Курсовая работа (т): Проектування земляних робіт

Копання котловану прямою лопатою ведуть при його стоянці на рівні

дна котловану і розташуванні транспортних засобів на дні котловану. Тому для вводу екскаватора в котлован, а також в'їзду і виїзду самоскидів у торці котловану (з боку найменшої робочої позначки) обладнують в'їздну траншею шириною 7 м з ухилом і = 0,1 (m' = 10).

Об'єм в’їзної траншеї:

_вт = m'∙ ,

_вт = 10∙  = 560,7 (м³),

де: m', m - коефіцієнти закладання відповідно дна і відкосів траншеї;- ширина в'їзної траншеї по дну (м);

h - глибина котловану в місті влаштування траншеї (м).

Вибираємо екскаватор ЕО-4111Б - гусеничний.

Схему проходки екскаватора вибираємо виходячи із співвідношення ширини поверху котловану і найбільшого радіусу копання екскаватора:

В = 22,28;

R = 7,8;

 =  = 2,86.

Приймаємо копання котловану розширеною лобовою проходкою з переміщенням екскаватора по зигзагу.

Визначаємо параметри екскаватора в забої:

–       максимальний радіус різання:

R_max = 0,9R = 0,9 ∙ 7,8 = 7,02 (м);

–       радіус різання на рівні стоянки R_ст = 2,8 м;

–       відстань від осі стоянки екскаватора до внутрішніх відкосів:

В₁ = R_max - h₁∙ m = 7,02 - 4,91 ∙ 0,85 = 2,85;

В₂ = R_max - h₂ ∙ m = 7,02 - 4,83 ∙ 0,85 = 2,91;

–       відстань від осі руху самоскида до нижнього краю котловану приймаємо не менше 1,5 м;

–       крок пересування екскаватора:

ℓ = R - R_ст = 7,8 - 2,8 = 5,0 (м).

Для визначення місць розміщення транспортних засобів біля екскаватора використовують графічний масштабний метод. Креслення приведені на листі А-1.

Визначаємо експлуатаційну продуктивність екскаватора за зміну, м³:

П_е = 60 ∙ с ∙ q∙ П_т ∙ К₁ ∙ К_ч,

де: с - тривалість зміни, с = 8 год;- місткість ковша, q = 0,65 м³;

П_т - технічне число циклів за хвилину, П_т = 2,44;

К₁ - коефіцієнт наповнення ковша щільним ґрунтом, К₁ =  =  = 0,87,

де: К_н - коефіцієнт наповнення ковша пухким ґрунтом К_н = 1,1;

К_п - коефіцієнт пухкості ґрунту К_п = 1,26 (визначаємо за нормативами

ЕНіР);

К_ч - коефіцієнт використання за часом К_ч = 0,69.

Тоді:

П_е = 60 ∙ 8 ∙ 0,65∙ 2,44 ∙ 0,87 ∙ 0,69 = 457 (м³-зміна).

Продуктивність екскаватора за зміну при розробці в'їзної траншеї у зв’язку з малими робочими відмітками приймаємо 0,5П_е або

,5∙457 = 228,5 (м³-зміна).

Об'єм розробки ґрунту екскаватором з урахуванням недобору ґрунту 0,10м без об’єму в'їзної траншеї:

V₁ = V_к - (L_к∙15)∙0,1,

V₁ = 7997,11 - (80∙14) ∙0,1 = 7885,11 (м³).

Тривалість роботи екскаватора:

Т =  + ,

Т =  +  = 19,71 (змін).

Приймаємо 20 змін.

Для вивозу ґрунту вибираємо самоскид МАЗ-503Б вантажопідйомністю 7 т. Місткість кузова самоскида в м³ ґрунту в щільному стані при середній щільності суглинку γ = 1,7 т/м³.

Р =  = 4,12 (м³).

Кількість ковшів завантажених в кузов самоскида визначаємо за формулою:

М =  =  = 7,29 (шт.).

Приймаємо 7 ковшів.

Тривалість завантаження однієї машини:

t_н =  =  = 3,32 (хв.),

де: К_т = 0,9 - коефіцієнт впливу транспорту.

Кількість самоскидів:

N =  = ,

де: t_ц - тривалість роботи самоскида за цикл (хв.);

z - дальність перевезення ґрунту, z = 3км;_с - середня швидкість руху самоскида V_с = 30 км/год;_р.м - тривалість розвантаження з маневруванням t_р.м = 1,8.

N =  = 5,16.

Приймаємо N = 5 машин.

Для розрівнювання ґрунту на відвалі і пошарової укатки підберемо бульдозер і трактор з катками.

З умови комплексної механізації продуктивність цих машин повинна бути рівною або трохи вищою від продуктивності ведучої машини (екскаватора) при такій самій тривалості виконання робіт. Тобто, тривалість розрівнювання ґрунту бульдозером на місці відвалу становить 20 змін.

При об’ємі ґрунту:=  +  = 8445,81 (м³);

П =  =  = 422,3 (м³-зміна).

Тоді норма виробітку бульдозера за годину:

Н_вир =  =  = 52,79 (м³-година),

де: с = 8 годин - тривалість зміни.

Звідси норма часу на 100 м³ ґрунту становить:

Н_часу = 100 ∙  = 1,89 (маш.- змін).

Приймаємо бульдозер Д-444А на базі трактора ДТ-54А, для якого норма часу на 100 м³ ґрунту Н_часу = 1,75 (маш.-год).

При об’ємі ґрунту V =  м³ і тривалості укатки Т = 20 змін при шести проходках по одному сліду і товщині ущільненого шару 0,2 м продуктивність роботи трактора з катками повинна бути:

П =  ∙  =  = 2111,45 (м³- зміна).

Норма часу при шести проходках по одному сліду на 1000 м²:

Н_часу =  =  = 0,63 (маш.-год).

Приймаємо пневматичний причіпний каток Д-130А масою 5т у зчепленні з трактором Т-100М.

Варіант 2.           Розробка котловану самохідними скреперами

У процесі розробки котловану утворюються в'їзд і виїзд, об’єми яких визначаються за формулою:

= m₁∙  - V_тор,

де: m₁ - коефіцієнт закладання дна виїзду-в'їзду;

А - ширина виїзду-в'їзду (м);- коефіцієнт закладання відкосів;_тор - об’єм торцевих фігур котловану (таблиця 2.2).

Об'єм виїзду-в'їзду при m₁ = 4:

V₁ = 4∙  - 141,12 = 653,85 (м³).

Об'єм виїзду-в'їзду при m₁ = 10:₂ = 10∙  - 71,68 = 840,82 (м³).

Всього: V = V₁ + V₂ = 653,85 + 840,82 = 1494,67 (м³).

Визначаємо експлуатаційну продуктивність самохідного скрепера за зміну (м³):

П_е =  ∙ с ∙ q∙ К₁ ∙ К_ч ∙ К_в,

де: с - тривалість зміни, с = 8 год;

t_ц - тривалість циклу (с),

t_ц = t_з + t_в + t_п + t_р + t_пов,

де: t_з, t_в, t_п, t_р, t_пов - тривалість відповідно навантаження ковша, навантаженого і порожнього ходу скрепера, розвантаження, час на повороти.

t_з = ,

де: L₃ - довжина навантаження скрепера (м).

При клиновидному різанні:

L₃ =

Для скрепера Д-392 маємо:= 15 м³;= 2,96 м;= 0,35 м;

К₁ = 0,87 (прийнято раніше);= 0,11 - коефіцієнт призми волочіння для суглинку при об’ємі ковша 8 м³;

V_з = 2 км/год - швидкість руху при завантаженні.

Тоді:₃ =  = 14,91 (м).

t_з =  = 26,84 (с).

Тривалість вантажного і порожнього ходів:

t_в + t_п =  ∙ 2 = 720 (с),

де: V = 30 км/год - середня швидкість скрепера по дорозі зі кам’яним покриттям.

Приймаємо тривалість вивантаження t_р = 25 с, час на повороти_пов = 25 с. Тоді тривалість циклу:

t_ц = 26,84 + 720 + 25 + 25 =796,84 (с).

Продуктивність самохідного скрепера за зміну при значенні коефіцієнта впливу глибини виїмки К_в = 0,97 і значенні коефіцієнта використання у часі К_ч = 0,8:

П_е =  ∙ 8 ∙ 15∙ 0,87 ∙ 0,8 ∙ 0,97 = 366,01 (м³).

Тривалість роботи скрепера при об’ємі ґрунту:

V = V_к + V₁ + V₂ = 7997,11 + 653,85 + 840,82 = 9491,78 (м³);

Т =  =  = 25,9 (змін).

Приймаємо 26 зміни.

Для рівних умов економічного порівняння приймаємо тривалість виконання робіт самохідними скреперами 26 змін. Тоді необхідна кількість скреперів:=  = 2 (шт.).

Остаточно приймаємо 2 скрепера Д-392 і один трактор-штовхач Т-180.

2.4 Визначення техніко-економічних показників варіантів. Порівняння та вибір остаточного варіанту виконання робіт

Техніко-економічні показники визначаємо за такими ж самими формулами, що й в частині 1 (планування площадки).

Варіант 1.           Розробка котловану екскаватором ЕО-4111Б,

обладнаним прямою лопатою

1.      Собівартість 1 маш.-год екскаватора ЕО-4111Б:

С_м-г =  +  + 3,27 = 4,52 (грн.).

Кількість рейсів самоскида МАЗ-503Б за годину:_ц =  ∙ 0,69 = 2,42 (циклу).

Собівартість 1 маш.-год самоскида:

С_м-г = 3,70 + 0,144 ∙2∙3∙2,42 = 5,79 (грн.).

Собівартість 1 маш.-год бульдозера Д-444А на базі трактора ДТ-54А:

С_м-г =  +  + 2,06 = 2,94 (грн.).

Собівартість 1 маш.-год трактора-тягача Т-100МГС:

С_м-г =  +  + 3,58= 4,76 (грн.).

Собівартість 1 маш.-год катка Д-130А:

С_м-г =  +  + 0,73= 0,74 (грн.).

Собівартість влаштування котловану:

С₀ = 1,08 ∙(4,52 ∙1 + 5,79∙5 + 2,94∙1 + 4,76∙1 + 0,74∙2)∙20∙8 = 7369,92 (грн.).

Тоді питома собівартість розробки 1м³ ґрунту:

С =  = 0,97 .

(інвентарно-розрахункова вартість трактора прийнята стосовно бульдозера з однаковим базовим трактором).

2.      Трудомісткість розробки 1м³ ґрунту:=  = 0,13 (люд.-год).

3.      Тривалість роботи:

Т = 20 змін.

Варіант 2.           Розробка котловану самохідним скрепером Д-392

1.      Собівартість 1 маш.-год скрепера Д-392:

С_м-г =  +  + 9,21 = 17,26 (грн.).

Собівартість 1 маш.-год трактора Т-180:

С_м-г =  +  + 4,67 = 7,32 (грн.).

Собівартість влаштування котловану:

С₀ = 1,08 ∙(17,26∙1 + 7,32∙1)∙20∙8 = 4247,42 (грн.).

Тоді питома собівартість розробки 1м³ ґрунту:

С =  = 0,57 .

2.      Трудомісткість розробки 1м³ ґрунту:=  = 0,04 (люд.-год).

.        Тривалість роботи:

Т = 20 змін.

Для порівняння техніко-економічних показників заповнюємо таблицю 2.4.

Таблиця 2.4. Техніко-економічні показники варіантів розробки ґрунту

З аналізу показників виходить, що економнішим є копання самохідним скрепером. В учбових цілях приймаємо влаштування котловану одноківшовим екскаватором.

2.5 Визначення техніко-економічних показників проекту

Комплект машин для котловану визначився у такому складі:

–       екскаватор ЕО-4111Б;

–       автосамоскиди МАЗ-503Б;

–       бульдозер Д-444А на базі трактора ДТ-54А;

–       трактор Т-100МГС;

–       два кулачкових катка Д-130А.

Показники визначаємо на основі калькуляції трудових затрат і календарного графіку.

1.      Собівартість 1 маш.-год екскаватора ЕО-4111Б:

С_м-г =  +  + 3,27 = 4,52 (грн.).

Кількість рейсів самоскида МАЗ-503Б за годину:_ц =  ∙ 0,69 = 2,42 (циклу).

Собівартість 1 маш.-год самоскида:

С_м-г =  +  + 3,70 = 4,36 (грн.).

Собівартість 1 маш.-год бульдозера Д-444А на базі трактора ДТ-54А:

С_м-г =  +  + 2,06 = 3,64 (грн.).

Собівартість 1 маш.-год трактора-тягача Т-100МГС:

С_м-г =  +  + 3,58= 8,32 (грн.).