ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ

4. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДОРОЖНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ

ПОТОКОВ

Поточное строительство автомобильных дорог характеризуется численным значением ряда параметров. Величины этих параметров зависят от уровня организации строительства и конкретных усло­вий производства работ на каждом объекте.

Ниже даны определения и краткие характеристики основных параметров дорожно-строительных специализированных и комп­лексных потоков. Знание параметров потоков и закономерностей их изменения необходимо как для проектирования организации поточного строительства, так и для оперативного управления им.

1. Время действия потока — продолжительность работы всех средств потока. Для специализированного потока — это продол­жительность работы одного специализированного отряда, включая периоды развертывания и свертывания работ. Для комплексного потока — это время от начала работы первого специализирован­ного отряда до конца работы последнего.

При многолетнем строительстве одного объекта различают годовое и полное время действия потока. Под годовым временем понимают продолжительность действия потока в течение одного года. Оно может составлять от нескольких месяцев до одного года. Под полным временем понимают продолжительность дейст­вия многолетнего потока (обычно порядка двух-трех лет). Время действия потока зависит от протяженности строящейся дороги, скорости потока, длины участка работы потока и климатических условий района строительства.

Отдельные специализированные потоки могут действовать в течение всего года. К таким потокам относят в первую очередь потоки по строительству искусственных сооружений, гражданских постоянных и временных зданий, по заготовке дорожно-строитель­ных материалов. В течение всего года целесообразно также про­изводить работы по устройству гравийных и щебеночных дорож­ных одежд, постройку сборных бетонных покрытий и др.

В России за последние годы значительно увеличились объемы работ, производимых в зимнее время. Однако большую часть дорожно-строительных работ пока еще выполняют в течение летнего строительного сезона. Годовое время действия комплекс­ного потока для средней части России обычно составляет от 5 до 7 месяцев. На юге оно увеличивается до 9—10 месяцев, на севере сокращается до 3—4 месяцев.

Время действия потока должно быть увязано с заданными сроками строительства: его началом и сдачей дороги в постоянную эксплуатацию. Следует учитывать также изменение состава работ и их технологии в различные климатические периоды.

Определение продолжительности действия потока начинают с определения количества рабочих дней, приходящихся на весь срок строительства. Для этого из числа календарных дней вычитают выходные и праздничные дни, а также предполагаемое число дней плохой погоды по данным метеорологических справочников. Затем выделяют количество рабочих дней по периодам с различной по­годной характеристикой:

а) в "летнем строительном периоде с устойчивой температурой выше +10°;

б) весной и осенью с коле­баниями температур от —5 до +10°;

в) с температурой ниже -5

На основании этих данных разрабатывают технологию произ­водства дорожно-строительных работ с учетом возможности выпол­нения их при различных погодных условиях. При определении сроков производства различных видов работ окончание их увязы­вают со сроками окончания работ по устройству покрытия и от­делки дороги. Обычно сдачу дороги в эксплуатацию назначают в третьем или в четвертом квартале. Все работы должны быть за­кончены к моменту окончания устройства покрытия, не позже последних дней летнего строительного сезона. После установления периодов выполнения каждого вида работ определяют период, в течение которого можно вести работы комплексным потоком.

2. Период развертывания потока — период времени, необходи­мый по технологическим и организационным условиям для после­довательного ввода в работу всех средств механизации потока. Для специализированного потока время развертывания обычно ограничено несколькими часами, реже — несколькими сменами. Для комплексного потока период развертывания равен времени, необходимому для ввода в работу всех специализированных отря­дов. Величина периода развертывания комплексного потока зави­сит от количества и времени развертывания составляющих его специализированных потоков, длины расчетных заделов и техноло­гических разрывов во времени между смежными работами.

В течение периода развертывания комплексного потока в нача­ле строительства новой дороги машины специализированных пото­ков, включающиеся в работу не первыми, простаивают, что приво­дит к уменьшению длины годового участка работы комплексного потока. Следует принимать меры к тому, чтобы период разверты­вания комплексного потока был, возможно, короче. Основные меро­приятия по сокращению периода развертывания состоят в рацио­нальном проектировании дорожных конструкций и в разработке технологических схем производства работ без больших техноло­гических разрывов во времени. Нерационально запроектированные многослойные конструкции дорожных одежд в сочетании с растя­нутыми во времени способами производства работ могут довести период развертывания до месяца и даже более.

В целях уменьшения отрицательного влияния периода развер­тывания при разработке организации работ следует ограничивать его 10—15 днями. При многолетнем потоке нельзя допускать в начале каждого последующего года развертывание потока заново от нуля. Перерывы (если они имеют место) на зимний период сле­дует производить так, чтобы сохранить необходимый задел по каж­дому виду работ для развертывания в последующем году всего комплексного потока в самые короткие сроки.

3. Период свертывания потока — период времени, необходимый для последовательного вывода из работы всех средств механиза­ции потока после полного окончания заданных работ. Для специа­лизированного потока этот период обычно равен нескольким часам или одной-двум сменам. Для комплексного потока период свер­тывания равен промежутку времени от конца работы первой ма­шины первого специализированного отряда до конца работы последней машины последнего специализированного отряда. При одинаковой и постоянной скорости всех специализированных пото­ков период свертывания комплексного потока равен периоду его развертывания.

Период свертывания комплексного потока по своей зависимости от других параметров потока и по своему влиянию на них анало­гичен периоду развертывания. Поэтому при разработке органи­зации строительства и в процессе оперативного руководства необ­ходимо обеспечивать минимальную продолжительность периода свертывания комплексного потока.

4. Участок работы потока (комплексного или специализирован­ного) — участок дороги, который может быть построен одним пото­ком. Различают годовой (сезонный) и суммарный (общий) участки работы потока.

Годовым называют участок дороги, который может быть построен одним потоком в течение одного года или одного сезона, а суммарным — в течение нескольких лет.

Длина участка работы потока зависит от скорости потока, а также от климатических условий района строительства и приня­той технологии производства работ. Ориентировочно длину годо­вого участка работы комплексного потока в южных областях Российской Федерации можно принимать для равнинной местности 75—100, пересеченной — 60—70, горной — 25—30 км; в централь­ных и северных областях для равнинной местности — 40—60, пере­сеченной— 30—40 и горной — 15—25 км.

По мере роста оснащения дорожно-строительных организаций более совершенными машинами будут возрастать скорости пото­ков и соответствующим образом увеличиваться протяженность участков их работы. Увеличение участков работы отдельных спе­циализированных потоков будет происходить также с уменьше­нием технологических ограничений по погодным и климатическим условиям.

5. Скорость (темп) специализированного потока — протяжен­ность участка дороги в погонных метрах или километрах, на кото­ром специализированный отряд выполняет все возложенные на него работы в единицу времени (смену или сутки). Скорость комплекс­ного потока — протяженность участка дороги, полностью закон­ченного в течение смены или суток.

Скорость — основной показатель потока, характеризующий про­изводительность механизированных отрядов, а следовательно, и степень оснащения их средствами механизации и уровень их использования. Величина скорости определяет численное значе­ние большинства других параметров потока. В частности, чем больше скорость потока, тем меньше сроки строительства, тем больший участок дороги можно построить одним потоком в тече­ние одного года.

Графическое изображение потока (см. рис. 4) позволяет дать математическое выражение связи его основного параметра (скоро­сти) с другими параметрами:  (1)

где v — скорость потока, км/смену; L — протяженность участка работы потока, км; Т_д — время (продолжительность) действия потока, смены; t_p — продолжительность развертывания потока, смены.

Формула (1) может быть использована для определения ско­ростей как комплексных, так и отдельных специализированных потоков. Она определяет минимальную скорость потока, кото­рая может быть допущена на строительстве дороги протяжен­ностью L км при соблюдении заданной продолжительности строи­тельства Т_д.

Скорости каждого специализированного потока в отдельности и комплексного потока в целом должны обеспечивать:

а) ввод дороги в эксплуатацию в заданный срок.;

б) наилучшее использо­вание всех ресурсов строительства;

в) наименьшую себестоимость работ.

Первое требование будет обеспечено, если фактическая скорость потока будет не меньше скорости, определенной по фор­муле (1).

Требования наилучшего использования ресурсов и наименьшей стоимости работ удовлетворяют путем вариантного проектирова­ния технологических карт производства работ с учетом наличных (или планируемых к поступлению) машин строительной организа­ции. По технологическим картам определяют объемы работ, кото­рые могут быть выполнены в течение одной смены. Производи­тельность машин, занятых на строительно-монтажных работах, увязывают с производительностью транспорта и оборудования производственных предприятий. Скорость работ по устройству дорожных конструкций с использованием полуфабрикатов опре­деляют по производительности заводов, изготовляющих эти полуфабрикаты. При этом производственная мощность предприятия, как правило, должна быть использована полностью.

Если скорость потока, определенная по производительности машин, занятых на строительно-монтажных работах и обеспечи­вающих их производственных предприятий, будет выше, чем ско­рость, определенная по заданным срокам строительства по фор­муле (1), то для организации всего строительного процесса за основу принимают первую (т. е. большую) скорость. Если же производительность дорожно-строительных машин и производствен­ных предприятий недостаточна для обеспечения окончания строи­тельства в заданные сроки, то необходимо увеличить их количе­ство, мощность, предусмотреть установку дополнительного обору­дования или организовать дополнительные предприятия.

Следует стремиться к организации потоков с максимальной скоростью. В условиях равнинной и пересеченной местности при достаточном оснащении средствами механизации можно обеспе­чить скорость комплексного потока на строительстве автомобиль­ных дорог II—V категорий 200—300 м в смену и более. По мере совершенствования дорожно-строительных машин и технологии работ скорость поточного строительства автомобильных дорог увеличивается, и приведенные цифры не являются пределом.

6. Длина (захватка) специализированного потока — участок дороги, на котором работают все средства механизированного потока. Протяженность захватки определяют по технологической карте потока. В ряде случаев скорость специализированного потока численно равна его длине. При этом специализированный отряд за смену (или сутки) полностью заканчивает на захватке все работы и подготовляет ее для последующего специализированного отря­да. Если по технологическим или организационным соображениям необходимо увеличить захватку, то ее делают кратной сменной скорости потока, а специализированный отряд работает на ней столько смен, во сколько раз длина захватки больше скорости пото­ка. Например, на устройстве основания из гравийного мате­риала, обработанного битумом по методу смешения на дороге простейшими машинами, сменная скорость потока может быть 250 пог. м, а длину захватки из условия сокращения потерь време­ни на развороты машин и лучшего их использования следует при­нимать 500 или 750 пог. м. В этом случае время работы отряда по устройству битумо-гравийного основания на каждой захватке будет составлять соответственно две или три смены.

7. Длина (фронт работ) комплексного потока — участок дороги, занятый всеми специализированными отрядами, входящими в комплексный поток. Длина комплексного потока равна сумме длин специализированных потоков и сумме резервных заделов и техно­логических разрывов, оставленных между специализированными потоками.

При точном выполнении графиков работ всеми специализиро­ванными потоками и одинаковой их скорости резервные заделы не нужны. Но на практике фактическая производительность специа­лизированных отрядов на различных работах, а следовательно, и скорость их перемещения по дороге, часто бывает не одинаковой. Иногда часть специализированных потоков заранее проектируют с переменными скоростями. Возможны отклонения фактических скоростей потоков от расчетных в силу различных организацион­ных и технологических причин. Поэтому для уменьшения зависи­мости каждого специализированного отряда от производитель­ности других отрядов, идущих впереди, необходимо создавать между каждой парой смежных потоков резервный фронт работ. Особенно важное значение имеет подготовка достаточных сезонных заделов, обеспечивающих возможность производства, отдельных видов работ в течение зимнего периода.

На рис. 6 показан график организации строительства автомо­бильной дороги продолжительностью два календарных года. В зимний период предусмотрено выполнение работ по строитель­ству искусственных сооружений и основания дорожной одежды. В связи с этим задел по земляному полотну достигает максимума к концу первого летнего строительного сезона, а заделы по осно­ванию и искусственным сооружениям достигают своего максимума к началу второго летнего строительного сезона.

В большинстве случаев создание таких весенних сезонных за­делов не вызывается прямой необходимостью и является побоч­ным результатом выполнения отдельных видов работ зимой.

В последующем летнем периоде на этих заделах организуют ра­боту специализированных потоков с повышенной скоростью. На рис. 6 таким примером является поток по устройству покрытия на втором году строительства.

Планирование переменных заделов для различных видов работ нередко связано с проектированием переменных скоростей некото­рых специализированных потоков, что может вызвать затруднения в подборе комплектов машин. Однако эти трудности компенсиру­ются выгодами, полученными, в конечном счете, благодаря лучшему использованию машинного парка при круглогодичном строитель­стве.

 В отдельных случаях между смежными потоками необходимо оставлять также технологические разрывы. Величину их определя­ют по технологическим картам. Иногда технологические разрывы достигают больших величин. Так, усовершенствованные покрытия рекомендуется устраивать через год после постройки земляного полотна. При этом технологический разрыв, равный одному году, по существу разделяет комплексный поток по строительству дороги на два совершенно самостоятельных потока. Но техноло­гических разрывов может и не быть. С целью сокращения фронта работ, а также и периода развертывания комплексного потока следует проектировать автомобильные дороги, в первую очередь дорожные одежды из конструктивных элементов, не требующих технологических разрывов во времени.

Схематическое изображение комплексного потока с выделе­нием специализированных потоков, разрывов между ними и участ­ков, находящихся в работе, показано на рис. 7.

Длина комплексного потока зависит от сложности сооружаемых конструкций и принятой технологии работ. Наибольшая длина комплексного потока будет на строительстве дороги с усовершен­ствованным многослойным покрытием. В общем случае длина комплексного потока может быть определена по уравнению: (2)

где L — длина комплексного потока, км; а_1, а₂, ..., а_п-₁, а_п — длины специализированных потоков, км; Ь₁,Ь₂, ..., Ь_п-1 — длины тех­нологических разрывов и резервных заделов, км.

Всегда следует стремиться к минимальной длине комплексного потока. Она характеризует собой участок дороги, находящейся в процессе производства. Чем он длиннее, тем больше объемы не­завершенных работ и длиннее временные объездные дороги, обес­печивающие проезд строительного и другого транспорта.

8. Период установившегося комплексного потока — это период одновременного действия всех составляющих его специализирован­ных потоков с одинаковой и постоянной скоростью.

Если в составе комплексного потока средства производства остаются неизменными на весь период его действия и специализи­рованные потоки по основным и  завершающим видам работ, (устройство основания, покрытия) имеют постоянную скорость, a переменная скорость других потоков не имеет больших отклонений от средних значений, то такой поток также считают установившимся.

Период установившегося комплексного потока равен времени' от конца развертывания его до начала свертывания. Это период наиболее эффективного использования всех ресурсов строитель­ства, когда в полной мере проявляются все преимущества поточ­ного метода организации работ. Как правило, установившийся поток действует в течение летнего строительного сезона.

Период установившегося потока Т_уст, периоды развертывания и свертывания потока и время его действия связаны между собой зависимостью (3)

Туст=Т_л-(t_р + t_с),

где Т_Д — полное время действия комплексного потока; t_p — период развертывания комплексного потока; t_c — период свертывания комплексного потока.

Единицы измерения для всех величин должны быть одинако­выми (сутки, месяц). Формула (3) подтверждает изложенное выше положение об отрицательном влиянии на организацию работ длительности периодов развертывания и свертывания потока. Чем больше эти периоды, тем меньше продолжительность периода наи­более эффективной работы всего потока (Т_уст).

Отношение продолжительности периода установившегося пото­ка к общей продолжительности действия потока является пока­зателем, определяющим эффективность применения поточной орга­низации работ для конкретных условий каждого строительства;

где Э_п—коэффициент условной эффективности применения поточ­ной организации работ в долях единицы (коэффициент эффектив­ности потока).

Для комплексных потоков, имеющих в своем составе отдель­ные специализированные потоки с переменной скоростью, Э_п может быть определен по формуле (4)

Такая организация потоков встречается в двух случаях:

а) на объектах с неравномерным распределением объемов отдельных видов работ по километрам;

б) при строительстве дороги одним потоком в течение нескольких лет, когда после прекращения зимой части работ весной возобновляют их в повышенном темпе, чтобы быстрее восстановить полный комплексный поток.

Чем ближе значения показателя Э_П к единице, тем эффектив­нее применение поточного метода работ. Условный коэффициент Эффективности поточного строительства при современном меха­низированном производстве дорожно-строительных работ прибли­женно отражает степень использования во времени всех средств механизации потока. В общем случае потери времени машинного парка в период развертывания и свертывания потока более или менее равномерно распределяются на все машины. Машины, введенные первыми в поток, будут первыми в конце строительства выведены из потока и наоборот, машины, введенные последними в поток, будут последними выведены из него. При этом условии простой всех машин составляет половину рабочего времени перио­дов свертывания и развертывания, а использование рабочего вре­мени машинным парком строительства можно характеризовать коэффициентом организационного использования К_о.исп., равным (5)

Этот коэффициент отражает простои всех средств производства по организационным причинам только в периоды развертывания и свертывания потока. Он не характеризует полного использования всех машин в период строительства, так как не учитывает простои по другим причинам (ремонт, погода и т. д.) и предполагает пол­ное использование парка машин в период установившегося пото­ка. Прямая зависимость между К_о.исп и Э_П позволяет в дальней­шем пользоваться только показателем условной эффективности применения поточного метода организации работ Э_П, учитывая, что он в скрытом виде характеризует организационные простои средств механизации в периоды развертывания и свертывания потока.

Так, при Э_п=0,70 Ко.исп=0,85, т. е. машинный парк теряет по организационным причинам (1—0,85) X 100= 15% рабочего вре­мени строительного сезона. При Э_п=0,30 К_о.исп=0,65, т. е. потери рабочего времени равны 35%, или 1/3 строительного сезона.

В средних условиях Э_п=0,75—0,85. При затяжных периодах развертывания и свертывания потока и небольшой протяженности дороги может оказаться, что полного комплексного потока не будет. При этом показатель эффективности применения потока будет равен нулю. Следовательно, поточная организация работ в этом случае практически не может быть осуществлена.

При многолетнем потоке Э_П определяют раздельно для строи­тельного сезона каждого года. Эффективность поточной организа­ции работ будет ниже в начальный и завершающий годы строи­тельства и выше в промежуточные годы, когда значительно сокра­щаются периоды развертывания и свертывания работ в начале и конце летнего строительного сезона.

Коэффициент условной эффективности применения поточной организации работ Э_П не может дать исчерпывающего ответа о пределах рентабельности применения потока, так как учитывает только характеристику его действия во времени. Однако для пред­варительных решений по организации комплексных потоков можно  ориентироваться на следующие рекомендации, приближенно учитывающие простои средств механизации в периоды развертывания и свертывания потоков:

при Э_П>0,70 применение поточной организации работ дает значительный положительный эффект.

при Э_П = 0,30—0,70 возможно применение как поточного, так и других методов организации работ, в частности может быть рентабельным смешанный метод, при котором только часть работ вы­полняют потоком;

при Э_П <0,3 применение поточного метода будет неэкономич­ным, средства механизации простаивают более 1/3 строительного периода, и следует искать возможность улучшить их использова­ние, применив другие формы организации работ, или путем пере­смотра конструктивных и технологических решений существенно сократить продолжительность периодов развертывания и сверты­вания потока.

В каждом частном случае окончательное решение принимают после детального рассмотрения всех технико-экономических пока­зателей уровня организации работ. С особой тщательностью не­обходимо проверять эффективность применения потоков с пере­менной скоростью. В отдельных климатических районах рацио­нальное значение показателя Э_П может значительно отклоняться от приведенных выше средних величин.

Литература

 

1.         Авдеев Ю.А. Выработка и анализ плановых решений в сложных проектах. «Экономика», 2001.

2.         А н т о н о в А. М., Б о ч и н В. А., К а л е ч и ц Е. В. Организация и пла­нирование дорожного строительства. «Транспорт», 1988.

3.         Б а т р а к о в О. Т., С и д е и к о В. М. Организация дорожно-строитель­ных работ. «Транспорт», 1996.

4.         Г в и ш и а н и Д. М. Организация и управление. «Наука», 1992.

5.         Галкин И. Г. [и др.]. Технология и организация строительного про­изводства. «Высшая школа», 1999.

6.         Дубровин Е. Н. [и др.]. Организация строительства и эксплуатации городских улиц. «Высшая школа», 2002.

7.         Золотарь И. А. Экономика дорожного строительства и военно-дорож­ных работ. Л., Военная ордена Ленина Академия тыла и транспорта, 1998.

8.         Золотарь И. А. Математические методы в дорожном строительстве. «Транспорт», 2004.

9.         И в а н о в [и др.]. Строительство автомобильных дорог. Ч. I и II. «Транспорт», 1970.

10.      Инструкция по определению экономической эффективности капитальных вложений в строительстве СН 423—71. Госстрой СССР. Стройиздат, 2002.

11.      Канторер С. Е. Методы обоснования эффективности применения ма­шин в строительстве. Стройиздат, 1999.

12.      Указания по разработке сетевых графиков и применению их в строи­тельстве. СН 391—68. Госстрой СССР. Стройиздат, 1999.

13.      Орешкин Б. М. [и др.]. Примеры проектирования технологии дорож­но-строительных работ. «Транспорт», 1996.

14.      П а р а у б е к Г. Э. Сетевое планирование и управление. «Экономика»,2000.