Технология строительного производства Прокладка водопроводных труб

профиль.dwg

Технология.dwg

ГОУ ВПО ВГАСУ 06-4-1462 гр.441 КП
Технология возведения сетей и сооружений
План укладки железобетонных труб диаметром 1000 мм
Водопонижающая иглофильтровая установка ЛИУ3 М 1:20
Норма времени или выработки
Длительность процесса
Наименова- ние и марка
Подготовительные работы
Вынос трассы в натуру
раз- метка траншеи и мест колодцев.
По обстоя тельст вам
Доставка и расстановка подсобных по мещений
Подводка эл. энергии
устка новка эл. распр.щитов
Электромон тер Такелажник Плотник Подсобник
Разработка грунта экск. на вымет и на транспорт
Подготовка дна траншеи для устр-ва основания
включ. крепление приямков.
Транспорти- рование грунта
Авто- самосвал САЗ-3504
Укладка жб труб d=1150мм и укладка жб камер(монтаж блоков
перекрытий и оснований)
Монтажник наружного трубопровода
Гидравли- ческое испытание
Проведение предварите- льного и приемочного испытания
Отметка шелыги трубы
Продольный профиль траншеи

моя нормаль.dwg

Норма времени или выработки
Длительность процесса
Наименова- ние и марка
Подготовительные работы
Вынос трассы в натуру
раз- метка траншеи и мест колодцев.
По обстоя тельст вам
Доставка и расстановка подсобных по мещений
Подводка эл. энергии
устка новка эл. распр.щитов
Электромон тер Такелажник Плотник Подсобник
Разработка грунта экск. на вымет и на транспорт
Подготовка дна траншеи для устр-ва основания
включ. крепление приямков.
Транспорти- рование грунта
Авто- самосвал САЗ-3504
Укладка жб труб d=1150мм и укладка жб камер(монтаж блоков
перекрытий и оснований)
Монтажник наружного трубопровода
Гидравли- ческое испытание
Проведение предварите- льного и приемочного испытания

пояснилка.doc

При строительстве водопроводно-канализационных сооружений и сетей прокладываемых нередко в сложных гидрогеологических условиях разнообразие конструктивных и объемно-планировочных решений обуславливает выбор методов и схем выполнения процессов а также комплектов машин.
Комплексный процесс устройства котлованов и траншей состоит из простых процессов количество и структура которых зависят от характера строительной площадки вида сооружения его назначения и др.
Интенсификация производства земляных работ на современном этапе развития строительства предполагает осуществление новых более эффективных организационных и технологических мер направленных на повышение загрузки имеющихся строительных машин снижение трудовых материальных и энергетических затрат повышение режима работ и снижение их продолжительности.
)Материал: жб напорные
)Протяженность: 1000м
)Количество ниток: 1
)Отметка земли у 1 колодца: 100
)Время строительства: лето
)Глубина заложения 1 колодца: 26м
)Уровень грунтовых вод: 15м
)Переход через дорогу: 40м
)Подвоз материала: 12м
Характеристика возводимого сооружения
В курсовом проекте по заданию используются железобетонные напорные трубы типа ТН100-I.
Основные характеристики труб:
- наружный диаметр – 1150мм внутренний – 1000мм;
- длина труб – 5000мм;
- толщина стенок – 75мм;
Подготовительные работы.
Подготовительные работы выполняемые до начала разработки грунта зависят от состояния местности на которой будут производиться работы. Осуществляются следующие подготовительные работы:
) разрабатываются проекты производства работ по устройству земляных сооружений и принимаются закрепленные на местности знаки геодезической разбивки сооружений;
) отводятся и закрепляются на местности площади с учетом необходимой ширины полосы земли для производства работ под постоянные и временные отвалы грунта и вскрышных пород под временные землевозные дороги трубопроводы линии электропередач и др.
) выполняются работы по расчистке территории от леса камней и валунов осушению и отводу поверхностных вод устройству временных инвентарных зданий складских площадок склада топливо-смазочных материалов и др.
1. Водоотлив и водопонижение грунтовых вод.
В практике строительства широко применяют иглофильтровый способ водопонижения который заключается в использовании для забора воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра — иглофильтров. Иглофильтры соединяются общим всасывающим (при легких иглофильтрах) или напорным (при эжекторных иглофильтрах) коллектором с центральной для группы иглофильтров насосной установкой.
Приток воды м3ч к иглофильтровым установкам смонтированным вдоль траншей определяется из выражения:
где Q100 - приток воды на 100 м траншеи с двух сторон м3ч;
S - глубина необходимого понижения уровня подземных вод м;
- коэффициент принимаемый равным от 1 до 3;
k – коэффициент фильтрации грунта.
S=h-УГВ+1=26-15+1=21м ; b=25; k=004 мсут.
Q100 =004*25*21=021 м3ч.
Тогда общий приток воды: Qи= Q100*10=21м3ч
В КП используем лёгкие одноярусные иглофильтровые установки ЛИУ-3 расположенные однорядно со стороны отвала. Пропускная способность одного иглофильтра q=0006м3ч. Тогда необходимое количество иглофильтров: n=Qq=210006=350шт. Тогда количество иглофильтровых установок: N=5штук причем в одной установке 70 иглофильтров расположенных через 3м.
Определение объемов земляных работ
Основным исходным документом для определения объема грунта подлежащего разработке является продольный профиль трубопровода с черными отметками в качестве которых используются отметки поверхности грунта и красные отметки или отметки поверхности лотка. Рабочие отметки или глубина траншей определяется как разность черных и красных отметок плюс толщина стенок укладываемых труб. При проектировании искусственных оснований под трубы прибавляется их толщина.
1 Определение размера траншей.
) Наименьшую ширину траншеи по дну назначают в соответствии с рекомендациями 7 стр. 345. Принимаем:
bтр = Dн + 1 =115+1 = 215м
где Dн – наружный диаметр трубы.
) Рассчитаем ширину траншеи по верху:
где m - крутизна откосов траншеи определяется в зависимости от вида грунта по табл.39.2 3с. 347 m = 05; h - глубина траншеи м.
В = 215+ 2*05*26 = 475м.
) Площадь поперечного сечения траншеи:
Fср= (475+215)2 *26 = 897м2.
2. Расчет объемов траншей
При определении объёма траншеи продольный профиль траншеи делят на участки между смежными колодцами и подсчитав объем грунта на каждом из них суммируют.
где l – длина трубопровода м.
Vтр= 897* 1000 = 8970 м3.
Расчет по определению объема траншеи сводим в таблицу №1.
Глубина в среднем сечении hср
Площадь попер. сечения Fср
Расстояние между пикетами
3. Объем земляных работ при устройстве котлованов для камер.
Объем грунта для камер определяется как разница между шириной котлована и шириной траншеи умноженной на длину камер принятую по ходу трубопровода и высоту траншей с добавлением объема грунта для заглубления основания камеры. Размер камеры определяют в зависимости от диаметра трубопровода и устанавливаемой в камере арматуры.
Принимаем нетиповую прямоугольную железобетонную камеру размером 3*3м. Тогда размеры котлована для камеры: 4м*4м.
Объем грунта при устройстве котлованов для камер определяется по формуле:
V1 = [(bк-bтр)+m(hср + h)]*(hср+Dh)* lк *n м3
hср - глубина траншеи м;
bтр – ширина траншеи по низу м;
Dh - величина заглубления основания камеры Dh=02 м;
n – количество камер.
V1 =[(4-215)+05(26+02)]*4 *(26+02)*11=38808м3.
4. Объем земли вытесненной трубами.
Объем земли вытесненной трубами определяется по формуле:
V2=*D2*(l- lkол (n-1))*1.054
где D - наружный диаметр труб м;
lkол – длина камерым.
V2=314*1152*(1000- 3(11-1))*1.054 = 105737м3.
5. Объем земли разработанный вручную (приямки для заделки стыков)
Приямки устраивают для сварки или заделки стыков разработка их ведётся вручную. Объём приямков определяется по формуле:
где к1-коэффициент принимаемый 102.
V3= 8970*102 – 8970=1794м3.
6. Объем грунта вытесненного камерами.
Объем грунта вытесненного камерой определяется по формуле:
bkол – ширина камеры м.
V4=3*3*26*11=2574 м3.
7. Объем грунта разработанный вручную.
Величина недобора грунта экскаватором зависит от типа экскаватора и вместимости его ковша. Принимаем величину недобора hнед=02м.
V5=(bтр*hнед+2*hнед*m)*lтр
V5=(215*02+2*02*05)*1000=630 м3.
Общий объем грунта разработанный вручную:
V6 =1794 + 630 = 8094м3.
8.Объем грунта подлежащий разработке экскаватором.
V7 = 8970 + 38808 – 8094 = 854868 м3.
9. Объем грунта подлежащий обратной засыпке.
Vобр = [(Vтр+ V1) – V2 – V4]k
где k – коэффициент разрыхления k=124;
Vобр=[8970+38808- 105737 – 2574]124 =667525м3.
10. Объем грунта подлежащий вывозу автотранспортом.
Vтранс = Vтр + V1 - Vобр
Vтранс= 8970 + 38808– 667525 = 268283м3.
11. Общий объем разрабатываемого грунта.
Vобщ = 8970 + 38808+ 1794 = 953748м3.
Объем грунта разрабатываемый экскаватором
Объем грунта разрабатываемый вручную
Объем грунта подлежащий вывозу
Объем грунта для обратной засыпки
Выбор вариантов землеройных машин
Выбор экскаватора для разработки траншей производится в зависимости от глубины и ширины траншеи от размещения грунта в отвал или в транспорт от грунтовых условий на месте производства работ.
Для выбора экскаватора необходимо посчитать требуемый радиус выгрузки:
Rв.треб.=S+bбер+mh+05bтр м
где S - половина основания отвала грунта равная его высоте м:
F - площадь поперечного сечения отвала;
F0 - площадь поперечного сечения траншеи F0 =897 м2;
Кпр - коэффициент первоначального разрыхления грунта 124.
bбер – ширина свободной незагруженной бермы траншеи м (т.к. есть
иглофильтровые установки bбер=15м);
Rв.треб = 333+15+05*26+05*215=72м
) ЭО-3322А – гидравлический экскаватор на пневмоколесном ходу с оборудованием обратная лопата с вместимостью ковша q=05м3 радиусом выгрузки Rв=67м и радиусом резания Rр=79м.
Т.к. Rв.треб≥ Rв то экскаватор смещается в сторону отвала на величину c равную Rв.треб - Rв следовательно c = 72-67=05м. При этом должно выполняться условие: с + В2 ≤ Rр
Следовательно условие выполняется и данный экскаватор нам подходит.
) ЭО-3122 – гидравлический экскаватор на гусеничном ходу с оборудованием обратная лопата с вместимостью ковша q=063м3 радиусом выгрузки Rв= 654м и радиусом резания Rр=775м.
Т.к. Rв.треб≥ Rв то экскаватор смещается в сторону отвала на величину c равную Rв.треб - Rв следовательно c = 72-654=066м. При этом должно выполняться условие: с + В2 ≤ Rр
2. Определение технико-экономических показателей экскаватора.
Общая длительность процесса механизированной разработки траншеи складывается из длительности работы экскаватора на вымет (в отвал) и на транспорт.
)Сменная производительность определяется по формуле:
где Тсм - длительность смены ч (8 часов);
Нвр. вым(транс) – норма времени.
)Длительность работы экскаватора на вымет(транспорт):
где Vвым (трансп) – объем грунта для обратной засыпки (на транспорт) м3.
)Производительность экскаватора принятая:
)Интенсивность использования экскаватора:
Общая длительность работы экскаватора:
Тобщ = Твым + Ттранс = 17+8=25смен.
Тобщ = Твым + Ттранс = 13+6=19смен.
Выбор транспортных средств
Грузоподъемность автомобилей-самосвалов подбираем с учетом емкости ковша экскаватора и дальности транспортирования грунта а также типа и состояния дорог. Емкость кузова автосамосвала должна обеспечивать вместимость не менее трех ковшей экскаватора. Оптимальное число ковшей от 3 до 6. Подбираем автосамосвал САЗ-3504 с грузоподъемностью Р=225т.
)Емкость кузова автосамосвала:
где mгр – объемная масса грунта равная 17 тм3.
)Число ковшей помещающихся в автосамосвале:
где q – емкость ковша экскаватора м3;
k1 – коэффициент наполнения ковша экскаватора грунтом в естественном состоянии: k1= kн kр где kн - коэффициент действительного наполнения ковша (085) kр - коэффициент первоначального разрыхления (124).
)Длительность погрузки:
где nт ц – техническое количество циклов экскаватора в 1мин: nт ц=60tц э где tц э- длительность рабочего цикла экскаватора=120с.
kт - коэффициент учитывающий схему подачи транспорта: kт=087.
)Длительность рабочего цикла автосамосвала:
где средняя скорость движения автосамосвала 30кмч; длительность разгрузки (2мин); длительность маневров(2мин).
)Число рейсов автосамосвала в смену:
)Объем грунта вывозимый 1 самосвалом в смену: Vгр=nрейсов*Q
)Общий объем грунта вывозимый в смену: Vтр см = Vтранс Тобщ
)Число автосамосвалов: N= Vтр см Vгр
М=132(063*068)=308 следовательно М=3ковша
Vтр см = 268283 19=1412 м3
N= 1412 2772=509 принимаем N=5.
М=132(05*068)=388 следовательно М=3ковша
Vтр см = 268283 25=1073м3
N= 1073 2772=387 принимаем N=3.
Себестоимость и трудоемкость разработки единицы
Себестоимость разработки единицы объема грунта определяется:
где - стоимость машиносмены экскаватора или автомобиля руб;
длительность выполнения земляных работ смен;
общий объём разрабатываемого грунта экскаватором м3.
Трудоемкость разработки 1 м3 грунта определяется по формуле:
где длительность смены 8ч;
длительность занятости на объекте экскаватора и транспортных средств смен;
численный состав машинных бригад на экскаваторе и на транспортных приборах ;
расчетное число машин в комплекте: экскаваторов автосамосвалов.
комплект: ЭО-3322А и САЗ-3504
комплект: ЭО-3122 и САЗ-3504
Длительность разработки грунта Тобщ смен
Стоимость разработки единицы грунта
Трудоемкость разработки единицы грунта qед чел.ч.м3
Выбираем комплект который более экономичен: это комплект №2 в который входят ЭО-3122 и САЗ-3504 с характеристиками:
Вместимость ковша м3
Длина нормальной рукояти мм
Наибольшая глубина копания Hк м
Наибольшая высота выгрузки Нв м
Наибольший радиус копания Нр м
Наибольший радиус выгрузки Rв м
Характеристика экскаватора ЭО-3122:
Характеристика автосамосвала САЗ-3504
Ширина передних колес мм
Ширина задних колес мм
Вместимость кузова м3
Продолжительность разгрузки с
1. Обоснование принятых методов укладки труб устройство оснований под трубопровод.
Напорные железобетонные трубопроводы из напорных предварительно напряженных труб диаметром до 1600 мм укладывают в грунтах сухих и мокрых на глубину до 4 м считая от поверхности земли до верха трубы. Стыковое соединение раструбного типа уплотняют резиновыми кольцами круглого поперечного сечения закатываемыми в процессе монтажа трубопровода в раструбную щель
+Тип основания выбирают в зависимости от гидрогеологических условий размеров и материала укладываемых труб конструкции стыковых соединений глубины укладки транспортных нагрузок и местных условий. Т.к. наш грунт (суглинки) водонасыщен и диаметр прокладываемых труб 1150мм следовательно используем искусственное основание со следующей конструкцией: 1- засыпка местным грунтом 2- труба 3- бетонный фундамент и 4- бетонная подготовка.
После подготовки основания первая труба укладывается в траншею по ходу укладки трубопровода раструбом вперед. Перед началом работ необходимо устроить концевой упор в который должна упираться первая труба и который может быть использован при гидравлическом испытании. На втулочный конец трубы подлежащей укладке надевается резиновое кольцо и труба в подвешенном состоянии вводится в раструб ранее уложенной трубы. Чтобы обеспечить водонепроницаемость стыковых соединений необходимо соблюдение следующих условий: полное отсутствие эллипсности гладких концов труб раструбов и муфт; обжатие резинового кольца в кольцевой щели раструбных и муфтовых соединений на 40—50 % толщины сечения. Т.к. при монтаже трубопровода используются железобетонные трубы большого диаметра (1150мм) целесообразно производить монтаж труб отдельными трубами «с колес».
2. Выбор монтажного крана
Правильный выбор монтажных кранов имеет большое значение поскольку эффективная и безопасная работа крана зависит от степени соответствия его рабочих параметров конкретным условиям прокладки трубопроводов. Необходимо чтобы эксплуатационные и рабочие параметры кранов строго соответствовали расчетным а сами они были наименьшей грузоподъемности что обеспечивает высокие экономические показатели их применения.
Монтажные краны выбирают в два этапа. На первом этапе определяют требуемые для данных условий и принятых схем выполнения монтажных работ минимально возможные эксплуатационные параметры крана: вылет стрелы высоту подъема и глубину опускания в траншею крюка и грузоподъемность. На втором этапе производят окончательный выбор монтажных кранов на основании технико-экономических показателей.
Требуемый вылет стрелы монтажного крана при монтаже «с колес» определяют по формуле:
lc = 05bтр +12m*h+05Бкр м
где Бкр - ширина базы крана 3м.
lc = 05*215+ 12*05*26+05*3=4135м
По вылету стрелы подбираем кран учитывая вес одной трубы (355т). Принимаем автомобильный стрелковый кран КС-4561А с характеристиками:
Максимальная грузоподъемность т
Грузоподъемность при мах вылете стрелы т
Наибольшая высота подъёма крюка м
Скорость подъема груза ммин
Марка базового автомобиля
Длина стрелы основной удлиненной м
Мощность двигателя кВт
3. Определение технико-экономических показателей крана
Нормативная продолжительность монтажных работ складывается из нормативной продолжительности монтажа трубопровода и нормативной продолжительности монтажа колодцев:
Тобщ = Ттр+Ткол смен
где Ртр- объем монтажных работ равный длине трассы минус камеры;
Ртр = lтр – n*lк = 1000-11*3=967м
Нвр - норма времени равная 073;
Nтр – состав звена монтажников 6чел.
где Р1 – количество блоков камеры размер которых 2м*06м; Р2-количество плит перекрытия камеры; Р3- количество опорных плит; Nкол – состав звена монтажников для соответствующего вида работ n- число камер.
Гидравлические испытания трубопроводов
Напорные трубопроводы подлежат испытанию на прочность и герметичность гидравлическим способом. Испытание напорных трубопроводов всех классов должно осуществляться как правило в два этапа:
- предварительное испытание на прочность и герметичность выполняемое после засыпки пазух с подбивкой грунта на половину диаметра и присыпкой труб с оставленными открытыми для осмотра стыковыми соединениями; это испытание допускается выполнять без участия представителей заказчика и эксплуатирующей организации с составлением акта утверждаемого главным инженером строительной организации;
- приемочное (окончательное) испытание на прочность и герметичность надлежит выполнять после полной засыпки трубопровода при участии представителей заказчика и эксплуатирующей организации с составлением акта о результатах испытания.
Оба этапа испытания должны выполняться до установки гидрантов вантузов предохранительных и противовакуумных клапанов вместо которых на время испытания следует устанавливать фланцевые заглушки. Заполнение трубопровода водой должно производиться с интенсивностью не более 15-20 м3ч(250-333 лмин) - для трубопроводов диаметром более 1000 мм. Заполнение участка водой начинается с низкой точки до тех пор пока она не начнёт выходить из воздушных стояков. В месте заполнения участка водой располагают испытательную установку.
Испытательное давление на прочность должно быть меньше заводского испытательного давления а испытательное давление на герметичность в свою очередь меньше давления на прочность.
Трубопровод признается выдержавшим испытание на герметичность если расход подкачиваемой воды не превышает допустимого расхода на испытуемый участок длиной 1км. Для железобетонных труб диметром 1150мм этот допустимый расход равен 47лмин.
Бестраншейная прокладка трубопровода
Закрытую или бестраншейную прокладку труб осуществляют в основном тремя способами: способ прокола способ продавливания и способ горизонтального бурения.
Кожух (футляр) перехода предназначен для предохранения рабочего трубопровода от нагрузок возникающих при движении транспорта над трубопроводом и для защиты трубопровода от действия агрессивных грунтов и блуждающих электрических токов. Кроме того кожух предохраняет дорогу от разрушения в случае разрыва трубопровода под ней. При бестраншейных способах сооружения переходов для кожухов используются стальные и железобетонные трубы.
Диаметр стального кожуха для размещения в нем одной рабочей трубы водопровода может быть определен из равенства:
где D- наружный диаметр рабочей трубы перехода равный диаметру трубопровода прокладываемого за пределами перехода D=1150мм.
Перед началом работ тщательно изучаются свойства и состав грунта дислокация существующих подземных коммуникаций оформляются соответствующие разрешения и согласования на производство подземных работ (ГНБ). Осуществляется выборочное зондирование грунтов и при необходимости шурфление особо сложных пересечений трассы бурения с существующими коммуникациями. Результаты этих работ имеют определенное значение для выбора траектории и тактики строительства скважины. Особое значение следует уделить оптимальному расположению бурового оборудования на строительной площадке и обеспечению безопасных условий труда буровой бригады и окружающих людей. Строительство подземных коммуникаций методом бестраншейной прокладки осуществляется в три этапа: бурение пилотной скважины последовательное расширение скважины и протягивание трубопровода.
Подбираем установку Vermeer Navigator D300x500 схарактеристиками:
вес (со штангами кг)
Рабочие характеристики
максимальный крутящий момент (Нм)
длина буровых штанг Firestick (см)
максимальное расширение(мм)
максимальная длина бурения(м)
Обратную засыпку трубопровода производят слоями толщиной не более 02м до покрытия верха трубы и далее по 03-04м до заполнения траншеи. Каждый слой грунта уплотняют. Засыпку выполняют бульдозерами.
Бульдозер подбирается с учетом длины транспортирования грунта.
По данной длине подбираем бульдозер ДЗ-37 с характеристиками:
Марка базового трактора
Двигатель марка мощность
Скорость движения кмч (рабочая)
Построение технологической нормали.
Сущность технологических расчетов состоит в разработке калькуляции трудовых затрат на основании составленной структуры процессов. Для выполнения технологии поточного выполнения процессов необходимо исходить из подбора требуемого количества состава звеньев и бригад рабочих а также машин и механизмов позволяющих своевременно выполнять работы на захватках ведущего процесса.
Нормы времени или нормы выработки принимают пользуясь ЕНиР на соответствующие виды работ. Если состав работ в ЕНиР отличается от конкретных условий выполнения процесса в калькуляцию вводят неучтенные процессы которые рассчитываются аналогично по другим параметрам ЕНиР.
Список используемой литературы.
Белецкий Б.Ф. Технология строительных и монтажных работ: Учебник для вузов по специальности «Водоснабжение и канализация». – М.: Высшая школа 1986 - 386с
Беляков Ю.И. и др. Земляные работы. – М.: Стройиздат 1990 – 271с
Гриншпун Л.В. Земляные работы. – М.: Стройиздат 1992-352с
Гурковский Г.М. Технология строительства водопроводно-канализационных сооружений. Проектирование: Учебное пособие для вузов 1980.
ЕНиР сборник Е2 выпуск 1 «Механизированные и ручные земляные работы» 1988 г – 224с
ЕНиР сборник Е9 выпуск 2 «Наружные сети и сооружения» 1987 – 96с
Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации Под ред. Перешивкина А.К. – М.: Стройиздат 1988 – 653с
Федеральный сборник сметных норм и расценок на эксплуатацию строительных машин и автотранспортного оборудования 2001