Проект строительства земляного полотна для железной дороги в Бурятии (стр. 2 из 6)
Для перехвата и отвода воды, стекающей по косогору к выемке, выше кавальера с верховой стороны устраивают нагорную канаву. Нагорные канавы проектируют трапецеидального сечения с откосами не круче 1 : 1,5, глубина и ширина по дну не менее 0,6м. Продольный уклон канав принимают не мене 0,005.
3. Подсчет объемов земляных полотен
3.1 Характерные точки
Трасса длиной два километра разбивается на элементарные участки. Границы участков являются пикеты. На каждом элементарном участке частичный объем рассчитывается по формулам объем насыпи
Vн = (вHср+mHср2+w1)L,
объем выемки
Vв = (ВHср+ mHср2+w1-w2)L,
где в – ширина насыпи по верху, м;
Hср – средняя рабочая отметка, м;
m– показатель крутизны откоса, равный отношению заложения откоса к высоте;
w1 – площадь поперечного сечения сливной призмы, м2;
В – ширина выемки на уровне бровки полотна, м;
w2 – площадь двух кюветов выемки, м2
Геометрической основой поперечника земляного полотна является фигура трапеции, одной из сторон которой является естественная поверхность местности.
Расчет объемов рекомендуется производить на компьютере с помощью электронных таблиц Excel. При определении объемов земляного полотна необходимо учитывать уширение его основной площадки на кривых участках пути.
Общий объем земляных работ состоит из объема выемки или насыпи, призматоидальной поправки и дополнительного объема на уширение (если кривой участок). Расчеты объемов земляных работ оформляются в виде таблицы.
3.2 Определение положения нулевых точек
Нулевой точкой называется точка перехода выемки в насыпь, и наоборот.
Положение нулевых точек на продольном профиле определяется расстоянием (Х) от ближайшего пикета слева:
Х=
;где 100 – расстояние между пикетами (м);
Нл – рабочая отметка на пикете слева от нулевой точки (м);
Нпр – то же, справа от нулевой точки.
Х=
=78;Определение положения нулевых точек дает возможность определить границы расчетных участков
Таблица 1
Определение границ расчетных участков
| Участок № | Вид сооружения | Границы участка | Длина, м |
| 1 | Насыпь | ПК 0 – ПК 11+78 | 1178 |
| 2 | Выемка | ПК 11+78 – ПК 20 | 822 |
| Итого | ПК 0 – ПК 20 | 2000 |
Трасса длиной два километра разбивается на элементарные участки. Границами участков является пикеты. На каждом элементарном участке частный объем рассчитывается по формулам:
Объем насыпи, м3:
Vн=(bHср+mHcр2+ w1)*L,
Объем выемки,м3:
Vв=(BHср+mHср2+w2-w1)L,
где b– ширина насыпи по верху, м, принимается по СТН Ц–01–95;
Hср – средняя рабочая отметка, м;
M– показатель крутизны откоса, равный отношению заложения откоса к высоте;
w1 – площадь поперечного сечения сливной призмы, м2;
B– ширина выемки на уровне бровки полотна, равная b+2к;
w2 – площадь двух кюветов выемки, м2.
Призматоидальная поправка для насыпей и выемок одинакова:
V=[m*(H2 – H1 )2/12]*L,где H2 и H1 – рабочие отметки в начальном и конечном сечениях элементарного участка;
L– длина элементарного участка, м.
Геометрической основой поперечника земляного полотна является фигура трапеции, одной из сторон которой является естественная поверхность местности.
При определении объемов земляного полотна необходимо учитывать уширение его основной площадки на кривых участках пути.
Дополнительный объем земляного полотна на кривых участках пути
Vуш=aHср*L,
где a– уширение земляного полотна, м, принимается по табл. 10 СТН Ц-01-95;
Hср – средняя рабочая отметка, м;
L– длина элементарного участка, м.
Общий объем земляных работ состоит из объема выемки или насыпи, призматоидальной поправки и дополнительного объема на уширение (если кривой участок). Расчеты объемов земляных работ оформляются в таблице
Таблица 2
Сводная ведомость объемов земляных работ
| Пикеты | Длина | Рабочие отметки | Vнасыпи | Vвыемки |  V | Vуш | ΣVн | ΣVв |
| 0 – 1 | 100 | 3,45 | 4339,87 | 10,12 | 4349,99 | |||
| 1 – 2 | 100 | 4,00 | 5356 | 0,02 | 5556,02 | |||
| 2 – 3 | 100 | 4,75 | 6887,87 | 21,12 | 6908,99 | |||
| 3 – 4 | 100 | 5,70 | 9070,50 | 4,50 | 9075 | |||
| 4 – 5 | 100 | 5,90 | 9564,50 | 0,013 | 9564,51 | |||
| 5 – 6 | 100 | 5,60 | 8828 | 2,00 | 8830 | |||
| 6 – 7 | 100 | 5,00 | 7436 | 8,00 | 7444 | |||
| 7 – 8 | 100 | 4,10 | 5550,50 | 12,50 | 5563 | |||
| 8 – 9 | 100 | 3,10 | 3740,50 | 12,50 | 3753 | |||
| 9 – 10 | 100 | 2,70 | 3100,50 | 8,00 | 3108,50 | |||
| 10 – 11 | 100 | 1,75 | 1772,87 | 15,12 | 1787,90 | |||
| 11– 11,78 | 100 | 0,35 | 309,87 | 6,10 | 315,97 | |||
| 11,78– 12 | 100 | 0,10 | 352,87 | 0,50 | 90 | 443,37 | ||
| 12 – 13 | 100 | 0,7 | 620,50 | 12,50 | 14 | 647 | ||
| 13 – 14 | 100 | 1,60 | 1806 | 8,00 | 32 | 1846 | ||
| 14 – 15 | 100 | 2,30 | 2824,50 | 4,50 | 46 | 2875 | ||
| 15 – 16 | 100 | 3,00 | 3990 | 8,00 | 60 | 4058 | ||
| 16 – 17 | 100 | 3,70 | 5302,50 | 4,50 | 5307 | |||
| 17 – 18 | 100 | 4,30 | 6544,50 | 4,50 | 6549 | |||
| 18 – 19 | 100 | 4,70 | 7432,50 | 0,50 | 7433 | |||
| 19 – 20 | 100 | 4,9 | 7894,50 | 0,50 | 7895 |
4. Составляем графики попикетных и суммарных объемов земляных работ
4.1 График попикетных объемов
Чертится под продольным профилем в том же горизонтальном масштабе. Вертикальный масштаб рекомендуется в пределах от 1см – 1000 м3 до 1см – 5000 м3.
Объемы насыпи и выемки изображаются в виде столбиков, высота которых равна объему земляных работ на каждом элементарном участке. Столбики выемки откладывают вверх, а насыпи – вниз от нулевой линии графика. У каждого столбика надписывают попикетный объем выемки или насыпи.
График суммарных объемов чертится под графиком попикетных объемов. Для построения кривой суммарных объемов по горизонтальной оси отложим расстояния, а по вертикали – суммарные объемы грунта по всем элементам участка от его начала. На участках выемки кривая растет вверх, на участках насыпи – вниз. Точки минимума и максимума должны соответствовать нулевым местам. Рекомендуемый вертикальный масштаб графика: 1см – 1000 м3
Ниже графика попикетных объемов строится кривая распределения земляных масс. Кривая распределения земляных масс – суммарный объем насыпи и выемки с учетом знака («-» - насыпь, «+» - выемка). Кривая строится в масштабах: горизонтальный – 1:10000; вертикальный 1:2000, 1:5000, 1:10000.
4.2 Кривая распределения земляных масс
На основании ведомости подсчёта объёмов земляных масс ниже продольного профиля на 8-10 см проводится осевая линия, вверху которой откладываются объёмы выемки, ниже – объёмы насыпи.
Горизонтальный масштаб соответствует продольному профилю (1:1000), вертикальный масштаб принимают 1:1000, 1:2, 1:5, 1:10.
Для выбора способа производства работ строится кривая распределения земляных масс. Расчёт осуществляется в табличной форме, где объёмы насыпи берутся со знаком “минус”, а выемки – со знаком “плюс”.
Ниже графика попикетных объёмов проводят осевую линию, вверху которой откладывают ординаты со знаком “плюс”, внизу – ординаты со знаком “минус” в масштабе 1:2, 1:5, 1:10.
Кривая распределения земляных масс необходимо для определения типа возки грунта (продольная или поперечная) и выбор землеройной техники.
Правила кривой распределения земляных масс:
- любая точка на кривой есть алгебраическая сумма насыпи и выемки от начала кривой;
- восходящая линия кривой соответствует выемке, а низходящая линия – насыпи;
- вершина кривой соответствует нулевому месту;
- горизонтальная линия отсекает равные объёмы насыпи и выемки;
- Площадь отсеченного сегмента – произведение объема грунта на среднюю дальность возки, а для определения средней дальности возки в сегмент встраивается прямоугольник высотой равной объему грунта перевозимого из выемки в насыпь.
5. Распределение земляных масс
Распределение земляных масс необходимо для выбора способа перевозки грунта и выбора машин.
При выборе рационального способа производства работ при сооружении земляного полотна используют следующие понятия:
Рабочая кубатура – объем грунта перемещаемого из выемки в насыпь, кавальер, в отвал или в насыпь из резерва или карьера. Рабочая кубатура может быть равна или меньше профильной кубатуры.
Профильная кубатура – суммарный объем насыпи и выемки взятый на основе типового поперечного профиля с учетом осадки насыпи.
При распределении земляных масс необходимо полностью использовать возможность отсыпки грунта из выемок в насыпь, это является основной задачей, которая решается в следующем порядке:
1. На кривой выявляют участки выемок и насыпей;
2. Определяют участки продольной и поперечной возки грунта.
Поперечная возка – перемещение грунта из выемки в кавальер или отвал, в насыпь из резерва или карьера.