Строительство комплекса питьевого водоснабжения на базе ликвидируемых сооружений шахты им. С.М. Кирова ОАО Ленинградсланец

Генеральный план строительства.dwg

Главный ствол D = 6.0 м 2. Машинное помещение 3. Административно-бытовой комплекс 4. Отапливаемый склад 5. Слесарная мастерская 6. Отапливаемый бытовой комплекс 7. Вентиляционный ствол 8. Компрессорная станция 9. Склад баллонов
Условные обозначения
железобетонное ограждение
электрический кабель
Здания на строительной площадке
Склад песка 11. Склад цемента 12. Плотницкая 13. Арматурная 14. Теплоцентр 15. КТПН 16. Помещение пожарно- сторожевой охраны 17. Здание вентилятора
трансформаторматорная подстанция
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020
Генеральный план строительства

Схема жизненого цикла РАО.dwg

оценочные геологоразве- дочные работы
эксплуатируемые и отработанные местораждения
скважинным методом отработки
Горно-обогатительные комбинаты (ГОК)
Гидрометаллургический
Подземные взрывы в мирных целях
Исследовательские технологические судовые реакторы
Судовые ядерные установки
Отработанное топливо реакторов АЭС
Комплекс по переработке и кампактированию отходов АЭС
Централизованное хранение в геологических формациях
Промежуточное хранилище
Захоронение на морском дне
Комплекс по изгототовлению смешанного урон-плутониевого топлива ТВС
ТВС после регенерации
Отвержение отходов промежуточного хранения
Отверженные отходы заводов
Транспортирование отходов
Краткая характеристика радиактивных отходов
Производства и процессы
Предприятия ядерно- топливного цикла
- добыча и обогащение руд
шахтные воды и растворы
хвосты от выщелачивания
вентиляционные и технологические выбросы
остатки от переработки
растворы и провмводы
- обогащение урана и изготовление тепловыделяющих сборок
- атомные электростанции
дезактивационные растворы
изоляционные материалы
фильтры оборудование
технологические выбросы
отработанное дефектное топливо
промводы санпропускников и спецпрачечных
- радиохимические заводы
воднохвостовые растворы
- ядерные энергетические установки и базы
контурные воды дезактивационные растворы
средства индивидуальной защиты
Снятие объектов с эксплуатации
строительные конструкции
твердые радиактивные отходы хранилищ
вентиляционные выбросы
Отработавшие источники ионизирующих излучений
твердые РАО хранилищ
воды бассейнов и хранилищ
вода и илы водосливных охладителей
Реабилитация территории
пульпа бассейнов и хранилищ
Исследовательские центры
промводы лабораторий
На атомных электро- станциях
5 тыс. м 32 тыс Ки (600 т. топлива РБМК и 1000 т. топлива ВВЭР-1000)
В глубоких пластах-коллекторах
В хранилищах ОТВС(ВВЭР-1000)
В хранилищах твердых отходов
Количество радиоактивных отходов
находящихся в контролируемых хранилищах на территории России
0 млн. м Суммарная активность 2.57 млрд.Ки
Ядерно-химический комплекс. В том числе: в емкостях хранилищах.
В открытых специальных бассейнах
Минатом России: Добыча и переработка руды
производство двуокиси урана и тепловыделяющих элементов
млн. м Суммарная активность 180 тыс.Ки
Отрасль-источник образования РАО
15 т. стекла Суммарная активность 152 млн. Ки
Судостроительная промышленность
Гражданский морской флот
Предприятия не ядерного топливного цикла
Радиоактивные материалы и отходы
накопленные в России в ходе выполнения оборонных и гражданских программ
Отходы оборонных программ
Природные радионуклиды НАО
Добыча урановых и ториевых руд
Стадия ядерного топливного цикла
Суммараня активность
Производство топлива и ТВЭлов
Отвержденные отходы (битумный компаунд)
ХЖРО на территории АЭС
ХСО на территории АЭС
ХСО на Лен. АЭС и Кал. АЭС
ОЯТ реакторов ВВЭР-1000 (САО и ВАО)
ОЯТ реакторов ВВЭР-440 (САО И ВАО)
ОЯТ реавторов РБМК (САО и ВАО)
Хранилища ОЯТ на АЭС
ОЯТ реакторов ВВЭР-400
транспортных реакторов ВВЭР-400
Остеклованные жидкие ВАО от переработки топлива реакторов ВВЭР-400
Хранилища ОЯТ при заводе РТ ПО "Маяк
стройматериалы и др.
Емкости-хранилища ПО "Маяк
Бассейны на СХК (Томск)
Спец. хранилища КГХК
Коллекторы в глубоких пластах КГХК
ВАО - высокоактивные отходы; НАО - низкоактивные отходы; САО - среднеактивные отходы; СХК - Сибирский химический комбинат; КГХК - Красноярский горно-химический комбинат; ОЯТ - отработанное ядерное топливо; ХСО - хранилище слабоактивных отходов; ХЖРО - хранилище жидких радиоактивных отходов.
Жизненый цикл радиоактивных элементов
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020

Проходческий щит.dwg

Разработка грунта режущим органом
Погрузка грунта в вагонетки
Подборка грунта в лотке
Профилактический осмотр
Наращивание откаточных путей
Монтаж кольца обделки и первичное обжатие
Разгрузка блоков обделки
Окончательное обжатие с постановкой клиньев
вкладышей и с омоналичиванием
Циклограмма работ на сооружение механизированным щитом обделки обжатой в породу
Наименование операций
Рабочие по монтажу блочной обделки
погрузке грунта и пр.р.
Дежурный рабочей утечки
Дежурный электрослесарь
Машинисты электровозов
Перечень основного оборудования
Механизированный щит КТ-1-5.6
Конвеерный укладчик блоков КТ-3-02
Транспортный мост КТ-3-02
Тележка для контрольного нагнетания
Вагонетки емкостю 1.6 м
Основные показатели на 1 м
Чеканка швов блочной обделки расширяющим цементом
Контрольное нагнетание цементного раствора
Железобетонные блоки
Грунт по наружнему очертанию щита
Грунт по наружнему очертанию обделки
Общая установленная мощность
Схема организации работ по проходке тоннелей комплексом КТ-1-5.6
машинист щита 6 разряд
-проходчика 4 раязряда
машинист щита 4 - 4 разр.
Примечание: в числителе указано продолжительность операции
в знаменателе количество рабочих.
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.86020
Организация работ по проходке тоннеля комплексом КТ-1-5.6

Геология.dwg

Насыпной грунт: песок мелкий
коричневый строительный мусор до 40% - куски сланца
кирпича; слежавшийся Песок мелкий
с гравием изверженных пород 5 - 10%
с глубины 4.0 - 4.1 м насыщенный водой Щебенистый известняковый грунт с песчаным заполнителем менее 40%
насыщенный водой Известняк доломитизированный серый прочный плитчатый
толщина плиток 2 - 3 см
частично выполнены кальцитом
Средняя абс. отм. подошвы слоя
Средняя мощность слоя
Литологический разрез
Средняя абс. отм. уровня воды

Подземелье ГОТОВ.dwg

CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
План околоствольных горных выработок
Северный вентиляционный штрек
Северный коренной штрек
Комплекс очистки вагонеток
Обходная выработка 1
-ый панельный вентиляционный штрек
Обходная выработка 2
-ый панельный откаточный штрек
Грузовая ветвь гл. ствола
Камера противопожарного поезда
Порожняковая ветвь гл. стволо
Порожняковая ветвь вспомогательного ствола
Камера стоянки поезда ВМ
Подземная подстанция
Вентиляционный ходок
Водосботник 3 V=1100 куб.м
Порожняковая выработка гл. ствола
Порожняковая выработка всп. ствола
-ой гл. юго-западный отк. штрек
-ой гл. юго-западный вент. штрек
Южный вентиляционный штрек
Южный коренной штрек
Новая порожняковая выработка
Условные обозначения: - крепление желнзобетонными штангами - бетонное крепление - выработка
пройденная по пласту - выработка для сбора воды - направление водотока

График строительства РЧВ.dwg

График строительства
Резервуары чистой воды
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Графики строительства резервуаров чистой воды
Разработка икотлована под резервуары i0
Устройство бетонной подготовки Бетонирование днища Монтаж сборных железобетонных элементов Бетонирование монолитных углов резервуара Гидроизоляция Пескоструйная обработка и торкретирование внутр. пов. Гидравлическое испытание и устранением дефектов i-5
Обратная засыпка стен и устройство обсыпки покрытия
Вариант со стенами из сборных железобетонных панелей
Вариант со стенами из монолитного железобетона
Устройство икотлована i0
Устройство бетонной подготовки Бетонирование днища Монтаж сборных железобетонных элементов Возведение монолитных стен резервуара Гидроизоляция Пескоструйная обработка и торкретирование внутр. пов. Гидравлическое испытание с устранением дефектов i-5
Продолжительность строительства резервуаров Сметная стоимость СМР Затраты труда рабочих строителей Затраты труда машинистов Максимальная численность работающих
занятых на строительстве с К=0
тыс. у.е. 8543 чел.-ч 2017 чел.-ч 43
Технико-экономические показатели
тыс. у.е. 10222 чел.-ч 2054 чел.-ч 35

Технико-экономические показатели.dwg

Дипломный проект 98.986020
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Технико-экономические показатели строительства
Продолжительность строительства
Трудоемкость сооружения хранилища РАО
Объёмн выработанного пространства
Полезный объём хранилища
Стоимость строительства хранилища РАО
Протяженность тоннеля
Количество контейнеров
Средняя скорость проведения тоннеля в месяц
Производительность труда
Средняя скорость сооружения камеры в месяц
Объём выработанного пространства
Подземное хранилище РАО выполненное по спиральной схеме
Подземное хранилище РАО с применением камер односводчатого типа
* - стоимость приведена только на работы связанные с непосредственным строительством тоннелей или камер для захоронения радиоактивных отходов

Монтаж ГОТОВ.dwg

Разработка котлована под резервуары чистой воды
+3.30 (уровень земли)
Монтаж сборных элементов резервуара при заезде на днище
Монтаж стеновых панелей при перемещении крана по бровке котлована
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Резервуары чистой воды
Монтаж сборных железобетонных элементов резервуаров
Монтаж всей номенклатуры сборных железобетонных элементов резервуаров производится при помощи монтажного стрелового крана на гусеничном ходу типа МКГ-25 грузоподъёмностью 25 т после того
как бетон днища резервуаров в очередной полосе
ограниченной буквенными осями
наберёт прочность не менее 70% от проектной. 2. Производство всех строительных работ выполнять в строгом соответствии со СНиП3.02.01-87 "Земляные сооружения. Основания и фундаменты"
СНиП3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции"
и СНиП III-4-80 (2000) "Техника безопасности в строительстве".
Условные обозначения
Ось передвижения монтажного крана и автотранспортных средств
Длина основной стрелы
Грузоподъёмность основного крюка
т: вылет max 25 вылет min 4
Грузоподъёмность при движении
т 25 Вылет основного крюка
Высота подъёма основного крюка
м: вылет min 12 вылет max 7 Мощность двигателя
кВт 108 Габаритные размеры
длина по гусеницам 3
Технические характеристики крана МКГ-25

Принципиальная схема хранилища РАО.dwg

Компановка выработок при строительстве подземного хранилища РАО по спиральной схеме
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020
- рудничный двор 2 - монтажная камера 3 - демонтажная камера 4 - главный тоннель 5 - распределительный тоннель 6 - главный ствол 7 - вентиляционный ствол
Компановка выработок по спиральной схеме
Вид 1 Рудничный двор
Вид 2 Сопряжение главного и распределительного тоннелей
Схема откатки вагонеток
- проходческий комплекс

Детализация.dwg

отв. ø50 для подъёма
Сборные жб элементы резервуара
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Резервуар чистой воды
Количество на элемент
Общая длина на констр.
Расход на констпукцию
Фундамент под колонну (1:40)
отв. ø40 для подъёма
Фундамент под колонну

Стены.dwg

Панель стеновая ПС-2
Панель стеновая ПС-2
Панель стеновая ПС-1
Количество на элемент
Общая длина на констр.
Расход на констпукцию
Спецификация для стеновых панелей
Схема стыковки стеновых панелей
сварка выпусков арматуры
сварка закладных деталей
Армирование стен для монолитного варианта
Панель стеновая ПС-1
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Резервуар чистой воды

вентиляция хранилища.dwg

СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 986020
Схема проветривания хранилища РАО при строительстве
Дипломный проект 98.986020
Условные обозначения
построенный участок хранилища РАО проветриваемый за счет сквозной вентиляции (ВГП)
строящийся участок хранилища РАО проветриваемый за счет вентилятора местного проветривания
построенный участок хранилища РАО (вентиляция не производиться)
движение свежего воздуха
движение отработанного воздуха
Схема вентеляции тупиковой выработки
- забой тупиковой выработки 2 - вентиляционный став диаметром 1 м 3 - осевой вентилятор(местное проветриванме) 4 - воздушная перемычка 5 - строящийся тоннель 6 - построенный тоннель
свежая струя воздуха
свежий воздух подаваемый в забой выработки
Схема проветривания хранилища

Календарн. план ГОТОВ.dwg

Водоочистные сооружения
Общестроительный разбивочный план
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Календарный план строительства (в ценах 2000 года)
Распределение кап. влож. и объёмов СМР по годам строительства (тыс. руб.)
Наименование объектов и сооружений
Гл. I Подготовка территории
Гл. II Основные объёмы строительства
Водоотливной комплекс
Здание водоочистных сооружений
Узел механического обезвоживания осадка
Резервуары чистой воды с фильтрами поглотителями
Трубопроводы от подземной насосной станции до ВОС
Резервуар отстойник грязной промывной воды
Внутриплощадочные коммуникации
Гл. IV Объекты энергетического хозяйства
Наружные кабельные сети
Гл. VI Наружные сети и сооружения
Водопровод к площадке
Гл. VII Благоустройство и озеленение территории
Вертикальная планировка и благоустройство
Гл. VIII Временные здания и сооружения
Гл. IX Прочие работы и затраты
ИТОГО по главам I-IX
Примечание: в числителе - объём капитальных вложений
в знаменателе - объём СМР
Календарный план строительства

Аксонометрическая схема хранилища.dwg

- главный ствол 2 - вентиляционный ствол 3 - капитальная выработка 4 - камеры для хранения РАО 5 - выработки околоствольного двора
- главный ствол 2 - вентиляционный ствол 3 - распределительный тоннель 4 - главный тоннель
Подземное хранилище РАО спирального типа
Подземное хранилище РАО камерного типа
Принципиальные схемы компановки выработок подземного хранилища РАО применительно к глинистым формациям
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020
Схемы компановки выработок в глинистых формациях

Общие виды РЧВ ГОТОВ 04.dwg

Схема расположения элементов стен и колонн
Схема расположения элементов покрытия
Резервуар чистой воды (вариант со сборными жб стенами)
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Спецификация элементов резервуара чистой воды
Марка Наименование сборочной единицы Кол-во Приме- поз. ед.
кг чание 1 Фундамент под колонну 20 4200 2 Колонна 20 1736 3 Панель перегородки ПГ 60. 30-1-Т 4 3610 4 Панель перегородки ПГ 60. 15-1а 4 1800 5 Угол монолитный 4 6 Панель стеновая ПС1 22 7300 7 Панель стеновая ПС2 18 6750 8 Плита покрытия 120 2300 9 Ригель Б1 15 4522 10 Ригель Б2 10 4340 11 Днище монолитное I Камера переливная 1 II Камера приёмная 1 III Вентиляционное устройство 1 IV Вентиляционное устройство 1 V Камера приборов 1 VI Камера лаза 1
За условную отметку 0.000 принята отметка верха железобетонного днища резервуаров
что соответствует абсолютной отметке +37.400. 2. Объём одного резервуара 6000 куб.м 3. После монтажа стеновых панелей петли срезаются
а места их установки оштукатуриваются. 4. Поверхности изделий
контактирующих с водой
в резервуаре должны быть гладкими
без раковин и пор. 5. Замоноличивание стыков сборных элеменнтов производится бетоном класса не ниже В22
на расширяющемся цементе.
III для резервуара №2
III для резервуара №1
IV для резервуара №2
IV для резервуара №1

Перегонный тоннель.dwg

Минимальный внутренний радиус обделки
Вес арматуры на кольцо
Расход цементно-песчаного раствора М 200 для заделки монтажных отверствий
Объём цементно-песчаного раствора М 200 на заполнение зазоров в лотке
Объем по наружному очертанию
Количество элементов в кольце
Количество типов элементов
Количество связей в продольных стыках
Протяженность швов расчеканки на 1 кольцо
Объем сборного железобетона на кольцо
Характеристика обделки
Спецификация элементов на 1 кольцо
Наименование элемента
Сводная ведомость закладных частей и скреплений
Марка закладной детали
Монтажное отверстие заделывается цементно-песчаным раствором М200
шпилька со стороны щита
K-1 - клиновидный вкладыш К-1 К-1а - клиновидный вкладыш К-1а С-1 - центральный вкладыш П-1 - блок обделки 5БРЛ-2 Ц - цементно-песчаный раствор
Сборная железобетонная обделка тоннеля диаметром 5
м из плоских блоков обжатых в породу
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020
Конструкция сборной железобетонной обделки

Ствол ГОТОВ.dwg

Схема установки насосов в зумпфовой чати главного ствола
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
горизонт подтопления -31.00
к очистным сооружениям
- два погружных насоса Flygt 67315 2 - камера водосборника 3 - копёр главного ствола 4 - подъёмная машина главного ствола 5 - трубопроводы водоотлива d=300 мм

календарный график для спиральной схемы.dwg

Освоение строительной площадки
Бурение замораживающих скважин
Замораживание грунтов
Строительство ствола
Сооружение околоствольных выработок и руддвора главного и вентиляционного стволов
Строительство монтажнной камеры
Монтаж механизированного проходческого щита
Сбойка вентиляционного и главного стволов
Строительство тоннеля
Строительство распределительных тоннелей
Строительство сопряжений тоннелей-камер с рампределительными тоннелями
Строительство демонтажной камеры
Общестроительные работы
Переоборудование тоннеля
Строительство вентиляционного ствола
Календарный график строительства подземного хранилища выполненого по спиральной схеме
Переоборудование ствола (устройство лифтового подъёма)
Расчет монолитных железобетонных конструкций
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГС-98-1
Дипломный проект 98.986020
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Календарный график строительства хранилища по спиральной схеме

вертикальный ствол.dwg

Главный ствол при ведении проходческих работ
Главный ствол в эксплуатации
Вентиляционный ствол
- Железобетонная тюбинговая крепь 2 - Клеть 3 - Электрические кабели и кабели связи 4 - Трубопровод сжатого воздуха 5 - Водопроводная труба 6 - Дублирующий электрический кабель и кабель связи 7 - Дублирующий трубопровод сжатого воздуха 8 - Дублирующая водопроводная труба 9 - Людской ход
- Лифтовой подъем 2 - Контейнер с РАО 3 - Электрические кабели и кабели связи 4 - Трубопровод сжатого воздуха 5 - Водопроводная труба 6 - Дублирующий электрический кабель и кабель связи 7 - Дублирующий трубопровод сжатого воздуха 8 - Дублирующая водопроводная труба 9 - Людской ход
- Железобетонная крепь 2 - Людской ходок
Комплекс вертикальных выработок
Дипломный проект 98.986020
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1

Гидрогеологический разрез.dwg

- водоносный комплекс карбонатной толщи ордовика
- диктионемовые сланцы (относительный водоупор)
- водоносный комплекс терригенной толщи кембрия и ордовика
- водоупорный комплекс синих глин нижнего кембрия
- ломоносовский водоносный горизонт
- водоупорный комплекс котлинских глин
- зеркало грунтовых вод
- пъезометрическая поверхность ломоносовского водоносного горизонта
Предел прочности при сжатии
Длительная прочность
Сопротивление разрыву поперек слоистости
Сопротивление разрыву вдоль слоистости
Угол внутреннего трения
Физико-механические свойства глин
Гидрогеологический разрез в районе поселка Копорье
Масштаб: вертикальный 1:1000
горизонтальный 1:25000
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020
Гидрогеологический разрез

Земляные работы ГОТОВ.dwg

CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Резервуар чистой воды (вариант со сборными жб стенами)
Устройство котлована
Резервуар чистой воды
Разработка котлована под резервуары чистой воды
выезд со стройплощадки
+37.16 (дно котлована)
Производство земляных работ выполняется в строгом соответствии со СНиП 3.02.01-87 "Земляные сооружения. Основания и фундаменты" и СНиП III-4-80(2000) "Техника безопасности в строительстве". 2. Грунт
пригодный для обратной засыпки отвозится во временный резерв на расстояние до 1 км. Излишний и непригодный грунт отвозится в отвал на 12
км. 3. Грунты: - насыпной грунт: песок мелкий
строительный мусор до 40% (куски сланца
слежавшаяся древесина
с редкими включениями гравия
м; - щебенистый известковый грунт с песчаным заполнителем менее 40% насыщееный водой
м. 4. В случае наличия грунтовых вод необходимо производить осушение котлована насосами производительностью 30-54 м3ч
Бетонное ограждение стройплощадки Ось передвижения автотранспорта Автодорожные проезды по котловану
Условные обозначения
- автосамосвал КАМАЗ-55111
грузоподъёмность 13 т. 2 - экскаватор ЭО-4121А обратная лопата с ковшём ёмкостью 0
м3 3 - бульдозер ДЗ-29
-1 (1:100) Производство работ

календарный график для камеры.dwg

Освоение строительной площадки
Бурение замораживающих скважин
Замораживание грунтов
Строительство ствола
Сооружение околоствольных выработок и руддвора главного и вентиляционного стволов
Строительство транспортных тоннелей
Строительство камер односводчатого типа
- проведение тоннелей и устройство бетонных опор
- сооружение верхенего свода камеры
- выемка грунта из ядра камеры и устройство обратного свода
Переоснащение камер и монтаж оборудования
Общестроительные работы
Переоснащение столов
Строительство вентиляционного ствола
Календарный график строительства подземного хранилища камерного типа
СПГГИ кафедра СГП и ПС гр. ГСТ-98-1
Проект строительства подземного хранилища радиоактивных отходов в глинах
Дипломный проект 98.986020
Календарный график строительства хранилища камерного типа

Генплан ГОТОВ.dwg

Административно-бытовой корпус
Условные обозначения
Здания и сооружения проектируемые Здания и сооружения существующие Автотдороги проектируемве Проектируемое бетонное ограждение Проектируемое проволочное ограждение Тропа наряда. Пешеходные дорожки Проектируемое охранное освещение Проектируемые водоотливные канавы
Экспликация зданий и сооружений
Наименование Здания водоочистных сооружений Резервуар чистой воды Камера фильтров-поглотителей Резервуар отстойник грязной промывной воды Проходная
В качестве строительной координатной сетки принята городская геодезическая сетка с локальной условной оцифровкой.
CПГГИ каф. СГП и ПС гр. ГС-98
Водоочистные сооружения
Общестроительный разбивочный план

Диплом.doc

Министерство образования Российской Федерации
(технический университет)
Кафедра строительства горных предприятий и подземных сооружений
Зав. кафедрой проф. Протосеня А.Г.
ЗАДАНИЕ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ
Студенту Кирилловскому М.А уч. группаГС-98
Исходные данные:1) методические указания по дипломному проектированию;2). производственные материалы;4) действующие инструкции стандарты СНиПы руководства.
Тема специальной части:Строительство резервуаров чистой воды
Требования к графической части проекта и пояснительной записке содержатся в Методических указаниях по проектированию.
Дата выдачи задания 15марта2003 г.
В общей части проекта рассмотрены основные положения проекта и обоснование строительства комплекса. Приводится описание основных сооружений комплекса их назначение с рассмотрением конструктивных и планировочных решений. Изложены также общие вопросы производства строительных работ и охраны труда в период строительства.
В специальной части проекта подробно и с необходимыми инженерными расчетами рассмотрены вопросы строительства резервуаров чистой воды. Выполнен расчёт основных конструктивных элементов резервуаров. Выполнено также сравнение двух различных конструкций резервуаров (по конструктивным и экономическим критериям): со стенами из сборных железобетонных панелей и стенами в монолитном исполнении. Сделан вывод о целесообразности применения варианта строительства резервуаров со сборными стеновыми панелями. Кроме того в специальной части проекта отражена технология ведения строительных работ по сооружению резервуаров.
Дипломный проект состоит из пояснительной запиской объемом 110 страниц включающей 12 таблиц 10 рисунков и 10 чертежей формата А1.
In the present diploma project the civil-engineering design of a complex of water-purifying constructions of drinking water supply of is stated. Slantsi on base drainage constructions of mine it. Kirov of OAO "Leningradslanets".
In the general part of the project substantive provisions of the project and a substantiation of construction of a complex are considered. The description of the basic constructions of a complex their purpose with consideration constructive and planning decisions is resulted. The general questions of manufacture of civil work and labour safeties are stated also during construction.
In a special part of the project in detail and with necessary engineering calculations questions of construction of tanks of clean water are considered. Calculation of the basic constructive elements of tanks is executed. Comparison of two various designs of tanks (by constructive and economic criteria) is executed also: with walls from modular reinforced-concrete panels and walls in monolithic execution. The conclusion about expediency of application of variant of construction of tanks with combined teams wall panels is made. Besides in a special part of the project the technology of conducting civil work on a construction of tanks is reflected.
The degree project consists from an explanatory note in volume of 110 pages including 12 tables 10 of figures and 10 drawings of format А1.
Основные положения проекта комплекса водоочистных сооружений (ВОС)8
1. Топографические геологические и гидрогеологические условия16
2. Охрана окружающей среды19
2.1. Климатические данные19
2.2. Гидрологические сведения20
2.3. Проектируемые системы водоснабжения22
2.4. Мероприятия по охране окружающей среды при эксплуатации водоочистного комплекса30
2.5. Зоны санитарной охраны.31
Проектирование строительства комплекса водоочистных сооружений37
1. Методы производства основных строительно-монтажных работ38
1.1. Земляные работы38
1.2. Бетонные и железобетонные работы40
1.3. Монтаж сборных железобетонных и стальных конструкций41
1.4. Кирпичная кладка42
2. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности43
2.1. Анализ опасных и вредных факторов при производстве работ по строительству комплекса ВОС43
2.2. Промышленная санитария и мероприятия по защите от вредных факторов44
2.3. Мероприятия по технике безопасности46
2.4. Противопожарные мероприятия49
2.5. Возможные виды аварий. План ликвидации аварии.50
3. Вентиляция подземной водозаборной части51
Экономическая часть проекта55
1. Сводный календарный график строительства (в ценах 2000 г)55
2. Объёмы строительно-монтажных работ56
3. Сметная стоимость строительства57
4. Потребность в рабочих кадрах60
Специальная часть проекта61
1. Расчёт элементов резервуара чистой воды61
1.1. Расчёт ребристой панели покрытия61
1.2. Расчёт ригеля покрытия71
1.3. Расчёт колонны и фундамента77
1.4 Расчёт стен резервуара82
2. Экономическое сравнение конструкций резервуаров со сборными и с монолитными стенами89
2.1. Расчёт сметной стоимости89
2.2. Выбор экономически целесообразного варианта93
3. Производство работ по сооружению резервуаров чистой воды и выбор оборудования95
3.1. Земляные работы95
3.2. Монтаж сборных железобетонных конструкций резервуара101
Библиографический список110
Город Сланцы имеет действующую систему водоснабжения состоящую из поверхностного водозабора насосной станции 1-го подъема водоочистных сооружений и одной 7-ми километровой нитки водовода. Элементы этой системы введены в эксплуатацию 20 лет назад и естественно имеют значительный физический износ. Водоснабжению промышленного города – в объеме 25000 тыс. мэсут. по одной нитке водовода значительные участки которого скорродированы (300 м водовода в черте города требуют немедленной замены) – не сулит в ближайшие 5-10 лет положительной перспективы и может привести к возникновению чрезвычайной ситуации.
Река Плюсса из которой в настоящее время осуществляется забор воды для системы водоснабжения г. Сланцы являясь по классификации рыбохозяйственным водоемом I категории имеет загрязнения биогенного ионогенного характера СПАВами нефтепродуктами и солями тяжелых металлов. Эти загрязнения поступают в реку как с поверхностными (ливневыми талыми) водами с территории бассейна так и с осадками из воздушных масс при трансграничных переносах пылевидных и ионогенных масс от терриконников и электростанции Эстонии работающих на горючих сланцах.
Водоочистные сооружения города Сланцы находясь в удовлетворительном состоянии тем не менее не обеспечивают нормативной (по САНПИН 2.1.4.559-96) очистки питьевой воды от СПАВ солей тяжелых металлов радионуклидов и нефтепродуктов. Для достижения высокоэффективной очистки действующие ВОС необходимо модернизировать т.е. достроить комплекс глубокой доочистки питьевой воды и обработки осадка промывных вод что потребует 11-16 млн. руб. ВОС работают только на одном резервуаре чистой воды что также является очень неблагоприятным фактором для перспективного устойчивого водоснабжения города
Подземные воды шахты им. С.М. Кирова чище чем воды р. Плюсса имеют почти постоянный дебит (1000-1100 м3ч) являются в данной ситуации надежным источником создания нового технологического и эффективного водоочистного комплекса создающим надежную и стабильную перспективу для всей системы водоснабжения как селитебной территории так и промышленных предприятий города Сланцы.
Если не создавать на водоотливных комплексах шахты им. С.М. Кирова новых водоочистных сооружений (системы резервного устойчивого водоснабжения города) то сброс 25000м3сут. шахтных вод в р. Плюссу все равно требует – независимо от способа консервации шахты – создания нового комплекса канализационных очистных сооружений с эффективностью очистки для сброса очищенных вод в водоем рыбохозяйственного значения I категории.
Кроме того насосное оборудование существующего водоотливного комплекса очень энергоемкое и изношенное необходимо заменить.
Основные положения проекта комплекса водоочистных сооружений (ВОС)
Комплекс проектируемых водоочистных сооружений разработан с целью выполнения мероприятий по обработке шахтных вод в объёме 24100 м3сутки с целью защиты источников водоснабжения от загрязнения ионами тяжёлых металлов и фенолов содержащихся в шахтных водах. Очищенные воды предполагается использовать для хозяйственно-питьевых нужд г. Сланцы.
Комплекс проектируемых водоочистных сооружений шахтных вод размещается на территории шахты им. С.М. Кирова. Площадка под строительство объектов комплекса расположена у восточной границы территории шахты проходящей вдоль Комсомольского шоссе.
С северной стороны от площадки размещается административно-бытовое здание шахтоуправления с запада и с юга – промышленные железнодорожные пути отгрузки сланцев.
В настоящее время шахта им. Кирова готовится к консервации. Горные работы остановлены 01.06.98 в соответствии с разработанным ТЭО.
На площадке ВОС в соответствии с проектом будут размещены следующие здания и сооружения: водоочистная станция резервуары чистой воды фильтры-поглотители резервуар-отстойник грязной промывной воды.
Насосная станция подземного водоотлива
Вскрытие шахтного поля произведено двумя центрально-сдвоенными стволами: главным и вспомогательным. Глубина стволов с зумпфовой частью 85 м.
Главный ствол закреплён бетоном и имеет прямоугольное сечение. Толщина крепи 250 мм сечение в свету 85 м2 в проходке 117 м2. Тип армировки – жёсткая из двутавров №20 и деревянных брусьев 180×180 мм. Проводники деревянные из брусьев 130×150 мм. В стволе располагается два става трубопроводов 250 мм для шахтного водоотлива и один став 200 мм для противопожарно-оросительной сети а также кабельные сети.
Вспомогательный ствол имеет прямоугольное сечение. Толщина крепи 250 мм. Сечение в свету 97 м2 в проходке 132 м2. Армировка такая же как в главном стволе. По обоим стволам в шахту поступает свежий воздух. В стволе располагается три става трубопроводов 250 мм для шахтного водоотлива.
Протяжённые выработки околоствольного двора закреплены в основном штанговой крепью камеры и сопряжения выработок – бетоном с плоским балочным перекрытием.
Нормальный общешахтный приток воды 790 м3ч максимальный – 1150 м3ч. В работе находятся три водоотливных комплекса:
- центральный расположен в околоствольном дворе (производительность 1150-1250 м3ч): 5 насосов завода Ливгидромаш марки 1Д-1250-125 (Н=102-125 м Nдв=500-650 кВт);
- южный расположенный в районе 28-ой панели (Qнорм=691 м3ч);
- участковый на 2-ом юго-восточном штреке (Qнорм=278 м3ч)
Вода из участкового водоотлива перекачивается в водоотливную канавку в районе 2-го юго-западного вентиляционного штрека а затем самотёком поступает к южному водоотливу. Вода из южного водоотлива по скважинам выдаётся непосредственно на поверхность.
Главный водоотлив шахты им. Кирова состоит из 3-ёх водосборников: №1 №2 №3 и насосной камеры (см. черт. ДП980644.02). Водосборник №1 имеет объём 2539 м3 площадь поперечного сечения 106 м2; водосборник №2 – объём 1127 м3 площадь поперечного сечения 113 м2; водосборник №3 – объём 1100 м3. С насосной камерой водосборники соединены трубами 600 мм и 800 мм позволяющими герметизировать насосную камеру посредством фланцевых заглушек.
Забор шахтной воды осуществляется через приемные клапаны погруженные в водоприемные колодцы (51100 мм высота 4500 мм) под уровень воды.
От насосов напорными трубопроводами по трубным ходкам главному и вспомогательному стволам и по полупроходному каналу 600 мм шахтная вода сбрасывается в р. Плюссу.
Настоящим проектом предусматривается установка двух погружных насосов фирмы Flygt 67315 (один рабочий один резервный).
Тип электродвигателя UWE 114204304.
Производительность каждого насоса – 1000 м3ч.
Мощность электродвигателя – 4138 кВт.
Общая длина электронасосного агрегата – 5166 мм.
Максимальный диаметр – 645 мм.
Вес насосного агрегата – 5320 кг.
Необходимый потребный напор у насосов определяется по формуле:
Нпотр. = Нгеом. + hн.ст. + Низл. + Им + h на фильтры = 8457 + 2+1+22 +7 = 9677 м
Нпотр= 9677 м что обеспечивается напором насосного оборудования фирмы Flygt равным 108м. Производительность одного насоса обеспечивает забор шахтной воды равный 1000 м3час.
Насосы опускаются в шахту по главному стволу. Для спуска подъема насосов монтируется лебедка в машинном здании главного ствола и используется копер главного ствола. Схема установки насоса см. черт. ДП980644.03.
Здание водоочистного сооружения (ВОС)
Производственное здание водоочистной станции сблокировано с административно-бытовым зданием. Оба здания запроектированы из элементов каркасной конструктивной схемы.
В производственном здании располагаются:
- блок фильтров в осях 4-9; В-Е на отметке 0.000;
- узел приготовления и хранения регенерационного раствора (реагентное хозяйство) в осях 1-3; В-Е;
- насосная станция 2-го подъёма в осях 1-6; А-В на отметке -3.000;
- электролизная установка;
- цех механического обезвоживания осадка.
В насосной станции 2-го подъёма установлены три группы насосов:
- насосы подачи очищенной воды потребителям – 4 шт.;
- насосы подачи избытка очищенной воды на сброс в р. Плюссу – 2 шт.
- насосы подачи воды на промывку фильтров – 2 шт.
Элементы каркаса производственного здания приняты из металлических колонн ферм балок перекрытия ограждающих конструкции из трёхслойных металлических элементов (стальной профильный лист минераловатные плиты стальной профилированный лист).
Цокольная часть обеих зданий запроектирована из облегчённой кирпичной кладки. Кровля принята из рулонного материала с устройством внутренних водостоков. В конструкции рулонной утеплённой кровли применён профилированный стальной лист по металлическим прогонам.
Элементы каркаса административно-бытового здания приняты из сборных железобетонных колонн ригелей и плит и ограждающих конструкций из сборных керамзитобетонных панелей и облегчённой кирпичной кладки.
Кровля здания принята из рулонных материалов с устройством внутренних водостоков. В АБК на отм. 6.600 кровля выполняется с эксплуатируемым покрытием из сборных железобетонных плиток. Для заполнения дверных и оконных проёмов применены изделия выполненные из деревянных элементов. На отм. 6.600 в АБК витражи выполняются из алюминиевых профилей.
Все ёмкостные сооружения (сорбционные фильтры растворные и расходные баки реагентов) в производственном здании запроектированы из монолитного железобетона класса В15.
Резервуары чистой воды
Очищенная вода после сорбционных фильтров поступает в резервуары чистой воды из которых насосами установленными в здании ВОС подается потребителям.
Емкость резервуаров принята в соответствии со СНиПом 2.04.02-84* раздел 9 из расчета хранения:
- 3-х часового противопожарного запаса воды V=648 м3;
- аварийного объема V=3600 м3;
- максимального хозяйственно-питьевого расхода V=9852 м3;
- регулирующего объема V=10000 м3.
Потребный объем резервуара составит 11860 м3.
Проектом предусматривается строительство двух резервуаров емкостью каждый по 6000 м3 размером 36x30x484. Общий объем резервуаров 12000 м3.
Резервуары оборудованы камерами с фильтрами-поглотителями переливными и грязевыми трубопроводами. Уровень заполнения резервуаров контролируется.
Хранение неприкосновенного противопожарного запаса воды обеспечивается автоматическим отключением насосов при понижении уровня воды в резервуарах.
С целью обеспечения обмена воды в резервуарах в течение 48 часов объем запаса воды регулируется поплавковыми клапанами установленными на расстоянии от 25 м от дна резервуара при полной глубине воды 45 м.
При выключении одного резервуара во втором хранится не менее 50% пожарного и аварийного объемов воды что составит 3000 м.
Время необходимое для восстановления аварийного объема воды – 40 час (СНиП 2.04.02-84* п.9.6 прил.1).
Непосредственный забор воды из резервуара автонасосами или мотопомпами предусмотрен из приемных колодцев.
Диаметр трубопровода соединяющего резервуар с приемным колодцем принят 200 мм. Перед приемным колодцем на соединительном трубопроводе установлен колодец с задвижкой штурвал которой выведен под крышку люка (СНиП 2.04.02-84* п.9.32).
В резервуарах внутренние поверхности железобетонных конструкций соприкасающиеся с водой отвечают требованиям категории А1 по ГОСТ 13015-81 в соответствии СНиП 2.04.02-84* п. 14.22.
Резервуары чистой воды запроектированы спаренными в сборно-монолитном варианте по индивидуальному проекту размерами в плане 36×30 м каждый (кратны модулю 6 м). Стены резервуаров и днище выполняются из монолитного железобетона (тяжёлый бетон класса В15 марка по водонепроницаемости W6 для днища и W8 для днища по морозостойкости соответственно F50 и F100). Под резервуары выполняется бетонная подготовка толщиной 100 мм бетон класса В35. Резервуары перекрываются сборными железобетонными плитами опирающимися на полки ригелей. В стыках сборных элементов применяется бетон на расширяющемся цементе. Для резервуаров запроектировано утепление стен и покрытия обсыпкой грунтом толщина слоя на покрытии принята 1000 мм.
На поверхности насыпи должны быть установлены указатели с флуоресцентным покрытием наименований резервуаров чистой воды.
Резервуары грязной промывной воды с отстойником 12×12 м также запроектированы в сборно-монолитном варианте.
Резервуар-отстойник грязной промывной воды
Грязная промывная вода с расходом на 2 промывки – 240 м3 поступает в резервуар отстойник. Полезный объем резервуара принят в соответствии со СНиП 2.04.02.84 приложение 9 п.2 на 2 промывки и равен 400 м3.
Принят двухсекционный резервуар емкостью 500 м3 размер в плане 12.0×12.0 глубиной 3.60 м по индивидуальному проекту. Продолжительность отстаивания 15 часа. Осветленная вода переливается в отделение сбора осветленной воды и погружным насосом ГНОМ 100-25 подается на сброс. Дно резервуара-отстойника выполнено с уклоном к приямку для сбора осадка. Осадок из резервуара-отстойника погружным насосом фирмы Flygt направляется на обезвоживание в цех механического обезвоживания осадка находящийся в здании ВОС.
Площадка отводимая под ВОС использовалась как открытый склад мелкого сланца. Из существующих сооружений на площадке располагаются здания гаража и радиометрической установки бункер с конвейерной галереей системы отгрузки сланца ряд других малых сооружений. В связи с выведением шахты из эксплуатации указанные сооружения включая железнодорожные пути не действуют и сносятся без возобновления.
Рельеф площадки достаточно ровный с перепадом отметок в среднем от 40.00 до 41.00 м. Имеются отдельные локальные насыпи и изрытости.
Генплан ВОС представлен на чертеже ДП980644.01.
Схема генплана разрабатывалась из условия соблюдения требований норм с обеспечением компактного размещения объектов и сетей. Административно-бытовое здание сблокированное с водоочистной станцией фасадом выведено на линию ограждения площадки в сторону здания шахтоуправления и существующего автовъезда на территорию шахты.
В качестве подготовительных работ предусматривается планировка площадки под отметку 40.70 м а также снос существующих сооружений и сетей попадающих в пятно строительства.
Основные показатели по генплану:
Площадь в ограде 19 га.
Площадь застройки 062 га.
Плотность застройки 33%.
Площадь автодорог 022 га
Площадь озеленения 021 га.
Площадь спланированной территории 085 га.
Протяжённость ограды 550 м.
1. Топографические геологические и гидрогеологические условия
Территория Сланцевского района расположена на северо-западной окраине Русской равнины в основном в пределах Ордовикского плато. Современная поверхность представляет собой равнину полого наклоненную в северо-западном направлении. Абсолютные отметки увеличиваются с северо-запада на юго-восток от 30 до 90 м; относительные превышения составляют не более 15-20 м; уклоны поверхности в основном не превышают 3% в северной и северо-западной частях на значительной территории составляют 0.5% и только в южной и юго-восточной частях иногда достигают 10-20%.
Геологическое строение района характеризуется развитием коренных пород ордовика и кембрия прикрытых сверху четвертичными отложениями мощностью 3.0-50 м редко 10 м (рис. 1).
Генетически четвертичные образования относятся к современным аллювиальным и ледниковым комплексам.
Современные отложения сложены насыпными фунтами почвенно-растительным слоем и торфом.
Аллювиальные пески развиты в долине р. Плюссы.
Ледниковые образования относятся к озерно-ледниковым и моренным отложениям.
Озерно-ледниковые пески супеси и суглинки распространены повсеместно.
Под ними залегают моренные суглинки с прослоями и линзами супесей с включениями щебня и дресвы известняка.
Коренные породы представлены известняками верхнего ордовика светло-серыми доломитизированными в кровле разрушениями до щебня и дресвы с песчаным и суглинистым заполнителем.
Развитие известняков обуславливает наличие карстовых явлений. Как правило глубинный карст выполнен песчано-глинистым материалом.
Геологолитологические колонки скважин №145146148150 см. приложение №24.
На территории г. Сланцы известен современный открытый карст.
Гидрогеологические условия района г. Сланцев характеризуются развитием грунтовых вод приуроченных к озерно-ледниковым пескам и супесям и подземных вод.
Грунтовые воды залегают близко от поверхности на глубине 05 – 100 м.
Грунтовые воды в естественном залегании неагрессивны по отношению к бетону.
Подземные воды приурочены к песчаникам кембро-ордовика
и песчаникам Ломоносовского горизонта нижнего кембрия.
Рис.1. Геологическая колонка грунтов района строительства
2. Охрана окружающей среды
2.1. Климатические данные
Климат района переходный от морского к континентальному с мягкой малоснежной зимой умеренно-теплым летом и затяжными переходными периодами.
Среднегодовая температура воздуха составляет 36°. Наиболее низкие температуры отмечаются в январе и феврале; со средней величиной –80°С; наиболее высокие температуры в июле со средней величиной +167°С. Абсолютный минимум наблюдается в декабре (-44°С) абсолютный максимум – в июле и августе (+32°С).
Продолжительность безморозного периода составляет 129 дней.
Территория района находится в зоне достаточного увлажнения. Годовое количество осадков составляет 680 мм из них 70% приходится на теплый период.
Устойчивый снежный покров образуется в среднем 10 декабря разрушается – 31 марта. Наибольшая высота снежного покрова 44 см а в наиболее снежные зимы – до 61 см. Число дней со снежным покровом в среднем 127 в году.
Относительная влажность воздуха высока в течение всего года в среднем за год она составляет 80%. Наиболее высока относительная влажность в холодный период с ноября по январь (86 – 88%) самая низкая в сухие месяцы: май и июнь (66 – 69%). Число дней с относительной влажностью более 80% в среднем за год – 145 с относительной влажностью воздуха менее 30% - 12 дней в году.
Ветровой режим территории характеризуется преобладанием в течение года ветров южных четвертей особенно зимой. Летом ветры не устойчивы по направлению. Средняя скорость ветра в течение года мало меняется и составляет 31 мсек. Сильные ветры более 15 мсек отмечаются редко в среднем 4 дня в году.
В таблице №1 представлена повторяемость направлений ветра за январь июль и в среднем за год (по метеостанции Кингисепп).
Расчетные температуры для проектирования отопления и вентиляции равны соответственно –26°С и –1°С. Продолжительность отопительного периода 219 дней. Глубина сезонного промерзания почвы –120 см.
2.2. Гидрологические сведения
В качестве поверхностного источника водоснабжения в настоящее время служит р. Плюсса протекающая у города Сланцы.
Река впадает в Нарвское водохранилище в 17 км от города. Ее общая длина 281 м площадь бассейна 6550 км2. Заболоченность бассейна составляет 12% озерность – 1% залесенность – 56%.
В районе г. Сланцы русло реки глубоко врезано в дно долины. Его ширина в межень – 40 - 70 м глубине 10 – 20 м скорости течения 015 - 020 мс. В половодье скорости течения в реке достигают 28 – 33 мс. Дно реки сложено известняковыми плитами местами вдоль берегов – среднезернистым песком.
До г. Сланцы площадь водосбора реки – 6340 км2.
На рассматриваемом участке р. Плюсса находится в зоне подпора в течение всего года (за исключением весеннего половодья) от плотины Нарвской ГЭС.
Весенний подъем уровней начинается как правило в первой декаде апреля пик половодья проходит в 20-х числах апреля спад продолжается 1 – 15 месяца.
В летне-осенний период уровни держатся на отметках близких к отметке НПГ водохранилища равной 25.0 м абс.
Подъемы уровней от дождей составляют 02 – 06 м.
В течение зимы за счет сработки водохранилища наблюдается понижение уровней.
Первые ледовые образования на р. Плюссе у г. Сланцы: забереги сало наблюдаются обычно в конце ноября. Ежегодно на реке бывает шуга и осенний ледоход.
На участке вп г. Сланцы средняя толщина льда — 40 см максимальная — 60 см.
Вскрывается р. Плюсса обычно в первой декаде апреля весенний ледоход проходит на подъеме и пике половодья.
Норма стока р. Плюссы у г. Сланцы составляет 79 лс с 1 м2 или 501 м3с. Большая часть стока реки проходит в течение апреля и мая. Распределение стока реки проходит в течение апреля и мая. Распределение стока р. Плюссы у г. Сланцы в году 95% обеспеченности м3с.
Минимальные среднемесячные расходы р. Плюссы 95% обеспеченности: зимние – 102 м3с летние – 109 м3с; суточные соответственно – 75 м3с и 99 м3с (табл. №2).
Максимальные расходы р. Плюссы наблюдаются в период весеннего половодья и составляют: 1% обеспеченности - 830 мЗс 10% - 545 мЗс.
Максимальная наблюденная мутность воды (по данным наблюдений 1978-1979 г.г.) составила 496 гмЗ.
Максимальная измеренная температура воды в реке -248 °С (14.VII.1940 г.).
Для характеристики химического состава и степени загрязнения воды р. Плюссы у г. Сланцы использованы анализы за 1998 г. в створе № 1 – четырьмя километрами выше города выполненные Ленинградским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЛЦГСМ).
Согласно индексу ИЗВ («индекс загрязненности вод») поверхностные воды р. Плюссы характеризуются как «умеренно-загрязненные» - выше города и «загрязненные» - ниже города.
2.3. Проектируемые системы водоснабжения
Водопотребление. Пункты подачи воды. Требуемый напор. Качество воды
В соответствии с заданием на проектирование производительность ВОС составляет 24100 м3сут..
По существующему графику водопотребления в настоящий момент для нужд потребителей г. Сланцы расчетный расход воды на хозяйственно-питьевые и производственные нужды составляет 19010 м3сут.
По заданию МП «Водоканал» г. Сланцы граница проектирования водопроводных сооружений – существующая магистральная сеть 700мм проходящая по ул. Кирова с давлением 25 – 30 кгссм2.
Качество воды на хозяйственно-питьевые нужды должно удовлетворять требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода» и ГОСТ 2874-82.
Источники водоснабжения
Учитывая эти воды в качестве альтернативного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения могут быть предложены шахтные воды Южного и центрального водоотливов шахты им. С.М. Кирова в г. Сланцы. В соответствии с «Методическим руководством по применению классификации эксплуатационных запасов и прогнозируемых ресурсов подземных вод к месторождениям питьевых технических и лечебных минеральных вод» Министерство природных ресурсов ГКЗ М.1999 г. в качестве питьевых технических и лечебных минеральных вод могут использоваться также подземные воды извлекаемые при разработке месторождений твердых полезных ископаемых. Их отбор может осуществляться как из специальных водопонижающих систем так и из подземных и открытых горных выработок.
Ниже приводится сравнительная таблица показателей химического состава природных и шахтных вод.
Сравнительная таблица показателей химического
состава природных и шахтных вод.
Наименование показателей
Концентрации загрязнений мгл
нормы по СанПиНу 2.1.4.559-96
ПДК для рыбохозяйст. водоема
I. Органолептические показатели
Запах при 20° и 60° С баллы
Вода не должна приобретать посторонних запахов прикусов и окраски
Привкус при 20 С баллы
Цветность градусы не более
Мутность мгл (по каолину) не более
Общая жесткость мг-эквл не более
Водородный показатель (рН)
II. Неорганические вещества
Продолжение таблицы №3
III.Показатели радиационной безопасности
Общая α-радиоактивность Бкл
Общая -радиоактивность Бкл
Как видно из таблицы №3 концентрация загрязнений в шахтных водах превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов по фенолам кадмию меди никелю
хрому и цинку а по фенолам барию бериллию и кадмию не удовлетворяют требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода».
В соответствии с «Правилами охраны поверхностных вод» (Госкомприрода 1991 г.) п. 2.3 при поступлении в водные объекты нескольких веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности и с учетом примесей поступающих в водный объект от вышерасположенных источников сумма отношений концентраций каждого из веществ в контрольном створе к соответствующим ПДК не должна превышать единицы. Для возможного сброса шахтных вод в р. Плюссу они должны быть очищены по тяжелым металлам до ПДК рыбохозяйственного водоема. Наиболее известный и широко используемый при очистке маломутных и малоцветных вод метод контактного осветления в данном случае вообще непригоден:
- в исходной воде нет взвеси и цветности поэтому не будет достаточно хорошего хлопьеобразования
- извлекать из воды ионы тяжелых металлов с использованием коагулянта-сульфата алюминия невозможно.
Очистить воду шахтных выработок указанного качества можно надежно и достаточно дешево используя сорбционную технологию. Пройдя сорбционную очистку шахтные воды будут иметь качество воды удовлетворяющее требованиям СанПиН 2.1.4.559-96. С учетом того что в летне-осенние месяцы наблюдается дефицит водных ресурсов р. Плюссы нет смысла очищенную воду сбрасывать в р. Плюссу ее целесообразнее использовать в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения. Кроме того следует отметить что в воде р. Плюссы имеются химические элементы концентрация которых близка к ПДК (например железо кадмий марганец) и в любой момент их концентрация может стать выше ПДК.
Традиционно используемые в отечественной практике технологические схемы очистки воды для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения не обладают барьерной ролью в отношении тяжелых металлов радионуклидов и фенолов а это означает что для доведения воды из р. Плюссы до норм СанПиНа потребуется реконструкция и модернизация существующих ВОС с целью дополнительной очистки вод от солей тяжелых металлов.
На момент реконструкции существующих ВОС невозможно оставить город без основного источника питания водой.
Станция очистки воды
В соответствии с заданием на разработку рабочего проекта «Строительство очистных сооружений хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Сланцы на базе водоотливного комплекса ликвидируемой шахты им. С.М. Кирова производительность очистных сооружений принята 241 тыс.мЗсут.
Очистить шахтные воды до показателей удовлетворяющих требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 можно при использовании сорбционной технологии или технологии обратного осмоса. Однако в данном случае применение технологии обратного осмоса нецелесообразно из-за высокой стоимости обратноосмотической системы производительностью 1000 мЗч которая составит около 30 млн. .
Надежнее и дешевле для очистки шахтных вод использовать сорбционную технологию. Известные адсорбенты – активированный уголь вулканические и топливные шлаки цеолиты апюмогель силикагель и др. обладают весьма существенными недостатками: они адсорбируют избирательно т.е. адсорбенты изымают далеко не все компоненты загрязнений присутствующих в шахтной воде в т.ч. тяжелые металлы. Кроме того возможность их регенерации т.е. восстановления сорбционных свойств под большим вопросом а применение адсорбентов разового использования практически невозможно.
Весьма эффективным и экологически безопасным способом глубокой очистки природных (поверхностных и подземных) вод от ионов большинства металлов в том числе тяжелых включая радионуклиды а также органических примесей включая нефтепродукты и фенолы является сорбционный способ очистки с применением активированного алюмосиликатного адсорбента (ААА).
Данная технология прошла длительные испытания в опытно-промышленных . условиях ВОС г. Кировска Ленинградской обл. ВОС г. Петродворца ВОС г. Буя Костромской обл. Получены достаточно убедительные результаты характеризующие надежность и эффективность сорбционной технологии очистки природной воды с использованием ААА.
Исходя из вышеизложенных преимуществ сорбционного способа очистки технологическая схема очистки шахтных вод принимается по рекомендациям профессора кафедры «Водоснабжение и водоотведение» ЛГУ ПС Петрова Е.Г. с применением технологии сорбционной очистки природных вод фильтрованием через адсорбенты созданные на основе природных глин – активированный алюмосиликатный адсорбент (ААА).
Все расчеты по ВОС выполнены в соответствии с Технологическим регламентом на проектирование выданным профессором кафедры «Водоснабжение и водоотведение» ПГУПС Петровым Е.Г.
Шахтная вода насосами станции подземного водоотлива подается на сорбционные фильтры.
Пройдя фильтрационную очистку перед поступлением в резервуар чистой воды вода подвергается обеззараживанию раствором гипохлорита натрия. Первичного хлорирования (перед фильтровальными сооружениями) не требуется так как слабощелочная среда в слое адсорбента подавляет развитие бактериального загрязнения фильтрующей загрузки. Из резервуара чистой воды вода насосами 2-го подъема подается на нужды потребителей г. Сланцы.
В соответствии с предложенной технологической сорбционной очисткой шахтных вод очистные сооружения включают в себя:
- узел приготовления и хранения регенерационного раствора (реагентное хозяйство);
- электролизная установка;
- насосную станцию 2-го подъема;
- цех механического обезвоживания осадка;
- резервуары чистой воды с камерами фильтрами-поглотителями;
- резервуар-отстойник грязной промывной воды.
Характеристика загрязнений шахтных вод до и после ВОС промывной воды осветленной промывной воды и фугата приводится в табл. 4.
Как видно из таблицы №4 вода прошедшая очистку по сорбционной технологии с использованием ААА полностью удовлетворяет требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода» и пригодна для хозяйственно-питьевого снабжения города.
Наименован. показателей
очищ. вода после фильтров
грязная промывная вода
осветлен. промывная вода
2.4. Мероприятия по охране окружающей среды при эксплуатации водоочистного комплекса
Мероприятия по охране атмосферного воздуха не разрабатывались в связи с тем что в вентиляционных выбросах от ВОС содержание вредных веществ не превышает 05 ПДК.
Основными источниками шума в павильоне технологического оборудования являются воздуходувки и насосы-дозаторы установленные на виброосновании.
Все технологическое оборудование водопроводных очистных сооружений расположено в закрытых помещениях.
Как видно из вышеизложенного с вводом в эксплуатацию ВОС акустическая обстановка в районе прилегающей жилой застройки не ухудшится.
Сооружения очистки шахтных вод шахты им. С.М. Кирова г. Сланцы являются целиком природоохранным мероприятием. Сооружения практически исключают вредное экологическое воздействие на окружающую среду в части загрязнения водоема первой категории рыбохозяйственного значения при сбросе очищенных шахтных вод в р. Плюссу.
Кроме того территория Сланцевского района ограниченно обеспечена ресурсами поверхностных вод в год 95% обеспеченности (как наиболее неблагоприятный по водности). Ситуация обостряется в летне-осенние месяцы когда забирается более 100% стока возможного к использованию. Использование очищенных шахтных вод в качестве источника хозяйственно-питьевого водоснабжения уменьшает ущерб экологическому благополучию реки Плюссы.
Временно накапливаемые на территории очистных сооружений отходы образующиеся в процессе очистки шахтных вод не оказывают отрицательного воздействия на почву подземные и поверхностные воды поскольку размещаются в герметических емкостях.
Строительные материалы и гидроизоляция предусмотренные проектом при
прокладке канализационных сетей при строительстве емкостей очистных сооружений
исключают загрязнение грунтов и подземных вод путем эксфильтрации сточных вод.
2.5. Зоны санитарной охраны.
Проект организации зон санитарной охраны разработан на основе ст. 3 и 27 закона РФ "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" в соответствии с СанПиН 2.14.027-95 "Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения а также в соответствии СНиП 2.04.02-84* п. 10.17 «Зоны санитарной охраны площадок водопроводных сооружений».
Основной задачей обеспечения режима в ЗСО является санитарная охрана от загрязнений источника водоснабжения и водопроводных сооружений с целью обеспечения их санитарно- эпидемиологической надежности.
ЗСО организуется в составе трех поясов:
-й пояс - строгого режима включает территорию расположения подземного водозабора (шахты) и всей площадки водоочистных сооружений.
Он устанавливается в целях устранения возможности случайного или умышленного загрязнения воды источника в месте расположения водозабора и водопроводных сооружений.
Границы 1 пояса совпадают с ограждением площадки шахты и водоочистных сооружений и составляют от шахты 50м от стен блока водоочистных сооружений и резервуаров чистой воды 30м.
-й пояс - зона ограничений предназначенная для защиты водоносного горизонта от микробных загрязнений.
Расстояние от водозабора до границ 2-го пояса определяется временем Тм продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору которое должно быть достаточным для утраты жизнеспособности и вирулентности патогенных микроорганизмов т.е. для эффективного самоочищения подземных вод.
Расчётное время Тм определяется в соответствии с "Рекомендациями по гидравлическим расчётам для определения границ 2-го и 3-го поясов зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения" разработанным ВНИИ ВОДГЕО в 1983 г.
-й пояс зоны санитарной охраны (зона ограничений) предназначен
для защиты подземных вод от химического загрязнения.
Расстояние от водозабора до границ 3-го пояса зоны санитарной охраны определяется временем Тх из условия что если за пределами 3-го пояса в водоносный пласт поступят химические загрязнения они или не достигнут водозабора перемещаясь с подземными водами вне области питания или достигнут водозабора не раньше расчётного времени Тх.
Время продвижения загрязнённой воды от границ 3-го пояса зоны санитарной охраны до водозабора должно быть больше проектного срока эксплуатации водозабора которое составляет 25-50 лет. Для настоящего водозабора Тх принимается 50 лет.
Для защиты водоводов предусматривается санитарно-защитная полоса. Ширина санитарно-защитной полосы водоводов проходящей по незастроенной территории принимается от крайних водоводов в мокрых фунтах равной 50 м.
В соответствии с СанПиН на территории ЗСО предусматриваются следующие инженерные и санитарно-оздоровительные мероприятия:
- На территории 1-го пояса зоны санитарной охраны предусматриваются инженерные мероприятия обеспечивающие охрану подземного источника и водопроводных сооружений а также санитарные мероприятия по ограничению использования этой территории.
- На территории 2-го и 3-го поясов зоны санитарной охраны предусматриваются санитарно-оздоровительные мероприятия обеспечивающие предупреждение возможности загрязнения подземных вод.
Территория 1-го пояса зоны санитарной охраны площадки водопроводных сооружений спланирована огорожена озеленена. Ограждение принято на высоту 20 м – глухое и на 05м – из колючей проволоки в 4-5 нитей на кронштейнах с внутренней стороны ограждения.
На площадке водопроводных сооружений предусмотрены технические средства охраны:
- запретная зона шириной 5 м вдоль внутренней стороны ограждения площадки ограждаемая колючей проволокой на высоту 12м;
- тропа наряда внутри запретной зоны шириной 1 м на расстоянии 1 м от ограждения запретной зоны;
- столбы-указатели обозначающие границы запретной зоны и устанавливаемые не более чем через 50м;
- охранное освещение по периметру ограждения при этом светильники устанавливаются над ограждением из расчета освещения подступов к ограждению самого ограждения и части запретной зоны до тропы наряда;
- постовая телефонная связь и двухсторонняя электрозвуковая сигнализация постов с караульным помещением.
К зданию АБК водопроводных сооружений предусмотрен подъезд и проезды.
Конструкции наблюдательных скважин должны соответствовать санитарно-техническим требованиям.
На территории 1-го пояса зоны санитарной охраны запрещается:
- все виды строительства за исключением расширения и реконструкции водопроводных сооружений;
- прокладка инженерных коммуникаций за исключением обслуживающих
водопроводные сооружения.
На территории 2-го пояса зоны санитарной охраны надлежит:
- регулировать отведение площадок для населённых пунктов строительства коммунально-бытовых и промышленных объектов;
- благоустраивать промышленные и сельскохозяйственные предприятия населённые пункты и отдельные здания предусматривать их централизованное водоснабжение и канализацию устройство водонепроницаемых выгребов организация отвода загрязнённых поверхностных вод; производить только санитарные рубки леса и уход за лесом; выявлять тампонировать или восстанавливать все старые бездействующие дефектные или неправильно эксплуатируемые скважины и шахтные колодцы;
- регулировать бурение новых скважин производить любое новое строительство при обязательном согласовании с местными органами санитарно-эпидемиологической службы органами геологического контроля и органами по регулированию использования и охране вод;
- ликвидировать поглощающие скважины и шахтные колодцы которые могут привести к загрязнению водоносного горизонта.
На территории 2-го пояса запрещается:
- загрязнять территорию нечистотами мусором навозом промышленными и др. отходами;
- размещать склады ГСМ ядохимикатов минеральных удобрений накопителей промстоков шламохранилищ и др. объектов которые могут вызвать химическое загрязнение источника водоснабжения;
- размещать кладбища скотомогильники поля ассенизации поля фильтрации земледельческие поля орошения навозохранилища силосные траншеи животноводческие и птицеводческие предприятия;
- применять удобрения и ядохимикаты;
- закачивать отработанные воды в подземные пласты подземное складирование твёрдых отходов и разработка недр земли которая может привести к загрязнению водоносного горизонта.
На территории 3-го пояса зоны санитарной охраны надлежит:
- выявлять тампонировать или восстанавливать все старые бездействующие дефектные или неправильно эксплуатируемые скважины и шахтные колодцы;
- регулировать бурение новых скважин производить любое новое строительство а также размещать склады ГСМ ядохимикатов и минеральных удобрений накопителей промстоков и шламохранилищ при обязательном согласовании с местными органами санитарно-элидемиологической службы органами геологического контроля и органами по регулированию использования и охране вод.
На территории 3-го пояса зоны санитарной охраны запрещается:
В пределах санитарно-защитной полосы водоводов должны отсутствовать источники загрязнений почвы и грунтовых вод (уборные помойные ямы навозохранилища и др.).
Проект зон санитарной охраны водопровода будет разрабатываться по отдельному договору с использованием данных санитарно-топографического обследования территории намеченной к включению в зоны и полосы а также соответствующих гидрологических гидрогеологических инженерно-геологических и топографических материалов.
Проектирование строительства комплекса водоочистных сооружений
Нормативная продолжительность строительства определена по СНиП 1.04.03-85 "Нормы продолжительности в строительстве" раздел 3.2 п. 23 с К=09 и составляет 14 месяцев в том числе подготовительный период – 2 месяца.
Распределение капвложений отражено в календарном плане строительства (см. черт. ДП980640.09).
Работы подготовительного периода учтены в календарном плане.
Объемы основных строительно-монтажных работ определены на основании проектной документации проектов-аналогов и типовых проектов.
Результаты подсчетов объемов работ приведены в табл. 6.
1. Методы производства основных строительно-монтажных работ
В целях обеспечения планомерного развертывания и осуществления строительно-монтажных работ в начале строительства необходимо выполнить организационно-техническую подготовку в соответствии с требованиями СНиП 3.01-01-85 "Организация строительного производства".
В проекте организации строительства принято: фунт от разработки котлованов и траншей пригодный для обратной засыпки отвозится во временный резерв до 1 км.
Излишний и непригодный фунт и строительный мусор отвозятся на 125 км (в соответствии с исходными данными заказчика).
До начала строительства выполняются следующие работы подготовительного периода:
- отвоз строительного мусора и снос сооружений;
- ограждение площадки;
- устройство площадки для временных зданий и сооружений (бытовой городок);
- обеспечение строительства электроэнергией и водой;
- устройство временных дорог и складских площадок;
- вынос в натуру осей и габаритов зданий и сооружений.
1.1. Земляные работы
Разработка строительного мусора котлованов и траншей на площадке производится экскаватором – обратная лопата с ковшом емкостью 065 м3 с погрузкой в автосамосвалы.
При строительстве резервуаров чистой воды доработка грунта при работе экскаватора выполняется бульдозером 75 л.с. – 75% и вручную – 7%. При строительстве резервуаров промывной грязной воды и здания очистной станции доработка фунта при механизированной разработке выполняется вручную.
Обратная засыпка котлованов и траншей производится грунтом из резерва 1 км с погрузкой экскаватором – обратная лопата 065 м3.
Обратная засыпка выполняется бульдозером слоями толщиной 15 – 20 см в местах примыкания – вручную. Уплотнение осуществляется ручными пневмотрамбовками.
При устройстве обвалования резервуаров грунт из резерва подается грейфером 05 м3 послойно разрабатываются бульдозером в нижней части обсыпки и вручную в верхней части в соответствии с типовым проектом № 901-4-76.83.
При этом должны быть приняты меры обеспечивающие сохранность изоляции стен резервуаров. Во время обсыпки не допускается размещение бульдозера ближе 1 м от стены.
При устройстве обсыпки покрытия резервуаров грунт подается грейфером 05 м3 и распределяется по всей площади покрытия на проектную толщину малогабаритным бульдозером 75 л.с.
В случае наличия грунтовых вод необходимо предусмотреть осушение котлованов средствами открытого водоотлива насосами производительностью 30-54 м3час.
На следующей стадии проектирования необходимо уточнение геологических и гидрологических данных и наличия данных о пробуренных скважинах под каждое сооружение.
В связи с данными по скважине № 145 в районе строительства резервуара-отстойника грязной промывной воды и попадания при разработке котлована известняков необходимо предусмотреть разработку этих грунтов с их рыхлением шнуровыми зарядами и разработкой отбойными молотками.
При разработке котлована под резервуары чистой воды шириной 36 м выполняются 2 съезда. По этим съездам устраиваются сквозные автодорожные проезды с проезжей частью из сборных железобетонных дорожных плит шириной 45м.
При обратной засыпке траншей грунт засыпается на 02 м для стальных и чугунных труб и на 05 м для железобетонных труб – вручную выше – бульдозером 130 л.с. при перемещении до 10м. Уплотнение пневмотрамбованием.
Земляные работы (в том числе назначение крутизны откосов котлованов я траншей и уширение по дну) выполняются в соответствии со СНиП 3.02Л1-87 "Земляные сооружения. Основания и фундаменты" и СНиП III-4-80* “Техника безопасности в строительстве”.
1.2. Бетонные и железобетонные работы
Укладка бетонной смеси в бетонную подготовку резервуаров производится при помощи пневмоколёсного стрелового крана типа КС-4361 грузоподъемностью 16 т и опрокидных бадей емкостью 04 м3 загружаемых бетонной смесью непосредственно из автосамосвалов. Перемещение этого крана осуществляется по указанным выше временным автодорожным проездам автотранспортных средств по тем же проездам в зону работы вылетов крана.
При укладке бетонной смеси в резервуары грязной и промывной воды шириной 12 м а также в крайние пролеты резервуаров чистой воды перемещение крана и автотранспортных средств осуществляется по временной автодороге сооружаемой по кромке котлована.
Уплотнение бетонной смеси производится поверхностными электровибраторами типа "С-413".
После набора прочности бетонной подготовки производится установка арматуры и опалубки при помощи крана КС-4361. Подача и укладка бетонной смеси в днище резервуаров производится аналогично методам при устройстве бетонной подготовки а уплотнение поверхностными и глубинными электровибраторами. При бетонировании днища перемещение автомобильного крана и автотранспортных средств осуществляется аналогично устройству бетонной подготовки. Бетонирование днища производится непрерывно параллельными полосами.
Бетонирование стен резервуаров производится после монтажа сборных железобетонных элементов (подколонники колонны ригели и плиты покрытия) кроме плит покрытия и ригелей опирающихся на стены. В местах сопряжения стен с днищем производится тщательная зачистка бетонной поверхности. Монтаж щитовой опалубки и арматуры производится опять же краном КС-4361. После монтажа и подготовки опалубки производится укладка бетонной смеси. Бетонная смесь укладывается при помощи бадьи ёмкостью 04 м3 загружаемой из самосвала. Перемещение крана и автотранспортных средств осуществляется по бровке котлована. Бетонная смесь укладывается непрерывно слоями 30 см с последующим уплотнением глубинными вибраторами с гибким валом типа ИВ-21.
В период производства бетонных работ на стройплощадке должен быть организован постоянный технический контроль за качеством бетона его укладкой уплотнением и уходом за ним.
1.3. Монтаж сборных железобетонных и стальных конструкций
Монтаж всей номенклатуры сборных железобетонных элементов резервуаров
(подколенники колонны плиты покрытия и др.) производится при помощи монтажного стрелового крана на гусеничном ходу типа МКГ-25 грузоподъемностью 25 т после того как бетон днища резервуаров в очередной полосе ограниченной буквенными осями наберет прочность не менее 70% от проектной. Перемещение монтажного крана и автотранспортных средств производится аналогично устройству бетонной подготовки и железобетонного днища.
Монтаж ригелей и плит покрытия производится при перемещении монтажного крана МКГ-25 и автотранспортных средств по бровке котлованов.
Монтаж конструкций по зданию очистных сооружений производится с помощью гусеничного крана МКГ-25 грузоподъемностью 25 т с гуськом и гусеничного крана СКГ-63 грузоподъёмностью 63 т с заездом внутрь здания. Для работы крана внутри здания устраивается основание под кран из дорожных плит.
Для монтажа труб применяется автокран типа КС-2561.
Монтаж камер фильтров-поглотителей для резервуаров чистой воды выполняется в процессе устройства обвалования.
1.4. Кирпичная кладка
Кирпич на стройплощадку доставляется автотранспортом в контейнерах и на поддонах. Раствор подвозится в автосамосвалах и перегружается в бункера с секторными затворами.
Подача кирпича и раствора в рабочую зону производится гусеничным краном МКГ-25 грузоподъемностью 25 т.
Все монолитные бетонные и железобетонные конструкции и работы по монтажу конструкций и кирпичной кладке выполняются в соответствии с требованиями СНиП 3.03.01-87 "Несущие и ограждающие конструкции".
2. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности
2.1. Анализ опасных и вредных факторов при производстве работ по строительству комплекса ВОС
- вибрация при осуществлении бетонных работ;
- шум от работающих машин и механизмов а так же при ведении некоторых типов работ (основными источниками шума в павильоне технологического оборудования являются воздуходувки и насосы-дозаторы установленные на виброосновании);
- пары краски при отделочных работах.
- электрический ток;
- электрическая дуга при ведении сварочных работ;
- работы на высоте (Н=13м);
- работающие машины и механизмы (крановое оборудование экскаваторы самосвалы);
- низкие температуры (абсолютный минимум -44 ºС);
- порывистый ветер (V=10-15мc);
- работа с горячими вяжущими растворами (битумом мастиками);
- работа с раствором гипохлорита натрия и концентрированным солевым раствором.
2.2. Промышленная санитария и мероприятия по защите от вредных факторов
Промышленная санитария
Санитарно-технические мероприятия предотвращающие наличие вредных производственных факторов направлены на профилактику профзаболеваний и предупреждение несчастных случаев.
К основным мероприятиям в период строительства относятся:
- обеспечение всех работающих бытовыми помещениями питанием в буфетах размещаемых на поверхности или в подземных выработках;
- устройство общеобменной вентиляции в соответствии с требованиями нормативных документов с поддержанием температуры воздуха во временных сооружениях от 18 °С до 25 °С а в душевых 22 °С.
На территории строительной площадки находится здравпункт.
Санитарно-бытовые помещения включают:
- раздевалку для хранения одежды и спецодежды;
- сушилку для спецодежды;
- устройства для чистки и мойки обуви.
Для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий труда предусмотрены следующие мероприятия:
) все рабочие допускаются к работе только после положительного медицинского заключения;
) все рабочие обеспечиваются специальной одеждой;
) все рабочие обеспечиваются и должны уметь пользоваться индивидуальными средствами защиты: предохранительными поясами самоспасателями защитными очками респираторами;
) наличие на строительной площадке душ комбината.
Санитарно-бытовые служебные и вспомогательные помещения для эксплуатационного персонала запроектированы с учетом существующей нормативной документацией.
Мероприятия по защите от вредных факторов
Окраска методом пневматического распыления а также быстросохнущими лакокрасочными материалами содержащими вредные летучие растворители выполняется с применением респираторов и защитных очков. Необходимо следить чтобы при работе с применением сиккативов быстросохнущих лаков и масляных красок помещения хорошо проветривались. При применении нитрокрасок должно быть обеспечено сквозное проветривание. Пребывание рабочих в помещении свежеокрашенном масляными и нитрокрасками более 4-х часов недопустимо. Все аппараты и механизмы работающие под давлением должны быть испытаны и иметь исправные манометры и предохранительные клапаны.
При производстве работ связанных с высоким шумом предусматривается использование средств индивидуальных защиты: беруши наушники и т.п.
Для снижения степени воздействия местных вибраций применяют специальные виброгасящие рукоятки из эластичного материала виброгасящие пружинные каретки специальные пневмоподдержки исключающие постоянный контакт человека с вибрирующим инструментом. В целях предупреждения возникновения вибрационной болезни у рабочих рекомендуется проведение комплекса физиопрофилактических мероприятий (водных процедур массажа лечебной гимнастики ультрафиолетового облучения витаминизации и т.д.).
2.3. Мероприятия по технике безопасности
Допуск к работе принятых рабочих осуществляется после прохождения ими общего инструктажа по технике безопасности а также инструктажа непосредственно на рабочем месте. Кроме этого в течение трех месяцев со дня поступления рабочие обучаются безопасным методам работ после чего получают соответствующие удостоверения. Проверка знаний рабочих техники безопасности проводится ежегодно.
Производство всех строительных работ выполняется в строгом соответствии со СНиП III-4-80* “Техника безопасности в строительстве” который содержит перечень мероприятий обеспечивающих безопасные методы производства строительных и монтажных работ и другими ведомственными инструкциями по охране труда техники безопасности и производственной санитарии а также разработанными в ППР мероприятиями. Ответственность за безопасность работ возложена в законодательном порядке на технических руководителей строек - главных инженеров и инженеров по охране труда производителей работ и строительных мастеров. Руководители строительства обязаны организовать планирование мероприятий по охране труда и противопожарной технике и обеспечить проведение этих мероприятий в установленные сроки.
В подготовительный период строительства должно быть выполнено наружное освещение стройплощадки с максимальным использованием постоянных линий и установок (в т.ч. прожекторных мачт для эксплуатационного периода опор закрепляемых на верхних отметках зданий и сооружений). Освещение строительной площадки и мест производства строительно-монтажных работ должно отвечать требованиям ГОСТ 12.1.046-85 (ССБТ “Нормы освещения строительных площадок”).
Все мероприятия по охране труда осуществляются под непосредственным государственным надзором специальных инспекций (котлонадзора госгортехнадзора горной газовой санитарной и технической пожарной).
При производстве электросварочных работ следует строго соблюдать действующие правила электробезопасности и выполнять требования по защите людей от вредного воздействия электрической дуги сварки.
Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током проектом предусматривается устройство защитного заземления и зануления. К нему присоединяются металлические части электрооборудования которые могут оказаться под напряжением при нарушении изоляции.
Для безопасного обслуживания электрооборудования должны быть предусмотрены защитные средства (перчатки коврики огнетушители ящики с песком аптечки).
При аварийном отключении рабочего электроосвещения предусмотрено аварийное а также ремонтное электроосвещение для проведения ремонтных работ.
Для ремонтного освещения предусматривается установка ящика с понижающим трансформатором 22036 В и использование переносных светильников с аккумуляторами и сухими элементами.
Земляные работы могут производиться только с письменного разрешения организаций ответственных за эксплуатацию. Техническое состояние землеройных машин должно регулярно проверяться со своевременным устранением обнаруженных неисправностей. Экскаватор во время работы необходимо располагать на спланированном месте. Во время работы экскаватора запрещается пребывание людей в пределах призмы обрушения и в зоне разворота стрелы экскаватора. Получающиеся в работе "козырьки" необходимо немедленно срезать.
Загрузка автомобилей экскаватором производится так чтобы ковш подавался с боковой или задней стороны кузова а не через кабину водителя. Передвижение экскаватора с загруженным ковшом запрещается.
Перемещение установка и работа машин вблизи выемок с неукреплёнными откосами разрешается только за пределами призмы обрушения грунта согласно СНиП III-4-80*.
При ведении монтажных работ вне поля зрения машиниста крана между ним и рабочими местами должна быть установлена радио или телефонная связь а в случае её отсутствия должны быть назначены сигнальщики. К монтажным работам на высоте допускаются монтажники прошедшие один раз в году специальное медицинское освидетельствование. При работе на высоте монтажники оснащаются предохранительными поясами. Под местами производства монтажных работ движение транспорта и людей запрещается. На всей территории монтажной площадки должны быть установлены указатели рабочих проходов и проездов и определены зоны опасные для прохода и проезда. При работе в ночное время монтажная площадка освещается прожекторами. До начала работ должна быть проверена исправность монтажного и подъемного оборудования а также захватных приспособлений. Грузоподъемные механизмы перед пуском их в эксплуатацию испытывают ответственными лицами технического персонала стройки с составлением акта в соответствии с правилами инспекции Госгортехнадзора.
При работе с самоходными кранами необходимо подготовить площадки в зоне перемещения и работы грунт должен быть уплотнён уклон площадки не должен превышать 3 градусов. Оставлять поднятые элементы на весу на крюке крана на время обеденных и других перерывов категорически запрещается. Крюки грузозахватных приспособлений должны быть снабжены предохранительными замыкающими устройствами предотвращающими самопроизвольное выпадание груза.
При устройстве кровли из рулонных материалов и варке мастики необходимо соблюдать особую осторожность во избежание ожогов горячим вяжущим раствором (битум мастика). Котлы для варки мастик следует устанавливать на особо отведенных для этого и огражденных площадках удаленных от ближайших сгораемых зданий не менее чем на 25 метров. Запас сырья и топлива должен находиться на расстоянии не менее 5 метров от котла. Все проходы и стремянки по которым производится подноска мастик а также рабочие места оборудование механизмы инструмент и т.д. следует непосредственно перед работой осмотреть и очистить от остатков мастики битума бетона мусора и грязи а зимой от снега и наледи и посыпать дорожки песком. Рабочие занятые подноской мастики должны надевать плотные рукавицы брезентовые костюмы и кожаную обувь.
При гололеде густом тумане ветре свыше 6 баллов ливневом дожде или сильном снегопаде ведение кровельных работ не разрешается.
2.4. Противопожарные мероприятия
Производственные процессы в здании относятся по степени пожарной опасности к категории «Г» и «Д».
Степень огнестойкости:
- производственного здания – IIIа.
Класс конструктивной пожарной опасности – СО.
Класс функциональной пожарной опасности – Ф5.
Здание отапливаемое.
Здание запроектировано из негорючих материалов. В производственном здании запроектированы вертикальные пожарные лестницы на кровлю.
Помещения АБК отделены от производственных помещений противопожарной перегородкой.
Проемы в противопожарных перегородках заполняются дверьми и воротами из огнестойких материалов.
Все помещения имеют эвакуационные выходы согласно требованиям СНИП 21-01-97.
2.5. Возможные виды аварий. План ликвидации аварии.
Возможные виды аварии: пожар затопление выработки при поломке насосов взрыв баллона со сжатым воздухом.
План ликвидации аварии
Место аварии – складское здание для хранения строительных материалов.
В табл. 5 приведены основные мероприятия по спасению и ликвидации аварии а также ответственные лица и исполнители.
Мероприятия по спасению людей и ликвидации аварий
Ответственные лица и исполнители.
Вызвать пожарную команду по телефону 01.
Отключить электроэнергию в складском здании.
Горный мастер дежурный электрослесарь
Оповестить рабочих и должностных лиц об аварии.
Направить пожарную команду к месту пожара для его ликвидации.
Начальник пожарной части.
3. Вентиляция подземной водозаборной части
Шахта не опасна по газу но относится к опасным по взрыву пыли. Норма пыли составляет 4 мгм3.; фактически ее уровень составляет в 15-2 раза выше (в среднем 2-75 мгм3).
В настоящее время схема проветривания применяемая на шахте – фланговая участковая способ проветривания – всасывающий (рис. 2). Основное количество воздуха которое подогревается в зимнее время при помощи калориферной установки подаётся по главному и вспомогательным стволам (4973 м3мин). Дополнительное количество воздуха необходимое для проветривания шахты подаётся по двум скважинам (ВЗД-3 и ВЗД-2) 1 м с использованием теплорегулирующих выработок (28 и 30 панельные штреки длиной 900 м каждый). Общее количество воздуха для проветривания шахты составляет 6293 м3ч. Свежий воздух от стволов поступает на 2-ой главный юго-западный откаточный штрек где смешивается с воздухом поступающим от теплорегулирующих выработок и далее по панельным откаточным штрекам на выемочные участки. Исходящая струя воздуха из вентиляционных панельных штреков поступает к вентиляционным скважинам 1 м имеющимся на каждой панели которые оборудуются вентиляторами типа ВОД-11. Для выполнения реверсирования воздушной струи на скважинах ВЗД-3 7 5 10 установлены реверсивные установки типа ВОД-11. На скважинах ВЗД-3 7 они включаются только в аварийных ситуациях.
Преимуществом существующей схемы проветривания шахты являются общеизвестные достоинства фланговой участковой схемы.
В основном эти преимущества сводятся к следующим факторам:
- относительно простое и надежное распределение воздуха по панелям и участкам за счет участковых вентиляторов;
- быстрый отвод на поверхность отработанного воздуха;
- значительное снижение депрессии на вентиляционных сооружениях а также снижение утечек воздуха в сравнении с центральной схемой проветривания;
- возможность принятия оперативных мер по обеспечению проветривания забоев путем бурения дополнительных скважин и монтажа вентилятора в короткие сроки (2 месяца);
- снижение затрат на подогрев воздуха за счет использования теплорегулирующих выработок.
К основным недостаткам существующей схемы вентиляции относятся:
- комбинация участковой схемы проветривания с фланговой групповой с выводом исходящих струй воздуха как по участковым так и по фланговым вентиляционным шурфам что приводит к значительным утечкам воздуха на магистральных штреках - 12% от общего количества поступающего в шахту воздуха или 47% от количества воздуха подаваемого в шахту с использованием теплообменных выработок дополнительный расход воздуха связанный с утечками на магистральных штреках увеличивает годовые эксплуатационные затраты по расходу электроэнергии.
Рис. 2. Схема вентиляции шахты:
– участковые скважины 1 м; 2 – вентиляторные установки типа ВОД-11;
– свежая струя воздуха; – исходящая струя воздуха.
Через главный ствол в котором будет монтироваться насосное оборудование (два погружных насоса Flygt 67315) и трубопроводы водоотлива (два 300) проходит свежая струя воздуха Q=1948 м3мин
Во время монтажных работ будет использоваться сварочное оборудование. Расход воздуха необходимый для удаления вредных примесей образующихся при проведении сварочных работ:
где КН=12 – коэффициент неравномерности ведения сварочных работ;
МС – масса сварочной пыли и газов образующихся при расходе 1кг электродов в пересчёте на условную окись марганца МС=75г (тип электрода Э-42 марка электрода ЦМ-7 );
РЭ=05 кг – расход электродов на сварку 1м шва;
П=3 – число одновременно работающих сварочных постов;
NС=34 ч – норма времени на 10м сварочного шва;
СН=03 мгм3 – предельно допустимая концентрация пыли окиси марганца.
Необходимое количество воздуха по фактору ведения сварочных работ обеспечивается.
Экономическая часть проекта
1. Сводный календарный график строительства (в ценах 2000 г)
2. Объёмы строительно-монтажных работ
Ведомость основных объёмов строительно-монтажных работ
Здание очистной станции
Резервуары чистой воды с фильтрами
Рез-ар-отстойник промывной и грязн. воды
Обратная засыпка обвалование насыпь
Устройство монолитных конструкций:
- бетонных и железобетонных
Укладка трубопроводов
Устройство основания дорог
Устройство покрытия дорог
Теплоизоляционные работы
3. Сметная стоимость строительства
Сводный сметный расчёт стоимости строительства
Наименование работ и затрат
Сметная стоимость тыс. руб.
Оборудов. мебели и инвентаря
Глава 1. Подготовка территории строительства
Подготовка территории
Глава 2. Основные объекты строительства
Здание водопроводных очистных сооружений
Резервуары чистой воды V=6000 м3 – 2 шт.
Камера фильтров поглотителей – 2 шт.
Резервуар-отстойник грязной промывной воды V=200 м3
Трубопроводы от насосной станции до ВОС
Внутриплощадочные коммуникации
Глава 4. Объекты энергетического хозяйства
Наружные кабельные сети
Глава 6. Наружные сети и сооружения
Водопровод к площадке
Глава 7. Благоустройство и озеленение территории
Вертикальная планировка и благоустройство
Глава 8. Временные здания и сооружения
Временные здания и сооружения – 42%
Глава 9. Прочие работы и затраты
Удорожание работ в зимнее время:
Глава 10. Содержание дирекции и авторский надзор
Технический надзор – 12%
Авторский надзор – 02%
Глава 12. Проектные и изыскательские работы
Проектные работы в ценах 1984 г
ИТОГО по главам 1-12
Прочие (общие) затраты
Резерв средств на непредвиденные работы
Возврат от временных зданий и сооружений
Подземная водозаборная станция
ИТОГО по сводной смете в ценах 1984 г
ИТОГО по сводной смете в ценах 2000 г (К=256)
4. Потребность в рабочих кадрах
Потребность в рабочих кадрах
Наименование элементов расчёта
Объём строительно-монтажных работ в ценах 2000 г в год
Средняя выработка на одного рабочего в год
Количество работающих занятых на строительно-монтажных работах с К=06
ИТР и служащих – 142%
Специальная часть проекта
1. Расчёт элементов резервуара чистой воды
Проектом предусматривается строительство двух резервуаров емкостью каждый по 6000 м3 размером 36x30x484. Общий объем резервуаров 12000 м3. Элементы покрытия резервуаров колонны и подколонники принимаем из сборных железобетонных элементов и производим сравнение двух вариантов стен: из сборных панелей и в монолитном варианте. Сетка колонн квадратная равная модулю 6 м.
1.1. Расчёт ребристой панели покрытия
Требуется запроектировать ребристую панель без предварительного напряжения для покрытия резервуара.1 м2 панели равна 275 кгм2. Класс бетона В225 коэффициент работы бетона mб1=1. Рабочая арматура рёбер из стали класса А-III.
Расчётный пролёт панели и сбор нагрузок
Предварительно задаёмся размерами сечения ригеля:
где l=6 м – пролёт ригеля.
Учитывая что панель опирается на полки ригелей длину панели принимаем lп=555 м длину площадки опирания на полки ригеля 01 м.
Расчётный пролёт панели равен:
Нормативные и расчётные (по 1-ой группе предельных состояний) нагрузки на 1 м2 покрытия
Нормативная нагрузка Па
по 1-ой группе предельных
- сборные железобетонные панели покрытия
- цементная стяжка 0025×2200
- гидроизоляционный ковёр
- засыпка грунта на покрытии 1×1700
- снеговая нагрузка (III район)
- или как на обслуживаемой площадке
Полная наибольшая нагрузка
Полная расчётная нагрузка по 1-ой группе предельных состояний на 1 м длины панели при номинальной ширине 15 м:
Нормативные нагрузки на 1 м панели:
временная длительная от снега [8] ;
кратковременная (как на обслуживающей площадке) [8] ;
полная нормативная наибольшая .
Данные о материалах:
Для бетона класса В225: нормативное сопротивление на сжатие и растяжение соответственно и ; расчётное сопротивление на сжатие и растяжение соответственно Rпр=135 МПа и Rр=1 МПа; начальный модуль упругости Еб=29 Мпа.
Арматура для рёбер (для сварных каркасов):
продольная рабочая стержневая из стали класса А-III диаметром не менее 10 мм: Rа=360 МПа Еа=200000 МПа;
поперечная и монтажная из стали класса A-I: Rа=210 МПа Rа.х=170 МПа; Еа.х=210000 МПа.
Арматура для плиты (для сварных сеток) из стали класса В-I: Ra=315 МПа.
Расчёт по первой группе предельных состояний
Определение размеров поперечного сечения рёбер. Высоту рёбер h принимают равной 114 ÷ 118 от расчётного пролёта l0. Принимаем (учитывая большую интенсивность нагрузки) Назначаем ширину рёбер понизу 85 мм.
Рабочая высота ребра (в предположении размещения растянутой арматуры в два ряда). Суммарная ширина рёбер панели (усреднённая с учётом скосов рёбер)
Расчётное сечение панели представлено на рис. 3.
Проверяем условия для предельного значения поперечной силы:
где k1=06 – коэффициент для тяжёлого бетона [10]
Rp=1000 кПа – расчётное сопротивление на растяжение бетона класса B225
q=396 кНм – расчётная нагрузка на 1 м длины панели
l0=545 м – расчётный пролёт панели
Rпр=13500 кПа – расчётное сопротивление на сжатие бетона класса B225.
Следовательно размеры рёбер панели приемлемы поперечная арматура в них необходима по расчёту.
Рис. 3. Расчётное сечение панели
Расчёт прочности по нормальным сечениям. Наибольший изгибающий момент (в середине панели) равен:
Расчётное сечение тавровое. Т.к. в расчёт вводят всю ширину полки панели bп’=15 м. Полагаем что имеем случай (высота сжатой зоны бетона меньше или равна высоте полки таврового сечения граница сжатой зоны проходит в полке). Рассчитываем сечение как прямоугольное с размерами bп’ и h0.
Т.о. действительно высота сжатой зоны меньше hп’=005 м.
Площадь сечения продольной арматуры:
Принимаем 220+222 класса А-III c фактической площадью 1388 см2. Располагаем стержни в рёбрах в два ряда.
Расчёт прочности по наклонным сечениям. Наибольшая поперечная сила (на опоре панели):
В каждом ребре предусматриваем по одному сварному каркасу. Принимаем поперечные стержни d число стержней n=2 (два ребра) с
Расчётное усилие на единицу длины ребра приходящееся на поперечные стержни:
где k2=2 – опытный коэффициент для тяжёлого бетона.
Оно должно быть не менее:
Шаг поперечных стержней:
Максимальный шаг поперечных стержней:
по конструктивным условиям .
Принимаем шаг поперечных стержней u=015 м по наименьшему из полученных значений для приопорных участков рёбер длиной 14l0. В средней части пролёта принимаем
Расчёт плиты панели. Размер панели в свету между продольными рёбрами ; то же между поперечными рёбрами . Отношение l1l2=1 поэтому плиту рассчитывают как работающую в двух направлениях. Учтём защемление плиты на контуре. Примем армирование пролётных и опорных сечений плиты одинаковым.
Расчётная нагрузка на 1 м2 плиты толщиной 5 см с учётом её собственной массы и данных табл. 9 равна:
Расчётный изгибающий момент в опорном и пролётном сечениях плиты определяем имея в виду армирование плиты рулонными сварными сетками:
Рассчитываем сечение шириной 1 м рабочая высота h0=h-a=5-2=3 см:
Площадь сечения арматуры:
Учитывая положительное влияние контурных рёбер это сечение может быть уменьшено на 20 %.
Принимаем пролётную сварную сетку с одинаковой рабочей арматурой Fa=098 см2 в обоих направлениях 20020055 шириной 1300 длиной 5200 мм.
Расчёт по второй группе предельных состояний
Кратковременная нагрузка от полной нормативной нагрузки составляет только
Считаем всю нагрузку длительно действующей.
Расчёт прогиба панели. Расчётная нагрузка равна нормативной с коэффициентом перегрузки n=1 полная она же длительная qII=32850 Нм.
Прогиб определяем в середине пролёта где изгибающий момент равен:
Вычисляем геометрические характеристики расчётного сечения панели принимая сечение тавровым. Поскольку наличие арматуры мало отражается на результатах в расчёте её не учитываем.
Статический момент относительно нижней грани сечения равен:
Расстояние от нижней грани сечения до его центра тяжести:
Момент инерции сечения:
Момент сопротивления относительно растянутого края сечения:
Момент сопротивления сечения с учётом неупругих деформаций бетона растянутой зоны:
где γ – коэффициент равный 175 для прямоугольных и тавровых сечений.
Расстояние еон равно:
Вычисляем вспомогательные величины. При этом учитываем отсутствие арматуры в сжатой зоне Fa’=0; отсутствие продольной силы и предварительного напряжения:
где Еа=2105 МПа – модуль упругости арматуры класса А-III
Еб=029105 МПа – модуль упругости бетона класса В225;
где RпрII=17000 кПа – нормативное сопротивление бетона класса В225 на сжатие.
Относительная высота сжатой зоны бетона:
Плечё внутренней пары сил:
где RpII=1500 кПа – нормативное сопротивление бетона класса В225 на растяжение
Коэффициент для конструкций из тяжёлого бетона
что больше 1 поэтому принимаем а=1.
Характеристика жёсткости панели на изгиб:
где аа.с= (предварительное напряжение отсутствует N0=0);
=015 (при длительном действии нагрузки);
Наибольший прогиб панели в середине пролёта при равномерно распределённой нагрузке qII=3285 кНм вычисляем по формуле (для схемы однопролётной балки свободно лежащей на двух опорах):
где В=156 МПам4 – характеристика жёсткости панели на изгиб.
Полученное значение f=242 см меньше допустимого 25 см при [8].
Расчёт раскрытия трещин в рёбрах панели
К данной конструкции предъявляются требования к её трещиностойкости 3-й категории т. е. допустимая ширина раскрытия трещин при длительной нагрузке ат.дл=03 мм при коэффициенте перегрузки n=1.
Напряжение в арматуре (в середине пролёта) где N0=0 (без предварительного напряжения) равно:
где МII=122 кНм – изгибающий момент в середине пролёта панели.
Ширина раскрытия нормальных трещин [10]:
где k – коэффициент принимаемый для сжатых элементов равным 1;
cд – коэффициент принимаемый равным 15 при учете многократно повторяющейся нагрузки а также продолжительного действия постоянных и длительных нагрузок для конструкций из тяжёлого бетона естественной влажности;
=1 – коэффициент для арматуры периодического профиля;
=0019 – коэффициент армирования.
Ширина раскрытия нормальных трещин ат=0195 мм меньше допустимого ат.дл=03 мм.
При расчёте раскрытия наклонных трещин в ребре учитываем что N0=0 (предварительное напряжение отсутствует) 0=0 (отгибов нет) dmax=dx=8 мм (поперечные стержни в каркасах) расчётное сечение на расстоянии h0 от опоры:
что меньше допустимого ат.дл.=03 мм.
1.2. Расчёт ригеля покрытия
Требуется запроектировать шестипролётный ригель покрытия резервуара с пролётами (по осям колонн) 6 м.
Бетон класса В225 mб1=1; расчётная прочность на сжатие Rпр=135 МПа расчётная прочность на растяжение Rр=1 МПа.
Арматура: продольная рабочая – стержни периодического профиля из стали класса А-III с Ra=360 МПа при d≥10 мм; поперечная из стали класса А-II с Ra=270 МПа Ra.x=215 МПа.
Ригель рассчитываем только по 1-ой группе предельных состояний так как по опыту проектирования требования по 2-ой группе предельных состояний заведомо удовлетворяются.
Поскольку доля временной нагрузки незначительная всю нагрузку считаем постоянной длительно действующей.
Расчетная нагрузка на 1 м ригеля (при расстоянии между ригелями 6 м) равна:
- от покрытия 26400×6=1584 кНм;
- от собственного веса (ориентировочно задаёмся размерами сечения ригеля 04×07 м) 04072511=77 кНм.
При расчёте ригелей расчётным пролётом считается расстояние между осями опор (колонн) т. е. l=6 м.
Расчетные значения изгибающих моментов и поперечных сил
На рис. 4 представлена расчётная схема пятипролётного ригеля. Изгибающие моменты в прогоне над промежуточными опорами В и С в предположении упругого состояния конструкции (αВ=0105 αС=0071 [5]) равны:
Рис. 4. Расчётная схема ригеля покрытия
В железобетонных статически неопределимых конструкциях допустимо некоторое перераспределение внутренних моментов. Для унификации конструкции всех стыковых соединений сборных элементов ригеля можно выровнять опорные моменты: примем значение выровненного момента:
Вычислим поперечные силы с учётом выровненных изгибающих моментов:
Вычислим наибольшие пролётные изгибающие моменты М1 М2 и М3. Максимальный изгибающий момент в крайнем пролёте М1 находится на расстоянии х0 (от крайней опоры):
Моменты в промежуточных пролётах:
Полагая размеры сечения колонн 40×40 см находим:
Определение размеров сечения ригеля
Размеры сечения ригеля принимаем по моментам и поперечным силам для крайних пролётов где они имеют наибольшие значения. Согласно указанию об оптимальном значении относительной высоты сжатой зоны назначаем =04 чему соответствует А0=032. Полагая b=03 м находим:
Полная высота ригеля:
где а=005 м – защитный слой арматуры.
Принимаем эту высоту ригеля h=70 см поскольку этот размер унифицированный. Таким образом рабочая высота ригеля h0=65 см.
Проверяем размеры поперечного сечения для :
Условие соблюдается следовательно размеры поперечного сечения приемлемы поперечная арматура требуется по расчёту. Эти размеры сохраняем и для промежуточных пролётов ригеля.
Расчёт прочности ригеля по нормальным сечениям
Принимаем 328+322 А-III с Fа=299 см2.
В промежуточных пролётах:
Принимаем 328 А-III с Fа=1847 см2.
На опорах Мгр=318 кНм близок к М2=328 кНм принимаем здесь также 328 А-III.
Расчёт прочности ригеля по наклонным трещинам
Промежуточный пролёт
Для промежуточного пролёта в сварном каркасе с продольными стержнями 28 мм поперечные стержни принимаем 10 мм с f этот диаметр удовлетворяет условию сварки. Число поперечных стержней в сечении n=3. Следовательно Fх=fn=2355 см2.
Расчётное усилие на единицу длины ригеля приходящееся на поперечные стержни равно:
по конструктивным условиям при h>045 м должно быть .
Принимаем u=20 см для приопорных участков ригеля длиной пролёта. В средней части это расстояние может быть принято равным u=220=40 см что меньше h=52 см.
Для крайнего пролёта в сварном каркасе с продольными стержнями 28 и 22 мм поперечные стержни принимаем 10 мм с f этот диаметр удовлетворяет условию сварки. Число поперечных стержней в сечении n=3. Следовательно Fх=fn=2355 см2.
Принимаем u=15 см для приопорных участков ригеля длиной пролёта. В средней части это расстояние может быть принято равным u=215=30 см что меньше h=52 см.
1.3. Расчёт колонны и фундамента
Требуется запроектировать колонну поддерживающую покрытие резервуара и фундамент под неё. Размеры сечения колонны (унифицированные) 40×40 см.
Расчётная высота колонны:
где m=045 м – величина заделки колонны в фундамент;
l=434 м – фактическая высота колонны.
Бетон класса В15 mб1=1; расчётная прочность на сжатие Rпр=9 МПа расчётная прочность на растяжение Rр=075 МПа.
Арматура – стержни периодического профиля из стали класса А-II с Ra=270 МПа; поперечная из стали класса А-II с Ra=270 МПа Ra.x=215 МПа.
Основание фундамента сложено из мелкого песка средней плотности насыщенного водой. Условное расчётное давление на грунт R0=03 МПа [9].
Расчётную нагрузку на колонну считают всю постоянной длительно действующей так как кратковременная невелика. Она складывается из реакции от ригеля (наибольшее значение на первой от края промежуточной опоре) и собственного веса колонны.
Собственный вес колонны:
Расчётная нагрузка на колонну:
Колонна загружена продольной осевой силой. Она является элементом статически неопределимой конструкции следовательно расчётный эксцентриситет продольной силы равен случайному эксцентриситету.
где h=04 – высота поперечного сечения колонны.
При несущую способность элементов прямоугольного сечения симметрично армированных стержнями из стали классов A-I A-II A-III разрешается рассчитывать по формуле:
где F – площадь поперечного сечения колонны;
Fа – площадь сечения продольных стержней арматуры;
m – коэффициент условий работы равный 1 при h>200;
φ – коэффициент продольного изгиба.
Проверяем необходимость армирования колонны по расчёту. Должно соблюдаться условие:
где φ=0887 – коэффициент продольного изгиба [10].
Следовательно колонну армировать по расчёту не требуется.
По конструктивным условиям назначаем минимальный коэффициент армирования =0004 арматурой с площадью поперечного сечения не менее:
Принимаем 416 мм A-II с Fa=804 см2. Поперечные стержни в сварном каркасе принимаем 6 мм что удовлетворяет условиям сварки. Шаг их должен быть:
Расчёт размеров подошвы фундамента
Размеры подошвы фундамента определим по расчётному давлению на грунт основания Rгр от нормативной нагрузки (с коэффициентом перегрузки n=1 согласно СНиП 2.02.01-83*).
Полагая что размер подошвы фундамента может быть b2 м а глубина заложения фундамента h=0 определяем расчётное давление на грунт по формуле СНиП [9]:
где R0=02 МПа – условное расчётное давление на грунт для фундамента шириной b1=1 м и глубине его заложения h1=2 м;
k – коэффициент для песков принимаемый равным 0125.
Нагрузки на подошву фундамента: нормативная NII=927 кН (с массой фундамента) расчётная N=1085 кН (без массы фундамента).
Площадь подошвы фундамента и размер её стороны при квадратной форме равны соответственно:
Принимаем размеры подошвы фундамента 24×24 м с Fф=576 м2.
Расчёт конструкции фундамента
Конструкцию фундамента рассчитывают по прочности. Отпор грунта снизу на фундамент (без учёта массы фундамента) при расчётной нагрузке равен:
Полезная высота фундамента из условия продавливания:
где bк=04 м – ширина сечения колонны;
Rp=750 кПа – расчётная прочность бетона на растяжение.
где а=003 – защитный слой бетона для сборных фундаментов.
По конструктивным условиям (глубина заделки колонны в гнезде плюс минимальная толщина плиты в гнезде):
Принимаем фундамент из типовых высотой hф=075 м (рис. 5).
Рис. 5. Фундамент под колонну
Изгибающие моменты в сечениях I-I (грань колонны) и II-II:
где lII=055 м – расстояние от центра фундамента до сечения II-II.
Требуемое количество арматуры у подошвы фундамента:
Принимаем 1612 А-II c Fa=181 см2.
Процент армирования в сечениях I-I и II-II соответственно:
1.4 Расчёт стен резервуара
Расчёт стен для сборного и монолитного вариантов принципиально ни чем не отличается. Стены резервуара балочного типа – имеется защемление в днище и шарнирная опора поверху. Верхнюю опору балочные стены имеют благодаря работе всей конструкции как замкнутой системы поскольку в закрытом сооружении стены и колонны соединены поверху покрытием. Толщина балочных стен постоянная от 140 мм (при h=24 м) до 240 мм (при h=6 м) с градацией 20 мм [1]. И для сборного и для монолитного варианта стены рассчитываются как вертикальные балки шириной 1 м. По найденным моментам подбирают вертикальную арматуру горизонтальная арматура стен является конструктивной.
а) Расчёт варианта со сборными стеновыми панелями
Требуется запроектировать стену сборного резервуара. Толщину стены принимаем 200 мм; ширина стеновых панелей: номинальная (по осям стыковых соединений) 3 м конструктивная 298 м. Зазор между стеновыми панелями 20 мм который заполняется бетоном класса В225 на расширяющемся цементе и покрывается слоем торкрет-бетона с внутренней стороны резервуара. Стык стеновых панелей шпоночный со сваркой закладных деталей (по вертикальным граням выполнен треугольный паз поэтому в стыке после его замоноличивания создаётся ромбовидная шпонка). Стены на которые опираются ригели покрытия имеют поверху уширения 300×200 мм. Стеновые панели снизу заделываются в пазы днища с укладкой бетона класса В225 соединение со сборными элементами покрытия осуществляется посредством сварки закладных деталей.
Для панели принимаем бетон В15 (при mб1=1) с Rпр=9 МПа и сварные сетки с вертикальной рабочей арматурой из стали класса А-III с Rа=360 МПа при d≥10 мм.
При опорожнённом резервуаре стена подвержена давлению грунта и грунтовых вод снаружи при гидравлическом испытании – давлению воды изнутри при отсутствии грунта снаружи.
Стеновую панель рассчитывают на изгиб от давления грунта и воды раздельно (рис. 6) по однопролётной балочной схеме с защемлением в днище и шарнирным опиранием на покрытие. Вертикальная нагрузка на стену от покрытия бывает не всегда поэтому в расчёте её не учитываем.
Рассчитываем 1 м длины стены. Расчётная нагрузка от давления воды изнутри резервуара на уровне заделки в днище:
где n=11 – коэффициент перегрузки для гидростатического давления;
h=44 м – расстояние от верха стеновой панели до уровня заделки в днище.
Временную нагрузку на поверхности грунта рвр=25 кНм2 заменяем эквивалентным слоем грунта:
γгр=16 кНм3 – объёмный вес грунта.
Расчётная наружная нагрузка от давления грунта на уровне соответственно верха стеновой панели и заделки в днище:
где n=12 – коэффициент надёжности по нагрузке [8];
γгр=17 кНм3 – объёмный вес грунта;
φ=25° – угол внутреннего трения грунта;
h1=15 м – расстояние от уровня земли до верха стенки (с учётом hвр).
Рис. 6. К расчёту стены резервуара: а – конструктивная схема стены; б – расчётная схема и эпюра моментов от давления воды; в – то же от давления грунта.
Изгибающие моменты в стене и подбор арматуры
Изгибающие моменты от давления воды изнутри резервуара соответственно на уровне заделки стены в днище и в пролёте:
(на расстоянии х=0447h=04444=194 м сверху).
Изгибающие моменты от давления грунта снаружи резервуара соответственно на уровне заделки стены в днище и в пролёте:
где расстояние от верха до этого момента х=134 м определяется из уравнения:
Ввиду малой разницы значений изгибающих моментов в сечениях стены при давлениях воды и грунта принимаем одинаковое количество вертикальной арматуры как у внутренней так и у внешней поверхности стены. В расчёт вводим большие значения изгибающих моментов. Стену на прочность рассчитываем по нормальному сечению как плиту с одиночной арматурой при размерах: b=1 м h0=h-a=02-003=017 м (а=003 м – защитный слой бетона).
Для сечения в уровне заделки в днище:
Для пролётного сечения:
Назначаем двойные сетки с каждой стороны сечения: по одной – 514 A-III c Fa=769 см2 на всю высоту стены и по одной 516 с Fa=1005 см2.
б) Расчёт варианта с монолитными стенами
Требуется запроектировать стену монолитного резервуара. Толщину стены опять же принимаем 200 мм.
h=48 м – расстояние от верха стеновой панели до уровня заделки в днище.
где расстояние от верха до этого момента х=2 м определяется из уравнения:
Назначаем армирование стен сварными сетками: верхней части стены 614 A-III c Fa=923 см2 с каждой стороны сечения в нижней части – 1018 с Fa=2545 см2.
2. Экономическое сравнение конструкций резервуаров со сборными и с монолитными стенами
2.1. Расчёт сметной стоимости
Кроме расчёта стоимости различных вариантов стен необходимо произвести также расчёт стоимости устройства днища резервуаров для двух вариантов т.к. конструкции днища различаются. По краям днища резервуара при сборных стеновых панелях имеются пазы в которые заделываются стеновые панели. Днище при монолитных стенах плоское а в местах сопряжения со стенами оставляются выпуски арматуры. Расчёт сметой стоимости производим по СНиП 4.02-91 “Сметные нормы и расценки на строительные работы” Сборник 6 – Бетонные и железобетонные конструкции монолитные и Сборник 7 – Бетонные и железобетонные конструкции сборные.
а) Подсчёт стоимости бетонирования днища и монтажа сборных железобетонных стеновых панелей
Бетонирование днища при стенах из сборного железобетона [СНиП 4.02-91 Сборник 6 графа 6-35-5]
Наименование элементов затрат
Стоимость материалов:
- бетон мелкозернистый (песчаный) класса В15 48416 м3
- материальные ресурсы (кроме принимаемых по проекту) и транспортные расходы
Всего стоимость материалов
Зарплата рабочих-строителей
Эксплуатация машин и зарплата машинистов
Всего прямые затраты
Всего стоимость устройства днища
Монтаж сборных железобетонных стеновых панелей [СНиП 4.02-91 Сборник 7 графа 7-30-9]
Объём работ 23935 м3.
) пескоструйная очистка стыкуемых поверхностей;
) сварка арматуры закладных и монтажных изделий;
) замоноличивание панелей в пазах и в пяте;
) установка опалубки стыков;
) Инъецирование вертикальных стыков раствором.
Стоимость материалов:
- бетон мелкозернистый (песчаный)класса В225 1984 м3
- растворы готовые кладочные тяжёлые цементные марки М300 884 м3
- песок строительный марки М55 2151 м3
- железобетонные стеновые панели 23935 м3
Всего стоимость монтажа стеновых панелей
Бетонирование угловых участков стен [СНиП 4.02-91 Сборник 6 графа 6-35-4].
Объём работ 3898 м3.
- бетон мелкозернистый (песчаный) класса В15 3959 м3
Всего стоимость устройства угловых участков
Общая стоимость бетонирования днища и монтажа стеновых панелей:
S1=3118552+4270972+444566=69019 у.е.
б) Подсчёт стоимости бетонирования днища и возведения монолитных железобетонных стен.
Устройство железобетонного днища [СНиП 4.02-91 Сборник 6 графа 6-33-3].
- бетон мелкозернистый (песчаный) класса В15 33495 м3
Возведение монолитных железобетонных стен.
Объём работ 26124 м3.
- бетон мелкозернистый (песчаный) класса В15 26492 м3
- крупнощитовая переставная опалубка
Всего стоимость возведения стен
Общая стоимость бетонирования днища и возведения монолитных железобетонных стен:
S2=2814228+5763532=857776 у.е.
2.2. Выбор экономически целесообразного варианта
В табл. 10 и 11 представлены технико-экономические показатели сооружения резервуаров чистой воды соответственно со сборном и монолитным вариантом стен
Строительство резервуаров со сборными стеновыми панелями
Продолжительность строительства резервуаров
Сметная стоимость СМР
Затраты труда рабочих-строителей
Затраты труда машинистов
Максимальная численность работающих занятых на строительстве с К=06
Строительство резервуаров с монолитными стенами
Примечания: Расчёт трудоёмкости произведён по СНиП 4.02.91. “Сметные нормы и расценки на строительные работы”.
Продолжительности строительства определена путём построения графика строительства см. черт. ДП980540.10.
Продолжительность сооружения резервуаров при монолитных стенах меньше чем при сборных. Однако это достигается путём ведения бетонных работ по возведению стен в две смены. Нельзя не отметить достоинства монолитного строительства такие как высокая жёсткость конструкции практически полное отсутствие швов однако в данном случае более целесообразен вариант резервуаров со стенами из сборных панелей. Данный вариант сооружения резервуаров дешевле меньше общая трудоёмкость строительства. Кроме того процесс строительства из сборных железобетонных элементов более технологичен и проще организация труда. Стыки стеновых панелей шпоночного типа с заделкой бетоном на расширяющемся цементе с внутренней стороны выполняется торкретирование поверхности что обеспечивает необходимую гидроизоляцию.
3. Производство работ по сооружению резервуаров чистой воды и выбор оборудования
3.1. Земляные работы
Земляные работы см. черт. ДП.980644.07.
Расстояние между поверхностью откоса и боковой поверхностью возводимого в выемке сооружения должно быть в свету не менее 06 м [14].
Крутизна откоса (отношение его высоты к заложению) при глубине выемки до 5 м и песчаных грунтах принимается не более 1:1 [СНиП III-4-80* Техника безопасности в строительстве].
Грунт от разработки котлована под резервуары чистой воды пригодный для обратной засыпки отвозится во временный резерв расположенный также на территории ликвидируемой шахты на расстоянии 800 м от котлована. Излишний и непригодный грунт и строительный мусор отвозятся на 125 км (городская свалка).
Разработка строительного мусора котлованов и траншей на площадке выполняется экскаватором с погрузкой в автосамосвалы и транспортированием к месту отвала. При разработке котлована доработка грунта выполняется малогабаритным бульдозером который в дальнейшем используется при устройстве обсыпки покрытия резервуаров.
Выбор и обоснование техники для ведения земляных работ
При месячном объёме переработки грунта до 20 тыс. м3 необходим экскаватор 4 размерной группы с объёмом ковша 04 – 065 м3. Исходя из необходимой глубины копания 354 м (глубина котлована под резервуары чистой воды) и возможности разработки экскаватором траншей принимаем экскаватор ЭО-4121А обратная лопата ёмкостью 065 м3.
Основные технические характеристики экскаватора ЭО-4121А [4].
Объём ковша (обратная лопата) м3 065 – 1.
Габаритные размеры м:
- радиус описываемый хвостовой частью платформы 313;
- длина по ходовой части и поворотной платформе 68;
- ширина по поворотной платформе 3;
- высота по кабине 3.
Тип ходового устройства гусеничное.
Скорость передвижения кмч 28.
Преодолеваемый уклон пути град 22.
Масса (с обратной лопатой) т 209.
Продолжительность рабочего цикла с 20.
Наибольшая глубина копания м 58.
Наибольший радиус копания м 92.
Наибольшая высота выгрузки м 6.
Совместно с экскаватором для транспортирования грунта будут работать самосвалы КАМАЗ-55111 из имеющегося у строительной организации.
Основные технические характеристики самосвала КАМАЗ-55111 (6×4)
Снаряжённая масса автомобиля кг 9050.
Грузоподъёмность автомобиля кг 13000.
Полная масса автомобиля кг 22200.
- тип дизельный с турбонаддувом;
- номинальная мощность кВт (л.с.) 176 (240).
Самосвальная платформа:
- объём кузова м3 66;
- направление разгрузки назад.
Максимальная скорость кмч 80.
При разработке котлована под резервуары чистой воды используется также бульдозер. С помощью бульдозера производится планирование площадки основания котлована и перемещение грунта к месту его разработки экскаватором. Принимаем малогабаритный бульдозер мощностью 55 кВт ДЗ-29. Этот же бульдозер будет использоваться при устройстве обсыпки покрытия резервуаров.
Основные технические характеристики бульдозера ДЗ-29 [4]
Базовая машина гусеничный трактор Т-74-С2.
Мощность двигателя кВт 55.
Наибольшее тяговое усилие кН 335.
Наибольшее заглубление отвала ниже
Опорной поверхности гусениц м 03.
Скорость передвижения кмч:
- при резании и перемещении грунта 45.
Определение эксплуатационной производительности и необходимого количества самосвалов
Техническая производительность экскаватора:
где w=065 м3 – объём ковша;
tу=20 c – продолжительность рабочего цикла экскаватора (разворот при погрузке на 90°).
Эксплуатационная производительность экскаватора:
где ПТ=117 м3ч – техническая производительность экскаватора;
t1=0008 ч (30 с) – продолжительность простоя экскаватора при обмене автосамосвалов;
Wк=66 м3 – ёмкость кузова автосамосвала;
t2=0001 ч – другие потери рабочего времени отнесённые к 1 м3 породы.
Определение необходимого количества самосвалов при транспортировании грунта в резерв на расстояние 800 м.
Продолжительность рейса самосвала без учёта времени на загрузку:
где L=08 км – общая длина транспортирования;
V=15 кмч – средняя скорость движения автосамосвала (принята для дорожного покрытия плохого качества);
t5=003 ч – время на разгрузку самосвала и ожидание выезда гружёного самосвала.
Продолжительность загрузки самосвала:
где tу=0006 ч – продолжительность рабочего цикла экскаватора.
Продолжительность оборота самосвала:
Количество самосвалов загружаемых экскаватором в течение 1 ч:
Количество самосвалов обеспечивающих непрерывную работу экскаватора:
Для более точного определения количества самосвалов обеспечивающих непрерывную работу экскаватора строим график движения автосамосвалов (рис. 7). В таблицу 12 сведены данные для построения графика.
на выезде со стройплощадки
Скорость движения кмч
Рис. 7. График движения самосвалов:
– 1-ый самосвал; – 2-ой самосвал – 3-й самосвал.
Т.о. для работы с экскаватором при транспортировании грунта в резерв на 800 м необходимо 3 самосвала.
Определение необходимого количества самосвалов при транспортировании грунта в резерв на расстояние 125 км.
где L=125 км – общая длина транспортирования;
V=50 кмч – средняя скорость движения автосамосвала (принята для дорожного покрытия хорошего качества при отсутствии помех движению);
При транспортировании непригодного грунта на расстояние 125 км для работы с экскаватором необходимо 9 самосвалов.
3.2. Монтаж сборных железобетонных конструкций резервуара
Монтаж сборных железобетонных элементов резервуаров чистой воды (подколонники колонны плиты покрытия ригели) за исключением стеновых панелей осуществляется при заезде на днище резервуаров. Данные работы можно осуществлять после того как бетон днища резервуаров в очередной полосе ограниченной буквенными осями наберёт прочность не менее 70% от проектной.
Наружные стеновые панели монтируются при перемещении монтажного крана и автотранспортных средств по бровке котлована.
Выбор и обоснование кранового оборудования
Выбор крана осуществляется из условия монтажа наиболее удалённых от оси крана и наиболее тяжёлых элементов.
Монтаж стеновых панелей.
При монтаже стеновых панелей кран перемещается по бровке котлована (рис. 8).
Рис. 8. Схема расположения крана при его перемещении по бровке котлована.
Необходимая высота подъёма крюка крана :
где h0=-306 м – превышение высоты опоры устанавливаемого элемента над уровнем стоянки крана;
hз=09 м – запас по высоте для заводки конструкции на место;
hэ=48 м – высота монтируемого сборного элемента;
hc=2 м – высота захватного приспособления.
Требуемый вылет стрелы крана:
где b=086 м – расстояние от края сооружения до монтируемого элемента;
n=06 м – уширение котлована;
hк=354 м – глубина котлована;
φ=45° – угол откоса котлована;
m=146 – расстояние от края котлована;
B=4 м – ориентировочная ширина крана.
Исходя из полученных значений Нк и Lк и массы монтируемого элемента (масса стеновой панели 7300 кг) принимаем гусеничный кран МКГ-25 грузоподъёмностью 25 т.
Достоинства гусеничного крана:
- не требуется специальная подготовка рабочей площадки;
- обладают достаточной маневренностью;
- могут поворачиваться на месте с грузом и без него.
Основные технические характеристики крана МКГ-25 [3]
Длина основной стрелы м 125.
Грузоподъёмность основного крюка т:
Грузоподъёмность при движении т 25.
Грузоподъёмность вспомогательного крюка т 5.
Вылет основного крюка м:
Высота подъёма основного крюка м:
Скорость передвижения крана кмч 075.
Мощность двигателя кВт 108.
- длина по гусеницам 375;
Преодолеваемый уклон град 20.
Проверка возможности монтажа принятым краном остальных сборных железобетонных элементов резервуаров при заезде на днище резервуара.
При заезде крана на днище часть сборных элементов резервуаров: подколонники (m=4200 кг) и колонны (m=1736 кг) можно монтировать при минимальном вылете стрелы что обеспечивается грузоподъёмностью крана 25 т.
При монтаже плит перекрытия (m=2300 кг) и ригелей (m=4522 кг) вылет стрелы определяется углом наклона её к горизонту когда стрела находится на минимальном расстоянии от монтируемых конструкций (рис. 9). Произведём проверку возможности монтажа принятым краном ригеля как более тяжёлого элемента.
Рис. 9. Схема расположения крана при заезде на днище резервуара.
где α – угол наклона стрелы к горизонту при наименьшей длине стрелы необходимой для монтажа сооружения;
h=3215 м – расстояние от пяты стрелы до опоры монтируемого элемента;
hз= 05 м – запас по высоте между опорой устанавливаемого элемента и стрелой крана;
b=32 м – расстояние от ближайшей к стреле крана опоры монтируемого элемента до оси крюка.
Требуемая длина стрелы:
Требуемый вылет стрелы:
где с=17 м – расстояние от оси шарнира пяты стрелы до оси вращения крана.
Требуемая высота подъёма крюка:
Для принятого крана МКГ-25 при вылете стрелы 844 м требуемая высота подъёма 784 м и грузоподъёмность 4522 кг обеспечиваются.
Проверка принятого крана на устойчивость
Различают грузовую и собственную устойчивость кранов. Грузовая устойчивость характеризуется коэффициентом грузовой устойчивости определяющим условие работы крана при наиболее неблагоприятном расположении стрелы расположение крана на максимально допустимом уклоне ветровой нагрузке и загрузке крана грузом номинального веса при гарантированном запасе устойчивости крана (рис.10)
Опрокидывающий момент создаваемый грузом номинального веса:
где G= 73 кН – максимальный вес поднимаемого груза (вес стеновой панели);
a=846 м – вылет стрелы крана;
b=32 м – ширина колеи.
Момент создаваемый весом самого крана относительно ребра опрокидывания
где Gкр =360 кН – вес крана;
с=2 м – плечо вектора Gкр относительно ребра опрокидывания.
Рис. 10. Схемы к определению грузовой устойчивости стрелового крана (а) и собственной устойчивости (б)
Момент от ветровой нагрузки:
где Рв=2 кН – усилие создаваемое давлением ветра (нормативное давление 018 кПа) с подветренной стороны крана;
d=173 м – плечо силы Рв относительно ребра опрокидывания.
Момент от центробежной силы возникающей при повороте крана:
где nk =2 мин-1 – частота вращения поворотной части крана;
Н=464 м – высота подъема крюка.
Момент силы инерции груза при разгоне (торможении) стрелы крана при изменении вылета:
где Vc =022 мс – поступательная скорость стрелы;
g =981 м2с – ускорение свободного падения.
tр(т) =10 с – время разгона (торможения);
Опрокидывающие моменты при пуске и торможении механизма передвижения крана:
где Vк =021 мс – скорость передвижения крана;
hг=416 м и hк=173 м – соответственно превышение точки подвеса груза и центра массы крана над ребром опрокидывания.
Коэффициент грузовой устойчивости крана
где SМин – суммарный опрокидывающий момент создаваемый силами инерции крана с грузом и центробежными силами при вращении крана.
Помимо коэффициента Кгр определяют так же и дополнительный коэффициент устойчивости (без учета дополнительных нагрузок и наклонного расположения крана).
Собственная устойчивость крана характеризуется коэффициентом собственной устойчивости определяющим гарантированную устойчивость крана в его нерабочем состоянии без груза и при расположении крана на уклоне при ветровой нагрузке с максимально поднятой стрелой.
Момент создаваемый весом крана при расположении на уклоне
где с=18 м – плечо вектора Gкр до ребра опрокидывания при расположении крана на уклоне.
где d=184 м – плечо силы Рв относительно ребра опрокидывания при расположении крана на уклоне.
Коэффициент собственной устойчивости крана:
Т.о. принятый для принятого крана удовлетворяются все требования по устойчивости.
Библиографический список
Байков В.Н. Строительные конструкции: для учащихся ВУЗов по специальностям “Канализация и водоснабжение. Наружные сети и сооружения”. М.: Стройиздат 1980.
Белецкий Б.Ф. Монтаж сборных конструкций очистных сооружений. М.: Стройиздат 1975.
Парагаманик И.М. Грузоподъёмные краны стрелового типа. М.: Энергоатомиздат 1992.
Рейш А.К. Машины для земляных работ. М.: Стройиздат 1981.
Ягулов Б.А. Строительные конструкции. М.: Стройиздат 1991.
СНиП 12-03-99 Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования. М.: Стройиздат 1999.
СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. М.: Стройиздат 1999.
СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия. М.: Стройиздат 1993.
СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат 1995.
СНиП 2.03.01-84* Бетонные и железобетонные конструкции. М.: Стройиздат 1992.
СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии. М.: Стройиздат 1985.
СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М.: Стройиздат 2000.
СНиП 4.02-91 Сметные нормы и расценки на строительные работы. М.: Стройиздат 1991.
СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения основания и фундаменты