Розрахунок земляної греблі

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Геология


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

1. ВСТУПНИЙ РОЗДІЛ

1.1 Господарське значення гідровузла

До складу гідровузла на р. Південний Буг входять такі основні споруди:

— лівобережна глуха земляна гребля;

— правобережна глуха земляна гребля;

— будівля ГЕС;

— бетонна водозливна гребля.

Гідровузол, на який розробляється дипломний проект, відноситься досередньо-напірних гідровузлів. Напір визначається за формулою:

Н = vНПР — v РНБmin (1. 1)

де vНПР — нормальний підпірний рівень; vНПР =217 м;

vРНБmin — рівень води у нижньому б'єфі при проходженні мінімальної витрати;

vРНБ min = 186 м;

Н = 217- 186=31м

Призначення гідровузла комплексне, він служить для вирішення декількох водогосподарських задач та забезпечує використання природних водних ресурсів для різних потреб суспільства:

- гарантоване водопостачання населених пунктів та промислових підприємств у відповідності з вимогами водокористувачів до її якості, місцям та часу водоподачі;

- підвищення стоку маловодних періодів з метою задоволення потреб населення та різних галузей господарства в необхідній кількості води;

- запобігання і пом’якшення шкідливого впливу поверхневого стоку на природні комплекси (боротьба з повінню шляхом регулювання паводків і проведення захисних заходів);

- використання водної енергії річки в ГЕС — для забезпечення електрострумом населених пунктів, які знаходяться поблизу;

- забезпечення умов для ефективного розвитку рибного господарства — шляхом створення штучних нерестилищ при водосховищі гідровузла. Водосховище створене гідровузлом буде використане також, як спортивна зона відпочинку та для водного туризму.

1.2 Природні умови району будівництва

гідротехнічний земляна гребля

1.2.1 Клімат району будівництва

Як і на більшій частині території Правобережного Лісостепу України, клімат Вінниччини помірно континентальний. Для нього характерні тривале, не спекотне літо з достатньою кількістю вологи, порівняно коротка, несувора зима.

За своїм географічним положенням територія області перебуває в сфері впливу насичених вологою повітряних мас, що йдуть з Атлантичного океану і периферичної частини сибірського (азіатського) антициклону, для якого типовими є сухі, холодні континентальні повітряні маси. На клімат області мають вплив також повітряні маси з Арктики і Середземномор’я. Вінниччина, як і вся Україна, розташована в помірному поясі.

В літню пору на території області, як і всього Поділля, переважають вологі вітри західного і північно-західного румбів. У холодну пору року (з жовтня по квітень) на території області, що лежить на південний схід від цієї лінії, відчутний вплив сибірського антициклону з вітрами південних і південно-східних румбів.

Найхолоднішим місяцем по всій області є січень, найтеплішим — липень. Середні амплітуди коливань температури протягом року не перевищують 25°. Під дією континентальних повітряних мас іноді буває, що взимку температура повітря в окремі дні знижується навіть до -32°… -38°. Влітку температура підвищується іноді до +37°.

Максимум опадів припадає на травень — липень (130−170 мм). Найменш вологими є зимові місяці. В грудні - лютому випадає від 65 до 80 мм. Середньорічні суми опадів на території області становлять 440−590 мм. На холодний період року припадає 20−25% річної суми опадів. Найбільше опадів буває на північному заході області. З просуванням на південний схід річна сума опадів поступовозменшується.

Перехід від однієї пори року до другої відбувається поступово.

У межах області можна спостерігати деякі кліматичні відмінності. Континенталь- ність клімату посилюється з північного заходу на південний схід.

Північно-західні райони характеризуються більш тривалою зимою, коротшим прохолоднішим літом, більшою кількістю опадів та їх рівномірним розподілом протягом року, порівняно меншими річними амплітудами температур, інтенсивною хмарністю і вітрами північно-західних румбів.

Південні райони області зазнають значного впливу континентальних повітряних мас. Опади частіше бувають на початку літа, переважно у вигляді злив. Вітри півден- но-східного напряму приносять у ці райони різке похолодання взимку і засуху влітку.

Найбільш відмінним у кліматичному відношенні районом є Придністров'я. Тут зима настає найпізніше в області. Перший сніг вкриває землю днів на 5 пізніше, ніж у центральних районах області. Весна настає на тиждень раніше.

Середні температури липня на 2° вищі, ніж у східних районах. У Придністров'ї найбільше теплих сонячних літніх днів.

Взагалі клімат Вінниччини сприятливий для сільськогосподарського виробництва. Тривале, тепле, достатньо вологе літо, рання весна, суха осінь, зима з помірними морозами і значним сніговим покривом — усе це позитивно впливає на ріст зернових, технічних і садових культур, винограду.

1.2.2 Гідрологія річки

Пiвденний Буг — рiка південно-західної частини України, протікає уХмельницькій, Вінницькій, Кіровоградській та Миколаївській областях.

Довжина її 806 км, площа басейну річки 63 700 км2. Це друга за величиною ріка України і найбільша річка, що тече виключно територією України. Протікає цент-

ральними і південними її областями через зону лісостепу і степу. Тут на поверхню виходить найдавніше в Україні геологічне утворення -- Український кристалічний щит, завдяки якому Південний Буг відомий своїми порогами.

Південний Буг бере початок на Поділлі, на схід від Волочиська і 90 км західніше за Хмельницький з боліт на Подільській височині(321 м над рівнем моря), звідти тече на схід через Вінницю, поблизу якої міняє напрям на південно-східний і впадає, утворюючи разом з ДніпромДніпровсько-Бузький лиман, у міста Очакова в Чорне море.

У вepxiв'ї piка тече заболоченою долиною завширшки до 1,5 км, схили пологi, подекуди залiсенi, висотою 3 — 15 м. Русло завширшки 10 — 15 м, глибиною 0,2 — 2,5 м, швидкiсть течiї невелика.

У середній течії долина рiзкo звужується до 200 — 300 м, утворюючи каньйон з гранiтними берегами, висотою 20 — 30 м, iнодi до 50 м. Русло дуже звивисте, шириною 60 — 80 м, глибиною 2,5 м; є пороги. У нижнiй течiї Південний Буг перетинає Причорноморську низовину: долина тут розширюється, береги знижуються. Заплава розчленована протоками, рукавами, старицями. Густота рiчковоi сiтки становить пересiчно 0,35 км/км2.

Основні притоки: Бужок, Iква, Соб, Удич, Синюха, Мертвовiд, Інгул — лiвi та Вовк, Згар, Piв, Дохна, Кодима, Гнилий Яланець — правi притоки.

Живлення Південного Буга мiшане, з переважанням снiгового (у верхній течії - близько50% рiчного стоку, у пригирловiй частинi до 80%) та дощового. Характернi добре виражена весняна повiнь i дощовi паводки протягом року. Пересiчна рiчна витрата води в гирлi 108 м3/с, рiчний стiк — 3,39 км³.

Замерзае у груднi, скресає - у першiй другiй декадах березня. Льодостав нестiйкий, у нижній частинi в окремi роки його немає.

Пересiчна мiнералiзацiя води 300 — 500 мг/л, у нижній течiї - до 1000 — 1500 мг/л. Південний Бугмає велике народно — господарське значення. Воду використовують для зрошування, водопостачання. На ньому споруджено 13 невеликих ГЕС, ряд водосховищ. Ріка судноплавна у середній i нижній течii, регулярне судноплавство вiд м. Вознесенська до Миколаєва. Розвинуте рибництво, у пониззi — промислове рибальство.

Міста на Південному Бузі - Хмельницький, Хмільник, Вінниця, Гнівань, Ладижин, Гайворон, Первомайськ, Южноукраїнськ, Вознесенськ, Нова Одеса, Миколаїв.

1.2.3 Інженерно — геологічні умови створу

Суглинок — осадова гірська порода, що складається з глинистих, піщаних і пильо -ватих часток, з числом пластичності 7−17. Також, суглинок можна назвати глиною, що містить до 30 — 40%домішок піску.

Існує 3 різновиди суглинку: валуний, льосо- видний, покривний. За змістом глинистих часток виділяють важкі (20−30%), середні (15−20%) і легкі (10−15%) суглинки.

Мінералогічний склад суглинку різнома- нітний: у більш піщаних суглинків міститься значна кількість кварцу, в більш глинистих — глинисті мінерали (каолініт, ілліт, монтморі- ллоніт і ін.). Інколи, суглинки збагачені органічною речовиною або водно розчин- ними солями (у арідних областях). Походження суглинків зазвичай континен- тальне; відповідні їм морські відкладення називаються піскуватими або альоврітістимі глинами.

Гнейс — метаморфічна гірська порода, головними мінералами якої є плагиоклаз, кварц і калієвий польовий шпат (мікроклін або ортоклаз) в невеликій кількостіможуть бути присутніми біотіт, мусковіт, рогова обманка, піроксен, гранат, дістен, силіманіт і інші мінерали. За хімічним складом гнейси близькі до гранітівта глинистих сланців. Гнейси можуть утворюватися при регіональному метаморфізмі як осадових (глинисті сланці), так і магматичних порід кислого і середнього складу (граніти, діоріти і т. п.). У першому випадку, вони називаються парагнейсами, в другому — ортогнейсамі. Проте, відрізнити ортогнейси від парагнейсов удається далеко не завжди.

Гнейси є одними з найбільш поширених в земній корі порід. Вони складають велику частину гранітно-метаморфічного шару континентальної земної кори, який оголюється на кристалічних щитах (наприклад Балтійський, Український, Канадський) і складають фундаменти древніх платформ (наприклад Сибірська).

Забарвлення різноманітне.

Щільність 2500−2900кг/м3. Використовується як будівельний матеріал, сировина для щебеню.

1.3 Оцінка впливу на навколишнє середовище

Гідротехнічне будівництво пов’язане з будівництвом греблі і утворенням водосховища, поруч із значним народно-господарчим значенням в окремих випадках це може призвести до несприятливих екологічних наслідків.

Негативні наслідки запроектованих та гідроенергетичних споруд г/в на навколишнє середовище:

— водосховище створене на рівнинній річці і затоплює величезні площі родючих земель. З затоплених земель доводиться відселяти мешканців селищ, переносити на незатоплені площі дороги та комунікації;

— змінюється рівень ґрунтових вод, як наслідок — заболочення території, виведення з с/г додаткових площ;

— змінюється гідрологічний режим річки;

— слабкий водообмін і самоочищуванність (водосховище влітку може цвісти, прибережні зони заростають рослинністю), накопичуються шкідливі стоки;

— негативний вплив на рибу і планктон;

— водосховище з часом перетворюється в накопичувач забруднень різноманітного характеру (від радіонуклідів і важких металів до нафтопродуктів та пестицидів).

Для виключення негативних наслідків при проектуванні гідровузла передбачено:

— рішення проблеми оновлення якості води у водосховищі. Рішення цього завдання в досліджені і утворені такого гідравлічного режиму, щоб у мертвому об'ємі водосховища створити велику біологічну активність і зберегти меженну витрату води в головному руслі;

— збереження і оновлення рибних запасів;

— строго дозована витрата води в зрошувальних системах, дренування ґрунтів для видалення дуже мінералізованих вод, полів ґрунтів дощувальними машинами;

— строге дозування та вміле використання пестицидів. Зміна хімізації с/г біологічними методами.

Прибережні полоси є природоохоронною територією. В цих полосах заборонено:

— розорювання і застосування добрив і пестицидів;

— організація літніх таборів тварин;

— обслуговування транспортних засобів та техніки;

— улаштування звалищ сміття, накопичувачів рідких та твердих відходів, створення кладовищ, скотомогильників.

2. РОЗРАХУНКОВО-КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗДІЛ

2.1 Конструювання споруди

2.1.1 Визначення позначки гребеня земляної греблі

Перевищення гребеня греблі над рівнем НПР визначається з урахуванням вітрового нагону хвилі, висоти накату вітрових хвиль забезпеченістю 1% та запасу по висоті споруди.

Розрахунок починаємо з визначення безрозмірних величин:

g·t/Vщ та g·L/Vщ2 (2. 1)

де g — прискорення вільного падіння, g = 9,81 м/с;

t — час безперервної дії вітру, t = 10 годин = 3600 сек;

Vщ- швидкість вітру, V = 18,2 м/с;

L — дальність розгону хвилі, L = 9 800 м;

g·t/Vщ= 9,81*36 000 / 18,2 = 19 404,4

g·L/Vщ2=9,81*9 800/18,2 2=290,2

За визначеними безрозмірним величинами знаходимо за допомогою графіка (рис. 2. 1) значення інших безрозмірних величин:

(g·hd / Vщ2) L = 0,03

(g·T / Vщ) L = 2,2

Рис. 2.1. Графік для визначення елементів хвиль в глибоководній зоні

За величиною g·hd / Vщ2 = 0,03, визначаємо середню висоту хвиліhd:

hd = 0,03 ·18,2 2 / 9,81= 1,01 м

За величиною g·T / Vщ= 2,2, визначаємо середній період хвилі Т:

Т = 2 · 18,2/ 9,81= 4,08 сек.

Висоту хвиліh1%, забезпеченістю 1% визначаємо за формулою:

h1% = k1% *hd, (2. 2)

де k1%- коефіцієнт визначений за графіком (рис. 2. 2), k1% = 2,09;

Рис 2.2 Графік значень коефіцієнтів к1% та к2%

h1% =2,09* 1,01 = 2,1 м

Середню довжину хвилі визначаємо за формулою:

лd = g·T2 / 2р, (2. 3)

лd = 9,81* 4,08 2 / 2* 3,14 = 25,9 м

Відмітка гребеня земляної греблі визначається відповідно до БНіП 2. 06. 05−84, з урахуванням перевищення hs над рівнем НПР у верхньому б'єфі:

hs= Дhset+ hrun1% + a ,(2. 4)

де Дhset- вітровий нагін хвилі у верхньому б'єфі, м;

hrun1%-висота накату вітрових хвиль забезпеченістю 1%;

а — запас по висоті греблі, м.

Визначаємо вітровий нагін хвилі у верхньому б'єфі за формулою:

де d — глибина води перед греблею, зі сторони верхнього б'єфу; м

d = vНПР — vДНО, (2. 6)

d = 217,00 — 183,00 = 34,00 м

kщ- коефіцієнт, прийнятий у залежності від швидкості вітру, kщ = 2,1·10−6;

б — кут між поздовжньою віссю водоймища та напрямком вітру, соsбщ = 1,0;

Висота накату вітрових хвиль hrun1% забезпеченістю 1% визначається за формулою:

hrun1% = kr*kp*ksp* krun1% *kв·h1% (2. 7)

де kr, kp — коефіцієнти прийняті в залежності від типу кріплення, kr = 1; kp = 0,9;

ksp- коефіцієнт прийнятий в залежності від швидкості вітру, ksp = 1,5;

krun- коефіцієнт, прийнятий в залежності від закладання укосу m1, та величини

середній довжині хвилі лd, krun= 1,4;

kв — коефіцієнт, залежить від кута підходу фронту хвилі до споруди, kв =0,92;

hrun1% = 1· 0,9* 1,5* 1,4* 0,92* 2,2 = 3,82 м

Запас по висоті греблі а, визначається за залежністю:

а = 0,1· h1%(2. 8)

а = 0,1* 2,1 = 0,21 м.

Так як, а < аmin = 0,5 м, то приймаємо, а = 0,5 м.

Перевищення hs над рівнем НПР у верхньому б'єфі складатиме:

hs= 0,02 + 3,34 + 0,5 = 3,86 м

Відмітка гребеня земляної греблі визначається по формулі:

vГГ = vНПР + hs, (2. 9)

де vНПР — відмітка нормального підпірного рівня, vНПР = 117,00 м;

vГГ =217,00 + 3,86 = 220,86 м

Висота земляної греблі Нгр складатиме:

Нгр = vГГ — vДНО, (2. 10)

де vДНО — відмітка дна, vДНО = 183,00 м.

Нгр = 220,86 — 183,00 = 37,80 м

У результаті розрахунку отримані:

— відмітка гребеня земляної греблі - vГГ = 220,80 м;

— висота греблі - Нгр = 37,8 м.

2.1.2 Розрахунок кріплення укосів земляної греблі

Для захисту від руйнівної дії води, виконується кріплення верхового укосу, яке поділяють на основне — розташоване в зоні максимальних хвильових впливів та полегшене — нижче основного кріплення. Верхнею межею основного кріплення, як правило, вважається відмітка гребеня греблі. Нижня межа основного кріпленнярозташовується на глибині Нкр, нижче рівня мертвого об'єму (vРМО).

Основне кріплення виконується від гребеня до відмітки нижньої межі основного кріплення vНноск:

vНноск = vРМО — Нкр, (2. 11)

де vРМО — відмітка рівня мертвого об'єму vРМО = 211,00 м;

Нкр — глибина занурення кріплення під vРМО, м

Нкр = 2· h1%, (2. 12)

Нкр = 2* 2,1 = 4,2 м

vНноск =211,00 — 4,2 = 206,8 м

Основне кріплення верхового укосу виконано зі збірних залізобетонних плит. Збірні залізобетонні плити виконуються розмірами від 1,5×1,5 до 5×5 м. Плити невликих розмірів можуть бути на місці об'єднані в секції більш значних розмірів, утворюючи збірно- монолітні плити шляхом замоноличування (бетонування) швів.

Товщина збірних плит складає:

де с — щільність води, с= 1т/м3;

сn — щільність матеріалу плити, сn = 2,5 т/м3;

bsl — довжина плити, bsl =lsl = 5 м.

m1 — коефіцієнт закладання верхового укосу, m1 = 3,8.

Товщина плит кріплення складає 0,2 м або 20 см.

1- основне кріплення з плит;

2- полегшене кріплення;

3- підготовка під кріплення;

4- упор основного кріплення; 5 — шви;

6- верхня межа основного кріплення;

7 — нижня межа основного кріплення

Рис. 2.3 Кріплення укосу збірними плитами

2.1.3 Конструювання руслової частини греблі

На русловій ділянці запроектовано земляну насипну греблю з піщаних ґрунтів. Висота греблі складає 37,8 м. В залежності від цього було прийнято закладання укосів: верхового — 3,8, низового — 3,3. На укосах розташовані берми: зі сторони верхнього б'єфу на відмітках — v206,80 м, а знижнього — v204,50 м.

Ширина берм6 м, призначені для огляду укосів та збільшення їх пологості, для підвищення загальної стійкості греблі.

Для захисту верхового укосу від дії хвиль та льоду улаштовується кріплення збірними залізобетонними плитами. Це кріплення є основним і доходить до відмітки v206,8 м, нижче улаштовується допоміжне кріплення з піску та дрібного каменю, яке доходить до дна. Зі сторони нижнього б'єфу, від гребеню до дренажу, укіс кріпиться посівом трав.

По гребеню передбачено проїзд автотранспорту. Ширина автодороги приймається в залежності від її категорії. Для III категорії вона складатиме 10 м.

В тілі греблі улаштовується протифільтраційний елемент — ядро з глинистих ґрунтів, товщина якого зверху — 4 м, а знизу — 8 м.

Для зниження депресійної кривої та відводу води, що профільтрувалася через тіло греблі, улаштовується дренажний банкет зі сторони нижнього б'єфу. Верх дренажу на 1 м перевищує максимальний розрахунковий рівень води у нижньому б'єфі, що відповідає відмітці v190,00 м.

Рис. 2.4 Дренажний банкет

1 — кам’яний накид;

2 — крива депресії;

3- зворотній фільтр.

Закладання укосів дренажу складає: внутрішнього — 1: 2, зовнішнього — 1:1. Для запобігання виносу матеріалу тіла греблі у нижній б'єф, влаштовують зворотні фільтри з внутрішньої сторони дренажу та на контакті дренажу з основою.

2.1.4 Конструювання заплавної частини греблі

На заплавній ділянці запроектовано земляну насипну греблю з піщаних ґрунтів. Висота греблі - 15 м. Закладання укосів: верхового — 3,8, низового — 3,3. Для захисту від льоду та хвиль у верхньому б'єфі улаштовується кріплення укосу збірними залізобетонними плитами. Греблю запроектовано на заплаві, у випадку коли, у верхньому б'єфі рівень води на відмітці vНПР, а у нижньому б'єфі води немає.

По гребеню греблі передбачено проїзд автотранспорту. Ширина гребеню залежить від категорії автодорогиі дляIII категорії вона складатиме 10 м.

В тілі греблі улаштовано протифільтраційний елемент — ядро з глинистих ґрунтів. Товщина ядра зверху складає 4 м, знизу — 5 м.

Для зниження депресійної кривої передбачено трубчатий дренаж. Приймальна частина дренажу виконується з перфорованих бетонних труб, які укладаються паралельно підошві укосу, наслідуючи її вигини і забезпечуючи при цьому односторонній уклон. Труби укладаються в крупні піски з обсипкою зворотними фільтрами. Діаметр труб не менше ніж 20 см. Для відводу води з дренажу у нижній б'єф по довжині труби улаштовують дрени (відвідні колектори) які виходять нижче мінімального рівня води у нижньому б'єфі.

1 — перфорована труба;

2 — крива депресії;

3- зворотній фільтр.

Рис. 2.5 Трубчатий дренаж

2.2 Визначення класу споруди

Клас основних гідротехнічних споруд визначається залежно від їх висоти та ґрунтів основи. Ґрунт основи запроектованої земляної греблі - суглинок, висота греблі складає 37,8 м.

Користуючись нормативною літературою визначаємо, що клас споруди — III.

За прийнятим класом споруди визначається коефіцієнт надійності гn (таблиця 2. 1), який для споруд II класу складатиме гn= 1,2.

Таблиця 2. 1

Клас споруди

Й

ЙЙ

III

ЙV

гn

1,25

1,2

1,15

1,1

Аварія водопідпірної споруди може викликати наслідки катастрофічного характеру для розташованих нижче населених пунктів, великих промислових підприємств і транспортних магістралей.

У зв’язку з цим, коефіцієнт надійності гn збільшуємо на 10% від нормативного значення, це складатиме:

гn= 1,2 + 0,12 =1,32

2.3 Фільтраційний розрахунок земляної греблі

2.3.1 Фільтраційний розрахунок руслової частини

Фільтраційні розрахунки земляних гребель дозволяють отримати характеристики фільтраційного потоку, необхідні для перевірки фільтраційної міцності тіла греблі, розрахунку стійкості її укосів, визначають положення депресійної кривої в тілі греблі, градієнти тиску фільтраційного потоку і фільтраційні витрати води.

При фільтраційних розрахунках профіль греблі зводиться до розрахункової схеми розробленої Павловським М. М., згідно з якою профіль греблі розбивається на 3 характерні частини: верховий клин, середню частину і низовий клин. Тому, умовно замінюємо верховий клин еквівалентним йому у фільтраційному відношенні прямокутним масивом шириною л·Н:

л = m1/ (1 + 2 · m1), (2. 14)

де m1 — коефіцієнт закладання укосу, m1= 3,8;

Н — глибина води перед греблею, Н = 34 м;

л = 3,8/ (1 + 2 · 3,8) = 0,46 м

Визначаємо висоту h1 депресійної кривої над точкою О початку координат:

(2. 15)

де ho — глибина води у нижньому б'єфі, при проходженні мінімальної витрати

води Qmin ,

ho = vРНБmin — vДНО (2. 16)

vРНБmin- відмітка води у нижньому б'єфі, при проходженні мінімальної

витрати води Qmin, vРНБmin = 186,00 м

ho = 186 — 183 = 3 м ,

Sд- розрахункова довжина фільтраційного потоку з урахуванням заміни лН, м;

Sд = S + лН + дсер·kт / kя, (2. 17)

де дсер — середня товщина протифільтраційного елементу, м

дв, дн — відповідно товщини ядра зверху та знизу, дв = 4 м, дн = 8 м;

kт, kя — коефіцієнти фільтрації, відповідно, тіла греблі та ядра, kт = 30 м3/добу;

kя = 0,001 м3/добу;

Sд = 0,46 · 34 + 118,5 + 6 · 30/0,001 = 180 134,2 м

Визначаємо питому витрату водиqт через тіло земляної греблі:

Координати положення депресійної кривої в тілі ґрунтової греблі визначаються

за рівнянням Дюп’юі:

деx — координата за віссю абсцис, якою треба довільно задаватися, м

х1 = 10 м ,

х2 = 20 м ,

х3 = 30 м ,

х4 = 40 м ,

х5 = 50 м ,

х6 = 60 м ,

За обчисленими координатами виконується побудова депресійної кривої, починаючи з точки О. Частину депресійної кривої, у примиканні її до верхового

укосу, виправляють так, щоб вона була перпендикулярною до нього.

Депресійна крива заходить у дренаж на величину lдр:

lдр = 0,05·Н (2. 20)

lдр = 0,05 · 34 = 1,7 м

2.3.2 Фільтраційний розрахунок заплавної частини

Фільтраційний розрахунок греблі на заплавній частині, ведеться аналогічно попередньому розрахунку, але виходячи з умови, що у верхньому б'єфі рівень води на відмітці vНПР, а у нижньому б'єфі вода відсутня.

Для виконання розрахунку необхідно умовно замінити верховий клин еквіва -лентним йому у фільтраційному відношенні прямокутним масивом шириною лН:

л = m1/ (1 + 2·m1), (2. 21)

де m1 — коефіцієнт закладання укосу, m1= 3,8;

Н — глибина води перед греблею, Н = 11,2 м;

л = 3,8/ (1 + 2 · 3,8) = 0,46 м

Визначаємо висоту h1 депресійної кривої над точкою О початку координат:

(2. 22)

деSд- розрахункова довжина фільтраційного потоку з урахуванням заміни лН, м;

Sд = S + лН + дсер·kт / kя, (2. 23)

дсер — середня товщина протифільтраційного елементу, м

дв, дн — відповідно товщини ядра зверху та знизу, дв = 4 м, дн = 5,5 м;

kт, kя — коефіцієнти фільтрації, відповідно, тіла греблі та ядра, kт = 30 м3/добу;

kя = 0,001 м3/добу;

Sд = 0,46 · 11,2 + 46 + 4,5 · 30/0,001 = 135 051,15 м

Визначаємо питому витрату водиqт через тіло земляної греблі:

qт = h1 · kт (2. 24) qт = 0,002 · 30 = 0,06 м2/добу

Координати положення депресійної кривої в тілі ґрунтової греблі визначаються за рівнянням Дюп’юі:

деx — координата за віссю абсцис, якою треба довільно задаватися, м

х1 = 5 м, ;

х2 = 10 м ,

Депресійна крива заходить у дренаж на величину lдр:

lдр = 0,05·Н (2. 26)

lдр = 0,05 ·11,2 = 0,52 м

За обчисленими координатами виконується побудова депресійної кривої, починаючи з точки О. Частину депресійної кривої, у примиканні її до верхового укосу, виправляють так, щоб вона була перпендикулярною до нього.

2.4. Фільтраційний розрахунок через основу греблі

Згідно з Павловським М. М. розрахунок ведеться виходячи з 2-х незалежних припущень, вважаючи що:

1. гребля водопроникна, а основа — водонепроникна. Для цієї схеми визначається фільтраційна витрата qгр та будується депресійна крива;

2. основа водопроникна, а тіло греблі водонепроникне. В цьому випадку визначається фільтраційна витрата води через основуqосн:

деT0 — товщина водопроникного шару основи, То = 10 м;

L — ширина підошви греблі, L = 287 м;

n — коефіцієнт який визначається в залежності від відношення L/T0, за табл.2. 2, приймаємо n = 1,16;

Таблиця 2. 2

L/T0

20

5

4

3

2

1

n

1,15

1,18

1,23

1,30

1,44

1,87

qосн = 0,1 ·10 · (43 — 3) / 1,16 · 287 = 0,12 м3/добу

Загальна фільтраційна витрата визначається як сума витрат через греблю і основу:

Уq= qт + qосн (2. 28)

Уq = 0,095 + 0,12 = 0,215м3/добу

де qт — питома витрата водичерез тіло греблі qт = 0,095м3/добу;

2.5 Розрахунок стійкості низового укосу греблі

Розрахунок стійкості низового укосу земляних гребель, у відповідності до СНиП 2. 06. 05−84, виконується у випадку, коли у верхньому б'єфі нормальний підпірний рівень (НПР), дренажі працюють нормально, в тілі греблі встановлена фільтрація.

Відповідно до СНиП 2. 06. 05−84 розрахунки стійкості укосів треба виконувати для колоциліндричних поверхонь зсуву, при цьому можуть використовуватися перевірені практикою спрощені методи розрахунку.

При пошуку небезпечної поверхні зсуву, одержані розрахунком фактичні значення коефіцієнта стійкостіне повинні перевищувати нормативну величину ks, більш ніж на 10%:

де — коефіцієнт надійності, призначається за класом споруди, = 1,2;

— коефіцієнт сполучення навантажень, для основного сполучення

навантажень = 1;

— коефіцієнт умов роботи, для спрощених методів розрахунку = 0,95

Перевірка стійкості низового укосу зводиться до визначення фактичного коефіцієнту стійкості.

Розрахунок виконується в умовах плоскої задачі, коли розглядається відрізок греблі, довжиною 1 м. Ґрунт греблі, вище кривої депресії має звичайну вологість, а нижче її, знаходиться у вологому, насиченому водою стані.

Для визначення коефіцієнту стійкості необхідно, користуючись методом Аристовського В. В., побудувати зону небезпечних кривих ковзання. Ця зона визначається графічно на кресленні, у такій послідовності:

1. усереднюється низовий укіс, якщо його окреслення ломане;

2. знаходиться середина низового укосу — точка, А (на усередненій. лінії);

3. з т. А проводиться вертикаль, а потім з цієї ж точки, проводиться лінія під кутом 85є до усередненого укосу;

4. з т. А, як з центру, проводять дуги «в г» та «б д», відповідно, радіусами Rв та Rн, прийнятимив залежності від висоти греблі Нгрта закладання низового укосу m2 за таблицею 2.3.

В зоні центрів небезпечних кривих ковзання «б в г д» проводиться вертикаль MN, на якій береться довільна точка О. Вона приймається за центр кривої ковзання з радіусом R. Отриманий масив розбивається на відсіки, шириною:

b=0,1·R (2. 30)

=0,1·82= 8,2 м =0,1·86= 8,6 м =0,1·90= 9,0 м

Вертикаль MN — це середина нульового відсіку, вліво від якого розміщуються відсіки +1; +2; +3…+ n, а вправо — -1; - 2; - 3 … — n.

Таблиця 2. 3

Відношення

Коефіцієнт закладання укосу m2

1

2

3

4

5

6

0,75

0,75

1,0

1,5

2,2

3,0

1,5

1,75

2,3

3,75

4,8

5,5

Для визначення вірогідної поверхні ковзання розрахунок виконується для кількох пробних центрів з різноманітними радіусами в межах зони центрів небезпечних кривих ковзання «б в г д».

Фактичний коефіцієнт стійкості укосу визначається за формулою:

де Gn — вага n-го відсіку, (n — номер відсіку), кН.

— питома вага матеріалів, які входять до n-го відсіку, кН/мі.

— фільтраційний тиск уn — ому відсіку, кН,

(2. 33)

— товщина шарів мокрого (вологого) ґрунту у n-ому відсіку, м;

бn- кут поміж вертикаллю та радіусом, проведеним в середині дуги кривої ковзання уn — ому відсіку, функції кута б n, визначають як:

(2. 34)

tgцn- тангенс кута внутрішнього тертя ґрунту, в якому проходить кр

ива ковзання n-ого відсіку;

Сn — питоме зціплення у ґрунті, в якому проходить крива ковзання, кН/мІ;

ln — довжина дуги кривої ковзання n — ого відсіку, м;

(2. 35)

Wo — площа епюри гідростатичного тиску при мінімальному рівні води, м2;

r — радіус, виміряний по прямій, між точкою О та рівнодіючою епюри Wo, м

Розрахунки виконуються для кожного відсіку окремо, у табличній формі (табл.2.4, 2. 5, 2. 6).

За результатами розрахунків таблиць, отримано такі фактичні коефіцієнти стійкості:

Визначивши фактичні коефіцієнти стійкості порівнюємо їх знормативним коефіцієнт стійкості ks= 1,26.

Усі фактичні коефіцієнти надійності перевищують нормативний. Умова стійкості виконується, тому можна зробити висновок, що низовий укіс стійкий, для усіх трьох випадків.

Але перевищення складає більше 10%, а значить низовий укіс має зайвий запас стійкості і, з економічної точки зору, треба зменшити його закладання.

3. ОРГАНІЗАЦІЙНО — БУДІВЕЛЬНІЙ РОЗДІЛ

3.1 Опис району будівництва

Будівельний майданчик гідровузла розташований на рівнинній місцевості тапов’язаний з мережею державних транспортних шляхів таким чином: автомобільною дорогою, віддаленою від майданчика на 3,5 км, та залізною дорогою, яка проходить на відстані 5 км від бази підсобних підприємств гідровузла. Топографічні умови визначають тип внутрішніх будівельних і під'їзних доріг: внутрішні будівельні шляхи прийняті для автомобільного і залізнодорожного транспорту.

На будівництві гідровузла електрична енергія витрачається на потреби будівельних механізмів з електроприводом, підсобних підприємств, селища будівельників, освітлення будівельних майданчиків, електропрогрівання укладеного бетону та на інщі потреби. Джерелом енергопостачання будівництва являється ЛЕП, яка розташована від об'єкту будівництва на відстані 3,5 км.

Привозні основні матеріали, конструкції, деталі та обладнання (гідротурбіни,

крани, генератори) постачаються на будівельний майданчик наступним чином:

— цемент — по залізній дорозі;

— метал — по залізній дорозі;

— лісоматеріали — по залізній дорозі;

— обладнання — по залізній дорозі.

В районі будівництва гідровузла наявні місцеві будівельні матеріали, які використовуються для приготування бетонної суміші, для дренажів та улаштувань зворотних засипок, при перекритті русла річки — їх кар'єри розташовані на правому березі річки, недалеко від об'єкту будівництва: кар'єр піску — на відстані 3 км; кар'єр каменю — на відстані 2,5 км; кар'єр гравію — на відстані 3,1 км; кар'єр глини — на відстані 2,8 км.

Основне джерело водопостачання з річки.

3.2 Пропуск будівельних витрат води

Будівництво основних споруд гідровузла завжди пов’язано з порушенням природних умов режиму ріки. При русловій компоновці земляну греблю будують під захистом відсипаних у частині русла річки перемичок, які відгороджують майбутній котлован і звужують русло. Річка в цей час пропускається по стисненому руслу.

Швидкість течії річки у стиснутому перерізі, прорані, визначають за формулою:

Vпр = Qmin/, (3. 1)

де Qmin- мінімальна витрата води при якій виконується перекриттярусла річки;

Qmin= 500 м3/с;

— площа поперечного перерізу прорану, м2

(3. 2)

Впр-ширина прорану; Впр= 110 м;

ho-побутова глибина води при перекритті річки, м;

ho = vQmin — v Дно (3. 3)

vQmin, v Дно — відмітка мінімальної витрати води в річці і дна річки, згідно кривої

витрат води Q = f (Н); vQmin= 186,0 м; v Дно = 183,0 м

ho = 186 — 183 = 3 м

= 3 • 110 = 330 м²

Vпр = 500 / 330 = 1,5 м/с

Отримана величина швидкості течії в стиснутому перерізі перевищує розмиваючу швидкість, тому потребується укріплення русла відсипкою з рваного каміння.

Визначаємо початковий перепад, який утворюється перед стиснутим перерізом, за формулою:

де Vпр — швидкість течії у стиснутому перерізі; Vпр = 1,5 м/с;

g — прискорення вільного падіння; g = 9,81 м/с;

Vо — побутова швидкість течії у нестиснутому руслі; визначається за формулою:

Vо = Q10%/ (3. 5)

— площа перерізу в нижньому б'єфі за прораном, м2; = 1438,75 м²

(3. 6)

де В — ширина русла річки, В = 290 м;

3 • 290 = 870 м²

Vо = 500/870 = 0,6 м/с

Далі, виконується відсипка у проран крупного каміння, у декілька етапів, з перевищенням відмітки мінімальної витрати води в річці vQmin на 0,5 м. При цьому, будівельна витрата проходить через недобудовані бетонні споруди.

За розрахованою раніше величиною Vnpпо таблиці 3. 1, приймається крупність та маса каменю, який відсипається в проран на першому етапі перекриття русла.

Таблиця 3. 1

Vnp, м/с

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

5,0

6,0

8,0

Крупність каменю, м

0,1

0,14

0,2

0,27

0,35

0,55

0,8

1,4

Маса каменю, кг

1,0

3,7

11

26

58

290

700

3 750

При швидкості течії у прораніVnp = 1,5 м/с, крупністькаменю приймається 0,1 м, маса каменю — 1,0 кг, на першому етапі перекриття русла.

Визначаємо об'єм кам’яного банкету на першому етапі перекриття русла:

(3. 7)

де — площа перерізу банкету на першому етапі перекриття русла, м2:

m1, m2 — закладання укосів банкету, m1= 1,25; m2 = 2,0;

= 1,62 • 110 = 178,2 м³

Після того як банкет із каменю відсипали на 1/3 від глибини води у прорані, потік буде розподілятися між прораном і отворами, які оставлені під «гребінку» (або донними отворами). Враховуючи досвід будівництва гідровузлів на 2 етапі перекриття русла через гребінку (донні отвори) пройде приблизно 15%витрати води та 3%буде фільтрувати через банкет відсипаний неї першому етапі. Тоді через проран буде проходити 80% мінімальної витрати води:

= 0,8 • 500 = 400 м3/с

Швидкість течії води на банкеті під час другого етапу перекриття русла можна визначити за формулою:

де — висота відсипки банкету на 2-му етапіперекриття русла;

За одержаною величиною швидкості течії на банкеті, з використанням таблиці 3.1 визначаємо крупніють та масу каменю, який буде відсипатися в проран на

2 етапі перекриття русла: крупніють каменю — 0,1 м; маса — 1 кг.

Визначити об'єм банкету із каменю на 2 етапі перекриття русла:

(3. 11)

= 3,25 • 110 = 357,5 м³

На 3 етапі перекриття русла збільшується витрата води, яка проходить через отвори «гребінки» і відповідно зменшується витрата води, яка проходить через банкет із каменю. З досвіду будівництва гідровузлів установлено, що на 3 етапі через гребінку проходить не менш ніж 25% загальної витрати води і 10% фільтрується через камінь банкету, через проран йде 65% витрати води.

Визначити витрату води, яка проходить через проран на З етапі перекриття русла за формулою:

(3. 12)

Визначити об'єм банкету з каменю за формулою:

(3. 13)

= 4,87 • 110 = 536,3 м³

Після відсипки каменю на повну висоту (до v), вся витрата річки буде проходити через «гребінку» та глибинні отвори. Витрата води через банкет буде дорівнювати нулю. Потім виконують досипку банкету за допомогою автосамоскидів, піонерним способом, відсипаючи горну масу.

Банкет з каменю повинен перевищувати мінімальний рівень води на висоту не менш ніж 0,5 м. Ширина банкета по верхній частині 10 м, для забезпечення розвертання автосамоскидів при відсипанні каменю піонерним способом.

При досипці банкету з каменю можна використовувати гірську масу з круп- ністю каменю, який приведений до кулі 0,10 см, масою каменю 1 кг.

Визначити повний об'єм відсипаного банкету з каменюза формулою:

(3. 14)

= 55 • 110 = 6050 м³

Об'єм досипки складатиме:

(3. 15)

= 6050 — 536,3 = 5513,7 м³

3.3 Вибір та конструювання перемичок

Поперечні перемички призначаємо з дешевих місцевих матеріалів — піску.

Повздовжні перемички повинні бути виконані із надійних нерозмиваючих матеріалів, а саме шпунта, так як повздовж них спостерігаються значні швидкості течії.

Перевищення гребеню земляних перемичок 4 класу капітальності над розрахунковим статичним рівнем води визначається за формулою:

d = hrun1% + hset + a, м (3. 16)

де h run 1% - висота накату вітрової хвилі на укіс, м;

a — запас по висоті перемички; а = 0,5 м.

d = 1+ 0,5 = 1,5 м

Відмітку гребеня перемички визначаємо за формулою:

v ГП = v Q10% + d, (3. 17)

Максимальна висота перемичок визначається за формулою:

Нпер = vГП — vЗ, м (3. 18)

Низова та верхова поперечні перемички конструюються земляними, з закладан -ням укосів: верхового — 1: 3; низового — 1: 2. Ширину гребеня перемичок приймаємо 8 м.

Повздовжня перемичка — шпунтова, тому визначаємо діаметр перемичок з металевого шпунта за формулою:

Д = (0,8…0,9) • Нпер (3. 19)

Д = (0,8…0,9) •7,3 = 6…6,5 м

Діаметр перемичок з металевого шпунта приймаємо 6 м.

3.4 Початковий водовідлив

Котлован знаходиться в руслі річки, передбачаємо відкачування води з огородженого перемичками простору. Визначаємо продуктивність водовідливних засобів для початкового осушення котловану по формулі:

(3. 20)

де V — об'єм води у котловані, м3;

Т- тривалість відкачки, год;

— приток фільтраційної води через перемички, м3/год.

Об'єм води, який необхідно відкачати з котловану складається з об'єму води в котловані V та об'єму води, яка надходить в котлован за рахунок фільтрації через перемички, укоси та дно котловану, а також за рахунок поверхневого стоку та атмосферних опадів.

Об'єм води в котловані, який підлягає відкачуванню, визначається за формулою:

V = Fдз• Нсер (3. 21)

де Fдз- площа дзеркала води в обмеженому перемичками просторі, при позначці води, що відповідає Qмеж:

Fдз=50

3.3 Вибір та конструювання перемичок

Поперечні перемички призначаємо з дешевих місцевих матеріалів — піску.

Повздовжні перемички повинні бути виконані із надійних нерозмиваючих матеріалів, а саме шпунта, так як повздовж них спостерігаються значні швидкості течії.

Перевищення гребеню земляних перемичок 4 класу капітальності над розрахунковим статичним рівнем води визначається за формулою:

d = hrun1% + hset + a, м (3. 16)

де h run 1% - висота накату вітрової хвилі на укіс, м;

a — запас по висоті перемички; а = 0,5 м.

d = 1+ 0,5 = 1,5 м

Відмітку гребеня перемички визначаємо за формулою:

v ГП = v Q10% + d, (3. 17)

Нпер = vГП — vЗ, м (3. 18)

Низова та верхова поперечні перемички конструюються земляними, з закладан -ням укосів: верхового — 1: 3; низового — 1: 2. Ширину гребеня перемичок приймаємо 8 м.

, (3. 20)

— відмітка поверхні землі біля місця розташування поздовжньої перемички;

Нсер = (185,5 — 134) / 2 = 1,25 м

V = 64 350•1,25 = 80 437,5 м³

При визначенні тривалості відкачки «Т» враховуємо, що за умовами стійкості укосів перемичок інтенсивність зменшення рівня води не повинна перевищувати

0,3 — 0,4 м / добу в котлованах, укоси перемичок, яких — з середньо зернових ґрунтів.

З врахуванням інтенсивності зменшення рівня води тривалість відкачування визначається за формулою:

Нк- глибина води в котловані при vQмеж,

Нк = vQмеж- v З (3. 24)

Нк = 185,5 — 183 = 2,5 м

N інтенсивність відкачкиN=0,3м/добу;

Т = 2,5/0,3 •24 = 200 год.

Приплив води, який надходить до котловану за рахунок фільтрації через укоси перемичок визначається за формулою:

, (3. 25)

де qі - питомий фільтраційний приток на 1 м² площі укосів перемичок при напорі

1 м для середньо — зернових пісків qі = 0,24 м3/год. ;

S — площа укосів перемичок (зі сторони котловану), м2;

Hк — глибина води в котловані при Qмеж; Hк = 2,5 м

qп = 0,24 • 5625 • 2,5 = 3 375 м3/год.

Q = 80 437,5/ 200 + 3 375 = 3 777,2 м³ /год

Продуктивність водовідливних засобів визначається з запасом на 50% при врахуванні наближених фільтраційних розрахунків:

QH = 1,5 • Q (3. 26)

де Q — продуктивність водовідливних засобів; Q = 3 777,2 м3/год;

QH = 1,5 • 3 777,2 = 5 666 м3 /год

Визначаємо кількість насосів та підбираємо марку насосу. Кількість працюючих насосів, слід приймати не менше 2-х, тоді продуктивність одного насосу визначається за формулою:

qп = QH / n (3. 27)

де QH — продуктивність водовідливних засобів; QH = 5 666 м3/год;

n — кількість прийнятих насосів; n = 5 шт. ,

qп = 5 666 /5 = 1 133,2 м3/год

За одержаною продуктивністю одного насосу вибираємо марку насосу — 12 НДс, продуктивність одного насосу q = 1 260 м3/год.

Насоси для відкачки води з котловану слід розташовувати на перемичках.

3.5 Постійне водозниження під час ведення робіт

Для підтримання котловану у сухому стані, при піщаних ґрунтах основи призначаємо ґрунтове водозниження за допомогою легких голко фільтрових установок (ЛГУ). Для забезпечення зниження рівня ґрунтових вод по периметру осушуваної вийомки на відстані 0,5 м від бровки укосу та 1 м одне від одного встановлюють голкофільтри, за допомогою яких відкачується фільтраційна вода.

До комплекту ЛГУ належать 100 голкофільтрів, водозбірний колектор діаметром 150 мм та два центробіжних насоси для забезпечення безперебійної роботи установки, один з яких є резервним.

3.6 Визначення об'ємів робіт по греблі

Об'єми робіт в проекті слід підраховувати з розбивкою на черги будівництва.

Підрахунок об'ємів земляних робіт (котлованів, перемичок, зворотних засипок) виконуємо по поперечникам. Зачистку котлованів — за площею дна котловану і середній товщині захисного шару, який слід прийматиh = 0,5 м, при розробці ґрунту І - III групи.

Об'єм шпунтових робіт по улаштуванню протифільтраційної завісивизначається за площею шпунтових стінок (маса їм шпунтової стінки з шпунта ШП-1 -160 кг/м2).

При підрахунках робочих об'ємів бетонних робіт враховують виробничі надбавки згідно БНіП — 1,5%.

При підрахунках робочих об'ємів земляних робіт необхідно врахувати розпушення ґрунту, перебори, улаштування виїздів в котловани. Тому на всі види земляних робіт слід врахувати виробничі надбавки 13% від профільного об'єму.

Усі розрахунки об'ємів зводяться в таблицю 3.1.

Відомість об'ємів робіт

Таблиця 3. 1

Вид робіт

Елементи

споруди

Схема поперечного

профілю

Площа, м3

Відстаньм

Об'єм,

м3

Робочий об'єм, м3

2

3

4

5

6

7

8

Земляні роботи

Зріз рослинного ґрунту

ПК 15+95

ПК 22+80

686

290

F = 290•0,3 =87 м2

686

V= 686 • 87=

= 59 682 м3

65 650

Відсипка перемичок

Верхова

перемичка

ПК 0

ПК 1+15 v190,5

v185

115

= 6877 м³

?28 490,5 Ч 1,1=

= 31 339,6 м³

ПК 1+15

ПК 2+50 v190,5

v183

135

= 21 613,5 м³

Низова

перемичка

ПК 9+35

ПК 8+50 v190,5

v185

85

= 5083 м³

?24 295 Ч 1,1=

= 26 724,5 м³

ПК 8+55

ПК 7+30 v190,5

v183

120

= 19 212 м3

Зняття мулистого шару

ПК 15+20

ПК 14+45

60

290

F = 290 • 0,5 = 145 м²

60

145 •60 = 8 700 м3

9 570

Земляні роботи

Зачистка ґрунту

котловану

греблі

ПК 14+45

ПК 22+80

290

840

F = 290 • 0,3 = 87 м²

840

840 • 87 = 73 080 м3

74 176,2

Відсипка тіла греблі

ПК 22+80

ПК 22+30 v220,8

v220

50

= 257,5 м³

ПК 22+30

ПК 21+60 v220,8

v220

70

= 6 569,5 м³

ПК 21+60

ПК 20+10

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м2F2 = 0,5•(75,5+89,7)•1 = 82,6 м²? F = 472,2 м²

150

= 48 716,2 м³

ПК 20+10

ПК 18+70

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м2F2 = 0,5•(75,5+128,2)•6 = 611 м²? F = 1 000,5 м²

140

= 103 089 м3

ПК 18+70

ПК 17+50

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м2F2 = 0,5•(75,5+136,5)•6,5 = 689 м2F3= 0,5•(140+174,5)•4,5 = 712,2 м²? F = 1 790,7 м²

120

= 167 472 м3

Відсипка тіла греблі

ПК 17+50

ПК 16+40

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м²

F2 = 0,5•(75,5+136,5)•6,5 = 689 м²

F3= 0,5•(140+174,5)•4,5 = 712,2 м²

F4= 0,5•(187+194)•1 = 190,5 м²

F4а= 0,5•(174,5+181)•4 = 711 м²

? F = 2 692,2 м²

110

= 246 559,5 м³

ПК 16+40

ПК 15+95

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м²

F2 = 0,5•(75,5+136,5)•6,5 = 689 м²

F3= 0,5•(140+174,5)•4,5 = 712,2 м²

F4= 0,5•(187+194)•1 = 190,5 м²

F4а= 0,5•(174,5+181)•4 = 711 м²

F5= 0,5•(194+235,5)•5 = 1073,7 м²

? F = 3 765,9 м²

45

= 145 307,2 м³

ПК 15+95

ПК 15+20

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м²

F2 = 0,5•(75,5+136,5)•6,5 = 689 м²

F3= 0,5•(140+174,5)•4,5 = 712,2 м²

F4= 0,5•(187+194)•1 = 190,5 м²

F4а= 0,5•(174,5+181)•4 = 711 м²

F5= 0,5•(194+235,5)•5 = 1073,7 м²

Fбан1= 0,5•(25,5+6)•5 = 78,7 м²

F6= 0,5•(100+267)•5 -78,7= 1088,7 м²

? F = 4 854,6 м²

? Fбан = 78,7 м²

75

= 323 270,6 м3= 2 951,3 м³

Земляні роботи

Земляні роботи

Відсипка тіла греблі

ПК 15+20

ПК 14+45

F1 = 0,5•(10+69,5) •9,8 =389,5 м2F2 = 0,5•(75,5+136,5)•6,5 = 689 м2F3= 0,5•(140+174,5)•4,5 = 712,2 м2F4= 0,5•(187+194)•1 = 190,5 м2F4а= 0,5•(174,5+181)•4 = 711 м2F5= 0,5•(194+235,5)•5 = 1073,7 м2Fбан1= 0,5•(25,5+6)•5 = 78,7 м2F6= 0,5•(100+267)•5 -78,7= 1088,7 м2Fбан2= 0,5•(25,5+37,5)•2 = 63 м2F7= 0,5•(287+267)•2 — 63= 491 м²? F = 5 345,6 м²? Fбан = 63 м²

75

= 382 507,5 м³

= 5 313,7 м³

?Vгр = 1 429 598,2 м³

?Vбан = 8 865,05 м³

Vгр = 1 572 598,2 м³

Vбан = 9 091,5 м³

Vгр = 1 572 557,2 м³

Улаштування

зворотних фільтрів

Дренажний банкет

ПК 15+95

ПК 14+45

F= (18 + 40) • 0,4 = 23,2 м²

150

23,2 • 150 = 3 480 м3

3532,2

Трубчатий дренаж

ПК 22+80

ПК 15+95

Fп= 0,5•(2,4+6)•2- Fк- Fтр = 6,67 м2Fк= 0,5•(0,4+3)•1- Fтр = 1,67 м²

685

Vп = 6,67 • 685 = 4 569 м3

Vк = 1,67 • 685 = 1 144 м3

5025

1285

Відсипка

банкету в проран

ПК 14+10

ПК 13+00 10 м v 186,00

v 183,00

21,37 м

90

6 050

6 655

Відсипка тіла греблі на кам’яний

банкет

ПК 14+10

ПК 13+00

110

459 009 — (55•110) =

= 452 959м3

498 254

Планування укосів греблі

Планування верхового

укосу

ПК 22+80

ПК 14+45

F= 0,5• 156 • 835 = 65 130 м2

835

Планування низового

укосу

ПК 22+80

ПК 14+45

F= 0,5• 132,5 • 835 = 55 318,7 м²

835

Планування

гребеня

греблі

ПК 22+80

ПК 14+45

835

F= 10 • 835 = 8 350 м2

835

Улаштування кріплення

укосів

Кріплення верхового укосу з/б плитами

ПК 22+80

ПК 20+10

F= 0,5• 47,5 = 23,75 м²

235

23,75 • 235 = 5581,2 м³

5665 м³

Підготовка під кріплення

ПК 22+80

ПК 20+10

F= 0,15• 47,5 = 7,12 м²

235

7,12 • 235 = 1674,4 м³

1699,5

Кріплення низового укосу посівом трав

F= 0,5• 132,5 • 835 = 55 318,7 м²

835

Влаштування автодороги

ПК 22+80

ПК 14+45

835

F= 0,5• 10 = 5 м²

835

835 • 5 = 4 175 м3

4592

Відсипка ядра

греблі

ПК 21+60

ПК 14+45 4 мv217,5

F1

4,5 v220

4 мv217,5

F2

8 м v183

F1 = 0,5•(4+4,5) • 2,5 = 10,6 м2F2 = 0,5•(4 + 8) • 34,5 = 207 м²? F = 217,6 м²

750

= 81 600 м3

89 760

Замикаюча ділянка

греблі

Влаштування автодороги

ПК 14+10

ПК 13+00

110

F= 0,5• 10 = 5 м²

110

110 • 5 = 550 м³

605

Планування

гребеня

греблі

ПК 14+10

ПК 13+00

110

F= 110 • 10 = 1 100 м2

110

Планування верхового

укосу

ПК 14+10

ПК 13+00

F= 0,5 • (148,5+156,5) • 110 = = 55 318,7 м²

110

Планування низового

укосу

ПК 14+10

ПК 13+00

F= 0,5• (125+132,5) •110 = = 14 162,5 м²

110

Шпунтові

роботи

Улаштування повздовжньої

шпунтової

перемички

Fп = Нп • Д = 7,5 • 6 = 45 м²

575

25 875

26 263,1

Шпунт під ядром у руслі

210

3.6 Розробка календарного плану

Календарний план відноситься до розряду найважливіших документів проекту виробництва робіт. Побудова лінійного календарного плану виконують згідно БНіП 3. 01. 01−85.

Вихідними даними для розробки календарного плану є: зведена відомість об'ємів робіт, директивний термін будівництва, та схема пропуску будівельних витрат води річки. Директивний термін будівництва 27 місяців.

В календарному плані встановлюються строки виконання окремих видів робіт, на основі технологічної послідовності виконання робіт, а також потреба в робочій силі як на окремі види робіт, так і на все будівництво.

Після розробки графічної частини плану виконується побудова графіків: руху робочої сили, а також інтенсивності бетонних та земляних робіт.

Коефіцієнт нерівномірності потреби в робочій силі визначається за формулою:

kнер = N пік / N сер? 2, (3. 28)

де N пік — кількість робітників в пік будівництва (згідно графіка), N пік= 36 чол.;

N сер — середня кількість робітників за добу;

N сер = У чол. днів / У роб. днів, (3. 29)

У роб. днів = 24 · n (3. 30)

де n — кількість місяців терміну будівництва греблі, n = 27 міс. ;

У роб. днів = 24 · 27 = 648 днів

k нер = 36 / 18 = 2

За графіком руху робочої сили виконано розрахунок місячної інтенсивності бетонних та земляних робіт.

Максимальна інтенсивності земляних робіт — 210 385 м3/міс.

Максимальна інтенсивність бетонних робіт — 1 867 м3/міс.

За піками графіків земляних та бетонних робіт визначається потреба в матеріалах, напівфабрикатах, будівельному обладнанні, конструкціях та установлюється необхідна потужність підсобних підприємств виробничої бази будівництва.

3.7 Прийняті способи виконання земляних робіт по греблі

При виконанні земляних робіт необхідно вирішити які з них мають виконуватися сухим способом, а які способом гідромеханізації.

При сухому способі розробки необхідно вибрати тип екскаватора, підібрати автосамоскиди до них, та підрахувати кількість автосамоскидів і екскаваторів.

Тип екскаватора приймаємо в залежності від максимальної місячної інтенсивності робіт = 210 385 м3/міс, яка установлюється за календарним планом.

Приймаємо екскаватор (таблиця 3. 2) з місткістю ковша 1- 1,25 м³

Таблиця 3. 2

Місячна інтенсивність, м3/міс

Місткість ковша екскаватора, мі

до 20 000

0,5 — 0,65

20 000 — 60 000

1 — 1,25

Марка екскаватора ЕО 5115. Технічна характеристика екскаватора ЕО 5115:

— місткість ковша — 1,2 м³;

— категорія ґрунту — I- III;

— довжина стріли — 6,4 м;

— довжина рукояті - 4,98 м;

— глибина копання — 1,4 м;

— висота копання — 8,2 м;

— висота розвантаження — 6 м;

— радіус копання — 8,4 м.

Місячну продуктивність екскаватора визначаємо за формулою:

де n — число робочих змін за добу, n = 2;

m — число робочих діб за місяць, m = 24;

Пміс= 1000 • 2 • 24/ 1,47 = 32 653м3/міс

Кількість екскаваторів визначаємо шляхом ділення максимальної місячної інтенсивності земляних робіт (за календарним планом) на місячну продуктивність прийнятого екскаватора:

(3. 32)

де Qміс — максимальна місячна інтенсивність земляних робіт, Qміс = 210 385 м3/міс;

Пміс — місячна продуктивність екскаватора, Пміс = 32 653 м3/міс;

= 210 385/ 32 653 = 6,4 7 шт.

Приймаємо два екскаватори, марки ЕО 5115.

Автосамоскиди слід підбирати з таким розрахунком, щоб в його кузов уміщувалось 3 ковша екскаватора:

Ргр = 3 · V · г (3. 33)

де Р гр — вантажність автосамоскида;

V — місткість ковша екскаватора, V = 1,2 мі;

Р гр = 3. 1,2. 1,7 = 6,12 т

Приймаємо автосамоскид КамАЗ 5510. Вантажопідйомність складає 9,0 т, місткість кузова -4,6 м³; швидкість — 80 км/год.

Кількість автосамоскидів для обслуговування одного екскаватора визначають за формулою:

де Пе — продуктивність екскаватора за зміну,

Пе= 1000/1,47 = 680м3/зміну

W — об'єм ґрунту у кузові автосамоскида, мі,

W = 3 · V (3. 35)

V — місткість ковша екскаватора; V =1,2 мі.

W = 3. 1,2 = 3,6 м³

L — відстань від забою до місця вивантаження ґрунту, приймаємо, L = 3 км;

V1 — швидкість руху автосамоскиду з вантажем, V1 = 17 км/год;

V2 — швидкість руху автосамоскиду у порожньому стані, V2 = 25 км/год;

tp, t3 — час розвантаження та затримки в дорозі, tp = t3 = 0,05 годин.

Самоскиди можуть працювати тільки в 2 зміни за добу, для обслуговування

трьохзмінної роботи екскаваторів необхідно мати кількість автосамоскидів у парку:

де Nа — кількість автосамоскидів для обслуговування одного екскаватора; Nа = 12 шт;

Nе — кількість одночасно працюючих в три зміни екскаваторів; Nе = 8 шт;

k т.г.п. — коефіцієнт технічної готовності парку машин, приймаємо 0,65.

Кількість автосамоскидів у парку — 37 машин. Для обслуговування одного екскаватора прийнято 8 автосамоскидів.

3.8 Прийняті способи виконання бетонних робіт по греблі

Бетонні роботи, у даному дипломному проекту, зводяться до улаштування кріплення верхового укосу збірними залізобетонними плитами, які виготовляють на бетонному заводі та доставляють на будівельний майданчик в готовому вигляді.

Збірні плити товщиною 20 см і розмірами 5×5 м монтуються кранами.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой