Строительство земляного полотна в сложных условиях

Сооружение земляного полотна в сложных условиях (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28

Министерство транспорта Российской Федерации

ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
университет путей сообщения»

Кафедра «Строительное производство»

СООРУЖЕНИЕ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

В СЛОЖНЫХ УСЛОВИЯХ

учебно-методическим объединением в качестве учебного пособия
для вузов железнодорожного транспорта

УДК 625.12 (075.8)

Кандидат технических наук,
генеральный директор

Учебное пособие соответствует ГОС ВПО направления подготовки дипломированных специалистов 653600 «Транспортное строительство» специальности 290900 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» по дисциплине «Технология строительных работ в сложных условиях».

В пособии рассмотрена технология производства земляных работ и организация сооружения железнодорожного земляного полотна в сложных природно-климатических условиях. Для решения практических задач предложены новые подходы при формировании некоторых технологических схем и организационных решений производства земляных работ в условиях Севера. Приведены технические характеристики строительных машин, применяемых в северной строительно-климатической зоне.

Учебное пособие предназначено для студентов всех форм обучения специальности «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство», изучающих дисциплину «Технология строитель­ных работ в сложных условиях».

ã ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
университет путей сообщения» (ДВГУПС), 2005

ВВЕДЕНИЕ

Технология и организация строительного производства существенно зависят от инженерно-геологических и природно-климатических условий, которые во многих районах являются весьма сложными. Это в первую очередь относится к районам северной строительной климатической зоны. Эффективное решение задач, стоящих перед строителями в этих районах, требует глубокого знания и учета всех факторов, усложняющих строительное производство. Северная строительно-климатическая зона занимает более 50 % территории Российской Федерации и включает часть районов Западной и в основном Восточной Сибири, Крайнего Севера и Дальнего Востока.

Эта территория характеризуется следующими особыми физико-географическими условиями: большой продолжительностью холодного периода; низкими температурами воздуха в сочетании с частыми зимними сильными ветрами и снежными заносами; повышенной влаж­ностью воздуха (особенно в прибрежных районах, но не только в них); полярными днями и ночами; малой естественной освещенностью территории в холодный период года и недостаточным уровнем ультрафиолетового излучения; вечномерзлым состоянием грунта; почти полным отсутствием растительности на Арктическом побережье и др.

Многие районы Севера относятся к сейсмическим. Наиболее сложными в сейсмическом отношении являются устье р. Лены, центральные районы Республики Саха (Якутия), Магаданская область и район Анадыря. Экстремальные физико-географические условия оказывают влияние на продолжительность строительства, выбор строительных машин и транспортных средств, методы организации строительства и производства работ, расход материалов, затраты труда, стоимость строительства.

Учет влияния экстремальных условий при разработке проектно-сметной документации, составлении проекта организации строительства и проекта производства работ, управлении строительством представляет собой весьма сложную задачу. В дисциплине «Технология строитель­ных работ в сложных условиях» совместно рассматриваются вопросы строительства и региональных факторов.

В данном учебном пособии рассматривается один из важнейших разделов дисциплины «Технология строитель­ных работ в сложных условиях», освещающий вопросы производства земляных работ при возведении железнодорожного земляного полотна в сложных условиях. Подготовка этого пособия обусловлена тем, что в существующей учебной литературе указанные вопросы либо отсутст­вуют, либо излагаются очень кратко. Как правило, те или иные задачи производства земляных работ в сложных инженерно-геологических и природно-климатических условиях в настоящее время рассматриваются только в различных производственных материалах, нормативной и справочной литературе, периоди­ческих изданиях.

В связи с этим возникает необходимость созда­ния на основе многочисленных литературных источников учебного пособия, которое кратко освещало бы опыт и проблемы технологии и организации производства земляных работ в особых условиях строительства.

1. ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ
СТРОИТЕЛЬСТВА И ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ В СЕВЕРНОЙ
СТРОИТЕЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЕ

Основными проектными документами по возведению земляного полотна, защитных и искусственных сооружений, на основе которых должны разрабатываться проект организации строительства (ПОС) и проект производства работ (ППР), являются:

— подробный продольный профиль земляного полотна;

— план трассы и отвода земель;

— принятые для каждого участка дороги поперечные профили земляного полотна;

— проекты водоотводных, дренажных, постоянных противоналедных, противолавинных, противооползневых и снегозащитных сооружений;

— ведомость искусственных сооружений и их проекты;

— проекты укрепления земляного полотна и ведомость объемов укрепительных работ;

— попикетная ведомость объемов земляных работ и схема распределения земляных масс;

— описание трассы с ведомостью полевых и лабораторных анализов и свойств талых и мерзлых грунтов;

— паспорта карьеров, наледей, лавин и подземных льдов;

— ведомость объемов дополнительных работ (устройство водоотводов, временных противоналедных сооружений, дренажных устройств и др.);

— смета расходов и ведомость ресурсов.

Перед составлением ПОС и ППР должны быть собраны следующие данные:

— среднемесячные, годовые и многолетние продолжительности безморозного периода и температуры воздуха, а также абсолютные минимальные и максимальные их значения;

— средние температуры мерзлого грунта; число дней со снежным покровом и его мощность;

— розы ветров и их скорости; число дней со скоростью ветра более 12 м/с;

— число дней с туманами;

— время начала и размеры снегозаносимости площадок и дорог; появление и интенсивность действия наледей;

— характеристика вечномерзлых грунтов (на основе этой группы данных должен быть составлен прогноз изменения природных условий при освоении района строительства);

— возможные подъездные пути и время их действия для завоза машин, оборудования и людей к местам работ;

— необходимость и возможность строительства постоянных автомобильных дорог, автозимников, временных подъездных путей, аэродромов, вертолетных площадок, временных поселков и т. д.;

— возможность многоцелевого использования машин и оборудования, их транспортабельность и повышение производительности машин, выработки рабочих, продуктивности труда;

— возможность и необходимость использования вахтовой, экспедиционной и вахтово-экспедиционной организации работ.

ПОС и ППР должны содержать детально разработанную, отвечающую местным условиям технологию производства работ, учитывающую влияние всех перечисленных осложняющих ее природно-климатических факторов.

Климатические условия северной зоны ограничивают производство работ в зимнее время, поэтому для полного использования короткого летнего периода в ППР необходимо предусматривать комплексную механизацию производства работ с применением высокопроизводительных машин (прил. 1, 2), интенсивных технологий и мероприятий по эффективному распределению рабочего времени.

На зимний период относят следующие работы:

— расчистку полосы отвода;

— подготовку грунтовых карьеров;

— разработку выемок и котлованов в грунтах, содержащих подземные льды;

— возведение насыпей из скальных, а также несмерзающихся галечниково-гравийных и песчаных грунтов на подходах к мостам, на марях, болотах, сильнольдистых грунтах и других участках со слабыми основаниями;

— сооружение временных землевозных дорог;

— устройство теплоизолирующих слоев в основании насыпей и на откосах выемок;

— устройство земляного полотна и системы водоотвода выемок в сильнольдистых грунтах;

— отсыпку земляного полотна на затопляемых участках местности;

— устройство утепленных лотков и дренажных систем;

— устройство свайных фундаментов мостов и труб на сильнольдистых грунтах;

— укрепление откосов насыпей регуляционных сооружений.

В связи с тем, что в северной климатической зоне из-за отдаленности, обособленности, малой освоенности и отсутствия транспортных коммуникаций чрезвычайно трудно организовать и осуществлять эффек­тивное строительное производство, при разработке ПОС, проекта ор­ганизации работ (ПОР), ППР требуется тщательная детализация входящих в них планов организационно-технологической подготовки работ.

В проектах должны быть предусмотрены следующие мероприятия:

— передислокация мобильных подразделений вместе с необходимой строительной техникой, транспортом и другим оборудованием в северном исполнении;

— отвод земель, постройка подъездных путей, дорог, вертолетных площадок и т. д.;

— постройка и оборудование ремонтной базы, складов, гаражей, электростанций, линий связи, энергоснабжения, водоснабжения и канализации;

Источник

Сооружение земляного полотна в особых условиях

4.1. Особенности возведения земляного полотна в горных условиях

Земляное полотно в горных районах существенно отличается от земляного полотна в равнинной местности: дорога часто проходит по склонам, высокие насыпи чередуются с глубокими выемками. Для повышения устойчивости земляного полотна и безопасности движения приходится строить специальные сооружения. Строительство земляного полотна в скальных грунтах, как правило, требует выполнения взрывных работ.

Взрывные работы осуществляют двумя способами:

— рыхление скального грунта на куски определённых размеров с последующей разработкой разрыхлённого грунта землеройно-транспортными машинами (взрывание на рыхление);

— полным или частичным удалением грунта силой взрыва за пределы выемки (взрывание на выброс) или полувыемки (взрывание на сброс), при котором взорванный грунт сбрасывают вниз по косогору).

При возведении земляного полотна в горных условиях следует учитывать наличие таких особенностей как:

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

— слабая сеть автомобильных дорог, отсутствие ж/д. транспорта;

— резкая смена геометрических параметров земляного полотна, что обуславливает необходимость в изменении технологии и организации дорожностроительных работ;

— необходимость устройства защитных сооружений (противообвальные, противооползневые, противоселевые, противолавинные и др.);

— возможность резкой перемены погодных условий (ливни, катастрофическое повышение уровня воды горных потоков и выходы селей, оттепели, которые способствуют образованию лавин);

— необходимость проведения буровзрывных работ.

Взрывы производят с целью рыхления скального грунта или с целью его выброса. Направленные взрывы на выброс производят на косогоре в условиях чередующихся выемок и насыпей, а также на участках серпантин. Доработка до проектных отметок в этих случаях составляет не более 10. 30 %.

Стоимость возведения земляного полотна в скальных грунтах составляет 50. 60 % (вместо 12. 20 % в равнинной местности) от общей стоимости автомобильной дороги.

4.1.1. Бурение скальных пород

Под буримостью скальных пород понимают скорость, с которой буровой инструмент внедряется в породу. Для размещения взрывчатых веществ (ВВ) в породе делают специальные углубления, называемые взрывными выработками

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Процесс бурения состоит в разрушении породы и удалении измельченной породы из взрывной выработки. Бурение можно производить механическим и немеханическим способом. Из нескольких разновидностей механического способа бурения наибольшее распространение получили:

Пневмоударное и перфораторное бурение выполняют пневматическими машинами. Лучшие результаты при бурении достигаются при использовании пневмоударных машин, поскольку рабочий орган находится в конце штанги, у забоя, вследствие чего потери энергии удара практически не зависят от глубины погружения рабочего органа. Разрушение породы достигают главным образом за счет удара, энергия которого определяется большой скоростью движения поршня.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Число ударов достигает 1500. 3000 в минуту. Вращательные движения бура играют при разрушении породы второстепенную роль. Измельченную породу из выработок удаляют продувкой сжатым воздухом. Машину (станок) пневмоударного действия применяют там, где невозможно использовать машину шарошечного бурения, для установки которой требуется горизонтальная площадка шириной не менее 4. 5 м. Станок пневмоударного бурения пробуривает шурфы и скважины диаметром до 105 мм и глубиной до 25. 35 м. Производительность станка от 10 до 35 м в смену. Для упрощения передвижения станки устанавливают на салазки, гусеничную или колесную базу. Масса станка около 350 кг.

1600. 2200°С под давлением 10 атм. и скоростью 1800. 2000 м/с.

Рациональный способ бурения и выбор бурильного станка определяется технико-экономическими расчетами.

4.1.2. Взрывчатые вещества, способы и средства взрывания

Взрывом называется чрезвычайно быстрое химическое превращение вещества из одного состояния в другое, сопровождающееся выделением энергии, способной производить механическую работу.

Взрывчатые вещества, применяемые для взрывных работ, имеют различные свойства, определяющие области их применения.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Применяют следующие способы взрывания: огневой, электрический, детонирующим шнуром, электроогневой.

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Рис. 4.1.2. Средство взрывания:

Взрывание зарядов ВВ детонирующим шнуром (бескапсюльное взрывание) осуществляют взрывом введенного в заряд боевика отрезка детонирующего шнура (ДШ), оканчивающегося узлом. Взрывание ДШ производят капсюлем-детонатором зажигательной трубки или электродетонатором, который плотно с ним соединяется. ДШ взрывается со скоростью 6500 м/с.

В настоящее время взрывание ДШ получило широкое распространение в силу того, что при этом значительно уменьшается опасность выполнения работ из-за

Источник