Організаційно-будівельна частина

4. Організаційно-будівельна частина

Проект виконання робіт розробляю по спорудженню підземного поліетиленового газопроводу по селищній вулиці при малоповерховій забудові; вулиця має рівнинний характер; геодезична відмітка початку будівництва 209; довжина газопроводу, на який виконується проект 460 м; з діаметром 125х11,4 геодезична відмітка останнього пікету газопроводу 208,1; переважна більшість ґрунтів по трасі віднесена до другої категорії. Виконання робіт ведеться сталевою трубою по ДСТУ Б.В.2.7–73–98; довжина окремої труби – 10 м.

4.1 Організація будівництва вуличного газопроводу

Земляні роботи по риттю траншеї і котлованів повинні виконуватися після розбивки траси газопроводу, визначення меж розбивки і встановлення попереджуючих знаків про наявність на даній ділянці траси підземних комунікацій.

Згідно «Правил безпеки систем газопостачання України» газопроводи, які транспортують осушений газ, дозволяється прокладати в зоні промерзання ґрунту.

У відповідності до вимог [1] відстань від поверхні ґрунту до верху труби складає 1 м.

На підставі ДБН В.2.5–20–2001 визначаю глибину траншеї, Н_тр, м, по формулі

Н_тр=Н_закл+D, (4.2)

де Н_закл – глибина закладання (згідно вимог ДБН Н_закл=1 м), м;

D – діаметр труби, м.

Н_тр=1+0,125=1,12 м

Остаточна глибина траншеї становить

Н_{тр ост}=Н_тр=1,12 м

Ширина дна траншеї для прокладання поліетиленових газопроводів залежить від способу вкладання та діаметра труби і може бути визначена за формулою

В=D+0,3≥0,7, (4.3)

де D_ізл – діаметр труби, м.

В=0,125+0,3=0,42<0,7 м

Але остаточно ширину низу траншеї приймаю по ширині ріжучої кромки ковша екскаватора, попередньо прийнявши згідно довідника [2] багатоковшовий, ланцюговий екскаватор марки ЭТН-124 з шириною ріжучої кромки (ШРК) 0,4 м. В процесі виконання роботи стінки траншеї обрушуються і величина цього обрушення визначається категорією ґрунту. Таким чином, остаточна ширина низу траншеї може бути визначена за формулою

В_ост=ШРК+δ (4.4)

де ШРК – ширина ріжучої кромки (ШРК=0,4 м), м;

δ – величина обрушення (для другої категорії ґрунту δ=0,1 м), м.

В_ост=0,4+0,1=0,5 м

Згідно вимог для другої категорії ґрунту максимальна глибина траншеї з вертикальними стінками і без кріплення становить 1,2 м, а тому після проведення необхідних розрахунків траншея буде виконана з прямими стінками.

4.2 Підрахунок об’ємів робіт і вибір ведучого механізму, підрахунок об’ємів робіт і затрат праці

При будівництві підземних газопроводів розробка ґрунту полягає у копанні шурфів в місці врізання газопроводу та з метою виявлення місць перетину з іншими інженерними комунікаціями, риття траншеї, поширення приямків для зварювання неповоротних стиків. Для спрощення підрахунки веду на один метр траншеї.

Визначаю об’єм ґрунту, що розробляється при копанні шурфів, за формулою на 1 погонний метр

ν_шур=В*Н*λ,  (4.5)

де В-ширина низу траншеї, м;

Н – глибина траншеї, м;

λ – довжина траншеї, м.

ν_шур=0,5*1,12*1=0,56 м³

Об’єм ґрунту, що розробляється при копанні траншеї екскаватором визначаю згідно формули

ν_екс=В*Н* λ, (4.6)

де В-ширина низу траншеї, м;

Н – глибина траншеї, м;

с – величина недобору (для екскаватора ЭТН-124 с=0,1 м), м;

λ – довжина траншеї (прийняв 1 м), м.

ν_екс=0,5*(1,125–0,1)*1=0,56 м³

Визначаю об’єм земляних робіт по поширенню приямків для зварювання неповоротних стиків. Згідно вимог приямок копається на 0,2 м нижче дна траншеї, а отже глибину приямка визначаю за формулою

Н_пр=Н_{тр ост}+0,2,  (4.8)

де Н_{тр ост} – остаточна глибина траншеї, м.

Н_пр=1,12+0,2=1,32 м

Згідно вимог [1] ширину низу приямку визначаю за формулою

В_пр=D+0,5*2, (4.9)

де D – діаметр труби, м.

В_пр=0,12+0,5*2=1,12 м

Ширину верху приямку визначаю за формулою

В′_пр= В_пр+2*m*Н_пр, (4.10)

де В_пр – ширина низу приямку, м;

m – величина крутизни відкосу (для другої категорії ґрунту m=0,5);

Н_пр – глибина приямка, м.

В′_пр=1,12+2*0,5*1,32=2,44 м

Об’єм розробленого ґрунту при поширенні приямків визначаю за формулою

ν_пр=_, (4.11)

де В_пр – ширина низу приямку, м;

В′_пр – ширина верху приямку, м;

Н_тр – глибина приямку, м;

l – довжина траншеї (прийняв 1 м), м;

ν_екс – об’єм ґрунту, що розробляється при копанні траншеї екскаватором, м³.

V_пр= (1,12+2,44)/2*1,32*0,6–0,51=0,72 м³

Форма і габарити приямку диктуються вимогами техніки безпеки, а також умовами зручності проведення зварювальних робіт.

З метою визначення робочої ширини будівельного майданчика розраховую ширину відвалу. Для її визначення необхідно врахувати збільшення об’єму після рихлення. Розрізняють два показники рихлення ґрунту: коефіцієнт початкового рихлення – К₁, який показує ступінь рихлення щойно розробленого ґрунту; коефіцієнт кінцевого рихлення – К₂, який показує ступінь рихлення злежаного або втрамбованого ґрунту після його засипання. Для даної категорії ґрунту К₁=1,2, К₂=1,05.

Таким чином загальний об’єм ґрунту у відвалі на один метр траншеї визначаю за формулою

ν΄_заг=ν_шур* К₁, (4.12)

де ν_шур – об’єм ґрунту, розробленого при копанні шурфу, м³;

К₁ – коефіцієнт початкового рихлення (К₁=1,2).

ν΄_заг=0,56*1,2=0,67 м³

Знаючи загальний об’єм землі по копанню шурфу, розраховую габаритні розміри відвалу згідно слідуючих формул

h_від=, (4.13)

де ν_заг – об’єм ґрунту у відвалі на один метр траншеї, м.

h_від=√0,67=0,82 м

Ширину відвалу визначаю згідно формули

В_від=2*h_від, (4.14)

де h_від – висота відвалу, м.

В_від=2*0,82=1,64 м

Визначивши всі об’єми по розробці ґрунту визначаю загальний об’єм робіт по копанню

ν_заг=ν_шур*l_шур*n_шур+ν_екс*(L-l_шур*n_шур)+ν_пр*l_пр*n, (4.15)

де ν_шур – об’єм ґрунту, що розробляється при копанні шурфів, м³;

ν_екс – об’єм ґрунту, що розробляється при копанні траншеї екскаватором, м³;

ν_{руч зас} – об’єм ґрунту, що розробляється при ручній зачистці дна траншеї, м³;

ν_пр – об’єм розробленого ґрунту при поширенні приямків, м³;

l_шур – довжина шурфу, м;

L – довжина траси газопроводу, м;

l_пр – довжина приямку, м;

n – кількість приямків, шт.;

n_шур – кількість шурфів, шт.

ν_заг=0,56*4+0,51*(460–4)+0,72*2*1=259,04 м³

Об’єм ґрунту у відвалі визначаю згідно формули

V₁=ν_заг*К₁, (4.16)

де ν_заг – загальний об’єм робіт по копанню, м³;

К₁ – коефіцієнт первинного рихлення, (К₁=1,2).

V₁=251,04*1,2=310,85 м³

Після вкладання газопроводу на постіль він спочатку засипається м’яким ґрунтом з відвалу на 0,4 м вище верхньої відмітки ізольованої труби, з пошаровим ущільненням ручною трамбівкою та підбивкою «пазух».

Об’єм ґрунту для присипки газопроводу визначається за формулою

ν_{руч пр}=, (4.17)

де D – діаметр труби, м;

В-ширина низу траншеї, м.

ν_{руч пр}=0,5*(0,125+0,4)*1–3,14*0,125² /4*1=0,25 м³

Об’єм бульдозерної засипки визначаю за формулою

ν_бул=В*(Н-D – 0,4)*l, (4.18)

де D – діаметр труби, м;

В-ширина низу траншеї, м;

Н – глибина траншеї, м.

ν_бул=0,5*(1,12–0,125–0,4)*1=0,3 м³

Об’єм робіт по засипці приямків рівний об’єму робіт по поширенню приямків.

Визначаю об’єм робіт по зворотній засипці за формулою

V₂=(ν_{руч пр}*L+ν_бул*L+ν_пр*l_пр*n)*К₂, (4.19)

де ν_{руч пр} – об’єм ґрунту по ручній присипці газопроводу, м³;

ν_бул – об’єм ґрунту по бульдозерній засипці, м³;

ν_пр – об’єм ґрунту по засипці приямку;

L – довжина траси газопроводу, м;

l_пр – довжина приямку, м;

n – кількість приямків, шт.;

К₂ – коефіцієнт вторинного рихлення, (К₂=1,05).

V₂=(0,25*460+0,3*460+0,72*2*1)*1,05=267,1 м³

Визначаю об’єм робіт по вивезенню ґрунту

V₃=ν_заг*(К₁-К₂)+ν_труб*L, (4.20)

де ν_заг – загальний об’єм робіт по копанню, м³;

К₁ – коефіцієнт первинного рихлення, (К₁=1,2);

К₂ – коефіцієнт вторинного рихлення, (К₂=1,05);

ν_труб – об’єм ізольованої труби, м³;

L – довжина траси газопроводу, м.

V₃=259,04*(1,2–1,05)+0,012*460=44,38 м³

Складаю баланс земляних робіт. Нев’язка в підведенню балансу повинна становити не більше ±5%.

, (4.21)

де V₁ – об’єм ґрунту у відвалі, м³;

V₂ – об’єм робіт по зворотній засипці, м³;

V₃ – об’єм робіт по вивезенню ґрунту, м³.

(310,85 – (267,1+44,38))/310,85*100% = -0,2 < ±5%

Основним фактором, який забезпечує своєчасне виконання робіт при потоково-захватному методі є правильно визначена потокова швидкість будівництва. При спорудженні підземних газопроводів найбільш трудомістким є виконання земляних робіт, тому інтенсивність потоку визначається по погонній (умовній) швидкості руху екскаватора, яка може бути визначена по формулі

V = П / V*T_зм, (4.22)

де П – продуктивність екскаватору, м³/зміну;

V – середній об’єм ґрунту на даній ділянці, який приходиться на 1 м траншеї, м³;

Т_зм – час зміни, год (Т_зм=8 год).

V = 320/0,56*8=71,4 м/год

Для риття траншеї під газопровід мною попередньо прийнятий екскаватор ЭТН-124 з об’ємом ковша 0,25 м³ та оберненою лопатою, змінна продуктивність якого визначається за формулою

, (4.23)

де Т_зм – час зміни, год (Т_зм=8 год);

Н_час – норма часу в машино-годинах на розробку 1 м³ ґрунту в щільному стані (2); Н_час=0,025.

П=8/0,025=320 м³/зм

Згідно з завданням монтаж газопроводу буде виконуватись трубами довжиною 12 м. Таким чином загальна кількість труб, що підлягає монтажу визначається за формулою

,(4.24)

де L – довжина траси газопроводу, м;

l_тр – довжина окремої труби, м.

n_тр=460/10=46 шт.

Аналогічно можна визначити кількість стиків, які підлягають зварюванню

, (4.25)

де L – довжина траси газопроводу, м;

l_тр – довжина окремої труби, м;

1 – стик, що додається на врізання в діючий газопровід.

n_ст=460/10+1=47 шт.

Об’єм робіт по зняттю ре культиваційного шару грунту визначаю згідно формули

V=(В+0,5)*L*h,  (4.26)

де В-ширина низу траншеї, м;

L – довжина траси газопроводу, м.

V=(0,5+ 0,5)*460*0,2 = 92 м³

Таким чином, мінімальну ширину робочої зони визначаю згідно формули

ШРЗ=К+ШВ+2*Б+В+Зт+Т,  (4.27)

де ШВ – ширина відвалу, м, ШВ=1,64 м;

Б – ширина берми, м, Б=0,5 м;

В-ширина траншеї, м, В=0,5 м;

Зт – зона розташування труби, м, Зт=0,375 м;

Т – зона руху технологічного транспорту, м, Т=3,5 м;

К – зона виконання робіт по огородженню, м, К=0,5 м.

ШРЗ=0,5+1,64+2*0,5+0,5+0,375+3,5=7,5 м

Довжину огорожі будівельного майданчику визначаю за формулою

L_огор=2*L, (4.28)

де L – довжина траси газопроводу, м.

L=2*460=920 м

Кількість стиків, що підлягають контролю фізичними методами слідуючим чином. Згідно вимог [1] для тиску 0,002 МПа повинно контролюватися 10% всіх стиків.

n_{ст ф к}=n_ст*0,1, (4.29)

де n_ст – кількість стиків, шт.

n_{ст ф к}=26*0,1=3 шт.

Визначаю фактичну довжину «захвату» за формулою

, (4.30)

де L – довжина траси газопроводу, м.

L=460/5=92 м

Визначивши основні об’єми робіт по спорудженню підземного газопроводу, приступаю до визначення затрат праці на виконання всіх робіт, враховуючи, що види робіт на «захваті» повинні бути закінчені за одну зміну. Знаючи загальний об’єм робіт даного виду, знаходжу норму часу на виконання одиниці, виконую розрахунки (перемножуючи їх) та отриманий результат заношу в таблицю 1. (дивись таблицю 4.1)

Таблиця 4.1 – Відомість затрат праці по всьому фронту робіт

№ п/п	Найменування робіт	РЕКН Вимірник		Кількість	Норми часу Буд Маш		Затрати праці
							Буд	Маш
1.	Транспортування труб	25–22–1	100 м	0,46	5,75	27,98	26,45	66,59
2.	Рекультивація грунту	1–24–6	1000м3	0,1	–	11,58	–	1,16
3.	Розробка вручну	1–164–2	100м3	0,1	261,8	1,7	26,2	0,17
4.	Підвішування підземних комунікацій	22–49–1	1 км	0,001	100,96	0,87	0,1	0,0009
5.	Розробка грунту екскаватором у відвал	1–14–2	1000м3	0,26	–	25,12	–	6,53
6.	Встановлення перехідних містків	20–2–1	100м2	0,02	22,04	1,54	0,44	0,03
7.	Вкладання і зварювання поліетиленових труб з гідравлічним випробуванням	22–11–5	1 км	0,46	395,2	59,68	27,45	181,8
8.	Встановлення фасонних частин	16–24–1	10 шт	0,1	87,25	4,95	8,73	0,5
9.	Контроль якості стиків	25–122–3	1 ст	5	2,01	4,33	10,05	21,5
10.	Встановлення контрольних трубок	16–75–1	1 шт	1	5,29	1,02	5,29	1,02
11.	Засипання вручну траншей і котлованів	1–166–1	100м3	1,15	150,45	–	173,02	–
12.	Ущільнення ґрунту пневматичним трамбуванням	1–134–1	100м3	1,15	18,36	4,45	21,11	5,12
13.	Засипка траншей і котлованів бульдозером	1–71–5	1000м3	0,24	1,7	–	0,4	–
							Σ=307,55	Σ=276,22

Оскільки для виконання кожного виду робіт передбачено використання робітників відповідного фаху, то для зменшення кількості працівників роботи повинні виконуватися комплексною бригадою з максимально можливим суміщенням професій.

Визначаємо сумарні затрати праці по всьому фронту робіт за формулою

Т_заг = Т_б+Т_м, (4.31)

де Т_б – затрати праці будівельників,

Т_м-затрати праці машиністів.

Т_заг =307,55+276,22=583,77 люд/год.

Визначаємо строки будівництва газопроводу

N_д= Т_заг*К/n_бр*Н_зм, днів (4.32)

де Т_заг-сумарні затрати праці по всьому фронту робіт,

n_б-кількість чолоків у бригаді,

Н_зм – час зміни.

N_д=583,77*0,5/8*8=5 днів.

Вибір машин розпочинаю з вибору ведучого механізму, яким буде екскаватор ЭТН-124, з шириною ріжучої кромки 0,4 м. Вибраний екскаватор буде здійснювати копання траншеї і його буде можливо використати для виконання робіт по навантаженню надлишкового ґрунту.

Попередньо для вивезення надлишкового ґрунту приймаю автосамоскид ММЗ-555 з об’ємом кузова 4,5 м³.

Визначаю кількість рейсів автомобіля для вивезення ґрунту за формулою

, (4.33)

де V₃ – загальний об’єм ґрунту, що підлягає вивезенню, м³;

ν_куз – об’єм кузова, м³;

К₁ – коефіцієнт, який враховує повноту заповнення кузова (К₁=0,9).

n_р=28,5/4,5*0,9=7 рейсів

Прийнятий самоскид разом з екскаватором забезпечують виконання робіт в ритмі потоку з заданою потоковою швидкістю. Для більш ефективного використання самоскида він повинен доставляти на будівельний майданчик матеріал для устрою постелі.

Визначаю час транспортної операції згідно формули

t_{тр оп}=t_{х п}+t_зав+t_{р п}+t_розв, (4.34)

де t_{х п} – час холостого переїзду, год;

t_зав – час завантаження, год;

t_{р п} – час переїзду з вантажем, год;

t_розв – час розвантаження, год.

Час холостого ходу визначаю за формулою

, (4.35)

де L_x – відстань вивезення ґрунту, км;

ν – середня швидкість руху, км/год;

К – коефіцієнт зміни швидкості (К=0,5).

t_{х п}=10/45*0,5=0,44 год

Визначаю час завантаження кузова автомобіля за формулою

t_зав=ν_куз*К₁*Н_час, (4.37)

де Н_час – норма часу в машино-годинах на розробку 1 м³ ґрунту в щільному стані [2]; Н_час=0,025;

ν_куз – об’єм кузова, м³;

К₁ – коефіцієнт, який враховує повноту заповнення кузова (К₁=0,9).

t_зав=4,5*0,9*0,025=0,1 год.

Визначаю час переїзду автомобіля з вантажем згідно формули

, (4.38)

де L_x – відстань вивезення ґрунту, км;

ν_р – середня швидкість руху з вантажем, км/год;

К – коефіцієнт зміни швидкості (К=0,5).

t_рп=10/40*0,5=0,5 год.

Час розвантаження для автомобіля самоскида t_розв=0,1 год. А тому, час транспортної операції визначиться

t_{тр оп}=0,44+0,1+0,5+0,1=1,14 год

Визначаю загальні затрати часу по вивезенню надлишкового ґрунту за формулою

Т_заг= n_р*t_{тр оп}, (4.39)

де t_{тр оп} – час транспортної операції, год;

n_р – кількість рейсів автомобіля для вивезення ґрунту, шт.

Т_заг=7*1,14=7,98 год.

Для забезпечення виконання робіт на захваті необхідно затратити 7,98 години. Прийнятий самоскид разом з екскаватором забезпечують виконання робіт в ритмі потоку з заданою потоковою швидкістю. Для більш ефективного використання самоскида він повинен доставляти на будівельний майданчик матеріал для устрою постелі.

Вибір вантажозахватних пристроїв та машин для вкладання починаю з визначення ваги монтажної одиниці. Вагу пліті газопроводу, котрий підлягає вкладанню визначаю згідно формули

Р_пл=р_тр*l_пл, (4,40)

де р_тр – вага одного погонного метра труби, кг/м;

l_пл – довжина пліті, м.

Р_пл=3,8*30=174 кг

Враховуючи те, що вага монтажної одиниці суттєва, то вкладання пліті буду здійснювати за допомогою автокрану.

А тому, необхідно вибрати тип автокрану, яким буде здійснюватись вкладання плітей. Підбір машини починаю з визначення розрахункового вильоту стріли автокрана за формулою

R_роз=R_min+1,5+В/2, (4.41)

де R_min – мінімальний виліт стріли, м;

Б – довжина берми, м;

В-ширина низу траншеї, м.

R_роз=3,5+1,5+ 0,5/2=5,25 м

Визначаю вантажопідіймальність крана на розрахунковому вильоті стріли згідно формули

, (4.42)

де Р – вантажопідйомність крана при мінімальному вильоті стріли, т;

R_min – мінімальний виліт стріли, м;

R_роз – розрахунковий виліт стріли автокрана, м.

Р_роз= 1*3,5/5,25=0,66 т

Навантаження на один гак автокрана знаходжу за формулою

Р_1гак.= Р_пл/2 (4.43)

Р_1кр= 0,147/2= 0,074 кг

Р_роз=0,66>0,074

Тобто кран може працювати без опор.

Визначаю величину розривного зусилля стропа згідно формули

R=S*K, (4.44)

де S – навантаження на гілку стропа, кг*с;

K – коефіцієнт запасу міцності (K=6).

R=190*6=1140 кг*с

Визначаю довжину віток стропа згідно формули

=  =20 (4.45)

де В-висота від гака до труби, м;

А – довжина пліті, м.

Для вкладання вибираю кран типу КС-1562 та стропи ТК46х7 (по ГОСТ 3071–88) з розривним зусиллям 3310 кг*с/мм².