автореферат диссертации по строительству, 05.23.13, диссертация на тему:Методы формирования и выбора организационно-технологических схем сооружения железнодорожного земляного полотна на слабых основаниях

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

На правах рукописи

ВАСИН Олег Ефимович УДК 625.1.002:625.122.002 (043.3)

МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ВЫБОРА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ СООРУЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА СЛАБЫХ ОСНОВАНИЯХ

Специальность 05.23.13 - Строительство железных дорог

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1994 г.

Работа выполнена в Московском Государственном Университете путей сообщения.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

- доктор технических наук профессор С. Я. Луцкий. .

- доктор технических наук, профессор Г. С. Переселенков

- кандидат технических наук, старший научный сотрудник Г. Л. Борода.

- трест "Центростроймеханизация"

Защита состоится "20' оиЗГлИ^А. 1994 г. в часов

на заседании специализированного совета Д 114.05.03 при Московской Государственном университете путей сообщения по адресу: 101475, ГСП, Москва, А-55, ул. Образцова, 15, ауд.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета.

Автореферат разослан " ¿¿¿^.¿^¿У '1994 г.

Отзыв, заверенный печатыо, просим направлять по адресу совета университета.

Ученый секретарь диооертациониого совета к.т.н., профессор

Воробьев Э. В.

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ теш диссертанте определяется ролью железнодорожного строительства в районах хозяйственного освоения Западной Сибири, центра и севера Европейской часта России, где повсеместно распространен» слабые грунтовые основания. Под эксплуатационной нагрузкой слабые грунты изменяют свои свойства по недостаточно изученным закономерностям, что приводит к деформациям и авариям земляного полотна. Особую актуальность приобретает проблема строительства на слабну основаниях в связи с ростом эксплуатационных нагрузок и строительством высокоскоростных магистралей. По данной проблеме решены отдельные задачи обеспечения надежных конструкций земляных сооружений и выбора новых технологических и технических решений по эффективному производству земляных работ. Вместе с тем, задача формирования региональных организационно-технологических схем сооружения земляного полотна, обеспечивающих улучшение эксплуатационных характеристик оснований в строительный период не решена. Отсутствует опенка влияния способов производства работ и технических характеристик грунто-уплотнявдих машн на изменение свойств грунтов в основании земляных сооружений.

Исследования по теме диссертации проведены4^ рамках основной проблематики научных работ кафедры и соответствутомтправле-ниям отраслевой комплексной целевой программы по достиженив-внс-аего мирового техническою уровня в транспортном строите-льство (Программа "Мировой уровень").

Цель исследования - разработка методов выбора технологических параметров и комплектов машин, обеспечивающих сооружение железнодорожного земляного полотна с улучшенными эксплуатационными характеристиками оснований в строительный период и минимальными суммарными затратами машиноресурсов.

Задачи диссертации: определение технологических параметров сооружения земляного полотна на слабых основаниях; разработка интенсивных технологических режимов, составов комплектов машин и методов управления технологическими процессами сооружения земляного полотна на слабых основаниях; экспериментальное внедрение интенсивной технологии сооружения насыпей в заболоченной местности.

Метода исследования построены на основе, общей теории организации железнодорожного строительства, эффективности механизации к технической эксплуатации машин в строительстве; методах математического программирования, моделирования и решенйя орга-низааиснно-технологических задач. Достоверность научных положений , выводов I! рекомендаций подтверждена современными методами научного анализа и опытными расчетами организационно-технологических параметров сооружения земляного полотна новой яелознодо-роаяой линии, а научная обоснованность подтверждается их согла-сованнем с данными современной теории н практики железнодорожного строительства, совладением требований действующих нормативных документов.

Степень научной иовяанн диссертант;, определяется тем, что ■ х( пей предложены метод» формирования и кзбога г4<£эктивних строительных организоюгонно-техиологическпх схек сооружения земляного полотне на слабих основаниях, предусг/атривапцпе интенсивные технологические реюш эемянтос работ, улучшение эксплуатяиионных характеристик оснований «вашей п енвпште -строителькш: затрат пй их возведение.

Практическая значимость работа состоит в-том, здо ерганкза-Ш'снао-технологпческие схемы сооружения земляного полотна позволяет сократить объеш земляных работ в олоккых природных условиях и уменьшить осадки насыпей в оксплуатапионный период. Резуяь-

тэты исследования предназначены проектным институтам, трестам (А/0) механизации земляных работ и дорстройтрестам, занимающимся проектированием и строительством земляных сооружений в сложных инженерно-геологических условиях.

Реализация работы выполнена в тресте "Центростройыеханиза-ция" в 1992-93 гг. В результате внедрения методов интенсивной технологии при сооружении земляного полотна новой железнодорожной линии Ледмозеро-Кочкома на болотах П типа сокращен объем работ по устройству пригруза насыпей

Разработанные в диссертации технологические решения использованы в Научно-исследовательском институте транспортного строительства при разработке "Пособия по технологии сооружения железнодорожного земляного полотна", изданного в дополнение к СНиП 3.06.02-86 "Железные дороги. Организация строительства. Правила производства и приёмки работ".

Апробация и публикация. Основные положения диссертации доложены и одобрены на научно-технических конференциях молодых ученых и аспирантов Г.ШТа и заседаниях кафедры "Строительное производство" .'.П!ИТа (1991-1994 гг.). По материалам диссертации опубликовано 4 работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Основные положения методики выбора организапионно-

___технологических схем_'

Выбор рациональных технологических параметров и комплектов машин имеет иелыо организовать такие технологические процессы и так управлять ими в ходе работ, чтобы возвести земляное полотно с минимальными строительными затратами и наибольшей стабилизацией насыпей в строительный период. В качестве критерия этой сложной организационно-технологической задачи могут быть приняты минималь-

ные суммарные затраты на строительство и эксплуатацию земляного полотна на слабых основаниях.

В связи с такой постановкой задачи предметом исследования являются технология и организация работ по улучшению эксплуатационных качеств основания. Вопросы совершенствования конструкции и технологии возведения насыпей представляют предмет отдельного исследования.

По данной проблеме накоплен опыт сооружения земляного полотна железных дорог на севере Европейской части России, в Западной Сибири, на строительстве транспортных объектов за рубежом. Известны труды научных школ Московского и С.-Петербургского государственных университетов путей сообщения, БНИИЯТа, ВНИИ транспортного строительства и ряд других, проанализированных в I главе.

Блок-схема исследования и решения задач диссертации, которая содержит пять этапов (рис. I),

Этап I заключается в анализе технических характеристик производственной программы по сооружению земляного полотна на слабых основаниях, которые определяют технологические! решения и являются таким образом основой для выбора рациональных технологических схем. К ним относятся: высота насыпей ; плотность грунта у ;

глубина болота Нб; число слоев, толщина каждого слоя торфа 1\г

« ' _ ■

н его плотность , влажность и' , модуль деформации л др. Эти характеристики основания определяют тип болот, конструкцию насыпи и её подводной часта, а также метода определения осадок в основании. С технологических позиций величина осадки и модуль. деформашга Егявляются разультарупщши параметрами, показывающими влияние технологических решений на характеристики основания.

Этап 2. На данном атапе проводится анализ 'влияния технологических параметров на величину осадки насыпи в основании. Выделены три группы параметров:

Блок-схема выбора комплектов мяаш'и технологических режимов строительства земляных сооружений

Параметры производственной программы

(О

О О

щ ж « и 3 о г? ^

си о со к

Ф X

н ^

з: о

уахнические

к Уг

С- г

-V-

Технологические

Управляемые параметры

Насыпь

Ь

Гр^н тоуплотнячхца >; .. Тгшшка_:_

Р, Н, П , г

Технологические ■Ееяцщ-

3_

т . о

о

О о> я г; год

о «

з - н

к - н

в - о

КТ-1 НТ-2

И0 V

2 ,

0 = <Р

р

Ъ

ч

1г т

^ о о да я Д = о Я .2, аз . с ж ^ X а> н 4 * и т :? .4 л

/ / Г

1 м л X К э у

Рис.

1) Параметры насыпи (число слоев и толщина слоя, отсыпки /к,, , наличие пригруза, фронт работ по отсыпке каждого слоя и др.).

2) Параметры грунтоуплотняпцей техники (масса катка или другой машины Рк, вид воздействия на основание К^ и др.). .

3) Параметры управления технологическими процессами, к которым относятся технологические режимы работы комплектов.

Этап 3. Выбор технологических параметров взаимосвязан с определением рациональных комплектов машин. Такой выбор осуществляется как часть теории эффективного применения машин в транспортном строительстве. Методика основана на технико-экономических расчетах в балансовой матрице "объем работ - машиноресурсы". Обширная отечественная и зарубежная практика технико-экономических расчетов в области механизации показывает, что выбор наиболее эффективных комплектов машин сводится к оптимизационной задаче и решается методами математического программирования.

Этап 4 заключается в выработке рациональной стратегии управления технологическими процессами. Его назначение - регулирование технических параметров в ходе работ, - обосновано изменением грунтовых характеристик основания, технологических характеристик работы комплектов машин, изменением эксплуатационных режимов техники. Таким образом, на данном этапе учитывается динамика изменения технологических параметров в ходе работ. Методическая основа данного этапа базируется на вычислительной процедуре динамического программирования.

Этап 5 - заключительный. Его назначение - дать критериальную оценку и определить эффективность выбранных технологических режимов сооружения насыпей. При этом эффект рассчитывается как для стадии строительства, так и для эксплуатационного-периода.

Выбор технологических параметров сооружения земляного полотна основан на определении влияния технологических репенкй на ха-

рактеристики основания насыпей. Для учета технологических параметров била усовершенствована формула расчета конечной осадки с целью её пошаговой коррекции в зависимости от толщины отсыпаемого слоя и продолжительности работ 1 : - , ''» . : -, Ут^ Особенности расчетов является то, что к внешней нагрузке на основание нпсшти добавлена строительная нагрузка от катка Рк с учетом коэффштента динамичности К^. Это позволило принять в качестве управляемых и варьировать эксплуатационными режимами грунтоуплотняицей магапны, определяя их влияние на характеристики основания. Такой вывод имеет практическую значимость, так как режимы работы машин (скорость движения , частота вибрации >1, ) могут изменяться в широком диапазоне,'можно варьировать также типоразмерами грунтоуплотняицей техники и темпами возведения насыпей. Для учета интенсивности технологических процессов был проведен анализ влияния на характеристики основания двух временных факторов: I) продолжительности отсыпки каждого слоя; 2) времени технологического ожидания между отсыпкой каждого слоя.

При этом изменение времени отсыпки слоя может быть обеспечено за счет состава экскаваторного комплекта и типа грунтоуплогая-югаей техники, а также за счет технологического ожидания между отсыпкой каждого слоя. В диссертации предложены два основных суточных технологических режима послойной отсыпки насыпи: односменный и двухсменный режим отсыпки и уплотнения, отличающиеся: I) технологическими параметрами работы груктоуплоткяпцяс машин; 2) технологическим ожиданием; 3) энергоемкостью.

Сравнение технологических режимов сооружения насыпей приведено на рис. 2. Очевидно, что различная энергоемкость технологических схем позволяет произвести их сравнение по критерию минимальных энергозатрат.

Таким образом варианты отсыпки насыпи отличаются:

1) нагрузкой от грунтоуплотнителышх машин Р1 и энергоемкостью;

2) времен™ уплотнения Т и суточным режимом I см.

Различное влияние на характеристики насшш и основания параметров Рк, Кд, "( см, /| сл. С"" и 'I приводит к выводу о« возможности разработки интенсивной технологии сооружения насыпи на слабом основании. Интенсивная технология предполагает выбор таких комплектов машин и технологических параметров, которые в совокупности приведут к снижению суммарной энергоемкости работ и улучшению эксплуатационных характеристик основания насыпей.

Выбор рациональных технологических схем производится на двух стадиях: при проектировании и управлении ходом работ и на стадии организации сооружения земляного полотна на конкретном участке ж.д. линии.

При выборе технологических схем для производства работ предлагается принять в качестве критерия суммарные энергозатраты (при полностью механизированных'процессах) и суммарную себестоимость работ при смешанных процессах. На стадии организации сооружения земляного полотна выбор технологических схем может быть связан с капитальными вложениями в формирование комплектов и парков машин, поэтому в качестве критерия принимается прибыль от интенсивной технологии сооружения земляного- полотна. Этому соответствует так-ке критерий сравнительной эффективности - минимальные затраты на сооружение и эксплуатацию земляного полотна.

Формирование и организация работы комплектов маоин

при соогтутаиии земляного полотна на слабых основаниях

Рормлрование набора' технологических схем для работ на слабых основаниях позволило сделать переход от выбора технологически* регоЕ.яз но отдельных участках и пикетах к линейио-протяаеннону объекту, В сгяза с тем, что выполнение технологических п^сиесссь

на различнцх участках продольного профиля связаны (транспортом, ограничением по ресурсам и другими условиями) выбор оптимального варианта следует производить единым расчетом по всей трассе сооружения земляного полотна. Это особенно важно для болот второго типа, т.к. устройство пригруза связано с распределением масс на всем участке. При этом принципиально разными являются варианты:

1) Существующая традиционная тохнолфгия с устройством пригруза и последующим перемещением (после осадки) грунта пригруза

пр на соседние участки скрепор'ом.

2) Применение интенсивной технологии без устройства пригруза.

Технологические схемы и типоразмерные составы комплектов машин механизированных колонн для работы на слабых основаниях должны удовлетворять как общим требованиям к формированию машинных парков, так и ряду специфичных условий, отражающих региональные особенности производства работ. К основным требованиям относятся:

- необходимость выполнить заданные объемы сооружения земляного полотна \ ;

- ограничения по срокам сдачи готового земляного полотна под укладку пути

- ограничения по наличию машиноресурсов землеройных, транспортных и вспомогательных машин Ф_, Ф_, Ф_.

о Т В

Эти требования составляют условия оптимизационной задачи ви-бора наиболее эффективных составов комплектов мас:ин. Региональные условия работы комплектов на слабых основаниях включают:

- необходимость выбора принципиально разных-технологических схем интенсивного уплотнения оснований;

- необходимость опенки эффективности инвестиционных 'релениТ'

»

по включению в кстлектн лагам ново;"; техники (мог.ных вибпекатков, автоматизированных грунтскетшт пте лышх кпкик и др.);

- егг¡гнгч/с г>фтект№нсс/гл применения передгпнных гит-ромгхани-

зированных установок в общей программе работы мехколошш,

- организацию взаимодействия комплектов машин по инженерной подготовке слабых оснований и сооружению земляного полотна.

Эти организационные и технологические условия, включенные в математическую модель задачи, позволяют применить матричные методы расчетов, которые апробированы в транспортном строительстве; {эх пх - V , X < Ф(Т„_), РОС - , ХаО> ,

где П, Э, И - матрицы выработки, энергозатрат и интенсивности накопления осадок по участкам и технологическим схемам; X - матрица распределения машинопесурсов; V , ,>,• , Т__ - векторы объемов

лр

работ, осадок и сроков сдачи на каждом участке.

В матрицу вводятся строки, соответствующие новой технике, которую необходимо включить в состав мехколошш для интенсивной технологии сооружения насыпей.

Данная задача решается методами линейного программирования. В результате её решения определяются технологические режим и комплекты машин, обеспечивакдае вшюпнение заданных объемов сооружения земляного полотна с заданны?™ эксплуатационными характеристиками при минимальной суммарной энергоемкости производства работ.

Рассмотрим стадию производства работ и оперативного управления технологическими процессами сооружения насыпи на слабых основаниях. Необходимость управления вызвана изменениями характеристик основания в связи с работой машин и под влиянием природных факторов.

Управление технологическими процессами включает три функшгл:

1) контроль состояния грунтов насыпи а основания,

2) моделирование вариантов технслсгическюс процессов и ех изменения во "времени,

3) выбор оптимальней последовате яьнссти технологически ыз-

риантов во времени, обеспечивающей заданные эксплуатационные характеристики при экстремальном значении критерия эффективности.

Контроль состояния грунтов насыпи и основания производится в строительный период с помощью контрольного бурения буровыми машинами на иневмоходу. В эксплуатационный период для этой цели применяется электродинамическое зондирование, буровые машины на рельсовом ходу (например, машина У им фирмы "Пляссер и Tofipep" (Австрия), которая определяет параметры одновременно в шести точках Поперечника.

Оба метода не нашли распространение в строительстве, т.к. они дорогостоящие и, кроме того, контролируют состояние готовой насыпи, а не результаты технологических операций в каждом слое.

Машина фирмы "Пляссер и Toíípep" безусловно перспективна. Её применение на реконструкции земляного полотна в СПА позволило окупить первоначальные затраты (стоимость машины около 700 тыс. долларов США) зп один год. Машина исполнена на рельсовом ходу, но она может быть модернизирована для строительных полей.

Моделирование технологических режимов основано на пошаговой (во времени) оптимизации технологических процессов. При отсыпке 1-го слоя насыпи в течений к-ii смены возможны следующие технологические состояния:

1) отсыпка насыпи различными слоями (варьирование телцшей слоя); .'■'..•'

2) варьирование методами воздействия и характеристиками'грук-тоуплотняп;;их машин (типом, размером, скоростьм движения, частотой вибрации, видом кулачков);

3) варьирование режимом и временем .технологического сягда-

*

ния.

Этим Еаг;:анта:л соответствуют различные- величины осадок к, «JcrecTKCKfft-, гаэшшне энергозатраты.

В предложенной методике выбора оптимальной стратегии на каждом этапе отсыпки насыпи вырабатываются (генерируются) возможные продолжения указанных вариантов. Они образуют модель-сетку, которая может рассматриваться в классе моделей динамического программирования. Задача состоит в том, чтобы найти оптимальную последовательность технологических процессов, .обеспечивающую: выполнение заданных объемов работ; достижение заданной осадки основания; минимальные затраты на возведение насыпи.

Для решения этой задачи предлагается использовать принцип оптимальности Беллмана-Дрейфусв, Вычислительную процедуру динамического программирования предложено сочетать с правилом отбраковки заведомо неоптимальных вариантов.

Отметим, чтр в качестве критерия оптимальности при выборе технологических вариантов возведения.насыпи достаточно принять суммарную энергоемкость работ. Это объясняется наличием полностью механизированных процессов. Особенностью данного критерия является возможность учета различного врекзки сооружения насыпи с применением разных комплектов.

Например ,• технологический процесс с применением пнепмокатка ПК и, тем более, технологического ожидания ТО выполняется дольше, чем с применением виброкатка ВК. Поэтому, несмотря на то, что виброкаток имеет большую удельную энергоемкость, суммарные энергозатраты за весь период. Т с применением интенсивной технологии могут быть меньше: ЭТ1(ПК, ТО) > ЭТ2(БК), т.к. Т1 > Т2.

В результате расчетов для каждого отдельного участка выбирается-оптимальная последовательность технологических карт для различных характеристик основания насыпи и методов уплотнения грунта.

Особенно важна организация взаимодействия комплектов мапзш и оборудования 'при гидромехаккзкровачных работах. В су-цествуи^пх технологических схемах не предусматриваются груктсупдстшпгде

средства, ток как технология намыва насыпей обеспечивает нормативную плотность грунтов. Вместе с тем, основание насыпей не уплотняются и, как следствие, дают непредусмотренные проектом осадки в эксплуатационный период.

Применение интенсивной технологии для уплотнения оснований при гидромоханиэировпннкх работах связано с необходимостью организации взаимодействия трех технологических специализированных потоков:

- размыв торфа в траншеях или его разжижение и удаление в отвал;

- намыв грунта п траншею;

- интенсивное уплотнение намытого слоя насыпи и основания.

Особенностью организации этих потоков является необходимость

включения в их состав технологического ожидания для осушения намытого слоя и возможности применения (прохода) виброкагков.

В связи с тем, что трассы сооружения земляного полотна включают заболоченные участки, чередующиеся с обыкновенными грунтами, приведенный выше состав потоков долхен быть также увязан с общей производственной программой мехколонны и распределением земляных масс, включая участки на слабых основаниях.

Технологические'связи мегкду специализированными потоками по гидромеханизации, уплотнению оснований и механизации земляных работ в обыкновенных грунтах являются основой разработки сводного календарного графика сооружения земляного полотна. Для построения календарного графика производства экспериментальных, подготовительных и основных рабст предложено использовать модель неритмичного потека с технологическими и сезонными оя:илан;:ямк для оценки

*

результатов эксперимента. •

Характерно, что в сложны:« природных условиях ведущим технологически« процессом является гцунтоуплсткяпцая маппша и/оборудоЕа~

ние для контроля состояния насыпи и основания. Именно они определяют скорость возведения насыпи и достижения заданных характеристик основания, а не выработка землеройных машин, как ото имеет место в обычных условиях.

Предложенные интенсивные технологические процессы и комплекты с применением мощной грунтоуплотняицой техники позволяют уменьшить расходы, связанные с устранением просадок земляного полотна, а также сокращают сроки строительства. Однако реализация таких сложных технологий на конкретных объектах связана с необходимостью научного и экспериментального сопровождения, обеспечивающего в ходе работ непрерывный контроль физических и грунтовых процессов и управление технологическими параметрами. Более того, на выбор технологических схем существенное влияние оказывают организационные условия работы мехколонн -в части сроков и очередности производства работ.

Экспериментальное внедрение методики организопионно-

технологического обеспечения сооружения земляного полотна на новой гл.д, линии .Дэдмрзеро-Кочкрма

Гг!едря!н:е разработанной кзтодики выбора технологических па-гс-члетров я .тошяектов мясгаи било выполнено в 1992-93 гг. в рам-у;х.:. прогр&ти шюго.тетяего творческого содружества кафедры "Строительное производство" МШТа и треста "Центростроймеханизаиия",

частности в ходе строительства ноеой я.д. линии Ледмозеро-Коч-ксйа в Карелии протяженностью около 100 ¡см в заболоченней местности.

Для повышения эффективности сооружения земляного полотна в заболоченной тлэстности были выделены на трассе гелезней дорога экспериментальные участка, входяцие е' проаззсдстБеннув прогреи-о* мехколонн # 54 я » 78. В соответствии с проектом предусматрхга-лось сооружение насыпей на болотах I тага с частячнсЯ или пол-

ной выторфсшкой, а на болотах П тина - погружение насыпей на минеральное дно с устройством временного пригруза или "плавающие" насыпи с бермами.

Для экспериментальных участков были рассчитаны и предложены мехколоннам варианты интенсивных технологических процессов, отличающиеся следующими характеристиками:

1) типоразмером грунтоуплотнямщой техники (пневмокатки 18 и 25 т и виброкаток массой «10т);

2) режимом уплотнения (односменный и двухсменный);

3) толщиной слоя уплотнения.

Экспериментальные расчеты технологических схем сооружения земляного полотна железнодорожной линии Дедмозеро-Кочкомя во всем практически возможном диапазоне изменения толщины слоя применительно к техническому оснащению мехколонн треста "Центрострой-механизаппя" экскаваторными комплектами и катками дали следующие результаты. С увеличением массы катка осадка растет не пропорционально, так как нагрузка Р, распределяется по площади уплотнения.

4

Например, увеличение массы катка с 18 до 25 т привело к увеличению осадки на 10?.

Уменьшение толщины отсыпаемого слоя оказывает наибольшее влияние на осадку. При одном и том же катке Р(< - 18 т (1С т/м^) при толщине слоев 0,6 и 0,3 м осадка увеличилась на 12?.. Гасчетная . осадка достигается примерно через 100 дней. После отсыпки через 30 дней осадка составляет 0,07 от расчетной.

Рекомендации по технологии сооружения насыпей (толщина слоя, применение вкбрскатков) были принята трестом "Центростроймехани-запкя" в 1992 :: 1993 годах для соорукенич земляного полотна ке-лезнодоротао" линии Лсдмозеро-Кочкома на участках км 59-64.

Применение интенсивной технологии на болотах П типа в большинстве случаев обеспечивает посадку насыпи на минеральное дно,

Что подтверждено результатами контрольного бурения в 1933 г. Это позволяет за счет увеличения строительных затрат-на реализацию интенсивной технологии в строительный период сократить расходы на лечение земляного полотна в эксплуатационный период.

Экономический эффект от применения интенсивной технологии сооружения насыпи на болотах I типа определяется по формуле:

Эт = У + Зх - 3 I ок бп стр -

где У „ - ущерб от предоставления "окон" в эксплуатационный период;

Ол

^бп ~ дополнительные затраты на выправку пути в связи с просадками в эксплуатационный период; ^стр ~ стРоитеяьные затраты на дополнительный объем работ,

связанный с увеличением осадки при интенсивной технологии.

о

Например, на участке км 83-84, болота I типа, объем работ 65000 м / /км» эффект составил 4,8 млн.руб. (в-ценах 1992 г.) или 23% от стоимости сооружения земляного полотна на участке.

Экономический эффект внедрения интенсивной технологии сооружения насыпей на болотах П* типа состоит в сокращении себестоимости работ за счет посадки насыпи на минеральное дно без устройства • пригруза. Сокращение объема работ за счет ликвидации приг'руза насыпи составило 22$. Размер эффекта возрастает с увеличением дальности' возки грунта пригруза, увеличении его объема при недостаточных темпах посадки насыпи на дно.

основные вывода

I, Актуальность проблемы совершенствования сооружения эеилл-кого полотка на слабых основаниях заключается в необходимости повышения эффективности строительного производства и улучпения эксплуатационных характеристик насыпей уге в строительный период. Су-ществупцая технология не учитывает ззменение строительных, условия и свойств грунтов основания в ходе работ и направлена лишь на реализацию первоначальных проектно-техлсдогнческях регенгЗ.

2. Методы формирования организационно-технологических схем включают исследование влияния и взаимодействия' технологических параметров, составов комплектов машин и технических характеристик слабых оснований в ходе работ.

В диссертации выделены основные технологические параметры этого взаимодействия, в том числе: количество слоев отсыпки, толщина слоя, типоразмер грунтоуплотнягадей машины, режимы уплотнения (скорость движения, частота вибрации), о также предложены способы учета технологических параметров при определении осадок основания насыпей.

3. Интенсивная технология возведения насыпей заключается в систематическом выборе и реализации таких способов производства работ (комплектов машин и технологических режимов), которые в совокупности приводят к снижению суммарных энергозатрат и улучшению эксплуатационных характеристик оснований.

Экспериментальные расчеты технологических схем сооружения земляного полотна на ж.д. линии Ледмозеро-Кочкома показали, что наибольшее влияние на энергоемкость работ и осадку основания оказывают толщина слоя и типоразмер грунтоуплотняющей машины.

4. Условием реализации интенсивной технологии является управление технологическими процессами и формирование рациональных сменных режимов отсыпки и уплотнения насыпей. В диссертации предложена модель-сетка выбора оптимальных технологических проибссов с применением динамического программирования.

В сложных природных условиях (в частности на слабых основаниях) ведущим технологическим процессом является грунтоуплотняю-

щая мяпина и оборудование для контроля состояния насыпи и основа»

ния. Именно они определяют скорость возведения насыпи и достижения заданных характеристик основания, а не выработка землеройных шгош, как ■•':< имеет место в обычных услоекях.

5. Особенности формирования комплектов машин и календарного планирования работ в мехколокне является: необходимость Енбора принципиально разных технологических схем сооружений насыпей (экскаваторными комплектами, гидромеханизированным способом и поздней возкой), опенка эффективности включения в комплекты новой техники (мошных виброкатков, автоматизированных испытательных машин) организация взаимодействия работ по инженерной подготовке и сооружении земляного полотна.

Для выбора оптимальных комплектов машин на участке работы мехколонн предложена математическая модель, включающая организа-пионно-техлологические условия возведения насыпей и критерий эффективности. Модель рассмотрена и решена в классе зада.ч линейного программировать.

6. Экономическая эффективность применения рациональных орга-няаоцнонно-тезяологических схем сооружения земляного полотна на слабых основаниях состоит в снижении суммарных энергозатрат в шхколоянах и уменьшении объемов работ по ликвидации просадок на-

,"знтзеа а'эксплуатационный период. Применение интенсивной технология э трасте "Центростройтсехаиизашш" на опытнах участках сооружения земляного полотка з.д. яишг Ледмозеро-Йочксма на болотах I типа пбяаэайо возштость снизить суммарные строительные и эксплуатационные) затрат» на 23$' от етошоотп земляного полотна. На участках болот Я типа было реажягогапо лредлогеипв по посадке насыпи на ш-пвраггьасе Дно о пржгзпеняем. зттансизяой технологии без устройства црягруза насши. В результата объем сокращен пришрно на

Ссног-Чкэ_ пологсяпд диссертация с публикованы з. следу мил ра-Оотах:

I. Дуцквй С.Я., Еаспн 0.3. Еабор оптимальной технологии сооружения земляного полотна в сложных природных условиях. - Транс-

портное строительство, 1992, № 3. - с. 9-14.

2. Абаров В. П., Луикий С. Я., Басин 0. Е., Алавдар Т. Особенности строительства земляных сооружений на слабых основаниях.-Транспортное строительство, 1993. № 2. - с. 2-4.'

3. Басин 0. Е. Совершенствование производства работ. (Организация строительства железнодорожного 'пути в сложных природных условиях. - М.: Транспарт, - 1992. - с. 76-92.

4. Басин 0. Е. Совершенствование способов механизации земляных работ в районах с низкими температурами.

В сб. трудов МИИТ № 85:3. - М.: 1991, - с. 102-104.

БАСИН Олег Ефимович • ' >

МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ И ВЫБОРА ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ СООРУЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ' ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА НА СЛйЩХ ОСНОВАНИЯХ

05.23.13 - Строительство железных дорог

Сдано в набор ОЦ.ОУ.Э*/. Подписано к печати ОЧ.СУ.ЭУ.

Формат бумаги 60x90 1/16 Объем 1,3?53акаэ 92h Тирад 100 экз.

Типография МИИТа, Москва, А-55, ул. Образцова, 15