автореферат диссертации по строительству, 05.23.07, диссертация на тему:Выбор транспортных комплексов для возведения грунтовых плотин

0'2 аь

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАЛ\ЕНИ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ имени В. В. КУЙБЫШЕВА

На правах рукописи

МОИСЕЕВ Александр Игоревич

УДК 621.311.21

ВЫБОР ТРАНСПОРТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ ВОЗВЕДЕНИЯ ГРУНТОВЫХ ПЛОТИН

Специальность 05.23.07 — «Гидротехническое и мелиоративное строительство»

Лпторсферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА 1991

Работа выполнена в Московском инженерно-строительном институте им. В. В. Куйбышева.

Научные руководители:

доктор технических паук, профессор Кудояров Леонид Иванович, кандидат технических наук, профессор Чураков Александр Иванович. |

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Нсдрига Василий Павлович, кандидат технических наук, доцент Куперман Владимир Леоиович.

Ведущая организация: институт «Оргэнергострой».

го

Защита состоится « /о » ФЕВРА1992 г. в часои па заседании специализированного совета Д.053.11.04 при Московском инженерно-строительном институте им. В. В. Куйбышева по адресу: Москва, Спартаковская ул., 2, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Просим Вас принять участие в защите и направить отзыв в 2-х экземплярах, скрепленных печатью, по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, 26, МИСИ им. В. В. Куйбышева, ученый совет.

Автореферат разослан « /7 » Р9( 1992 г. № /029 -/2г

Ученый секретарь специализированного совета, профессор

Н. Н. Аршеневский

-г.,,*.-' ; ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теыы. В соотав большинства гидроузлов различного назначения входят плотины из грунтовых материалов. Стоимость, трудоемкость и продолжительность их возведения в значительной отепени определяют эффективность всего строительства в целом. В связи с этим, поиск оптимальных конструктивных, технологических п организационных решений по грунтовым плотинам является одной из важнейших задач проектирования. В ряду главных вопросов, решаемых в этом направлении, стоит выбор методов л средств механизации для доставки грунтов из карьеров или полезных выработок в тело сооружения, так как транспортные расходы составляют в среднем порядка 50%, а в ряде случаев достигала 70*75$ от общей стоимости земельно-скальных работ но возведению качественных насыпей. С ростом объемов перемещения материалов, значение этого вопроса возрастает и тробует комплексного решения о учетом проблем, касающихся возведения не только основных сооружений, но и строительства подообных предприятий, прокладки транспортных ког.муникаций, а тагяо ишнцно-социального строительства.

В нашей страна построен ряд больших, грунтовых плотин, однако фактические стоимости, трудоемкости и продолжительности возведения многих из них превысили проектные данные. Одной из основных причин этого явилось вынужденное применение недостаточно мощных и производительных цикличных транспортных средств. Поэтому, поиск новых, более эффективных технологий и средств механизации для транспортировки грунтовых материалов в гидро-гехшгевоном строительстве, является вполне актуальной задачей.

Возможным способом ускорения темпов строительства и его удешевления, шкет стать применение непрерывных видов транспорта в комбинации о традиционным автотранспортом. Подобные

циклично-поточные транспортные комплексы успешно зарекомендовали себя в горнодобывающей промышленности и зарубежном пло-ишостроении. Учитывая, что процесс внедрения комбинированного транопорта начался и в отечественном гидротехническом строительстве, выбор оптимальных вариантов доставки грунтов, о цель» повышения ¡эффективности возведения плотин разных конструкций, становится весьма важной задачей проектирования, чему и посвящена настоящая работа.

В современных условиях внедрения рыночной экономики, когда выбор методов и оборудования для проведения различных операций по возведению сооружений оказывает существенное влияние на прибыль строительных организаций, поиск оптимальных технологических решений является лшзненно необходимым условием их дальнейшего успешного функционирования.

Целью настоящей работы является разработка метода выбора транспортных комплексов для возведения грунтовых плотин, а также оценка влияния конструктивных параметров сооружений и уоловий их строительства па эффективность отдельных видов трап-спорта и их комбинаций.

Для достижения поставленной цели проведено исследование транспортных систем в гидротехническом строительстве и горнодобывающей промышленности; ооущеогвлен анализ иыеющхся методов оценки технологических решений по производству земельно-скальных работ; создана методика сравнения и выбора вариантов доставки грунтовых материалов; установлены зависимости эффективности различных транспортных схем от видов перемещаемого грунта, интенсивностей и сроков строительства, расстояний транспортировки и высот подъема материалов в сооружение.

Основой выполнения работы явились проведенные автором

экспериментально-теоретические исследования на созданной математической моделе с использованием данных, полученных в результате натурных наблвдений, а также изучения проектных и отчетных материалов о работе различных видов транспорта и вспомогательного оборудования в строительстве и промышленности. ■ . .

Научная новизна работы заключается: в создания методики сравнения и выбора вариантов доставки грунтовых материалов для возведения плотин различных конструкций;

в разработке математической модели оценки эффективности комплексов оборудования для подачп грунтовых материалов из карьеров, полезных выработок.или о дцюбпльпб-сортировочных Заводов в тело плотины как по цикличной, так и по цпклично--поточпой технологиям й использованием соответственно автомобильного л комбинированного автомобпльно-нопвейерного транспорта;

в выявлении и научном обосновании зависимостей эффектгаз-ностей транспортных технологий и оборудования от принимаемых конструкций, материалов и сроков возведения плотин;

в установлении границ преимущественного использования отдельных видов транспорта й их комбинаций при различных интенсивностях, расстояниях и высотах подачи грунтов.

Практический выход состоит в том, что созданная методика и програмное. обеспечение .отвечают требованиям практики проектирования и научных исследований намоченных к . строительству гидротехнических объектов, так как позволяют определять наиболее оптимальные метода'и средства"доставки грунтов в процессе увяэкя конструктивных, технологических и организационных решений на различных этапа/. строительства.

Внедрение результатов исследований осуществлено в институте "Ташгидропроект" объединения "Гидропроект" при проектировании Пскемского. гидроузла на р.Пскем в республике Узбекистан.

Апробация работы. Ооновные положения диссертационной работы представлены в докладах на " V - научно-техническом совещании Гидропроекта по вопросам повышения эффективности и качества научных исследований и проектирования" в г.Москве в, 1987 г. и на Х1.У и ХЬУ1 конференциях по итогам научно-технических работ МИСИ им.В.В.К^гйбышева в 1986 и' 1988 гг. По результатам исследований опубликовано 6 печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников и приложений. Общий объем работы 1В9 отр., в том числе 132' стр. машинописного текста, 21 стр.рисунков, 7 стр.таблиц, 10 стр.приложений и 19 стр.. списка литературы из 233 наименований. На защиту выносятся:

методика сравнения и выбора вариантов доставки грунтовых материалов для возведения плотин;

математическая модель оценки эффективности транспортных комплексов при различных конструктивных параметрах и условиях строительства грунтовых плотин;

рекомендуемые области рационального применения вариантов транспортных схем при росте интенсивности, расстояния и высота подачи грунтов;

установленные зависимости изменения эффективности цикличных и циклично-поточных технологий доставки грунтов в результате комплексного влияния принимаемых в процессе проектирования конструкций, материалов и сроков возведения плотин.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой глава проведен анализ литературных источников по исоледувмой проблеме; осуществлена систематизация факторов, определяющих выбор вида транспорта для возведения грунтовых плотин; исследованы существующие методы оценки эффективности вариантов производства земельно-скальных р~бот в строительстве, вскрыты их доотоинотва и недостатки; проанализирован опыт выбора оптимальных транспортных схем в горнодобывающих отраслях промышленности.

Выбор транспортных технологий и оборудования проводится на оонове технико-экономического сопоставления рада вариантов. На результаты такого сравнения влияют различные факторы. Во многом, выбор транопортных средотв и технологий диктуется принимаемыми материалами и конструкциями элементов плотины, в которые укладываются подаваемые грунты. Этот выбор зависит и от решения ряда организационных и технологических вопросов. Поэтилу, для определения оптимальных вариантов строительства, формирование и сопоставление транспортных комплексов необходимо осуществлять в зависимости и тесной увязке с конструктивными параметрами и уоловиями возведения проектируемых плотин.

К настоящему времени разработан ряд методик по выбору оптимальных вариантов механизации земельно-скальных работ. Однако, из-за отсутствия крупных линий непрерывного транспорта в строительной индустрии, вопросы сравнения цикличных и циклично—поточных технологий доставки грунтов пррктически не получили развития. Что же касается гидротехнического строительства, то изучение транспортных процессов проводилось: учеными МИСИ, ШШБОДГЕО, БЕШИГа, НИМЭСа, МШИ; лроектиров-

щиками институтов "Оргэнергострой" и "Гидропроекг"; строителями Нурекского и Рогунского гидроузлов. Однако, имеющиеся на сегодняшний день методические материалы по. сравнению различных технологий и оборудования для доставки грунтов носят приближенный характер и не позволяют проводить исследования многовариантности условий работы транспортных линий, что часто требуется при выборе оптимального варианта строительства. Значи-' тельный опыт сравнения видов транспорта и их комбинаций, накоплен в горнодобывающих отраслях промышленности, но разработанные для этой цели экономико-математические модели не могут быть использованы при проектировании грунтовых плотин из-за существенных отличий процесса их возведения от добычи полезных ископаемых.

Проведенный в настоящей главе анализ состояния вопроса выбора методов и средств механизации для перемещения грунтовых материалов в гидротехническом строительстве показал, что для всесторонней оценки транспортных систем о использованием как автомобильного, так и комбинированного автомобильно-конвейерного транспорта, необходимо ооздание собственной специфической методики и математического аппарата, позволяющих осуществлять выбор вариантов транспортных комплексов для возведения грунтовых плотин различных конструкций.

Во второй главе приведена разработанная методика сравае-ния и выбора вариантов доставки грунтовых материалов для возведения плотин. В состав данной методаки вошли: перечень исходных данных, источники и порядок их подготовки; способы учета основных факторов, влияющих на выбор технологии и оборудования для перемещения грунтов; рекомендации по выбору видов транспорта иди их комбинаций, возможных в рассматриваемых ус-

ловиях строительства; основные положения по подбору оптимальной совокупности параметров транспортных схем; критерии и метод оценки эффективности альтернативных вариантов доставки грунтов. Последовательность выбора оптимального комплекса транспортировки определенного материала при заданной конструкции и условиях возведения плотины, а также порядок учета основных факторов, представлены на схеме на рис.1.

В общем виде задача определения наиболее эффективных вариантов транспортных комплексов при различных конструктивных, технологических и организационных решениях может быть представлена следующей системой отношений:

с^ (1**;' V»«, 0 , (2)

где - критерий эффективности транспортного комплекса;

■р - целевая функция, представляющая собой формализованное • выражение критерия оптимальности; 1с<.р - варианты транспортных комплексов; ^ , с - количество сравниваемых вариантов транспортных комплексов для рассматриваемого сочетания значений управляемых переменных параметров; р-|Д ,

с1 - общее число возможных. сочетаний значений управляемых перемените параметров; - управляемые пере-

меннне параметры; 1,2.....г - их порядковые номера; х ,

^ = ,,.., у-ТуГ; - количество рассматриваемых

значений управляемых переменных параметров с порядковыми номерами соответственно 1,2,...,г ; - неуправляемые факторы; . 2,...,^ - порядковые номера неуправляемых факторов; - уравнения связи, представляющие собой формализации систем ограничений.

Рис.1 Схема выбора оптимального варианта доставки грунтового материала для возведения конструктивного элемента тела плотины

Параметр I характеризует схему доставки грунта, а также задействованные типы, марки и количество оборудования для погрузки, транспортировки, перегрузки и раскладки материала. В настоящей исследовательской работе в качестве управляемых ■' переменных параметров приняты: виды грунтовых материалов, обозначаемые символом М ; варианты конструкций элементов плотины - К ; значения сроков строительства - N и расстояния транспортировки грунтов - L . С целью упрощения вычислений один параметр К объединяет такие понятия, как объем, высоту, очертания и месторасположение элемента в теле сооружения. Срок строительства N , одинаковый для всех вариантов конструкции проектируемой плотины, определяет для кая-дой из них свои годовые интенсивности подачи материалов.

Решение модели, заданной соотношениями (I) и (2), заключается в нахождении совокупности значений переменных

иавдое из которых соответствует одному из возмонних сочетаний параметров К, L, И, N и обращает в min целевую функцию при заданных уравнениях связи. Задача выбора транспортных комплексов может иметь и более частный характер, при которой число варьируемых параметров сокращается.

Так как конечный результат использования сравниваемых вариантов доставки определенного грунтового материала тождественен при каждом из возможных сочетаний управляемых переменных параметров, то максимальная прибыль строительной организации может быть-достигнута при минимальных затратах на осуществление транспортного процесса. Согласно еще дой-

(3)

ствувдим нормативным документам Госстроя, в качестве критерия эффективности сравниваемых технологических решений следует использовать приведенные затраты, представляющие собой сумму себестоимости и нормативных отчислений от ка- . питальных вложений в производственные фонды строительной организации. Однако, учитывая внедрение новых экономических отношений, критерием эффективности может служить и показатель полных затрат. В этом случае, капитальные вложения на подготовку транспортного процесса принимаются в полном объеме, но при расчете себестоимости перемещения грунта, нормативные отчисления на реновацию оредств механизации не учитываются.

Уравнения (I ) + (3 ) предотавляют собой лишь общую концепцию решения вадачи выбора аффективных, вариантов доставки грунтов. Для сравнения различных транспортных комплексов разработан математический аппарат определения эффективности предлагаемых технологических решений, позволяющий оценивать альтернативные варианты по различным показателям. Выражение для расчета этих показателей может быть представлено в виде:

RU,K,L,M,N) t ¿t

(i + at) [IUSsmij +SAM0PT.j +$PEM.j +5тсп4^+

+ S эл.^ + $до p.j) +- e( Snp.J + Smoht.j + ScTP.j)] ; (4 )

где Cj, Pj - соответственно себестоимость пегом-

щения грунта; капитальные вложения на подготовку транспортного процесса; объединяющий показатель экономической эффективности за $ -ый год строительства. В качестве последнего могут служить как приведенные, так и полные затраты; ^ = ( I + си) - коэффициент приведения разновременных затпат к базисному году; а* - норматив для приведения разновре-'менных затрат, а± = 0,08; ^ - период приведения;

Б - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений. Если в качестве показателя эффективности выбраны приведенные затраты, то е =0,12, а если полные - е = I;

$зар.}, 5АМОРТ.|( БРЕМ.}, БТОПЛ.}, 5 эл.}, БДОР.] — текуиро затраты в | -ый год строительства, соответственно на: заработную плату технологических бригад на линиях цикличного и непрерывного транспорта; амортизационные отчисления на реновацию и капитальный ремонт средств механизации; текущий ремонт и техническое обслуживание оборудования; горюче-смазочные материалы; электроэнергию; ремонт и содержание землевозных дорог; - коэффициент, учитывающий накладные расхода^

(

БпР.^, Бионт. Б СТР.} "

- единовременные затраты в } -ый год, соответственно на: приобретение машин и механизмов, включая затраты на транспортные и заготовительно-складские расходы; монтажные, перемонтакные и пуско-начадочше работы; строительство дорог и сооружений, необходимых для функционирования транспортного процесоа (в том' числе и сооружений гравитационного транспорта).

Математическая модель, по которой осуществляется оценка вффективиости вариантов доставки грунтовых материалов '

при различных конструкциях п условиях возведения грунтовой плотины представляет собой полностью раскрытую формулу (4 ). С помощью этой модели подсчитываются экономические показатели цикличных и циклично-поточных транспортных комгоюкоов, • в которые могут входить различные по производительности автосамосвалы; стационарные, передвижные и телескопические ленточные конвейеры; дробилки; бункеры - дозаторы; ленточные перегружатели и отвалообразозателн; пластинчатые питатели; скребковые транспортеры; экскаваторы с прямой лопатой и роторные; скреперы, а такке тракторные турнадозеры для передвижки забойных конвейеров. С целью упрощения вычислений, количество используемых исходных данных сокращено до возмоа-ного минимума, однако и в атом случае их число равно 93.'

Для реализации ¡математической модели на ЭВМ разработана блок-схема ее решения, на основе которой на языке ФОРТРАН для EC-I040 составлена вычислительная программа' " MAIN " и подпрограммы для ввода массивов исходных данных. Помимо этого, в настоящей работе проведена систематизация этих данных, предложены источники и порядок получения необходимой информации.

Третья глава посвящена оценке влияния конструктивных параметров и условий возведения грунтовых плотин на выбор транспортных комплексов. Для. оценки такого влияния, задавались различные типы и размеры грунтовой плотины. Были рассмотрены шесть вариантов соорукения. Плотина "А" состоит И8 вертикального суглинистого ядра и комбинированных упорных призм из галечника и рваного камня в качестве пригрузки. Вариант "Б" отличается от предыдущего тем, что противофильт-рациошшм элементом служит асфальтобетонная диафрагма. В

варианте "В" принята плотина с суглинистым экраном. Варианты "Г", "Д" и "Е" имеют такие не противофильтрационные элементы, как соответственно "А", "Б" и "В", но отличие состоит в том, что их упорные призмы целиком состоят из.каменной наброски. Высота плотины изменялась от 60 до 200 м, соответственно возрастали п объемы работ по возведению элементов . сооружения. Рассмотренные варианта плотин не охватывают всю гамму возможных разновидностей возводимых отсыпкой грунтовых сооружений, но являются достаточно представительными и могут служить основой для оценки различных способов строительства. '

В качестве сравниваемых вариантов доставки грунтовых материалов в тело плотины приняты комплексы "экскаватор-автосамосвал", "экскаватор-автосамосвал-стационаршй конвейер-' автосамосвал" и "экскаватор-автосамосвал - стационарный конвейер-телескопический конвейер - автосамосвёл". Параметры линий рассчитывались исходя из интенсивностей и расстояний перемещения грунтов, которые изменялись в пределах соответственно от 0,25 до 10 млн.м3 в год и от I до 15 км.-

В результате проведенных расчетов для каждого вида перемещаемого материала получены зависимости приведенных затрат на осуществление транспортных операций от интенсилнос-ти строительства, дальности перевозок и высоты подачи грунтов на возводимую плотину. По 'этим зависимостям установлены границы преимущественного применения отдельных видо^ транспорта и их комбинаций. В результате обобщения полученных результатов для всех вариантов, плотины, построен график для определения областей ршзтгагалмюго ясислг-чсвчния

рассмотренных транспортных комплексов, который представлен на рис.2.

Опыт применения циклично-поточного транспорта показал, что протяженности магистралей доставки грунтов сокращаются примерно на 15+25$ по сравнению с расстояниями их.перевозок по дорогам одним автотранспортом, благодаря возможности большего спрямления трисо конвейерных линий. В связи с этим, на представленном графике даны две шкалы расстояний, для автомобильного и автомобильно-конвейерного транспорта.

Полученные области рационального применения различных транспортных комплексов не имеют четких границ, так как они частично перекрывают друг друга. Это происходит потому, что мевду областями, где по расчету при всех конструкциях плотин и условиях их возведения наиболее эффективным оказался лишь один вариант транспорта, существуют зоны, где при разных конструктивных решениях более эффективными оказались различные транспортные комплексы.

Анализ областей рационального применения вариантов транспортных комплексов позволяет сделать вывод о том, что при минимальной из рассмотренных интенсивноотей подачи грунта 0,25 млн.ы3 в год, цикличная технологая о использованием автотранспорта эффективна при расстояниях перевозок от I до 15 км. Лишь при дальностях транспортировки порядка 10+11 км, конкуренцию может составить циклично-поточная технологая с использованием автоыобильно-конвейерного транспор та.

Однако по мэре роста интенсивности строительства, область рационального использования одного автотранспорта аукается. При значении & в 4,5+5,0 млн.ы0 в год он остаетод

Рис.2 Области рационального применения транспортных комплексов:

А - цикличный комплекс "экскаватор-автосамосвал";

АК - циклично-поточный комплекс "экскаватор-авто-самосвал-стациояарный конвейер-автосамосвал";

АКТ - циклично-поточный комплекс "экскаватор-автосамосвал-стационарный конвейер -телескопический конвеиар-автосамосвал"

0. - интенсивность подачи грунта;

и - расстояние транспортировки;

• Ьлд- высота плотины

аффективным до расстояний перевозок порядка 3+4 км. Дри дальнейшем росте этих показателей целесообразен переход на комбинированный автомобильно-конвейерный транспорт.

При достижении годовой интенсивности укладки грунта 6,8+7,6 млн.м3 в плотину высотою более 60 м,' целесообразна замена автотранспорта грунта по трассе на откосе сооружения, на его подъем о помощью выдвижных телескопических конвейеров, работавдих в составе циклично-поточного комплекса. По мере роста выооты сооружения, эффективность такого способа подачи постоянно увеличивается,' даже при одновременном снижении интенсивности строительства. Дан плотины высотою 200 м, конъейерный способ подъема грунта будет предпочтительнее уже начиная с интенсивноетей его укладки порядка 4,2+4,5 млн.м3 в год.

При перемещении грунта на расстояние свыше 12,5'км (для вариантов с использованием конвейеров - 10,0 км) надежность линий непрерывного транспорта перестает удовлетворять предъявляемым требованиям обеспечения необходимой интенсивности подачи материалов из-за необходимости дальнейшего увеличения количества конвейерш.'х стазов. Исчерпав ресурсы повышения производительности'за счет увеличения ширины лонты и скорости ее движения, потребуется введение дополнительной конвейерной линии. При этом капитальные вложения и расходы на эксплуатацию оборудования резко возрастают. При небольших интенсивноотях укладки грунта, такая линия становится менее эффективной по сравнению с автотранспортом. Поэтому, при расстояниях от 12,5 до 15 км и интенсивноотях ниже 1,6*1,9 млн.ы3 в год, образуется еще одна область преимущественного использования цикличной техноло-

гии. При сокращении же числа ставов и уменьшении количества перегрузочных пунктов в конвейерной линии, эта область будет сужаться. При больших интенсивностях, в данном интервале изменения расстояний, более рациональными могут стать как цикличные, так и циклично-поточные транспортные комплексы. Это, в значительной степени будет зависеть от рельефа трассы, определяющего количество конвейерных ставов и уклоны их установки, что в свою очередь повлияет на надежность, производительность и другие эксплуатационный показатели работы линии непрерывного транспорта. .

1,раницы рационального применения транспортных комплексов, приведенные на рис.2, обобщены для случаев доставки несвязных грунтов. Что же касается.суглинка, укладываемого в противофильтрационные элементы плотины, то при заданных конструкциях, максимальная интенсивность его подачи не превышала 0,85 млн.м3 в год. В этих условиях циклично-поточная технология оказалась неэффективной по сравнению с цикличной.

В четвертой главе представлены результаты применения разработанной теории и математического аппарата для выбора транспортных комплексов при возведении грунтовой плотины на конкретном примере Пскемского гидроузла.

Расчеты экономических показателей транспортировки горной массы,' галечника, суглинка и материалов переходных зон проводились для 6-ти вышеописанных конструкций плотины с фиксированной высотою 195 м и цри 5-ти значениях срока их возведения. В качестве альтернативных решений предложены варианты цикличной и циклично-поточной технологий . перемещения.' Автором исследований сделан-расчет оптимальных параметров оборудования, входящего в линии транспортировки каждого вида грунта, при различных ингенсивностпх его гспдачл;

определены типы и количество отдельных элементов транспортных систем; произведен подсчет стоимости каждого конвейерного става; разработаны схемы возможных сочетаний конструктивных параметров плотины и условий ее возведения.

В результате расчетов получено, что комбинированный автомобильно-конвейерный транспорт оказался эффективнее в 38% всех рассмотренных сочетаний варьируемых параметров.. Эти" случал соответствовали наибольшим интенсивное тям подачи несвязных материалов из наиболее удаленных карьеров.

Анализ полученных результатов показал, что применение автомобильно-конвейерных комплексов, выбранных по результатам расчетов, снижает себестоимость транспортировки грунтов, но требует больших и более ранних по времени каштальных вложений на приобретение оборудования и проведение подготовительных строительно-монтажных работ по сравнению с автотранспортом. Было определено, что использование выбранных циклично-поточных транспортйых комплексов, по сравнению о цикличными, позволяет сократить численность рабрчего персонала и снизить расход дизельного топлива, но не дает экономии в потреблении электроэнергии.

Проведенные исследования позволили установить зависимости затрат на доставку различных грунтов с использованием отдельных видов транспорта и их комбинаций от интенсивности строительства. Полученные результаты для конкретных случаев транспортировки горной массы и галечника представлены в виде графиков на рис.3. Как видно из этих графиков, при увеличении интенсивности подачи материалов, в целом наблвдается общая тенденция роста приведешых затрат как при цикличной,, так и лри циклично-поточной технологиях их доставки. Однако,

Рис.3 Изменение эффективности доставки а/камня к б/галечника при увеличении интенсивности их подачи:

автотранспортом I - ЕелАЗ-540А, 2 - БзлАЗ-548А,

3 - БелАЗ-549; комбинированным транспортом

4 - конвейерная линия и ЬелАЗ-540Л;

5 - двухшточвая конвейерная линия и БзлАЗ-540А;

6 - комбинированным + автомобильним транспортом.

если при вариантах цикличной технологии происходит постоянный и относительно плавный роат этих затрат из-за увеличения потребного количества оборудования, то при циклично-поточной наблодается скачкообразный, но в общей более медленный роот. Это объясняется тем, что при достижении определенной интенсивности возникает необходимость в использовании конвейеров большей производительности. Переход к этим конвейерам и вызывает резкое увеличение капитальных вложений и расходов на их эксплуатацию. К тому же, цри использовании конвейерных линий значительной стоимости и работающих о полной загрузкой лишь в пиковые годы отсыпки грунта (дар.36), из-за больших амортизационных отчислений, на отдельных участках может наблюдаться даже некоторое сшпкение приведенных затрат при роо-те интенсивности строительства.

Более подробные раоче?ы, приведенные для условий возведения конкретной плотины, подтвердили правильность ранее представленного на рис.2 обобщенного графика для определения областей рационального применения транспортных комплексов.

Учитывая значительный диапазон рассмотренных интенсивное' тей доставки нескольких видов грунтовых материалов с помощью различных технологий и оборудования при возведении'плотин разных конструкций, представляется, что полученные связи между эффективностью осуществления транспортных процессов и параметрами сооружения, а также условиями его возведения, распространяются и на другие гидроузлы с большими грунтовыми плотинами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I. Сооружения из грунтовых материалов являются не отъем- ,

лемой частью любого гидротехнического объекта. В гидроузлах о большими грунтовыми плотинами стоимость, трудоемкость п продолжительность выполнения земельно-скальных работ во многом определяет целесообразность всего строительства в целом. Поэтому, поиск оптимальных проектных решений, позволявдих повысить эффективность возведения качественных насыпей, при соблюдении необходимых условий надежности и работоспособности данных сооружений, является важнейшей задачей проектирования. Учитывая, что' как правило, наиболее дорогостоящей операцией в комплексе земельно-скальных работ, является доставка грунтов из карьеров или полезных выработок в тело плотины, выбор оптимальных транспортных технологий и оборудования является одним из главных технологических вопросов, решение которого . в значительной степени определяет условия и техшшо-экономя-ческие показатели строительства.

2. Транспорт грунтов из карьеров или полезных выработок в тело плотины представляет собой сложный динамичный процесс, изменяющийся по мере роста сооружения. Возможность и эффективность применения тех или иных транспортных технологий, оборудования и режимов их работы, определяется целым рядом конструктивных, технологических и организационных факторов, взаимно влияющих друг па друга. Поэтому, для выбора оптимального варианта строительства грунтовой плотины, формирование и сопоставление транспортных комплексов необходимо осуществлять в зависимости от задаваемых конструктивных параметров и условий возведения проектируемого сооружения.

3. При нескольких альтернативных конструкциях, материалах -и сроках возведения проектируемой плотины, п тагяо различном месторасположении-карьеров, задачу выбора п;ооктгшх

решений по доставке грунтов целесообразно решать о помощью построения математической модели оценки эффективности транспортных комплексов..Это позволяет по минимальным стоимост-ныг затратам выявить наиболее экономичный вариант транспортировки каждого вида грунтового материала при всех значениях и сочетаниях варьируемых параметров.

4. Результаты исследования влияния'интенсивностей, расстояний и высот подачи грунтов на выбор, наиболее эффективных решений по транспортировке материалов, позволили определить области рационального применения различных транспортных комплексов и установить границы целесообразного перехода на комбинированный метод доставки грунтов. Анализ полученных областей выявил рост эффективности автомобильно-конвейерного транспорта по сравнению с автомобильным при увеличении дальности транспортировки, высоты сооружений и темпов их возведения. Однако использование конвейеров в составе транспортных комплоксов будет возможно лишь при условии соблюдения достаточной надежности их работы, обеспечивающей требуемую производительность.

5. Решение рдца задач по сравнению транспортных комплексов показало, что в отличие от автотранспорта, характеристики грунтовых материалов оказывают значительно большой влияние на эффективность л надежность применения ленточных конвейеров. Так, Использование конвейерных линий более цолесо-обрэгшо лг-1 транспортировки несвязных материалов, чем для перемещения таких же объемов суглинистых грунтов..

6. Оценка эффективности вариантов доставки материалов при различных значениях варьируемых параметров, осуществленная е дшшой работе, позволила установить ряд зависимостей изменения стоимостных показателей применения отдельных видов ,

транспорта и гос комбинаций. Показано, что распределение во времени капитальных вложений на подготовку транспортного процесса по циклично-поточной технологии менее эффективно, чем по цикличной. В период же отсыпки сооружения, расходы на эксплуатацию машин и механизмов циклично-поточных комплексов распределяются более равномерно по года?,? строительства по сравнению с1цикличными. По мере сокращрния продолжительности,и увеличения интенсивности строительства наблюдается рост стоимостных затрат на транспортировку материалов по различным технологиям, однако, в отличие от применения одного автотранспорта, при автомобильно-конвейерном такой рост происходит поэтапно и медленнее. Общая себестоимость перемещения различных материалов снижается при их поочередной подаче на плотину с использованием всей или части одной и той же конвейерной линии. В то же время, этот показатель возрастает при увеличении числа конвейерных ставов и перегрузочных устройств в транспортной линии.

7. Применение разработанной теории и математического аппарата выбора проектных решений по доставке грунтов из карьеров в тело плотины на конкретном примере Пскемского гидроузла, позволило установить оптимальные транспортные технологии и оборудование при различных вариантах конструкции и условиях возведения сооружения. Получено, что автомобильно-конвейерный транспорт более предпочтителен, чем автотранспорт, при конструкциях и сроках строительства, требующих наибольших интенсивностей подачи грунтов, а также для доставки несвязных материалов из наиболее удаленных карьеров. При этом, экономический эффект от замены цикличного транс-

порта на циклично-поточный изменяется в пределах от 0,5 до 13,5 млн.руб. в заьдсимости от значений варьируемых параметров.

8.. Дальнейшие исследования целесообразно продолжить в направлении более тесной увязки технологий возведения грунтовых плотин о конструктивными решениями, так как именно здесь могут быть найдены пути повышения качества и технологичности сооружений, а также возможности снижения стоимости строительства.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Моисеев А.И. "Выбор вида транспорта при возведении высоконапорных плотин из местных материалов". - Сб. научных трудов Гидропроокта, вып.97, 1984, с.101-108."'

2. Моисеев А,И. "Обоснование выбора способов возведения плотин из грунтовых штериалов". - Энергетическое строитель-

•. ство, 1987, № 5, с.42-44.

3. ЧуракоБ А.И. Моисеев А.И. "Определение оптимального состава комплекта оборудования для возведения каыепао-зеы-

■ляннх плотин". - Сб. научных трудов Гпдропроекта, вин. III,' 1986,. с.126-136. V

«i '4. Чураков А.И., Моисеев А.И. "Циклично-поточная техпо-

öS логия строительства плотины Сан-Роке". - Энергетическое ст-

И о

gg1 рштельство за рубежом", 1982, Я 7, с.15-18.

о dl«

® g 5. Моисеев А .И. ^Строительство гидроузла Дедра-до-Ка-

££ к вало". - Энергетичеокое строительство,за рубежом", 1983,

SÍ № 2, с.18-19.

и О.

«о 6í Моисеев А.И. "Строительство каменно-нябросной плотны

й Фоз-ду-Арейа". - Энергетичеокое строительство за рубежом", 1984, № 3, 0.22-24. ''