каждое изделие, отправляемое потребителю, имеет индивидуальный паспорт, который заполняется контролером ОТК в соответствии с результатами испытаний.

       34.6. Охрана труда и противопожарная защита.

Вредное воздействие на рабочих завода ЖБИ оказывает вибрация, которая может вызывать вибрационную болезнь (повышенная утомляемость, слабость рук, интенсивные боли в суставах). Установлены предельно допустимые величины вибрации, которые измеряются виброизмерительными приборами на вибрирующих поверхностях рабочих мест (пол, сиденье, ограждение и т.д.).

Вредное воздействие на рабочего оказывает также шум. Механические шумы, как правило, вызваны неисправностью оборудования. Аэродинамические или безударные шумы возникают при движении газа, пара, жидкости. Источники шума – вентиляторы, компрессоры, пневмотранспорт и др. Шум электрических машин возникает от колебаний ротора и крыльчатки. Вибрационные механизмы порождают все виды шума. Длительное воздействие шума приводит к ухудшению слуха, расстройствам нервной и сердечнососудистой систем (утомление, снижение внимания и работоспособности). Особенно опасен шум в сочетании с вибрацией. Уровень шума измеряют шумомером. Уровень шума в 130 децибел вызывает болевое ощущение, выше 130 дБ – механическое повреждение органов слуха.

Шум и вибрацию снижают улучшением конструкции оборудования, а также применяют специальные защитные средства, лечебно-профилактические меры, организационные мероприятия.

Противопожарная защита. Противопожарные мероприятия аналогичны проводимым на бетонном заводе. При размещении зданий необходимо соблюдать противопожарные разрывы. Все цеха, склады и сооружения оборудуют огнетушителями, металлическими ящиками с песком и другим противопожарным оборудованием.

                       

Лекция 35. Обеспечение дорожного строительства электроэнергией, теплом, водой и сжатым воздухом.

Одним из видов подготовительных работ строительства является организация обеспечения дорожных промышленных предприятий, строительных площадок и линейных работ энергоресурсами и водоснабжением.

На дорожном строительстве используют различные виды энергии: электричество, пар, газ, сжатый воздух, жидкое топливо. Следует стремиться, чтобы на одном объекте использовалось бы не более двух видов энергии.

Требуемое количество энергоресурсов зависит от характера выполняемых работ и общей мощности оборудования.

Общая потребная мощность Nэ питающего трансформатора может быть определена по формуле:

Nэ = 1.1 Kc[ΣP(уст) /cos ψ +ΣPв +ΣPн]Кз*Кр,

где 1,1 – коэффициент, учитывающий потери мощности в сети,

Р(уст) – установленная мощность всех силовых потребителей, кВт,

cosψ – коэффициент мощности силовых потребителей, подключаемых к трансформатору ( 0,8),

Кс, Кз, Кр – коэффициенты спроса, загрузки и одновременности работы электродвигателей (Кс=0,2…1; Кз=0,45...0,75 и Кр=0,8…0,85), соответственно,

Рв, Рн – мощность оборудования для внутреннего и наружного освещения.

Наружное освещение осуществляется лампами, подвешиваемыми на высоте не менее 4 м при расстоянии между световыми точками, равном 50-кратной высоте подвески, и соблюдения норм освещенности.

Организация водоснабжения. Общий требуемый расход воды на предприятии Врасч:

Врасч = Σ(Вп + Вб) Ку /Т *3600*Кт*1000,

где Вп – расход воды в смену на производственные нужды, л,

Вб – бытовое потребление воды за смену, л,

Ку – коэффициент неучтенных потерь и утечки воды (1,15…1,25),

Кт – коэффициент сменной неравномерности потребления воды (1,1…1,6), определяется наблюдением и подсчетом.

Расчетные нормы расхода воды на дорожном строительстве приводятся в справочной литературе.

Давление в самой отдаленной точке водопроводной сети должно быть не менее 1,5 кгс/ . Трубы водопровода временного пользования следует прокладывать в траншеях глубиной до 0,3 м. Зимой сеть труб засыпают слоем опилок высотой до 0,5…0,8 м.

Жесткость воды (содержание солей, мг-экв/кг) нормируется в зависимости от назначения (котлы, радиаторы машин, приготовление бетона). При необходимости воду умягчают в специальных установках на месте потребления.

В дорожном производстве пар применяют для подогрева битумных коммуникаций, распыла топлива в форсунках, для прогрева бетонных изделий, прогрева воды и для других нужд.

Нормы расхода тепла на технологические операции приводятся в справочниках, а также необходимое количество тепла модно рассчитать по формулам. Например, расход тепла (в ккал) на прогрев в осенне-зимнее время 1  мерзлого песка, щебня, гравия равен

Q = (γ*P/100*1000) *Cм(tк –tн) + P/100*1000 (-0.5tн+80+tк)*св,

где γ – плотность подогреваемого материала, кг/ ,

Р – объемная влажность материалов, %,

См – удельная теплоемкость материала, ккал/кг*гр,

tн, tк – начальная и конечная температура материала, ˚С.

Во многих технологических процессах на дорожных работах и производственных предприятиях применяют сжатый воздух:

- для пневматического транспортирования цемента, извести и минерального порошка,

- привода пневматического инструмента и паровоздушных молотов,

- распыла жидкого топлива в форсунках,

- электропневмоуправления при автоматизации оборудования производственных предприятий.

Из ресивера сжатый воздух развозят по потребителям: на короткие расстояния (до 20 м) – по резиновым шлангам и на большие расстояния – по стальным трубам. Внутренний диаметр воздухопровода зависит от расхода воздуха и расстояния его подачи и составляет от 20 до 300 мм (150).

Компрессорные установки бывают различной мощности от 2,8 до 100 кВт, производительности 0,5…10 /мин и объемов ресивера от 10 до 520 л.

Компрессорные установки, как и парокотельные, можно эксплуатировать только после проверки и приема их инспекцией Госгортехнадзора.

Кроме компрессоров, создающих рабочее давление 6…7 кгс/ , для распыления жидкого топлива, для аэрации цемента или в пылеочистительных установках применяют вентиляторы низкого давления (до 0,5…0,8 кгс/с ). Это более экономично, чем использование сжатого воздуха от компрессора.

Раздел 5. Особенности строительства городских дорог и улиц, внутрихозяйственных дорог сельскохозяйственных предприятий.

       Лекция 36. Особенности строительства городских дорог и улиц.

36.1. Классификация городских дорог и улиц.

Улично-дорожную сеть населенных пунктов застраивают в виде непрерывной системы с учетом функционального назначения улиц и дорог, интенсивности движения, архитектурно-панировочной организации территории и характера застройки.

Каждая дорога или улица имеет свое назначение, обеспечивая связь между отдельными городскими территориями. Чем выше категория, тем больше значения в жизни города играет данная улица или дорога.

 Классификация улиц и дорог городов, а также требования к их основным параметрам приведены в СНиП 2.07.01-89 «Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений» (табл. 5.1).

В каждом городе есть хотя бы одна главная улица, которую выделяют из всей улично-дорожной сети. (В Уфе – 3 главных улицы: Ленина, пр. Октября, Первомайская).

Ширина улицы принимается в т.н. «красных линиях». Эти линии обозначают границу от которой начинается жилая застройка. Расстояния от края проезжей части дорог до красной линии нормируются (для магистральных дорог – 50 м, при шумозащите – 25 м).

В местах пересечения автомобильных и пешеходных потоков предусматривают пешеходные переходы в одном и разных уровнях (надземном и подземном варианте).

Улица между красными линиями состоит из следующих основных элементов: проезжая часть, тротуары, пешеходные дорожки, посадочные площадки на линии общественного транспорта, зеленые насаждения, разделительные полосы и островки регулирования движения, автомобильные стоянки, велосипедные дорожки и рельсовые пути трамвая.

В рекомендациях по проектированию улиц и дорог городов и сельских поселений (ЦНИИП по градостроительству Минстроя России –М, 1994) приведены типовые поперечные профили улиц и дорог:

- для магистральных дорог – 4 варианта,

- для магистральных улиц общегородского значения – 4,

- для магистральных улиц районного значения - 6,

- для улиц, дорог местного значения и проездов – 4.

Всего 18 вариантов. При необходимости вы их найдете.

По высоте элементы улиц любой категории должны быть размещены так, чтобы поверхностный сток по ширине улицы был обеспечен от красных линий в сторону проезжей части. Проезжую часть проектируют ниже других элементов улицы, ей придают выпуклый профиль, обеспечивающий сток воды с проезжей части в лотки. Затем вода отводится по лоткам в дождеприемные решетки закрытой водосточной сети.

       36.2. Особенности строительства транспортных объектов в городах.

К основным особенностям производства дорожно-строительных работ в городской черте относятся:

1. Более широкая номенклатура элементов поперечного профиля улиц и дорог.

2. Стесненные условия производства работ в районах застройки.

3. Наличие в зоне работ подземных, наземных и надземных коммуникаций (линий электропередач, кабели связи, трубопроводы).

4. Высокая капитальность улиц и дорог, Вызванная тяжелыми условиями эксплуатации: высокой интенсивностью движения, низкие скорости, частые торможения и разгоны.

5. Высокая плотность развязок в разных уровнях, пересечений и примыканий.

6. Высокая концентрация элементов обустройства (переходы, светофоры, освещение, разметка, знаки, ограждения и т.п.).

7. Высокая стоимость строительства при незначительном протяжении объекта.

8. Сжатые сроки строительства: действует правило «скорость во главе угла».

9. Обеспеченность подходами и подъездными путями к району строительства.

10. Ограничение в выборе технологии работ, т.к. в городской черте существует запрет на некоторые виды работ: смешение на дороге, поверхностная обработка и др.

11. Ограничение в выборе средств механизации: не рекомендуется применение скреперов, грунтосмесительных машин, фрез и др.

12. Запрет на использование некоторых материалов (деготь, гудрон, смолы, отходы промышленности) , отрицательно сказывающихся на жизнедеятельности людей, животных, растительности.

 

36.3. Организация строительства дорог и улиц.

36.3.1. Общие положения.

Организация строительства дороги или улицы – комплекс мероприятий для повышения эффективности, т.е. достижения поставленных задач в плановые сроки при лучшем использовании ресурсов и соблюдения требований качества работ и охраны природы.

В комплекс мероприятий входит определение метода строительства (поточный, непоточный), определение состава бригад, расчет числа машин и их сочетание в пространстве (по длине дороги и времени).

Кроме производственных задач документы по организации строительства содержат решения по финансовому обеспечению, кадрам, вопросам быта строителей (жилье, питание, доставка к месту работы), размещения рабочих на объектах работ, их отдыха и др.

Все виды работ по строительству улиц и дорог разделяют на заготовительные, транспортные и строительно-монтажные.

СМР подразделяются на линейные и сосредоточенные. Линейные работы – возведение земляного полотна в небольших насыпях и выемках, строительство ДО, закрытой системы водоотвода, наружного освещения, озеленения, установку ограждений и знаков.

Сосредоточенные работы – возведение высоких насыпей и разработка глубоких выемок, строительство крупных комплексов зданий дорожной и транспортной службы, больших производственных предприятий.

       36.3.2. Основные принципы организации дорожно-строительных работ в городах.

1. Выполнение работ в строгой технологической последовательности.

2. Начало выполнения и завершения работ в соответствии с календарным графиком.

3. Осуществление строительства при минимальных затратах.

4. Применение современных средств механизации.

5. Применение прогрессивных дорожно-строительных материалов.

6. Концентрация и специализация производства.

7. Обеспечение высокого качества строительства, требований охраны труда и ТБ и требований охраны окружающей среды.

 

36.3.3. Методы организации дорожно-строительных работ.

В городском дорожном строительстве строительные процессы выполняют последовательно, параллельно и поточно.

Последовательный метод работ состоит в том, что все строительные процессы выполняют сначала на одном участке дороги, а затем все силы и ресурсы перемещают на следующий участок и так до полного завершения строительства дороги.

При этом методе – концентрация сил и ресурсов на коротком участке. Недостаток – перерывы в работе из-за отсутствия заделов. Это удлиняет и удорожает строительство в целом.

Этот метод нередко применяется в городском дорожном строительстве, поскольку иногда невозможно обеспечить фронт работ на всем протяжении строящейся дороги (задержка сноса строений, необходимость сохранения нормального движения транспорта и др.)

Параллельный метод – одновременное выполнение комплекса работ на всем протяжении строящейся дороги, разделенной на самостоятельные участки.

Этот способ позволяет значительно ускорить строительство из-за подключения многих специализированных подразделений. В городских условиях этот метод применяют при вводе крупного объекта в эксплуатацию в сжатые сроки (МКАД в Москве, мост через р. Белая по Воровского в Уфе).

Поточный метод – последовательно-параллельное непрерывное выполнение всего технологического комплекса работ специализированными звеньями с передвижениями их с участка на участок строящейся дороги в технологической последовательности.

Преимущества – наиболее рационально используются технические средства, высокая производительность труда, высокая культура и качество работ, сокращение сроков и стоимости строительства.

Поточный метод требует строгого обеспечения ресурсами и предварительного выполнения части сосредоточенных работ. Если не выполнить эти условия, то нарушится основной принцип поточного производства – непрерывность.

Частные, специализированные, объектные и комплексные потоки.

Частный поток – технологические операции, выполняемые звеном рабочих на захватке с использованием однотипных машин (доставка, разравнивание и уплотнение грунта).

Специализированный поток – совокупность частных потоков, объединяемых общей продукцией в виде конструктивного элемента дороги (ЗП, основание, покрытие и т.п.)

Объектный поток – совокупность специализированных потоков, связанной конечной продукцией в виде законченного объекта (мост, здание, участок дороги и т.п.)

Комплексный поток – группа организационно связанных объектных потоков. В результате его работы – комплекс инженерных сооружений, входящих в состав дороги.

Продолжительность строительства объекта при поточном методе состоит из трех частей:

- период развертывания потока – tразв,

- период установившегося потока – tуст,

- период свертывания потока – tсв.

Период развертывания потока – интервал времени, когда постепенно включаются все механизированные подразделения. Определяется организационными и технологическими условиями строительства объекта и должен быть минимальным.

Период установившегося потока – в течение его все подразделения работают непрерывно и через определенные интервалы выдают готовую продукцию.

Период свертывания потока – интервал времени, в течении которого последовательно выключаются подразделения из потока после окончания работ. Для специализированного потока этот период – не более суток. Для комплексного – он равен промежутку времени от конца работы первого специализированного (частного) потока до конца работы последнего специализированного (частного) потока.

       34.3.4. Определение сроков работы потоков.

Все СМР в дорожном строительстве условно делят на 5 групп в зависимости от температуры воздуха.

 

Максимальный срок строительства определяется по формуле:

Tmax = Ai – Tвых – Тл – Трем – Тто – Тразв;

где Ai – число календарных дней в строительном сезоне для данной группы работ,

Твых – число выходных и праздничных дней за период Ai,

Ткл – количетсво нерабочих дней (простоев) по климатическим условиям: дождь, густой туман и т.п.,

Трем – количество нерабочих дней (простоев) из-за ремонта машин и оборудования,

Тто – продолжительность планируемых технологических и организационных разрывов,

Тразв – количество дней, необходимых на развертывание потока.

       36.3.5. Проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР).

ПОС – первая стадия проектирования строительства при двухстадийном проектировании. ПОС выполняют проектные организации и институты.

Задачи ПОС:

- решение принципиальных вопросов организации строительства,

- установление порядка и сроков проведения работ,

- расчет потребности в материально-технических ресурсах,

- указание источников получения ресурсов.

В состав ПОС входят:

- строительный генеральный план объекта (стройгенплан),

- схема организации движения городского транспорта и пешеходов, согласованная с ГАИ и службой пассажирского транспорта,

- календарный план,

- рекомендации по организации строительства, технологии и мерам безопасности при проведении работ.

ППР – вторая стадия проектирования строительства при двухстадийной и единственная при одностадийном проектировании.

ППР разрабатывает подрядная организация.

Задача ППР – детализация и уточнение основных положений ПОС.

Вопросу разработки ППР посвящено значительное количество директивных документов Росавтодора. Приказ № 360 от 08.08.2003 «Об обеспечение качества дорожных работ…» гласит (п.16): «Не допускать выполнения дорожных работ без утвержденных ППР».

Распоряжение Росавтодора 02.04.2002 № 319-р (п. 1.1) – «выполнение дорожных работ без ППР запретить».

Если ПОС определяет стратегию строительства объекта, то ППР предусматривает тактику выполнения этих работ.

ППР является основным технологическим документом. Он предусматривает порядок и последовательность выполнения технологических операций, способы и методы их контроля, а также организацию работ в течение строительного периода.

Основанием для разработки ППР служат следующие документы:

1. Задание заказчика по освоению физических объектов и сроков завершения по вводу и эксплуатации отдельных участков строящегося объекта,

2. ПОС, разработанный в составе инженерного проекта,

3. Проектно-сметная документация.

4. Утвержденный годовой финансовый план строительства,

5. Ведомость выполненных работ в предшествующий период (произведенный задел),

6. Номенклатура, условия и транспортная схема поставки ДСМ, конструкций и изделий,

7. Сведения о мощностях подрядных организаций. Их состав и количество, которые необходимы для выполнения всего комплекса технологических операций,

8. Сведения об оснащенности подрядчиков средствами контроля. Включая состав исполнителей и их классификации,

9. Схема управления качеством подрядной организации и условия взаимодействия с техническим надзором заказчика.

При разработке ППР особое внимание уделяется разработке технологических карт на основные виды работ.

В состав ППР на строительство АД входят:

1. Календарный план производства работ с указанием наименования работ, их объема, трудоемкости, потребности в машинах и механизмах, продолжительности, численности персонала в смену, состава бригад и графика работ (дни, недели, месяцы).

График для проектов производства работ (ППР) строят по схеме графика Ганта, согласовывая с линейными календарными графиками.

2. График поступления на объект строительных материалов, изделий и конструкций.

3. График потребности в рабочих кадрах с указанием профессий.

4. График потребности в машинах и механизмах с указанием наименования.

5. График потребности в технологическом транспорте.

6. График потребности в ГСМ.

7. Линейный календарный график, совмещенный с планом трассы АД. На плане трассы указывается размещение производственных баз, карьеров, станций приемки материалов и т.д.

8. Технологические карты по видам работ с включением в них технологических схем, на которых указано направление потока, размер захваток, их нумерация, коэффициенты сменной нагрузки машин.

В технологические карты должны быть включены разделы:

- область применения,

- указания по технологии производственного процесса,

- указания по организации труда,

- материально-технологические ресурсы (расчет состава механизированного звена в зависимости от вида ведущей машины, включая потребность в технологическом транспорте и ГСМ).

9. Геодезическое обеспечение строительства должно содержать:

- акт приемки геодезической основы (передает заказчик),

- схемы размещения геодезических знаков,

- схему создания сгущенной геодезической разбивочной основы с указанием по закреплению осей сооружений,

- порядок выполнения промежуточных геодезических построений для технологических операций (установка копирструны, откосных лекал, высотных вышек и др.),

- порядок сезонного обследования состояния знаков геодезической разбивочной основы,

10. Перечни (освидетельствование и калибровка) лабораторных приборов, инструментов и оборудования.

11. перечни конструктивных элементов, подлежащих промежуточной приемке (скрытые работы и ответственные конструкции). Приемка должна оформляться актами по соответствующим формам.

12. Пояснительная записка с обоснованием решений по производству работ, определением темпов строительства.

 

36.3.6. Последовательность строительства улицы в городе.

Порядок укрупненного состава работ:

1. Подготовительные работы (разбивка трассы, расчистка полосы строительства, обустройство строительного участка и т.д.).

2. Строительство подземных инженерных сетей и сооружений.

3. Строительство ЗП.

4. Строительство дорожных одежд на проезжей части, местных проездах и тротуарах, включая бортовой камень.

5. Обустройство улицы (озеленение, освещение, установка средств ОДД и др.)

6. Заключительные работы.

 

36.4. Подготовительные работы при строительстве городских улиц и дорог.

Включают:

- ограждение территории строительства,

- привязка и разбивка осей сооружения,

- расчистка полосы отвода, включая снятие растительного слоя,

-вертикальная планировка строительной площадки,

- устройство временных сооружений.

Ограждение территории обозначается сигнальными лентами ярких цветов, натянутыми по периметру стройплощадки, барьерными ограждениями и световым оборудованием.

Организация – производитель работ обязательно вывешивает щит со своим названием и телефонами.

Привязка и разбивка осей.

Перед началом строительных работ вновь уточняют положение дороги на местности и восстанавливают закрепление трассы (трасса – линия, определяющая положение на местности геометрической оси дороги). Выполняется закрепление основных точек поперечного профиля ЗП, проезжей части, тротуаров, дорожек (пешеходных, велосипедных) и автомобильных стоянок.

Обозначают границы полос отвоза постоянного и временного пользования.

Выставляют высотные рабочие отметки на пикетах и в местах перелома продольного профиля. При возведении насыпи колья с высотными отметками устанавливают и по оси трассы. Высотные колья должны сохраняться до окончания работ.

Подробно вопросы привязки, разбивки и закрепления трассы вы изучали ранее в дисциплине инженерная геодезия.

Полосу земли, отводимую для размещения дороги, расчищают от леса, кустарника, пней и крупных камней. Если в пределе этой полосы находятся строения, линии связи или электропередачи, подземные инженерные сооружения, то их перестраивают или переносят на другое место в соответствии с решениями, указанными в проекте.

Расчистка полосы отвоза, включая снятие плодородного слоя почвы, рассматривалась нами ранее на 3 курсе при рассмотрении вопросов технологии возведения ЗП.

Расчистку полосы от леса целесообразно выполнять зимой. Лучше древесина, облегчается проезд по грунтовым дорогам. Спиливание бензомоторными или электрическими пилами. Пни выкорчевывают летом. При высоких насыпях пни оставляют, но производят их консервацию.

Перед валкой леса удаляют кустарник и низко расположенные сучья. После спиливания удаляют сучья и стволы, транспортируют трелевочным трактором со щитом.

Погрузка деревьев на транспортные средства осуществляется кранами с грейдерным захватом, бульдозерами с челюстным рабочим органом или спец. Лесопогрузчиками.

Работы производят на двух участках – пасеках со сдвижкой или на 50 м. Для этого полосу делят на две равные части по ширине.

После корчевки пни и сучья удаляют или сжигают. Корчевка пней – бульдозерами, корчевателями или взрыванием. Ямы после корчевки засыпают грунтом и уплотняют. В выемке ямы не засыпают.

Кустарник удаляют бульдозерами или кусторезами в любое время, но лучше зимой.

Камни объемом 1  удаляют бульдозерами, больше 1 взрывают и удаляют.

Плодородный почвенный слой снимают со всей площади полосы и укладывают в отвалы.

Толщина снимаемого слоя устанавливается проектом (в среднем 20…25 см). Растительный грунт используют для укрепления откосов ЗП, для распределения на разделительной полосе, рекультивации земель.

Срезку грунта выполняют бульдозерами. В зависимости от ширины дорожной полосы работают по разным схемам. Поперечная (челночная) при ширине до 20…25 м, поперечная участковая при ширине > 25 м и продольно диагональная – бульдозером с поворотным отвалом (это можно при любой ширине).

Рекультивация территорий. В первую очередь восстановление земель производят на территориях, занимавшихся под временные дороги, стоянки дорожных машин, грунтовые, песчаные или гравийные карьеры, боковые резервы.

Работы по восстановлению выполняют в две стадии: техническую и биологическую. Первая стадия приведение в порядок территории, выравнивание и планирование площадей, уменьшение уклонов, отсыпка плодородного слоя. На второй стадии восстанавливают структуру и плодородие земель посредством правильной обработки, культивации почвенного слоя и определенного севооборота. Это делают землепользователи.

Вертикальная планировка территории входит в мероприятия по инженерной подготовке. Вертикальная планировка городской территории определяет условия поверхностного стока воды, строительство уличной сети, парков, бульваров, площадей.

Если не соблюдаются условия поверхностного стока воды, прокладки подземных коммуникаций, строительства улиц, создания зеленых насаждений и т.д., то в результате после застройки повышается УГВ, т.е. происходит подтопление территорий. Это приводит к ухудшению эксплуатации подземных инженерных сооружений, резко снижается ровность ДО и иногда наблюдаются просадки на проезжей части или тротуарах.

Задача вертикальной планировки – приспособить сложившиеся условия рельефа к нуждам застройки, движению пешеходов и транспорта. Она (ВП) позволяет не только организовать рельеф для наиболее экономичной транспортной сети, но и создать наиболее выразительный силуэт города.

В условиях города чаще всего ЗП улиц расположено в нулевых отметках, т.е. вертикальная планировка выполнялась ранее. При этом грунты ЗП оказываются неоднородными по генезису. Как правило, в верхней части грунтовой толщи образуется верховодка. Для осушения и повышения прочности грунтов и снижения их морозного пучения приходится устраивать глубокий дренаж. Одновременно выполняются работы по регулированию поверхностного стока с прокладкой водосточной сети.

Устройство временных сооружений.

Навесы для хранения дорожно-строительных материалов, ангары и гаражи, бытовки, туалет, сторожка для охраны, телефонная связь, источник питьевой воды, передвижная электростанция, трансформаторная подстанция, противопожарный щит, схема движения автотранспорта.

 

       Лекция 37. Строительство городских водостоков.

       37.1. Классификация, принципы размещения подземный инженерных сетей.

Подземные коммуникации – часть инфраструктуры города. Они определяют уровень его развития и благоустройства. В крупных городах протяженность подземных инженерных сетей в несколько раз превышает протяженность улиц и составляет десятки тысяч километров. Доля подземных инженерных сетей достигает 25…30% стоимости строительства города. Отсюда значимость и необходимость совершенствования строительства подземный сетей.

Всю совокупность подземный инженерных сетей можно разделить на три группы:

- трубопроводы,

- кабельные сети,

- коллекторы.

Трубопроводы подразделяют на:

- магистральные (транспортные), обслуживающие город и районы,

- разводящие, обслуживающие микрорайоны и кварталы.

- внутриквартальные, обслуживающие отдельные дома.

По функциональному назначению:

- общегородские (водопровод, канализация, теплопроводы, газопроводы, дренажи),

- специальные промышленные (нефтепроводы, паропроводы, золопроводы и т.д.)

Кабельные сети – электрические сети высокого (до нескольких десятков киловольт) и низкого напряжения. Кроме того имеются сети слабого тока – телефонные, телеграфные, радиовещания, телевидения.

Коллекторы. Три группы:

1. Коллекторы-трубопроводы – это трубы большого диаметра (больше 1…1,5 м) и тоннели, служащие для пропуска различных жидкостей (в основном канализационные и сточные коллекторы).

2. Специальные коллекторы (каналы), в которых размещается один вид подземных сетей (теплосеть или кабельные прокладки).

3. Общие или совмещенные канализационные коллекторы для совместной прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения.

Инженерные подземные сети размещают с учетом направления и поперечным профилем улиц. Долговечность подземных коммуникаций, как правило, намного ниже срока службы на земных сооружениях. Поэтому размещать их нужно таким образом, чтобы обеспечить рациональную эксплуатацию, ремонт и замену в рамках сложившегося города.

Принципы расположения подземных сетей под улицами:

1. Недопустимо размещать их под проезжей частью улиц. Под тротуарами – нежелательно. Следует размещать на специальных зеленых полосах, которые могут служить и разделительными полосами.

2. Для предотвращения просадок зданий и сооружений минимальное расстояние от них до подземных коммуникаций – от 2 до 15 м в зависимости от вида и глубины заложения сетей.

3. По отношению к транспортным сооружениям, рельсовым путям, зеленым насаждениям сети размещают от 0,5 до 15 м.

4. Между соседними прокладками сетей 0,5…5 м.

5. Минимальная глубина заложения сетей определяется:

А) глубиной промерзания грунта (для водопровода, водостока, канализации, газопровода влажного газа).

Б) сохранностью осей от воздействия внешних нагрузок (для всех сетей),

В) при ширине улиц более 60 м следует предусматривать дублирование подземных сетей – их прокладку по обеим сторонам улицы,

Г) предпочтительно совмещенная прокладка подземных коммуникаций в коллекторах. Это значительно улучшает условия эксплуатации улиц и инженерных сетей.

 

37.2. Назначения и структура систем водоотвода в городах.

Системы отвода поверхностных вод в городах называют дождевой (ливневой) канализацией, или водостоками. Водосточная система в городах предназначена для отвода дождевых и талых вод, вод от полива и мытья улиц, вод из дренажных систем и внутренних водостоков зданий.

С ростом благоустройства городов значение поверхностного водоотвода многократно возрастает. В старых городах, преобладали грунтовые поверхности и газоны, а ДО были водопроницаемы (щебеночные покрытия, брусчатые и булыжные мостовые) средний коэффициент поверхности стока бассейна составляет 0,3…0,5, т.е. большая часть дождевой воды впитывалась в грунт или задерживалась на поверхности. В современном городе преобладают водонепроницаемые поверхности – кровли зданий, асфальтобетонные покрытия. Коэффициент стока, например, для центра Москвы составляет 0,85, т.е. почти вся поверхностная вода за очень короткое время собирается в пониженные места рельефа. При недостаточной пропускной способности водостоков вода затапливает прилегающие территории.

Отвод поверхностных вод в городских условиях может осуществляться:

1. Самостоятельно по открытым водостокам или подземным трубопроводам. Это разделенная система канализации. Бытовые, производственные и поверхностные сточные воды сплавляют по разным сетям.

2. По общесплавной системе, когда поверхностные стоки сбрасываются совместно с бытовыми и производственными сточными водами.

3. По полураздельной системе. Уличная сеть трубопроводов раздельная, а главные коллекторы общесплавные.

В зависимости от размеров города и степени его благоустройства применяют следующие системы отвода поверхностных вод:

1. Открытая – состоит из лотков и кюветов, входящих в поперечный профиль улиц, водоотводных канав, русел малых рек.

2. Закрытая – состоит из сети трубопроводов, водоприемных и смотровых колодцев и камер.

3. Смешанная – включает в себя элементы закрытой и открытой сети.

В крупных и средних городах основная система водоотвода закрытая. На ранних стадиях развития города в ней используются элементы открытой системы.

37.3. Элементы водосточной сети.

Основными элементами водостока являются:

1. Вертикальная планировка территорий, обеспечивающая сток поверхностных вод к водоотводящей сети.

2. Водоотводные канавы.

3. Лотки на проезжей части улиц и водоприемные колодцы.

4. Системы трубопроводов – водосточные ветки и продольные водостоки, прокладываемые под улицами.

5. Главные водоотводящие коллекторы, трассируемые по направлению тальвегов, преимущественно под улицами.

6. Смотровые, поворотные, соединительные и перепадные колодцы для осмотра, содержания и ремонта водостока.

7. Городские водоемы, используемые для регулирования паводковых вод (пруды-регуляторы).

8. Очистные сооружения на устьевых участках водосточной сети.

Вертикальная планировка. Одна из основных задач вертикальной планировки – приспособление, преобразование рельефа местности для обеспечение поверхностного водоотвода.

Рациональна ВП, при которой отсутствуют замкнутые пониженные места, уклоны местности находятся в пределах 4…80%, что обеспечивает самотечный сток воды без разлива поверхности; сток поверхностных вод не концентрируется в отдельных точках, а равномерно распределяется по длине лотка.

Такая планировка обеспечивает благоприятные условия развития района с наименьшими затратами на строительство закрытых элементов водосточной сети.

Канавы и лотки – открытые элементы водосточной сети при любой системе водоотвода.

Размеры водного потока в лотках в зависимости от категории улицы, условий движения транспорта и пешеходов:

- ширина потока 0,8…2,5 м,

- глубина около бортового камня до 5…6 см.

Расположение лотков:

- чаще всего лотки размещают вдоль бортового камня проезжей части улиц и внутриквартальных проездов. Вода отводится в водоприемные колодцы.

- непосредственно зеленых зонах или вдоль тротуаров. Это лотки шириной 30…50 см и глубиной 15…20 см. Они укрепляются монолитным или сборным бетоном.

Расстояние от водораздела до первого водоприемного колодца достигает 300 м.

Водоприемные (дождеприемные) колодцы.

Их размещают:

 - в пониженных местах, не имеющих стоки,

- у перекрестков и на площадях,

- в местах выездов и въездов кварталов микрорайонов,

- на перегонных участках улиц.

Устанавливают колодец в лотке проезжей части около бортового камня так, чтобы решетка находилась вровень с дорожным покрытием или ниже его до 3 см.

Расстояние между водоприемными колодцами или допустимая длина свободного пробега воды в уличных лотках определяется максимально возможным наполнением лотка, т.е. допустимой шириной и глубиной потока воды в лотке, не затрудняющими движение транспорта и пешеходов.

С увеличением продольного уклона скорость воды возрастает, поэтому и расстояние между колодцами увеличивается.

При ширине улицы в красных линиях более 30 м расстояние между дождеприемными колодцами должно быть не более 60 м.

Глубина заложения водоприемного колодца устанавливается в соответствии с принятой наименьшей глубиной заложения водостоков, но не менее 0,8 м. Для нормальной эксплуатации колодца его высота должна быть такой, чтобы бетонный лоток находился вне зоны промерзания. Минимальный диаметр круглого колодца 0,8 м. Размер люка не менее 0,4 на 0,8 м. Колодцы устраивают в основном с плавным очертанием дна без приемков для осадка.

Водосточные ветки. Из дождеприемного колодца сточные воды попадают в водосточные ветки, ведущие к смотровым колодцам.

Требования к водосточным веткам:

- длина не более 40 м,

- минимальный продольный уклон 5%,

- рекомендуемый уклон 20…30%,

- диаметр назначают без расчета 150…300 мм.

На улицах и дорогах с разделительной полосой между основными проезжими частями продольный водосток лучше располагать под ней. Водосточные ветки в этом случае подсоединяются к нему с обеих сторон и их длина, как правило, менее 40 м.

Материал труб водосточных веток – железобетон, асбестоцементобетон, полимер (полиэтилен, винипласт).

Продольный водосток. Это самый протяженный элемент водостока. Диаметр трубы определяют расчетом (50…3500 мм). Диаметр всегда внутренний.

Самая верхняя точка внутреннего диаметра трубопровода называется шелыга, а самая нижняя лоток.

Стыковые соединения – раструбные, фальцевые, муфтовые и сварные.

Материал труб – ж/бетон, асбестоцементобетон, пластмасса (ПВХ, полиэтилен).

Размещение водостока. Глубина расположения водостока (как и любого вида канализации) должна быть:

- больше 0,7 м до верха трубы,

- лоток на 0,3 м ниже глубины промерзания при диаметре до 500 мм и на 0,5 м ниже глубины промерзания при диаметре больше 500 мм.

Уклоны трубопроводов определяют расчетом из условия облегчения самоочищающейся скорости движения сточных вод.

Самоочищающаяся скорость – при которой не происходит заиливания трубопровода. Зависит от внутреннего диаметра трубы.

Наибольшие уклоны определяются расчетом из условия обеспечения сохранности труб. Максимальная допустимая скорость  7 м/с. Для труб это соответствует продольным уклонам 30…40%.

Для водосточных коллекторов сечением 10…20 м применяют также прямоугольные трубы из сборных элементов. Возможно устройство коллекторов методом щитовой проходки в виде тоннелей диаметром до 6 м со сборной железобетонной обделкой.

Смотровые колодцы устанавливаются в местах:

А) изменения продольного уклона водостока,

Б) изменения направления водостока в плане,

В) изменения диаметров трубопровода,

Г) примыкания и разводки сетей,

Д) примыкания водосточных веток на перегонных участках через определенные расстояния.

При больших диаметрах проще осматривать и очищать трубы, поэтому больше расстояния между колодцами.

Не допускается отклонение крышки люка относительно уровня покрытия более 2 см.

Как правило, в смотровых колодцах совмещаются функции поворотных, соединительных и перепадных колодцев.

Пруды-регуляторы. При значительных размерах бассейна и больших расчетных расходов сточных вод поверхностный сток регулируют естественными или искусственными прудами. Их задача – разместить излишек сточных вод, транспортируемых к коллектору. Строительство этих прудов позволяет уменьшить поперечные сечения главных коллекторов. На коллекторы устраивают камеру с водосливом, через который в пруд попадает вода, которая не усваивается коллектором.

Очистные сооружения. Поверхностные воды города загрязнены нефтепродуктами, взвесями, хлористыми солями и другими веществами.

В первые минуты дождя концентрация взвешенных веществ в стоке превышает 1…3 г/л (до 15 г/л). Поэтому надо чистить прежде чем сбрасывать. Всё чистить невозможно, поэтому в очистные сооружения отвозятся только наиболее загрязненная часть поверхностного стока. Пиковые расходы относительно светлой воды от сильных дождей или весенних паводков сбрасываются в водоемы без очистки. Без очистки сбрасываются воды с городских лесопарков.

Очистные сооружения располагают на устьевых участках главных коллекторов.

Очистные сооружения на ливневой канализации обеспечивают механическую очистку сточных вод: улавливают мусор, взвешенные вещества, нефтепродукты. Степень очистки сточных вод должна быть не менее 80% для взвешенных частиц, 95% для нефтепродуктов и 100% для мусора.

Очистные сооружения бывают:

- открытого типа – в виде пруда-отстойника,

- закрытого типа – в виде прямоугольной железобетонной трубы.

По подводящему трубопроводу поверхностный сток поступает в карман грубой очистки, где решеткой улавливается плавающий мусор, а по сливному стоку отводится часть нефтепродуктов. Затем через щитовой затвор вода попадает в секцию отстаивания, где в течение 2 ч происходит гравитационный процесс осветления воды.

Очистные сооружения закрытого типа представляют собой ж/б трубу сечением 15…25 .

 

       Лекция 38. Технология строительства подземных инженерных сетей (ПИС).

38.1. Строительство в раздельных и совмещенных траншеях.

Основной объем работ выполняют открытым траншейным способом. Прокладка кабелей и трубопроводов может быть:

- раздельной с укладкой сетей в отдельных траншеях,

- совмещенной с прокладкой нескольких сетей в одной траншее или общем коллекторе.

При раздельной прокладке трубопроводы и кабели размещают на различной глубине от поверхности земли. В первую очередь укладываются сети глубокого заложения, затем более мелкого.

Совмещенный способ прокладки трубопроводов в одной траншее предусматривает расположение трубопроводов в одном уровне или с некоторой разницей в отметках.

Технологическая схема прокладки ПИС открытым способом предусматривает следующие последовательные этапы:

- рытье траншей,

- устройство оснований под трубопроводы,

- монтаж трубопроводов,

- заделка стыков трубопроводов и испытание сетей,

- обратная засыпка и уплотнение грунта в траншеях,

- вывозка лишнего грунта.

Рытье траншей обычно производят с экскаваторами с вместимостью ковша 0,25…1 . Откосы траншей (крутизна) нормируются и зависят от вида грунтов, их влажности, наличии грунтовых вод и глубины траншеи. Отношение высоты откоса к заложению составляет:

- насыпной грунт, песок – 1…1,25 (1,5) >3 м,

- супесь – 1…0,67 (1,0),

- глина – 1…0,5 (0,67 при h > 3 м).

При рытье траншей без откосов производят крепление стенок траншеи (в зависимости от грунтов):

- грунты нормальной влажности, не сыпучие – горизонтальные крепления с прозорами через одну доску,

- грунты повышенной влажности и сыпучие – сплошные вертикальные и горизонтальные крепления,

- при сильном притоке грунтовых вод – шпунтовое ограждение с забивкой на глубину не менее 0,75 м в водонепроницаемый грунт.

Устройство оснований. Бетонные, песчаные. Щебеночные.

При устройстве бетонных оснований выполняются операции:

- планировка дна траншеи (по визирке),

- установка бортовых досок и маячных колышек,

- укладка и уплотнение бетонной смеси,

- уход за бетоном.

Для уплотнения оснований из различных материалов применяют вибраторы площадочного типа.

Для монтажа трубопроводов в городских условиях применяют автокраны, пневмоколесные краны, краны на гусеничном ходу и трубоукладчики. Их выбирают с учетом грузоподъемности в зависимости от вылета стрелы. Минимальное расстояние от бровки траншеи до ближайшей опоры крана нормируется.

Перед монтажом трубы очищают внутри и снаружи от грязи, льда, снега. Целостность чугунных и керамических труб проверяют простукиванием. Стальные трубы должны иметь неповрежденную гидроизоляцию и антикоррозийную защиту. Они должны быть сварены в звенья максимальной длины с учетом грузоподъемности механизмов.

Трубы укладывают начиная снизу вверх по уклону. При раструбных трубах работы ведут раструбами вперед по ходу укладки. Правильность укладки контролируют с помощью натянутых шнуров, уровня, визирок, геодезических инструментов.

Колодцы и камеры полной заводской готовности доставляют на объект автомашинами, трайлерами и монтируют теми же кранами.

Соединение стальных труб после их укладки осуществляют с помощью электросварки.

Заделку стыков чугунных раструбных труб производят конопаткой просмоленных пеньковых прядей с последующим зачеканиванием асбестоцементным раствором.

Стыки асбестоцементных труб заделывают при помощи цилиндрических асбестоцементных муфт с двумя резиновыми кольцами.

Стыки керамических труб – просмоленной пеньковой прядью и асфальтовой мастикой или цементом. Раструбы ж/б труб заделывают просмоленной пеньковой прядью (или канатом) и зачеканивают асбестоцементной смесью с наружной стороны и цем. песчаным раствором с внутренней.

Соединения ж/б труб с гладкими торцами производят с помощью сборных или монолитных (бетонных) муфт.

После проверки правильности укладки трубопроводов и испытания герметичности стыковых соединений производят обратную засыпку траншей грунтом. Предварительно выполняют вручную пробивку боковых пазух трубопроводов и присыпают сверху на высоту 20…25 см. Затем осуществляют массовую засыпку. Для уплотнения грунта применяют катки и трамбующие плиты. Последние не применяются под чугунными, керамическими и асбестоцементными трубами. Коэффициент уплотнение грунта по всей глубине засыпки =0,98.

Оставшийся грунт грузят экскаватором и самосвалами вывозят в отведенные места. Если недалеко, то можно и бульдозерами.

       38.2. строительство коллекторов из сборных железобетонных элементов.

Основной тип общих коллекторов для совмещенной прокладки ПИ коммуникаций – прямоугольные коллекторы из сборного железобетона. Иногда применяют объемные секции прямоугольного сечения. При строительстве водосточных коллекторов находят применение железобетонные трубы (кольца) большого диаметра.

Технологическая схема:

- земляные работы (планировка участка и рытье траншей),

- устройство основания под коллектор,

- транспортировка сборных элементов или секций,

- монтаж коллектора кранами,

-омоноличивание стыков сборных элементов,

- укладка сетей внутри коллектора,

- внутренние отделочные работы,

- устройство наземных элементов коллектора,

- испытание сетей,

- обратная засыпка котлована,

-вывозка излишнего грунта.

Траншеи полного профиля разрабатывают продольной проходкой экскаватора с вместимостью ковша 0,5…1  (обратная лопата или драглайн). При необходимости применяют крепление стен траншеи. Иногда глубокие траншеи разрабатывают в два приема: сначала на глубину 2,5 м разрабатывают траншею полным профилем с откосами, а затем экскаватор устанавливают на её дно и вынимают грунт до дна траншеи.

Основания для коллекторов из сборных ж/б элементов выполняют из бетона М100 толщиной 10…12 см. Для коллекторов из объемных секций в траншею укладывают песчаную подготовку, в уровне с которой в местах расположения стыков секций устанавливают подкладочные ж/б плиты (шпалы). Коллекторы из труб укладывают на различные типы оснований: грунтовые, щебеночные, бетонные монолитные, железобетонные сборные и монолитные. Тип основания выбирается в зависимости от грунтов, гидрогеологических условий, нагрузок на трубу и т.д.

Монтаж. Сборные элементы, объемные секции и трубы поставляются централизованно. Наиболее эффективным методом является монтаж «с колес». Возможен челночный метод (если есть резервные трейлеры). Пока разгружается первый трейлер, автомобиль едет на завод за другим.

Монтировать прямоугольные коллекторы из сборных ж/б элементов стреловыми кранами можно тремя способами:

- с одной стороны траншеи,

- с двух сторон,

- со дна.

При монтаже с одной стороны сначала устанавливают блоки стен наружной стороны коллектора (6-8 деталей в зависимости от крана), затем монтируют блоки внутренней стороны. После этого кран переходит на новую стоянку. После установки и выверки стеновых блоков приступают к укладке железобетонных плит днища.

При монтаже с двух сторон применяют краны меньшей грузоподъемности и меньшим вылетом стрелы. Кран устанавливают с одной стороны траншеи и монтируют ближнюю стенку на протяжении 50…60 м. Затем его переставляют на противоположную сторону и монтируют другую стенку коллектора. После выверки стеновых блоков укладывают плиты днища.

В стесненных условиях городской улицы кран устанавливают вниз на подготовленное основание. В этом случае все элементы коллектора монтируются с одной стоянки на длину вылета крана.

После установки двух сменных стеновых блоков на стыки устанавливают с наружной и внутренней стороны нащельники и заполняют вертикальные швы цементным раствором М200. Нащельники после затвердевания раствора снимают и просматривают швы.

После заделки стыков по дну коллектора устанавливают бетонные тумбы, на которые будут укладываться трубы теплопровода. На стеновых блоках к штырям приваривают кронштейны, на которые укладывают различные кабели. Трубы сваривают на бровке котлована в звенья, после чего их опускают в коллектор на опоры и сваривают друг с другом. После испытания трубопровода производят теплоизоляцию труб. На дне коллектора устраивают служебную дорожку из асфальтобетона шириной 0,8…1,1 м.

Окончательная операция по монтажу – укладка плит перекрытия кранами. Поверх этих плит укладывают слой цементного раствора М100, создавая поперечный уклон от оси коллектора в стороны стен. Затем выполняют гидроизоляцию.

После окончания гидроизоляционных работ выполняют внутреннюю отделку коллектора, т.е. устраивают сети обслуживания (телефонная связь, вентиляция, электрическое освещение, окраска потолков, стен, кронштейнов и опор). Коллектор должен быть оборудован приточной вентиляцией, аварийной насосной станцией, электросиловым хозяйством, диспетчерскими помещениями. Одновременно с монтажом коллектора строят и камеры различного назначения.

Перед засыпкой коллектора необходимо закончить строительство наземных элементов коллектора: колодцев, люков всех видов, вентиляционных шахт.

Засыпку грунта за стенки коллектора ведут экскаваторами или бульдозерами. Грунт засыпают равномерно с двух сторон, чтобы не сдвинуть коллектор. Трамбуют грунт ручными уплотняющими инструментами осторожно, чтобы не повредить изоляцию коллектора. После засыпки верха коллектора более чем на 0,5 м грунт уплотняют катками на пневматическом ходу.

Оставшийся грунт, не нужный для вертикальной планировки вывозят на автомобилях в места, предусмотренные ППР.

       38.3. Бестраншейный способ прокладки подземных сетей.

Сложно прокладывать сети в городах со сложившейся застройкой. Открытый способ иногда просто невозможен. Применяют закрытые (бестраншейные) способы:

- проходка щитами,

- продавливание,

- прокол,

-горизонтальное бурение.

Проходка щитами – для прокладки коллектора. Она позволяет вести работы на любой глубине. Щит состоит из режущей, опорной и хвостовой частей и представляет собой круглую металлическую крепь, под защитой которой разрабатывается грунт и крепятся стенки выработки. Эти крепления в форме замкнутого кольца называют первичной обделкой. Её собирают в хвостовой части из отдельных тюбингов или монолитной ж/б трубы.

Щит с режущей частью продвигается с помощью домкратов, которые упираются в первичную обделку, и врезается в грунт. Часть первичной обделки обнажается и воспринимает давление грунта.

Диаметры щитов 1,8…3,55 м (в свету).

Технологических процесс состоит из:

- подготовительных работ,

- производства щитовой проходки,

- отделочных работ.

Подготовительный период:

- проходка ствольных шахт (через 200…250 м),

- оборудование шахт подъемниками,

- опускание щита в шахту,

- монтаж необходимого электрооборудования.

Щитовая проходка:

- разработка забоя,

- продвижение щита,

- сборки блочного кольца обделки,

- нагнетание цементного раствора за обделку,

- футеровка тоннеля.

Обделку стенок осуществляют с помощью ж/б тюбингов, соединенных между собой болтами. Тюбинг представляет собой оболочку с цилиндрической поверхностью по кривизне соответствующей размеру щита.

Отделочные работы заключаются в устранении течи через швы и стыки, устройстве лотка, затирке внутренней поверхности тоннеля.

Способом продавливания или прокола прокладывают либо стальные футляры для трубопроводов, либо стальные рабочие трубопроводы. При этих способах труба вдавливается в грунт под действием домкратов. При этом разрабатывают два котлована: рабочий и приемный.

В рабочем котловане укладывают трубу на проектной отметке и при помощи домкратов, которые упираются в стенки котлована, ведут проходку до приемного котлована. По мере продвижения трубу наращивают.

При продавливании на передний конец первой трубы наваривают стальной нож диаметром больше трубы на 10…15 см. Грунт входящий в трубу удаляют. Прокладку стальных и ж/б труб диаметром 80…150 мм можно проводить на длину 40…50 м (исключение скальные грунты).

При проколе передний конец трубы закрывают глухим коническим наконечником, диаметр основания которого на 25…30 см больше диаметра трубы. Можно прокалывать си с открытым концом трубы, но грунт не удаляют (в отличие от продавливания). Способом прокола прокладывают стальные трубы до 400 мм в глинистых и суглинистых грунтах. Длина прокола до 80 м из одного котлована.

Горизонтальное бурение применяют при прокладке трубопроводов в плотных грунтах и твердых породах.

 

       Лекция 39. Технология строительство водостоков.

Уличные и внутриквартальные (дворовые) водосточные сети строят обычно открытым способом. Эти водостоки проектируют из труб небольшого диаметра (0,3…1,5 м) и закладываются они на небольшой глубине.

Траншеи под водосток копают экскаваторами (обратная лопата 0,25…1 ) или роторными. Грунт разрабатывают в отвал, в стесненных условиях – вывозят. Ширина бровки между откосом траншеи и отвалом не менее 0,5 м. В зависимости от проекта траншеи разрабатывают в креплениях и без.

Ширина траншей для труб диаметром:

- до 1 м увеличивается на 0,5 м с каждой стороны трубы,

- более 1 м плюс по 0,75 м.

Основания под водосточные трубопроводы:

- естественное (ненарушенный грунт),

- искусственное (песчано-гравийное, щебеночное, бетонной, железобетонной, свайное).

При укладке труб на естественное сухое грунтовое основание устраивают ложе в виде лотка из уплотненного грунта с тщательной подбивкой его под трубу. Лоток планируют по металлическому шаблону исходя из формы трубы. Можно сделать лоток пошире и поглубже и устроить песчаную подушку.

Если несущая способность грунтов недостаточна, то устраивают искусственное основание из бетона (монолитное) или сборное из блоков железобетонных. Блоки под трубы больших диаметром БО-3 и БО-4 выпускаются промышленностью.

В водонасыщенных грунтах используют стальные ростверки.

Для монтажа водосточных труб применяют стреловые краны и трубоукладчики. Этими же кранами производят монтаж смотровых колодцев и камер.

Водосточные ветки устраивают из труб диаметром 0,3…0,4 м. Их укладывают теми же кранами на спланированное и хорошо уплотненное ЗП дна траншей. Дождеприемные колодцы устанавливают на 1,5…2 см ниже чем дорожное покрытие.

Стыки водосточных труб из различных материалов (железобетонные, асбестоцементные, керамические) заделывают теми же материалам как при строительстве инженерных сетей (канализации).

При строительстве водостоков в грунтах, насыщенных водой устраивают откачку воды из траншей (открытый водоотлив) или искусственное понижение уровня грунтовых вод.

 

       Лекция 40. Технология строительства дренажей мелкого заложения.

Как мы уже рассматривали до 85% всей воды, притекающей от поверхностных источников, собирается ливневой канализацией. Остальная часть воды испаряется или проникает в слои дорожной одежды и в ЗП. Помимо поверхностной воды ЗП подтапливается грунтовыми водами. Следовательно, необходимо предусматривать меры по отведению этих вод за пределы дороги. Одним и таких способов является устройство дренажей мелкого заложения (ДМЗ).

ДМЗ позволяют сократить расход песка на строительство дренирующего слоя основания.

Отвод воды из ДМЗ осуществляется поперечными трубчатыми дренами либо в пониженные места профиля дороги за пределы откоса, либо в дождеприемные колодцы.

Дренажи устраивают по обеим сторонам двухскатной проезжей части. Если поперечный профиль односкатный, то дрены располагают с нижней стороны дороги. Трубы перфорированные (диаметр отверстий 2 м). Для предотвращения заливания трубы оборачивают геотекстильным материалом.

Для предотвращения просадок на дно ровика укладывают слой грунтощебня или ПГС толщиной 5…10 см.

Ровики под ДМЗ устраивают либо экскаваторами обратная лопата, либо экскаваторами-дреноукладчиками, снабженными приспособлениями для укладки труб в траншею с одновременным обертыванием их синтетической тканью. Экскаватор-дреноукладчик разрабатывает траншею глубиной до 0,45 м шириной до 0,6 м.

Дреноукладчик разрабатывает траншею автоматически выдерживая заданный уклон (копир или лазерный луч).

Звенья труб соединяют между собой перфорированными муфтами.

Технология работ по строительству ДМЗ при отсутствии дреноукладчика состоит из следующих операций:

- рытье ровика в ЗП экскаватором или тяжелым автогрейдером,

- уплотнение основания ровика ручными средствами или задним колесом автогрейдера,

- подвоз и складирование труб и геотекстиля,

- раскатка геотекстиля по дну ровика с выпуском на поверхность ЗП,

- укладка дренажных труб на выпуск полотнища геотекстиля и перемещение труб в ровик вручную, оборачивая их в геотекстиль,

- транспортировка песчаного дренирующего материала,

- надвижка песка автогрейдером или бульдозером и засыпка ровика,

- уплотнение песка пневмоколесными катками. При необходимости песок увлажняется.

ДМЗ применимы лишь для осушения верхней части ЗП. Для того, чтобы снизить влажность более глубоко расположенных слоев строят комбинированные дренаж. В этом случае вода из ДМЗ сбрасывается в более глубокий дренаж.

Необходимо отметить, что строительство любых видов дренажей недопустимо в пределах проезжей части. Это вызвано необходимостью разбора ДО в случае ремонта или замены дренажа. Поэтому дренажи размещают под тротуарами или зеленой зоной.

 

       Лекция 41. Технология установки бортовых камней.

Бортовые камни устанавливают после подготовки ЗП. Наиболее широко применяются бортовые камни из бетона. Обычно они типовой конструкции длиной 1 м. Камни бывают: прямоугольные, угловые, въездные и криволинейные.

Технология установки бетонных бортовых камней включает следующие операции:

- геодезическую разбивку линии и высотных отметок,

- раскладку бортовых камней по линии установки,

- подготовку ЗП,
- устройство цементобетонного основания,

- установку бортовых камней,

- устройство цементно-бетонной обоймы,

- заливку и расшивку швов.

Линию и высотные отметки закрепляют металлическими штырями. Между ними натягивают шнур на высоту верхней кромки борта.

Доставленные автомашинами поддоны с бортовыми камнями разгружают автокранами и двое рабочих металлическими клещами разносят камни по линии установки. На выровненное и уплотненное ЗП или уширенное основание ДО раскладывают бетонную смесь толщиной 10 см. Ширина основания под камень составляет его ширину плюс 10 см по обе его стороны.

Двое рабочих устанавливают бортовые камни на бетонное основание и деревянной трамбовкой осаживают его до требуемого уровня. Затем устанавливают следующий камень. Швы между камнями на более 5 мм. Далее устанавливают с двух сторон от бортового камня деревянную опалубку, которую заполняют бетоном для создания обоймы. Швы заполняют цементным раствором и расшивают.

Гранитные бортовые камни устанавливают так же, но для более точной установки требуется ручная подтеска торцевых граней.

Иногда изготавливают бортовые камни большей длины (до 3 м), но это требует применение специальных кранов и тракторов с навесным оборудованием.

Можно изготавливать камни и с уширенной нижней частью. Это позволяет отказаться от бетонного основания и устанавливать их прямо на песок. Но для установки нужен кран.

Были примеры устройства борта из асфальтового бетона (Москва, 70-е годы). Борт изготавливался непрерывно из песчаного асфальтобетона на специальной машине. Борт укладывают по выровненному прочному основанию, загрунтованному битумом. Можно укладывать такой борт по асфальтобетонному покрытию.

За рубежом (США, ФРГ, Англия, Швеция и др.) получило применение изготовление монолитного бетонного борта методом выдавливания. Для этого сконструированы специальные машины – бортоукладчики. Они укладывают борты не только по прямой линии, но и на кривых. Производительность машин до 1 км в смену.

На бетонных покрытиях и основаниях можно приклеивать бортовой камень полимерными клеями. Обычно это компаунды на основе термореактивных смол (эпоксидные полиамидные компаунды).

 

Технология строительства оснований и покрытий городских дорог ничем не отличается от устройства дорожных одежд на обычных автомобильных дорогах. Это мы уже рассматривали год назад и сейчас не будем касаться данных вопросов.

Далее остановимся на технологии строительства тротуаров и пешеходных дорожек.

 

Устройство оснований и монтаж сборных покрытий проезжей части улиц.

Для оснований используют песок, ПГС, щебень, шлаки, укрепленные грунты и т.д. Важный момент – обеспечение плотного контакта по всей площади плиты с основанием. От правильного очертания поверхности выравнивающего слоя зависит ровность и соблюдение уклонов на поверхности сборного покрытия. Поэтому на городских улицах для планировки и уплотнения выравнивающих слоев, а также всего основания (если оно из песка) применяют профилирующие и уплотняющие машины, перемещающиеся по рельсам. Рельсы устанавливают строго по отметкам, что позволяет получить высокую точность отделки поверхности основания.

Для профилирования и одновременного уплотнения песчаного слоя можно использовать профилировочные машины для подготовки оснований монолитных бетонных покрытий. Снимают рельсы после укладки плит.

Наиболее устойчивыми и прочными являются основания из щебня, гравия оптимального состава и грунтов, укрепленных цементом или битумом (  10%). Для более полного соприкасания плит с такими основаниями перед укладкой плит устраивают выравнивающий слой. Это песок (3…5 см), «черный» песок, сухая цементно-песчаная смесь или ц.п. раствор (2…3 см). Цементно-песчаный раствор применяют непосредственно перед укладкой плит или инъецируют под плиты после укладки (через специальные отверстия в плитах). Применение раствора значительно улучшает контакт плит с основанием. Кроме того, затвердевший раствор увеличивает общую толщину и прочность слоя основания. Но есть и недостатки:

- усложнение и удорожание работ,

- движение открывается только после набора расчетной прочности,

- затруднена разборка покрытия.

Укладка плит – ответственный этап. От её качества зависят показатели готового покрытия – его ровность и долговечность. Плиты к месту укладки оставляются автомобилями – полуприцепами или трайлерами. Монтаж покрытия осуществляется стреловыми кранами. Вылет стрелы и грузоподъемность кранов должны быть такими, чтобы укладывать плиты на всю ширину проезжей части с одной стоянки. Краны устанавливают на улаженной части покрытия и укладку плит ведут «от себя». Два способа – «с колес» и из штабелей. В первом случае отпадает необходимость в промежуточном складировании и временных подъездных путях, т.к. «новые» плиты подвозятся по уже положенным плитам. Но необходим четкий часовой график поставки.

Плиту снимают краном с автомобиля и наводят на место укладки. Отпускают вниз с расчетом, чтобы подошва плиты оказалась на 3…5 см ниже поверхности уже уложенных смежных плит. Движением стрелы уменьшают до минимума зазор в поперечном шве. Опускают плиту так, чтобы она коснулась основания или выравнивающего слоя одновременно всей подошвой. Перекосы недопустимы. Продольные и поперечные швы должны совпадать, ширина швов не 20 мм, уступ между плитами 5 мм. Если не так, то плиту поднимают, устраняют причину нарушения и снова опускают плиту.

Для получения полного контакта плиты с основанием применяют вибропосадочные машины типа АМ-66 или любой другой. Для осадки плит на песчаном основании вибропосадочную машину устанавливают поочередно на каждую плиту. Продолжительность вибрирования – 30…50 с. После вибропосадки возвышение кромок плит не более 3 мм. Для устранения неровностей вибропосадочную машину устанавливают на швы и дополнительно вибрируют плиты.

После укладки определенного участка плит заделывают швы. Если плиты со стыковыми скобами, то скобы смежных плит соединяют электросваркой (швы расширения не сваривают). При монтаже сборных покрытий из плит, не имеющих между собой связей (например, тротуарных) швы заделывают после вибропосадки. Швы заполняют на 2/3 высоты цементным раствором М400, а верхнюю часть заполняют герметиком (изол). Швы расширения заполняют герметизирующей мастикой на всю высоту.

Контроль качества. В процессе строительства систематически контролируют качество применяемых материалов, качество уплотнения и отделки корыта, устройство основания и выравнивающего слоя, степень контакта плит с основанием (выравнивающим слоем), прямолинейность швов, ровность поверхности покрытия, качество сварки стыковых швов и заделки швов мастикой.

Соответствие отметок и уклонов поверхности основания (выравнивающего слоя) проектным значениям контролируют нивелиром. Отклонение отметок через 40 м не должно превышать 2 см. Отклонение уклонов 0,002. Ровность поверхности основания проверяют трехметровой рейкой. Зазор не более 5 мм. Ровность готового сборного покрытия проверяют пятиметровой рейкой. Просвет между рейкой и покрытием 3 мм.

В состав конструкции путей трамвая входят:

1. Земляное полотно с водоотводящими устройствами,

2. Основание (нижнее строение),

3. Верхнее строение (рельсы, спецчасти, скрепления),

4. Дорожное покрытие.

Общие требования для ЗП такие же, что и для ЗП АД. Корыто ЗП, в котором располагается нулевая конструкция, устраивают с поперечным уклоном дна в сторону дренажа (10…30%). Про водопроницаемых грунтах дренажи не устраивают, и дно корыта делают горизонтальным. Ширина и глубина корыта принимается с учетом конструкции нижнего строения пути и высоты рельсов. При шпальных основаниях ширина корыта принимается с зазором по 150 мм между концами шпал и его стенками.

 

Лекция 43. Строительство трамвайных путей.

Нагрузки, действующие на пути трамвая и проезжую часть улицы, различны по величине и характеру. Верхнее покрытие на путях трамвая разрушается быстрее, чем на проезжей части. Разрушение особенно резко выявляется на границе примыкания проезжей части к линии трамвая. Разрушения главным образом вызываются колебаниями рельсов в вертикальной плоскости при проходе вагона и неоднородным уплотнением щебеночного основания из-за различной его толщины над шпалами и между шпалами. Поэтому при шпально-песчаном основании необходимо часто ремонтировать верхнее строение. Покрытия из штучных материалов систематически перекладывают. Для увеличения срока службы покрытия необходимо применять иные основания путей трамвая чем песчано-шпальные. В этом случае могут быть только штучные покрытия.

43.1. Конструкции путей трамвая.

Конструкции путей трамвая состоят из основания и верхнего строения. Назначение основания – кроме равномерной передачи нагрузок на ЗП, обеспечение устойчивости верхнего строения путей и дорожного покрытия в них.

Для устройства оснований применяют:

- щебень из естественного камня,

- щебень из металлургических шлаков,

- гравий сортированный и рядовой,

-ракушку,

- песок.

Толщина слоя под шпалой независимо от материала должна быть не менее 25 см. На водонепроницаемых грунтах под основанием из щебня и гравия необходимо устраивать подстилающий слой из песка или другого дренирующего материала толщиной не менее 5 см.

       Верхнее строение.

Рельсы – специальные желобчатого типа или обычные железнодорожные (это на обособленном ЗП).

Рельсовые скрепления. К ним относятся:

1. Стыковые скрепления,

2. Путевые тяги для соединения рельсов в поперечном направлении,

3. Устройства для скрепления рельсов с контррельсами на кривых участках пути,

4. Скрепления рельсов со шпалами и бетонными основаниями,

5. Электрические соединения,

6. Противоугонные устройства.

Образование рельсовых стыков (в продольном направлении) осуществляется с помощью сварки или накладочно-болтовых скреплений.

Соединения ниток между собой осуществляется поперечными тягами (кругового сечения диаметром 22-24 мм). При штучных покрытиях применяют плоские тяги.

К деревянным или ж/б шпалам с деревянными вкладышами рельсы крепятся с помощью шурупов. В виде исключения в деревянные шпалы допускается забивать костыли.

К бетонным основания рельсы крепятся с помощью анкерных скреплений. Типам оснований конструкции трамвайных путей делятся на балластные (упругие и полужесткие) и безбалластные (полужесткие) из бетона.

В основном проектируются пути на балластных основаниях с применением железобетонных и деревянных шпал, ж/б рамных шпал, бетонных лежней, рампо-панельных блоков и др. сборных ж/б элементов. Безбалластные бетонные основания применяются только на участках с интенсивным движением в одном уровне путей с проезжей частью, а также на мостах и путепроводах.

Конструкции путей со сборными железобетонными элементами на щебеночном балласте применяются при движении трамвая более 40 поездов в час. Конструкции путей со шпалами на щебеночном и гравийном балластах рекомендуются при движении более 20 поездов. При менее интенсивном движении – шпалы с песчаным балластом.

Верхнее строение путей трамвая состоит из рельсов, скреплений, пересечений, стрелочных переводов, шпал или сборных ж/б конструкций, применяемых в качестве рельсовых опор, а также электрических соединений и др. устройств.

Дорожные покрытия устраивают из асфальтобетона, бетонных и ж/б плит и штучных материалов. При выборе покрытия трамвайных путей необходимо учитывать конструкцию пути. Асфальтобетонные типы ДО в проезжей части и покрытиях путей применяются при наиболее устойчивых конструкциях. К таким конструкциям относятся шпально-бетонные основания путей трамвая. В основание укладывается ж/б плита (бетон М200, h=15 см), шпалы подбиваются щебнем. Есть конструкции, когда шпалы (деревянные, железобетонные, металлические) заделываются в бетон М350. Разработаны конструкции укладки трамвайных рельс без шпал, непосредственно на бетонную плиту.

Имеются конструкции из сборных ж/б элементов. К ним относятся рамные шпалы в виде сквозных прямоугольников.

Существуют и другие подрельсовые основания: плитно-лежневые, блочные жестко-совмещенные, а также конструкции путей трамвая с наглухо заделанными в бетонную плиту рельсами.

Но наиболее распространены конструкции подрельсовых оснований из цельнобрусковых и рамных шпал. Технология устройства путей трамвая таких конструкций в принципе отличаются незначительно.

       43.2. Технология строительства.

Устройство ЗП. Размеры котлована трамвайного пути определяются конструкцией основания и шириной междупутья. Например, при рамных шпалах для двухпутной линии с шириной междупутья 1900 мм размеры котлована: ширина – 5,7 м, глубина на оси – 0,56 м, поперечный уклон дна – 30%.

При устройстве путевого дренажа на оси междупутья поперечный уклон дна устраивают от краев и оси котлована. При отсутствии дренажа дно планируют с уклоном от оси междупутья к краям котлована. ЗП должно быть хорошо уплотнено.

Устройство основания и верхнего строения пути. Рамные шпалы в путь можно укладывать краном, автокраном или автопогрузчиком.

Трамвайные пути на рамных шпалах можно строить раздельным и звеньевым способом. Для звеньевого способа необходимы достаточно мощные путеукладочные машины грузоподъемностью не менее 6-7 тонн. Если их нет, то применяют раздельный способ.

Капитальный ремонт пути осуществляется либо при закрытом движении с устройством однопутного участка или обходного пути, либо без закрытия движения и с выполнением работ ночью. В первом случае работы организуют поточным способом. Рабочие выполняют одну или несколько объединенных операций, продвигаясь вдоль пути. Работы организуют так, чтобы максимально использовать механизмы и при минимальных сроках выполнения работ.

Во втором случае работы организуют комплексным способом, при котором на отведенном ограниченном участке выполняются все операции по ремонту или строительству пути. Длину участков обычно назначают кратной длине рельсов (12,5 м), т.е. 50, 100, 150 м и далее в зависимости от наличия ресурсов.

Примерная технологическая последовательность операций с применением рамных шпал:

- подготовка ЗП с полной планировкой и уплотнением,

- отсыпка балласта на ЗП до проектной отметки поездами-самосвалами с противоположного пути или автосамосвалами. Балласт можно уплотнять послойно, либо после укладки шпал.

- доставка и складирование вблизи участка рамных шпал и скреплений. Проверка анкерно-хомутных скреплений. Погнутые хомуты исправляют.

- укладка рамных шпал на балластный слой (кран-укошна, автопогрузчик, автокран) с одной ременной выправкой в плане.

- укладка на верхнюю поверхность (постель) шпалы подрельсовых упругих прокладок из полимеров.

- укладка рельсов на шпалы, установка тяг, регулировка ширины колеи с помощью тяг, прикрепление рельсов к шпалам прижимными лапками, гайками с пружинными шайбами.

- выправка пути в плане и профиле чистой рихтовкой и окончательной подъемкой с подбивкой балласта под лежневые части рамных шпал.

- уплотнение балласта под шпалами подбивкой электрошпалоподбойниками или шпалоподбивочной машиной. Подбивка под лежнями (продольная часть шпалы) плотная и равномерная, под поперечными слабее. Середину поперечин не подбивают, чтобы не перегрузить её и не способствовать её разрушению при эксплуатации.

После выполнения этих работ производят обкатку пути поездами. Выявляют неплотно подбитые шпалы и ослабевшие скрепления, производят окончательную выверку и подбивку пути. Затем устраивают дорожное покрытие.

Подрельсовые основания из рамно-панельных шпал устраивают так же, только требуются более мощные машины для укладки. Кроме того, такие основания можно укладывать только на прямых участках пути, а на кривых их необходимо чередовать с основаниями из других типов – рамными или цельнобрусковыми шпалами.

Рекомендации по устройству путевых покрытий из плит опирающихся на балластный слой. Плиты укладываются после устройства подстилающего слоя и обкатки пути. Подстилающий слой отсыпают сразу на проектную высоту, обусловленную толщиной плит, и отмечают по высоте рельсы. Плиты можно укладывать грузоподъемным механизмом перед собой с уже уложенных плит, или с обочины пути или с примыкающей проезжей части. Перекосы плит при укладке нежелательны, чтобы не повредить подстилающий слой. Специальными рейками проверяется ровность покрытия в поперечном и продольном направлениях ориентируясь на рельсы. Просвет под рейкой в любом месте не более 10 мм, а одна плита над другой должна быть не выше 5 мм. После стабилизации плит швы заделывают цементными или битумными растворами, для легких плит допускается расщебенка швов.

       43.3. Водоотвод с полотна путей трамвая.

При расположении путей трамвая в пределах проезжей части ей всегда придают поперечный уклон в сторону от трамвайных путей. В продольном направлении поверхностный сток с полосы путей осуществляется благодаря уклону, величина и направление которого соответствует продольному уклону улицы.

По поперечному уклону трамвайного полотна сток воды обеспечивается к дождеприемным колодцам в лотках проезжей части.

На затяжных уклонах и на вогнутых переломах профиля вода отводится с трамвайного полотна в путевые дождеприемные колодцы, устанавливаемые в междупутье, с помощью водоотводных устройств путевых коробок.

Края путевых коробок подводят под овальные отверстия просверленные в желобах рельсов, чтобы принять воду, стекающую по желобам. В крышке коробки имеются отверстия для приема воды с поверхности покрытия. Дну путевых коробок придают уклон в сторону междупутья к путевому колодцу, в который вода отводится по трубе диаметром d=100 мм.

Путевые водосборные колодцы закладываются на глубину ниже промерзания грунта. Они состоят из днища (бетонная плита 12…15 см), цилиндрической части d=0,7 м, конуса и чугунного люка с крышкой. В крышке просверливаются отверстия и она заменяет решетку. Из водосборного (он же смотровой) колодца вода выводится в городской водосток.

Поверхностная вода, попадающая через конструкцию путей в основание отводится сопровождающим дренажом в путевые колодцы (типа дренажа мелкого заложения).

Понижение и отвод грунтовых вод производится одновременно и для путей трамвая и для всей улицы.

       Покрытия в путях трамвая.

При расположении трамвайных путей в одном уровне с проезжей частью покрытия принимаются обычно такими же как и на проезжей части.

На обособленном полотне пути могут быть без покрытий или с легкими ж/б плитами.

Дорожные покрытия в путях могут устраиваться:

1. Асфальтобетонные – при бетонных основаниях.

2. Из штучных материалов: бетонных и ж/б плит, каменных материалов, литой шлаковой брусчатки.

Плиты имеют унифицированные размеры и взаимозаменяемы. Укладка плит – по песчаному основанию.

       Лекция 44. Технология работы по озеленению и оборудованию улиц средствами регулирования движения.

44.1. Озеленение улиц.

В состав работ по озеленению входят:

- подготовительные работы,

- заготовление материалов,

- посадка деревьев и кустарника,

- устройство газонов,

- уход за посадками.

В подготовительный период производят валку и уборку деревьев, непригодных к пересадке, корчевку пней. При пересадке существующих растений вначале их подвергают обработке: обрезают сухие и больные ветки, укорачивают крону и производят формовочную стрижку.

При подготовке посадочных ям необходима закладка в них подпочвенного слоя глубиной 0,5 м. Это суглинистые или супесчаные грунты. Кроме подпочвенного грунта к местам посадки завозят растительный грунт, заготовленный ранее на территориях, отводимых под строительство.

Деревья и кустарник для посадок получают из питомников или леса. Стандартные саженцы в период осеннего или весеннего покоя заготавливают с обнаженной корневой системой. Растения повышенного возраста заготавливают с комом земли, который упаковывают в мягкую или жесткую тару. Хвойные породы пересаживают только с комом. При этом деревья высотой более 1 м упаковывают в жесткую тару.

Подготовка посадочных мест обычно производится весной и продолжается до осенних заморозков. Ямы разрабатывают экскаваторными лопатами на тракторе «Беларусь» или навесным (к трактору) ямокопателем.

Ямы и траншеи для посадки деревьев и кустарников с обнаженной корневой системой наполовину засыпают растительной землей которую послойно уплотняют. Обнаженную корневую систему засыпают смесью из растительной земли и органических удобрений. Для удержания саженцев в вертикальном положении в дно посадочных ям забивают колья на глубину больше 15 см.

Для посадки растений с комом земли растительный грунт засыпают до уровня низа кома.

Газоны следует устраивать после посадки деревьев и кустарников и устройства работы корыт под цветники. В состав работ по устройству газонов входят подготовка почвы и посев. Иногда газоны создаются путем отдерновки.

Работы по подготовка почвы газонов выполняют садово-огородные тракторы (мотоблоки, минитракторы) или почвенные агрегаты (фрезы). При подготовке участка под газон спланированную поверхность основания выпахивают на глубину 15…20 см прицельными плугами и боронуют дисковой бороной. Обработанные основания уплотняют прицельными катками. Растительный грунт завозят на площадку и распределяют ровным слоем с помощью навесного ножа трактора «Беларусь». При этом вносятся органические и минеральные добавки. Перед посевом почву культивируют или боронуют. Окончательно выравнивают поверхность граблями.

Семена на газонах сеют вручную. После посева семена заделывают в почву граблями и прикатывают мягкими гладкими катками

Содержание газонов и зеленых насаждений заключается в поливке, скашивании травы на газонах, формовочной стрижке кустарников и деревьев, срезке сухих веток, подкормка и борьба с болезнями.

Для предохранения деревьев от ожогов стволы окрашивают известью. Скашивание травы на газонах создает плотный травяной покров и уничтожает однолетние сорные растения. Траву скашивают моторными или прицепными газонокосилками. Кустарник в живых изгородях регулярно стригут для придания декоративной формы и обеспечения необходимой густоты.

       44.2. Оборудование улиц средствами регулирования движения.

После устройство ДО производят разметку проезжей части улицы. В основном разметку выполняют механизировано с применением окрасочных агрегатов. Он состоит и барабана с красителем и щеток-кистей. При движении агрегата вдоль полосы разметки вращаются кисти, которыми наносятся линии.

Сосредоточенную разметку и надписи выполняют вручную по трафаретам. Трафаретная разметка обеспечивает хорошее качество и сокращает затраты труда.

Материалы для разметки должны обладать повышенной износостойкостью, шероховатостью, хорошей видимостью при любом освещении, несложной технологией нанесения, невысокой стоимостью. Применяют быстросохнущие краски. Они должны обеспечивать хорошую укрывистость при одноразовом покрытии. Например, перхлорвиниловые эмали (краски). Время их высыхания 1 ч при 18…22 ˚С.

Для улучшения видимости разметки в ночное время в краски добавляют стеклянные шарики, которые отражают падающий на них свет фар.

При производстве работ необходимо, чтобы на кисти-щетки не попадало большое количество краски, не образовывались пузыри и краска ложилась тонким слоем 0,04…0,08 мм. После нанесения необходимо организовать сушку не допуская проезда и хождения по окрашенным поверхностям.

Окраску по трафаретам ведут валиками.

Срок службы окрасочной разметки – один сезон. Более долговечна разметка, выполненная из термопластических масс. Они обладают высокой износостойкостью, хорошей адгезией, хорошо различаются на сухом и мокром асфальтобетоне. Срок службы покрытия из термопластика 2…4 года.

Термопластики применяются как зарубежные (Финляндия, ФРГ), так и отечественные.

Технология работ по нанесению термопластика заключается в том, что его разогревают при перемешивании в варочном котле до t=150…200 ˚С, переливают в резервуар разметочной машины и под давлением наносят на проезжую часть. Толщина укладываемого слоя 1,5…5 мм и зависит от вида термопластического материала и степени ровности покрытия.

Пешеходные переходы иногда размечают специальными пластмассовыми или металлическими кнопками, которые втапливают в асфальт. Иногда применяют каменные, бетонные или керамические плитки.

Наряду с разметкой проезжей части устанавливают и другие средства регулирования движения – светофоры, дорожные знаки и всевозможные указатели.

Светофоры устанавливают на отдельных стойках, крепят к столбам фонарей уличного освещения или подвешивают на тросах над проезжей частью. Дорожные знаки и различные указатели в большинстве случаев также подвешивают на тросах или крепят специальными кронштейнами к столбам уличной сети освещения.

 

       Лекция 45. Особенности строительства внутрихозяйственных дорог сельскохозяйственных предприятий.

       45.1. Классификация сельских улиц и дорог.

Внутрихозяйственные дороги сельскохозяйственных предприятий соединяют центральные усадьбы с их отделениями, животноводческими комплексами, фермами, полевыми станами, пунктами заготовки, хранения и первичной переработки продукции и др. К ведомственным также относятся дороги соединяющие отделения и фермы и др. с/х объекты с дорогами общего пользования. Кроме того, для благоустройства сельских поселков сооружаются поселковые дороги.

Сеть всех этих дорог принято называть сельскими или сельскохозяйственными дорогами.

Специальных нормативов для проектирования сельских дорог нет. Поэтому их проектируют по нормам СНиП 2.05.02-85 «Автомобильные дороги» для 4 или 5 категорий (чаще по 5). Если интенсивность движения меньше 25 единиц в сутки про отсутствии пешеходного движения для внутренних дорог с/х предприятий с ограниченным грузооборотом и при отсутствии встречного движения ширину проезжей части допускается принимать равной 3,5 м. при высоте насыпи до 0,5 м ширина обочин этих дорог может быть уменьшена до 0,75 м, а ширина ЗП до 5 м.

По рекомендациям ЦНИИП по градостроительству Минстроя России (1994 г) предлагается 6 типовых поперечных профилей дорог сельских поселений.

В поперечный профиль улицы входят следующие элементы:

- резервные полосы,

- тротуары.

- полосы зеленых насаждений,

- проезжая часть дороги.

Резервные полосы шириной 0,5…1 м размещают вдоль красных линий. Их используют для установки столбов освещения, радио- и телефонных сетей, скамеек и т.п.

Поперечный профиль может быть бордюрным и кюветным. При наличии бордюров вода с лотков при встречных уклонах сбрасывается в кювет через щель в бордюре или ливнесточную решетку.

                   45.2. Особенности конструкции ЗП.

По условиям увлажнения и глубины промерзания грунтов территория России делится на пять дорожно-климатических зон.

1 – районы вечной мерзлоты,

2 – избыточное увлажнение грунтов в течение года,

3 – значительное увлажнение в отдельные года,

4 – зоны недостаточного увлажнения,

5 – засушливые районы.

В Башкортостане 3 и 4 зоны.

Внутри зоны также можно различать участки трассы по характеру поверхностного стока и степени увлажнения. Разделяют три гидрогеологических типа:

1 – сухие места без избыточного увлажнения,

2 – сырые места с избыточным увлажнение в отдельные периоды года,

3 – мокрые места с постоянным избыточным увлажнением.

При проектировании с/х дорог следует по возможности выбирать сухие места с обеспеченным водоотводом. Ввиду малой интенсивности движения некоторое изменение трассы в этих целях (неоптимальность) практически не скажется на стоимости перевозок.

При первом типе местности высоту насыпи назначают минимальной (0,25…0,3 м). ДО размещается непосредственно над поверхностью земли.

При сооружении дороги в сырых и мокрых местах (2 и 3 типы местности) устойчивость верхних слоев ЗП обеспечивают возвышением низа ДО над уровнем грунтовых и поверхностных вод и над поверхностью земли. Наименьшее возвышение в зависимости от грунтов и дорожно-климатической зоны нормируется в документах (СНиП).

На ценных земельных угодьях высоту насыпи можно снизить путем увеличения толщины песчаного слоя или устройства капилляропрерывающих прослоек в теле ЗП. Наиболее современное решение – геотекстиль.

Для насыпей до 1 м обычно проектируют откосы с уклоном 1:3, при большей высоте – 1;1,5.

Выемки до 1 м устраивают раскрытые, иногда их разделывают под насыпь.

В сухих районах степной полосы возводят невысокую насыпь в двух вариантах в зависимости от водоотвода. При затруднительном водоотводе нельзя ограничиваться устройством боковой канавы. Необходимо устраивать резерв с уклоном. Резерв от насыпи отделяет берма шириной 3…5 м. При таком профиле поверхностные воды собираются достаточно далеко от насыпи.

При устройстве ЗП на болотах учитывают тип болота, его глубину и тип ДО. Это могут быть насыпи с полным и частичным выторфовываниями, с устройством дренажным прорезей и вертикальных дрен, с жердевыми и бревенчатыми настилами и т.д. Устройство насыпей на болотах мы подробно рассматривали в общем курсе по устройству ЗП.

Возведение ЗП на орошаемых площадях также имеет свои особенности. При искусственном орошении повышается уровень грунтовых вод и создается возможность для подтопления. Внутренние хозяйственные дороги, как правило, устраивают вдоль каналов, через стенки которых фильтруется вода. Эти факторы необходимо учитывать и возводить ЗП на должную высоту.

       45.3. Особенности конструкции ДО.

Для дорог 4 категории применяют усовершенствованные облегченные покрытия и переходные, для 5 категории – переходного и низшего типов. В настоящее время на с/х дорогах покрытия низшего типа устраивают редко.

Однако в сельской местности еще много неукрепленных дорог из местного связного грунта. Проезд осуществляется непосредственно по ЗП, верхний слой которого уплотняется колесами. Для улучшения водоотвода грунтовые дороги профилируют, придавая им выпуклый поперечный профиль. В дождливый период проезд затруднен, а по пескам трудно ездить в сухие периоды года.

Для улучшения проезжаемости строят грунтовые дороги с подобранным оптимальным состав смеси. ДО состоит из местного грунта с добавками других грунтов или материалов.

К глинистым грунтам добавляют средне- и крупнозернистые пески, в песчаные грунты вводят суглинки или торф. В распутицу движение по таким дорогам приостанавливается.

Толщину ДО на дорогах с оптимальным составом грунта для малоинтенсивного движения принимают согласно таблице.

Грунтовые покрытия устроенные с введением скелетных добавок из различных местных материалов (щебень, металлургический шлак, гравий) обладают большей прочностью и во влажные периоды. Движение в распутицу на такие дорогах либо закрывают, либо ограничивают.

Покрытия из грунтов, укрепленных вяжущим, устраивают обычно в районах, где отсутствуют местные каменные материалы. Укрепление грунта битумом, цементом, известью существенно повышает несущую способность и уменьшает их водонасыщение. Однако такие покрытия недолговечны при систематическом переувлажнении или застое воды около полотна. Их нельзя рекомендовать для районов с избыточным увлажнением.

Значительное распространение при строительстве сельских дорог находят гравийные, щебеночные или шлаковые покрытия.

В гравийных покрытиях связность гравия обеспечивается мелкими частицами пыли или глины, а также добавлением химических веществ.

Щебеночные покрытия устраивают методом заклинки. Каменная пыли получаемая при уплотнении цементирует покрытия. Такие одежды обеспечивают круглогодичный проезд автолюбителей. Но при движении тяжелых автомобилей и тракторов эти покрытия быстро разрушаются.

Щебеночные или гравийные покрытия, обработанные органическими вяжущими значительно прочнее и имеют повышенную водостойкость и водонепроницаемость.

В условиях сельского дорожного строительства поверхностная обработка резко улучшает эксплуатационные качества покрытий, позволяет использовать низкопрочные местные материалы и грунты впоследствии защиты их от прямого воздействия колес и влаги.

Асфальто- и цементобетонные покрытия также устраиваются на сельских дорогах при соответствующем ТЭО. Эти покрытия обеспечивают круглогодичное движение при высоких скоростях.

На временных дорогах, например, при строительстве с/х сооружений целесообразно устраивать сборные ж/б покрытия. Впоследствии эти покрытия могут разбираться.

Основания ДО можно устраивать из: щебня, штучного камня, гравия; малопрочных местных материалов (шлаков, ракушки); грунта укрепленного минеральными добавками или обработанного вяжущими; грунтощебня обработанного и необработанного в-в; «тощего» бетона.

Дренирующие и подстилающие слои предусматриваются при ЗП из связных грунтов во 2 и 3 климатических зонах при втором и третьем типах увлажнения местности, а также в 4 и 5 ДКЗ – в выемках, нулевых местах и низких насыпях. Для устройства таких слоев чаще всего используется песок. Можно также применить: горелые породы, ракушку, дресву, кирпичный щебень и т.п.

Проезжей части с/х дорог придают двускатный профиль (поперечный). Уклоны назначают в зависимости от типа покрытий от 20 (обработанный в-в щебень) до 40 (грунт, укрепленный местными материалами). Уклон обочин на 10…40 %больше уклона проезжей части.

В поперечном сечении одежда с/х дорог устраивается серповидного, корытного или полукорытного профиля. У дорог с серповидным профилем обочины укрепляют тем же материалом, что и проезжую часть. Наибольшая толщина одежды назначается на оси дороги, толщина одежды у бровки 5 см. По толщине ДО по оси более 16…18 см серповидный профиль неэкономичен.

Для с/х дорог экономию материалов может дать ступенчатая двухслойная конструкция ДО. При этом ширина утолщенного слоя, по которому в основном перемещаются автомобили, принимается 5,5 см.

Корытный профиль допускает применение ДО любой толщины. Однако затрудняется отвод воды, скапливающийся в основании.

Полукорытный профиль – промежуточное решение между корытным и серповидным. Укрепление обочин при этом профиле требует меньшей затраты материалов. Но он не обеспечивает отвода воды, просачивающуюся через одежду.

Про проектировании с/х дорог следует учитывать возможность повреждения ДО при перемещении по проезжей части гусеничных тракторов и др. тяжелых машин. Устройство отдельный тракторных путей часто нецелесообразно. В связи с этим движение тракторов совмещается с движением автомобилей на одном ЗП, но по раздельным полосам. Тракторы по уширенной обочине.

При проектировании поселковых дорог лоткового типа (не кюветного) ДО устраивают по всей ширине дороги. Тротуар отделяется от лотка бордюром, который выкладывается из местным постелистых, бетонных, шлаколитых камней. Иногда вместо бордюра устраивается откос, замащиваемый бетонными плитами.

Одежды площадок для стоянки тракторов и с/х машин устраивают из цементобетонных плит, гравийных или других местных материалов, допускающих быстрый ремонт.

Поверхность всей площадки планируется с уклоном не менее 10…15%. По границам площадки устраивают канавы для отвода воды. Возможно также устройство дренажной сети.

Поверхность площадки укрепляют гравием, дресвой на толщину 2…30 см для тракторов и 15…20 см для машин на пневматических шинах. Территория площадки не предназначенная для размещения и передвижения машин засеивается травой.

       45.4. Машины для строительства с/х дорог.

Обычно для строительства ЗП и ДО применяют те же дорожно-строительные машины, что и при строительстве автомобильных дорог общего пользования.

Скрепер предназначен для послойной разработки, транспортирования и послойной укладки грунта с разравниванием. Скреперами можно разрабатывать грунты до 4 группы (грунты 3 и 4 групп предварительно рыхлят). Различают по способу передвижения – прицепные, полуприцепные и самоходные скреперы. Прицепные работают с гусеничными тракторами, поэтому расстояние их использования 100…300 м. Полуприцепные скреперы рассчитаны на работу с одноосными тягами. Их транспортная скорость до 40 км/ч, а целесообразное расстояние использования – 300…1000 м. в зависимости от объема ковша скреперы бывают малой (до 4 ), средней (6…15 ) и большой вместимости (более 15 ).

По схеме подвески ковша скреперы бывают рамной и безрамной конструкции. В последнем случае рамой является сам ковш. По способу разгрузки – с принудительной и свободной разгрузкой. При свободной разгрузке грунт выгружается при опрокидывании всего ковша. Этот способ применяется при объеме ковша 2…3 .

Одноковшовые экскаваторы предназначены для разработки дорожно-строительных материалов с последующим перемещением и выгрузкой их в автомобили-самосвалы или отвал. Экскаватор – машина цикличного действия.

По назначению: экскаваторы-краны для строительных работ, карьерные, вскрышные и шагающие экскаваторы.

Экскаваторы-краны в зависимости от объема ковша и грузоподъемности могут быть малой, средней и большой мощности. На строительстве сельских дорог в основном применяются экскаваторы-краны объемом ковша от 0,1 до 1 .

Экскаваторы-краны изготавливаются преимущественно универсальными, т.е. снабжаются несколькими видами сменного оборудования: прямая и обратная лопаты, драглайн, грейфер-кран, копер.

Системы управления экскаваторами бывают рычажные, гидравлические, пневматические и комбинированные. По ходовому оборудованию: на нормальном и уширенном гусеничном ходу, пневмоколесном ходу, автомобильном нормальном или усиленном шасси. Иногда экскаваторы монтируются на колесном или гусеничном тракторе.

Бульдозеры предназначены для копания грунта и перемещении его на небольшие расстояния (до 100 м). Бульдозеры также планируют грунт и др. сыпучие материалы, засыпают ямы и траншеи, очищают снег и т.п. Бульдозер состоит из базовой машины, рамы, отвала и системы управления.

По типу ходового оборудования базовой машины бульдозеры бывают колесные и гусеничные.

Отвал обычно устанавливается перпендикулярно к направлению движения бульдозера. Некоторые машины позволяют поворачивать отвал на определенный угол, что дает возможность перемещать грунт в сторону. Такие машины называются бульдозерами с поворотным отвалом или универсальными.

По системе управления отвалом бульдозеры разделяются на машины с канатным и гидравлическим управлением. При канатном отвал поднимается канатом лебедки, а опускается под действием собственной массы. При гидравлическом управлении отвал опускается и поднимается гидроцилиндром, что позволяет принудительно заглублять его в грунт.

В практике строительства возникает необходимость в использовании сменного навесного оборудования к тракторам (кусторезов, корчевателей, рыхлителей).

Кусторез предназначен для расчистки земель, заросших кустарником и мелколесьем. Состоит из базового трактора и навесного кусторезного оборудования. Рабочий орган кустореза состоит из отвала, ножей и амортизаторов.

Отвал представляет собой А-образную раму. В передней части приварен лист для раскалывания пней и раздвигании сваленных деревьев. Сверху на раме установлен каркас с обшивкой из листовой стали. Каркас при движении кустореза сваливает срезанные деревья в валки по бокам просеки проложенной кусторезом. Ширина захвата – 3,6 м, диаметр срезаемых деревьев – до 100 мм.

Корчеватель – для корчевания пней, очистки трасс от крупных камней, валки деревьев, сгребания срезанного кустарника и т.п., а также для транспортировки их на небольшие расстояния. Рабочий орган – отвал с зубьями, который представляет собой балку коробчатого сечения с вваренными литыми башмаками. В башмаки вставляются 4 зуба и закрепляются клиньями. Диаметр пней до 459 мм, ширина захвата до 1380 мм.

Бульдозер-рыхлитель – для рыхления, разработки и перемещения плотных грунтов и сильных трещиноватых скальных пород. Рабочее оборудование из нижней рамы, тяги, несущей балки, 3 зубьев, опорной рамы и гидросистемы. Глубина системы до 500 мм, ширина – 1,67 м.

Автогрейдеры используются для устройства грунтовых дорог, профилирования ЗП, планировании насыпей, выемок и откосов, рытья и очистки канав, перемешивании грунта или гравийных материалов с в-в, очистки дорог от снега.

Основной рабочий орган – отвал, которым может устанавливаться под различными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отвал также может выноситься в стороны. Кроме отвала автогрейдеры оснащаются кирковщиками для рыхления плотного грунта, откосником, удлинителем отвала, плужным снегоочистителем, грейдер-элеваторами.

Автогрейдера разделяют по:

1. Общей массе и мощности двигателя:

- легкие (7…9 т, мощность двигателя 46…555 кВт),

- средние (13…15 т, 118…132 кВт),

- тяжелые (15…20 т, 132…184 кВт).

2. конструкции ходового оборудования: двухосное и трехосное.

3. системы управления рабочими органами:

- с механическим (редукторным),

- гидравлическим,

- комбинированным управлением.

Дорожная фреза (ДС-74) – для измельчения грунта и перемешивания его с в.в. Состоит из ротора с лопатками, рамы, толкающего бруса, инерционного ротора, редуктора, вала, битумной машины.

Фреза является навесным оборудованием к колесному трактору (Т-158). Роторный рабочий орган диаметром 900 мм, ширина обрабатываемой полосы 2400, глубина до 250 мм.

Цементовоз-распределитель (ДС-72) – для транспортирования порошкообразным материалов, дозирования и равномерного распределения их при строительстве оснований и покрытий. Это полуприцепная машина к трактору (Т-158). Объем цистерны – 6,8 , расходного бункера – 4,2 , ширина распределения материала 2400 мм.

Асфальтоукладчики для приема смеси из самосвала, укладки её с слоем заданной толщины с выглаживанием поверхности и предварительного уплотнения.

Асфальтоукладчик ДС-1 – гусеничный, ширина укладки до 3,5 м, толщина слоя 30…150 мм, вместимость приемного бункера – 4,5 т, рабочая скорость – 1,6…34 м/мин, масса 12 т.

Автогудронаторы – для перевозки и распределения под давлением горячих или холодных битумов, дегтей, эмульсий.

Автогудронатор ДС-39А монтируется на шасси автомобиля ЗИЛ-130. Цистерна для битума теплоизолирована матами из стекловолокна и облицована сталью. Технологические операции (наполнение, розлив, циркуляция) выполняются через распределительную систему шестеренчатым насосом.

Розлив может выполняться симметричным односторонним (правый, левый), с ручным распределителем. Вяжущее подогревается с помощью керосиновых горелок, через жаровые трубы.

Вместимость ДС-39А – 3,5 , ширина распределения до 3,8 м, норма разлива – 0,5…3 л/ .

Катки – для послойного уплотнения при постройке ЗП и ДО.

Уплотнение производят укаткой, вибрацией, трамбованием или вибротрамбованием.

Простые машины, приспособления, изготавливаемые на месте. Они могут быть изготовлены в механических мастерских.

Рельсовый рыхлитель – для глубокого рыхления грунта, вытаскивания и сгребания корней и мелких пней. Ширина захвата – 1 м, глубина заглубления – до 0,3 м, тяга – гусеничный трактор.

Рыхлитель изготавливают из обрезков рельсов и транспортируют в перевернутом состоянии.

Плужный смеситель – устанавливается на автогрейдерах (взамен поворотного круга).

Вал материала, уложенный по оси ЗП или основания ДО, разравнивают в призму приподнятым смесителем за один проход грейдера. После розлива в.в по поверхности призмы перемешивают смесь. Грейдер двигается по оси призмы. Передний отвал врезается в тело призмы и разделяет её на два валика, перемещаемые по ширине отвала. Эти валики подбираются боковыми отвалами и перемещаются к оси дороги, образуя один большой вал. Таким образом, за один подход смесь дважды перемешивается.

Грузоподъемное и трамбующее оборудование может быть установлено на гусеничном тракторе. Для этого изготавливается стела, стойко устанавливается противовес и система тросов с полиспастами. Для подъема грузов до 3 т используется лебедка, установленная на тракторе.

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 344; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!