Анализ затрат зимнего строительства земляного полотна автомобильной дороги в Омской области

Все следующие за рыхлением операции (погрузка, транспортировка, разгрузка, разравнивание и уплотнение) выполняют в основном с талыми грунтами. Содержание в них мерзлых комьев не меняет существенно технологии этих операций, за исключением последней - уплотнения.

Допускаемая длительность технологического процесса в талых грунтах определяется временем сохранения их удобообрабатываемости, т. е. временем от начала рыхления до начала смерзания.

Последнюю технологическую операцию - уплотнение - необходимо заканчивать раньше, чем температура талого связного грунта упадет ниже + 2 ⁰C.

Наибольшие потери тепла грунтом происходят в процессе его разравнивания и уплотнения. Поэтому эти операции в зимних условиях рекомендуется выполнять на захватках минимальной длины. Для каждого механизированного отряда минимальную длину захватки устанавливают исходя из возможностей нормального размещения и использования на ней применяемых машин.

Время остывания грунта в значительной степени определяется местными метеорологическими условиями - температурой воздуха, скоростью и направлением ветра, а также влажностью грунта и его начальной температурой. Ориентировочно считается, что при температуре воздуха выше - 10 ⁰C талый грунт, взятый из резерва, сохраняет положительную температуру в течение 1,5 - 2,0 ч. При температуре воздуха в пределах от - 10 ⁰C до - 20 ⁰C этот период сокращается до 1 ч, при сильных ветрах он еще меньше. Продолжительность сохранения тепла перевозимым грунтом увеличивается при применении большегрузных автомобилей, укрытии грунтов в кузовах утепленными крышками и устройства обогреваемых кузовов.

Отсыпку грунта в насыпь производят сразу на всю ширину слоями, толщина которых определяется мощностью используемых уплотняющих средств. При возможности выбора предпочтение следует отдавать более толстым слоям. Они лучше сохраняют тепло и медленнее промерзают, благодаря чему увеличивается допускаемая длительность периода их уплотнения. Для обеспечения стока воды (в период оттепелей, весной) поверхности каждого слоя придают уклон 20 - 30 ^о /_оо от середины насыпи к ее краям.

В производственных условиях трудно полностью исключить попадание мерзлых грунтов в тело насыпи. Несмотря на мероприятия по защите от промерзания грунтов резервов и удаление верхнего промерзшего слоя, в общую массу разрабатываемого талого грунта все же попадают отдельные мерзлые комья. Мелкие мерзлые комья образуются также за счет замерзания в отдельных местах верхнего слоя открытого талого грунта под воздействием холодного наружного воздуха в ходе технологического процесса (в периоды его разработки, транспортировки, разравнивания и уплотнения).

Все работы по рыхлению, погрузке, транспортировке, разгрузке и разравниванию грунта необходимо производить таким образом, чтобы исключить смешение со снегом. Снег затрудняет уплотнение грунта, а весной в период таяния будет способствовать переувлажнению. При снегопадах и метелях работы по устройству насыпей прекращают. Перед возобновлением работ тщательно очищают от снега забой в резерве и незавершенные участки насыпи.

Наиболее сложной и ответственной операцией при возведении насыпей в зимних условиях является послойное уплотнение грунта. Без уплотнения каждого предыдущего слоя до требуемой плотности нельзя отсыпать последующий слой.

Продолжительность производства работ по уплотнению ограничена периодом сохранения грунта в талом состоянии. Ориентировочное время уплотнения грунта в насыпи в зависимости от температуры воздуха приведено в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Время уплотнения грунта в насыпи в зависимости от температуры воздуха

Температура наружного воздуха в град.	-5	-10	-20	-30
Время начала смерзания грунта в мин.	90-120	60-90	40-60	20-30

В зимних условиях для уплотнения грунта в насыпи применяют решетчатые катки, тяжелые катки на пневмошинах, а также различные уплотняющие машины ударного действия. Работы по уплотнению проводят на коротких захватках, сосредоточив на них уплотняющие машины таким образом, чтобы уплотнить весь слой до его замерзания. Режим уплотнения определяют методом пробной укатки. Катки должны иметь высокую производительность, кроме того машина или каток должны иметь возможность вести уплотнение челночным способом, т. е. без разворотов в конце захватки, на которые затрачивается определенное время.

Требование к коэффициенту уплотнения предъявляется такое же как и производстве работ в летнее период (до 0,98 - 1,00 стандартной плотности в верхних слоях насыпи и до 0,95 - в нижних).

Размер мерзлых комьев при возведении насыпей не должен превышать 2/3 толщины уплотняемого слоя, но не более 30 см при уплотнении грунтов решетчатыми катками или трамбующими машинами и 15 см при уплотнении грунтов катками на пневматических шинах и вибрационными.

Мерзлый грунт в насыпи следует размещать равномерно, не допуская его концентрацию и укладку в виде гнезд. Не допускается наличие мерзлых комьев в откосной части насыпи ближе 1 м от поверхности откосов. Общее количество мерзлого грунта не должно превышать 30 % общего объема грунта, укладываемого в насыпь, при уплотнении трамбованием и 20 % - при уплотнении укаткой.

Для насыпей, возводимых на полную высоту из глинистых, а также мелкозернистых песчаных грунтов с включением мерзлых комьев необходимо предусмотреть осадку до 3% высоты насыпи.

В зимних условиях необходимо осуществлять тщательный технологический контроль качества производства работ. Наиболее детально проверяют влажность грунтов в резерве и в насыпи, содержание и размеры мерзлых комьев, качество уплотнения грунтов, уложенных в насыпь.

Весной после оттаивания земляного полотна проводят вторичную проверку качества земляного полотна, построенного зимой. Проверке подлежат геометрические параметры, влажность грунтов и их плотность в различных слоях по высоте насыпи. В случае необходимости после оттаивания выполняют дополнительные работы по доуплотнению и окончательной планировке насыпи.

Можно выделить следующие основные причины неудовлетворительных результатов возведения насыпей в зимних условиях:

- отсутствие или плохое качество разработки проекта производства земляных работ;

- плохая подготовка естественного основания под насыпь, недостаточно тщательная очистка земляного полотна и карьера от снега и льда;

- использование для сооружения насыпи грунтов с повышенной влажностью;

- укладка в насыпь значительного количества и недопустимых размеров мерзлых комьев;

- недоуплотнение грунта из-за его быстрого смерзания, наличия мерзлых комьев и малой эффективности грунтоуплотняющих средств;

- неудовлетворительный и малооперативный контроль за качеством работ, прежде всего за уплотнением, приводящий к отступлениям от норм и правил сооружения земляного полотна зимой.

3. Функционально-структурные модели технологических процессов

3.1 Информационно-патентный поиск

Патентная информация является самой новой опубликованной информацией о прогрессивных материалах, конструкциях и технологических процессах. Возможные варианты совершенствования ТП формируются с помощью методов активации творческого поиска.

Отбор изобретений для использования в конструкторских и технологических разработках является результатом патентных исследований.

Поиском информации является процесс отбора информации в массиве документов. В зависимости от задач, поставленных перед поиском, и сведений, которые необходимо получить при отборе информации:

тематический (предметный) поиск описаний изобретений в соответствии с заданной темой;

именной (фирменный) поиск описаний изобретений по имени изобретателя или обладателя патентом (заявителя);

нумерационный поиск, при котором описания изобретений отбираются по номерам охранного документа (авторского свидетельства, патента, заявки);

поиск патентов - аналогов, когда описания изобретений отбираются по следующим признакам: эквивалентному или тождественному назначению; совпадению наименований заявителя или фамилий авторов изобретений; совпадению номеров конвекционных заявок или стран приоритета;

патентно-правовой поиск, в основе которого лежит срок действия патента и другие юридические правила, установленные патентными законами, действующими в странах поиска;

поиск сведений об использовании изобретений в СССР;

поиск переводов иностранных патентов;

поиск промышленных образцов.

По теме данной работы был проведен поиск патентной и научно-технической информации, сведения представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Сведения о проведенном поиске

Цель поиска	Регламент поиска
	Предмет поиска	Классификационный индексы	Источники патентной информации
		УДК научно- технической информации	МКИ патентной информации
Выявить различные способы строительства земляного полотна в зимних условиях для технико-экономического обоснования вариантов	Способы строитель- ства земляного полотна в зимнее время	625.7 625.122(088.8)		1. Библиотека СибАДИ 2. Патентный отдел СибАДИ

В процессе поиска отобрано 2 предложения по технологической и научно-технической литературе, которые отвечают сформулированной цели поиска.

Описание отобранных способов приведено в таблице 3.2.

Таблица3.2 - Описание отобранных вариантов для строительства земляного полотна в зимнее время

Наименование технологии, № патента или источника литературы	Сущность технологии, рекомендация к применению
Способ возведения земляного полотна в зимнее время Могилевич В.М. «Организация и технология дорожно-строительных работ в зимнее время»	Способ заключается в применении механического рыхления мерзлого грунта машинами. Рабочие органы машин разрушают монолитные слои мерзлых грунтов ударами, резанием или сколом. Выбор машины и оборудования для рыхления мерзлых грунтов определяется в основном глубиной промерзания и прочностью мерзлого слоя. При большой глубине промерзания рекомендуется рыхлить мерзлый грунт с помощью специального оборудования (клиньями с дизель молотами, виброклиньями, одностоечными или многостоечными рыхлителями). Технология рыхления грунтов в зимних условиях отличается от технологии летних работ в основном необходимостью соблюдать быстрый темп работ, чтобы не произошло промерзания талого грунта с поверхности.
Способ возведения земляного полотна в зимнее время Могилевич В.М. «Организация и технология дорожно-строительных работ в зимнее время»	Способ заключается в разработке мерзлого грунта взрывным способом. Сначала производится бурение шпуров передвижными буровыми станками. В шпуры производится закладка зарядов взрывчатых веществ. Следующей технологической операцией после взрывания мерзлого грунта является его уборка с места взрыва. Взорванный мерзлый грунт не используется, а перемещается в отвал. Вскрытый талый грунт разрабатывают обычными землеройными машинами. Его перемещают в насыпь, послойно разравнивают и уплотняют. Очистку разрабатываемой поверхности производят бульдозерами
Способ возведения земляного полотна в зимнее время Могилевич В.М. «Организация и технология дорожно-строительных работ в зимнее время»	Способ включает разработку мерзлого грунта путем оттаивания. Для этого применяют огневой способ с использованием твердого, жидкого и газообразного топлива. При огневом способе на площади, предназначенной к оттаиванию, устанавливают короба-сегменты, засыпаемые шлаком или слоем грунта толщиной 10 - 15 см. Время оттаивания на глубине 1 -1,5 м определяется способом отогрева и видом грунта и находится в пределах от 10 - 15 до 30 - 40 часов. Разработку оттаявших грунтов производят обычными землеройными машинами. Для того чтобы не допустить вторичного промерзания грунта, его разработку начинают немедленно после окончания оттаивания и все работы по разработке грунта ведут в быстром темпе.
Способ возведения насыпи / И.Е.Евгеньев и др.; Омский филиал Государственного всесоюзного научно-исследовательского института	Возведение насыпи осуществляется следующим образом. В грунтовом карьере или резерве производят рыхление мерзлого грунта, находящегося в переувлажненном состоянии. Комья мерзлого грунта (наброску) из резерва транспортируют и укладывают в насыпь, а в грунтовом карьере в штабель, откуда осуществляют их погрузку в автомобили самосвалы, которые транспортируют и отсыпают наброску в насыпь, после чего ее разравнивают слоем толщиной 0,5 - 1,0 м на необходимую ширину. На поверхность слоя наброски укладывают слой неоднородного сыпучего дренирующего материала (заполнителя) объемом не менее объема пустот в нижележащем слое и осуществляют совместное виброуплотнение отсыпанных слоев виброкатками до полного заполнения межкомковых пустот в слое наброски.При плохой просыпаемости, например из-за наличия в заполнителе крупных включений перед виброуплотнением или одновременно с ним оуществляют перемешивание (рыхление) уложенных слоев рыхлителем. Операции по укладке и виброуплотнению слоев повторяют до отсыпки насыпи на необходимую высоту.
Способ возведения земляного полотна в зимнее время Могилевич В.М. «Организация и технология дорожно-строительных работ в зимнее время»	Сущность производства земляных работ в зимних условиях с использованием различных способов предохранения грунтов от промерзания заключается в следующем. Заранее определяют расчетом и затем в конце лета или осенью разбивают на местности площадь грунтового карьера, намеченного к разработке при отрицательной температуре. До наступления морозов грунт на этой площади защищают от промерзания укладкой слоя материала с низкой теплопроводностью, рыхлением (вспашкой) или обработкой солями, понижающими температуру замерзания воды. Промерзание грунта, защищенного с поверхности одним из перечисленных способов, значительно замедляет, и он длительное время сохраняется в талом состоянии. Зимой в процессе производства работ утепляющий слой снимают на участке, достаточном по своим размерам для нормальной работы землеройных машин в течение смены, с таким расчетом, чтобы открытый грунт до его разработки не успел промерзнуть.

3.2 Построение функционально-структурных моделей строительства земляного полотна в зимнее время

С позиций системного анализа любой технический объект и организационная структура представляет собой совокупность элементов с различной степенью детализации. Методика ФСА предусматривает на первом этапе построение функционально-структурных моделей объектов (ФСМ) двух видов: функционально-конструктивные структуры (ФКС) и функционально-потоковые структуры (ФПС). Первый вид связан с делением объекта на элементы и описанием функций, выполняемых этими элементами, второй - с описанием последовательности преобразования вещества, энергии или информации в процессе реализации основных функций рассматриваемого объекта. Чаще всего второй вид ФСМ используется для описания технологических процессов.

Разработка ФСМ - наиболее ответственный и сложный процесс функционального моделирования при ФСА ТП

Результаты наложения ФМ и СМ представляются в виде совмещенной модели ФСМ, которая отражает источники формирования свойств и одновременно служит основой для расчета затрат на функции ТП.

Структурная модель ТП представляет состав и соподчиненность операций и переходов. При выделении структурных компонентов ТП руководствуются следующими требованиями к элементам: относительная самостоятельность; существенность для процесса в целом; устойчивая различимость; наличие характерных признаков для выявления границ.

Функционально-потоковые структуры для отобранных вариантов приведены на рисунке 3.1. Стрелками обозначены технологические операции (функции). В прямоугольниках состояние предмета труда (грунт) до и после выполнения операции (функции).

Вариант 1

Вариант 2

Вариант 3

Вариант 4

Вариант 5

Вариант 6

3.3 Составление морфологических матриц способов строительства земляного полотна в зимнее время

строительство земляное полотно дорожный

Результаты ФСМ служат основой для расчета затрат на функции ТП.

Для определения путей и способов снижения избыточных затрат разработана специальная морфологическая карта, которая используется на творческом этапе ФСА ТП в процессе совершенствования ТП, поиска новых вариантов реализации функций и выявления наиболее экономичных из них.

Каждая технологическая операция в отобранных вариантах технологических процессов может выполняться различными машинами и могут быть использованы различные материалы, исходя из реальных условий реализации проекта. Варианты выполнения технологических операций представлены в виде морфологической матрицы.

Информация о способах реализации технологических операций, представленная в морфологической матрице, используется для формирования вариантов технологического процесса. В общем случае вариант ТП - это набор альтернативных способов реализации технологических операций в различных сочетаниях. Максимальное количество вариантов ТП равно произведению альтернативных способов по каждой технологической операции ТП. Из альтернативных способов выполнения операций нельзя заранее исключать те, которые ранее не применялись. Возможно, именно они окажутся наиболее эффективными в данных условиях, хотя для своего внедрения или освоения могут потребовать дополнительных затрат. Но из общего количества должны быть исключены варианты с несовместимыми сочетаниями и способов выполнения технологических операций.

Варианты выполнения технологических операций представлены в виде морфологической матрицы (таблица 3.3).

Таблица 3.3 - Морфологическая матрица ТП строительства земляного полотна в зимних условиях

Обозначения операции	Технологические операции	Способы реализации технологической операции
		1	2	3	4	5
А	Срезка растительного слоя	ДЗ-25	ДЗ-31-1	ДЗ-99	ДЗ-17	ДЗ-14
Б	Уплотнение естественного основания	ДУ-29
В	Утепление грунтового карьера теплоизолирующим материалом	стружки	шлак	опилки
Г	Утепление грунта внесением химических добавок	ПМ-130Б
Д	Утепление грунтового карьера снегонакоплением	устройство грунтовых валов
Е	Уборка утепляющего слоя или снега	ДЗ-25	ДЗ-17
Ж	Очистка поверхности основания от снега и льда	ДЗ-25	шнекороторный снегоочиститель	плужный снегоочиститель
З	Рыхление мерзлого грунта	ДЗ-171.3	Клин- молот	ДЗ-94С-1	методом взрыва
И	Разработка грунта	ЭО-5122	ЭО-5111	ЭО-651	ДЗ-17	ДЗ-25
К	Погрузка песка	ЭО-5122	ЭО-5111	ЭО-651	ТО-18А
Л	Транспортировка грунта	МАЗ-5516	КамАЗ- 55111	УРАЛ- 55571-30	ЗиЛ-4514

Оценка затрат по операциям выполнена с использованием программного обеспечения комплекса A RESURS приведена в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Оценка стоимости операций для различных машин на 1000 м³

Обозначение	Наименование операции	Итого по смете, руб текущая стоимость
А1	Срезка растительного слоя бульдозером ДЗ-25	28674,80
А2	Срезка растительного слоя автогрейдером ДЗ-31-1	91273,50
А3	Срезка растительного слоя автогрейдером ДЗ-99	86248,90
А4	Срезка растительного слоя бульдозером ДЗ-17	25981,80
А5	Срезка растительного слоя автогрейдером ДЗ-14	77751,50
Б1	Уплотнение естественного основания самоходным катком на пневмошинах ДУ-29	39,98
Е1	Уборка утепляющего слоя или снега бульдозером ДЗ-25	17020,08
Е2	Уборка утепляющего слоя или снега бульдозером ДЗ-17	19156,80
Ж1	Очистка поверхности основания от снега и льда бульдозером ДЗ-25	46,17
Ж2	Очистка поверхности основания от снега и льда шнекороторным снегоочистителем	23,74
Ж3	Очистка поверхности основания от снега и льда плужным снегоочистителем	8,02
З1	Рыхление грунта бульдозером-рыхлителем ДЗ-171.3	86,80
З2	Рыхление грунта клин-молотом	22065,44
З3	Рыхление грунта бульдозером-рыхлителем ДЗ-94С-1	189,67
З4	Рыхление грунта взрывным методом	920,00
Д1	Устройство грунтовых валов бульдозером ДЗ-17	495,65
И1	Разработка грунта экскаватором ЭО-5122	4790,80
И2	Разработка грунта экскаватором ЭО-5111	6074,46
И3	Разработка грунта экскаватором ЭО-651	5772,40
И4	Разработка грунта бульдозером ДЗ-17	1185,17
И5	Разработка грунта бульдозером ДЗ-25	815,93
К4	Погрузка грунта автопогрузчиком ТО-18А	4997,10
Л1	Транспортировка грунта автосамосвалом МАЗ-5516	2979,07
Л2	Транспортировка грунта автосамосвалом КамАЗ-55111	3109,24
Л3	Транспортировка грунта автосамосвалом УРАЛ-55571-30	4088,43
Л4	Транспортировка грунта автосамосвалом ЗиЛ-4514	1088,43
М1	Разравнивание грунта бульдозером ДЗ-25	573,50
М2	Разравнивание грунта бульдозером ДЗ-17	599,58
Н1	Уплотнение грунта грунтоуплотняющей машиной ДУ-12Б	30957,96
Н2	Уплотнение грунта самоходным вибрационным катком ДУ-57А	1914,82
Н3	Уплотнение грунта прицепным решетчатым катком ЗУР-25	1679,43
Н4	Уплотнение грунта самоходным катком на пневмошинах ДУ-29	2531,30
Н5	Уплотнение грунта прицепным катком на пневмошинах ДУ-39А	1476,34
О1	Планировка поверхности бульдозером ДЗ-25	4,95
О2	Планировка поверхности бульдозером ДЗ-17	5,00
О3	Планировка поверхности автогрейдером ДЗ-99	5353,38
О4	Планировка поверхности автогрейдером ДЗ-31-1	5070,75
П1	Устройство и содержание землевозных дорог автогрейдером ДЗ-31-1	361,71

4. Формирование и оценка вариантов технологических процессов строительства земляного полотна в зимнее время

4.1 Формирование вариантов технологических процессов

Каждая технологическая операция в отобранных 6 вариантах технологических процессов может выполняться различными машинами, а также могут применяться различные материалы для утепления карьера. Данной работой рассматривается 5 вариантов утепления карьера и 1 вариант допускающий промерзание грунта на некоторую глубину с последующим рыхлением мерзлого слоя грунта методом взрыва.

В качестве утеплителя использовались следующие материалы: древесные стружки, котельный шлак, опилки и рыхлый снег в качестве дополнительного верхнего слоя утеплителя.

Для расчета толщины утепляющих слоев воспользуемся формулой 2.1 из раздела 2.2 данной работы.

Так как нам не известно в каком месяце закончится строительство земляного полотна то глубину промерзания H примем как среднее значение за весь зимний период, H = 120 см. Коэффициент теплоизоляционных свойств для используемых материалов равен: древесные стружки K_ут = 2,6; котельный шлак K_ут = 1,6; опилки K_ут = 2,3; рыхлый снег K_ут = 3,0;

Для утеплителя из древесных стружек толщина слоя составляет

h_ут = (120/2,6)1,3=60см.

Для утепляющего слоя из котельного шлака толщина составляет

h_ут = (120/1,6)1,3=95см.

Для утепляющего слоя из опилок толщина составляет

h_ут = (120/2,3)1,3=65см.

Для дополнительного утепляющего слоя из рыхлого снега толщина составляет

h_ут = (120/3,0)1,3=50см.

Так же рассмотрим вариант предохранения грунта от промерзания путем розлива раствора соли NaCl на поверхность карьера. Розлив раствора соли можно проводить непосредственно перед наступлением заморозков. Норму расхода соли примем по таблице 2.1 из раздела 2.2 данной работы. Для нашего варианта примем 19 кг/м² , исходя из того же что H = 120 см.

Вариант допускающий промерзание грунта на некоторую глубину рыхлит мерзлый слой грунта взрывным методом. Ориентировочное количество аммонита для рыхления 1м³ мерзлого глинистого грунта принимаем q = 0,54 кг.

Q = 0,54*2³ = 4,32 кг

Потребная величина заряда для рыхления мерзлого грунта на глубину 2 м составляет 4,32 кг.

Так, при использовании экскаваторов с прямой лопатой глубину забоя принимают равной 5 - 7 м (в 4 - 5 раз больше толщины мерзлого слоя), чтобы одновременно разрабатывать не только мерзлый слой, но и талые грунты, расположенные ниже глубины промерзания.

Так при назначении площади карьера учитывается какой машиной будет производиться разработка карьера и какой объем грунта требуется разработать. Нам требуется разработать 1000 м³ грунта.

При разработке карьера экскаватором с прямой лопатой глубину забоя принимают равной 5 - 7 м (в 4 - 5 раз больше толщины мерзлого слоя), чтобы одновременно разрабатывать не только мерзлый слой, но и талые грунты, расположенные ниже глубины промерзания. Примем глубину карьера равную 5 м, с заложением откосов 1 : 1, тогда длина карьера будет равна 20 м и ширина 20 м. Площадь карьера составит 400 м².

При разработке карьера бульдозером с рыхлителем примем равной 3 м, с заложением откосов 1 : 3, тогда длина карьера составит 42 м, а ширина 10м. Площадь карьера составит 420 м².

Выбранные варианты используются для формирования технологических решений - технологических вариантов по каждому из вариантов.

При различных комбинациях вариантов могут быть получены различные технологические решения. Отбор вариантов идет за счет возможной сопоставимости техники и минимальной стоимости производства работ.

Для дальнейшего анализа будут рассмотрены следующие варианты строительства в зимнее время:

Вариант 1: А1 Б1 В1 Е1 Ж1 З1 И5 К4 Л1 М1 Н2 О1 П1;

Вариант 2: А4 Б1 В1 Д1 Е2 Ж2 И3 К3 Л3 М2 Н4 О2 П1;

Вариант 3: А3 Б1 Г1 Ж1 З2 И2 К2 Л2 М1 Н3 О3 П1;

Вариант 4: А2 Б1 В2 Е2 Ж3 З3 И1 К1 Л1 М2 Н5 О4 П1;

Вариант 5: А5 Е1 Ж3 З4 И5 К4 Л4 М1 Н1 О1 П1;

Вариант 6: А4 Б1 В3 Е2 Ж2 З1 И4 К3 Л4 М2 Н5 О2 П1.

4.2 Оценка затрат по вариантам

4.2.1 Общие положения

Программа A RESURS предназначена для расчета ресурсов, необходимых для выполнения работ по всем видам деятельности дорожных подразделений: строительство, ремонт и содержание автомобильных дорог. Потребность в ресурсах, необходимых для выполнения работ, рассчитывается в физическом и стоимостном выражении. В первом случае результатом расчета является потребное количество:

@ машин,

@ материалов,

@ трудозатрат,

получаемое на основе использования ресурсной нормативной базы, во втором случае - производственные затраты и сметная стоимость на основе использования стоимостных нормативов.

Все сметные расчеты начинаются с составления локальных ресурсных ведомостей (ЛРВ). Пеpед началом pасчета необходимо пpовеpить наличие калькуляций на все виды pесуpсов (машины и матеpиалы), которые получают в pезультате pасчета pесуpсов по сводной ведомости.

Для выполнения сметных расчетов предусмотрено несколько способов, выбор которых зависит от потребности пользователя в степени детализации расчета.

1. Способ: Детальный расчет по каждому интервалу объекта отдельно. Выполняют в том случае, когда условия работы по интервалам различны: разные стоимости одинаковых материалов и схемы доставки их до объекта. Расчет выполняют в следующей последовательности:

Выбоp и ввод наименования объекта и интервала расчета.

Расчет pесуpсов (происходит в автоматическом режиме). Ввод данных по наименованию и количеству поставщиков и складов для каждого матеpиала, полученного пpи pасчете pесуpсов. Необходимо ввести данные по поставщикам, складам и доле матеpиала с каждого склада в пpоцентах. Последовательность выполнения операций при этом следующая:

1. Указывается тип материала (1 или 2) , что соответственно означает -материал покупной или готовится в собственном подсобном производстве. Цифра 1 ставится по умолчанию и может быть заменена на 2.

2. Активизируется кнопка «склад-поставщик». Если транспортная схема одна, то 100 % поставки по этой схеме заносится автоматически. Если схем несколько осуществляют перебор по стрелке навигатора и заносят % по данной схеме. Может быть использована одна схема, тогда принимается 100% поставки, при использовании двух и более схем % проставляется по каждой, пока в остатке не останется 0 количества материала.

Составление калькуляции транспортных расходов по доставке материала от склада до объекта. Выбирается тип провозной платы и вводится расстояние перевозки автомобилем до объекта. После выполнения всех операций активизируется «расчет с транспортом». Возможен расчет без транспортных расходов по доставке груза от производственного склада до объекта (цена в калькуляции уже указана франко-объект). В этом случае активизируется кнопка «без транспорта» и транспортная калькуляция не составляется.

Все операции выполняются последовательно для всех материалов основного производства, а затем для подсобного производства, если в структуре видов работ есть ресурсные карточки с аббревиатурой ПП.

Локальную ресурсную ведомость вызывают на просмотр и печать. ЛРВ включает расчет ресурсов и транспортные схемы по каждому виду работ и итоговые данные по всем видам ресурсов.

Расчет локальной ресурсной сметы осуществляют в автоматическом режиме, выбрав соответствующую позицию меню объектов. При расчете локальной сметы возможны варианты расчета базисной стоимости по схеме накруток 1984г. и 2000г. Для этого на экране точкой нужно сделать соответствующий выбор. Прежде всего, этот выбор определяется базисными ценами (уровень 1984г. или 2000г.). Локальная смета составляется по итогу ЛРВ с учетом транспортных перевозок, определенных при составлении ЛРВ без выделения затрат по каждому виду работ отдельно.

Локальные ресурсные ведомости (ЛРВ) хранятся по каждому объекту и на интервал, по которому выполнен расчет. Они могут быть вызваны на просмотр и печать. Возможен пересчет сметы при изменении цен в калькуляциях и массивах. Пересчет смет можно выполнить на каждый интервал и на объект в целом по всем интервалам. Просмотр данных только по интервалам.

При желании можно изменить структуру поставок материалов. Для этого входят в позицию «Изменение данных по ЛРВ» и выполняют расчет ЛРВ в той же последовательности как и при составлении новой ЛРВ. При этом на данный объект и интервал формируется новая ЛРВ вместо старой. При изменении только объемов работ (без изменения структуры поставок) входят в позицию «Пересчет ЛРВ» и новая ЛРВ создается в автоматическом режиме.

2.Способ: Расчет ЛРВ по сокращенной схеме (фиксируется точкой в соответствующей позиции экрана). Расчет можно выполнить на один интервал и в целом на объект. При этом расчет ЛРВ идет в автоматическом режиме без выбора поставщиков и складов материалов, без составления транспортных калькуляций доставки материалов до объекта. Программа выбирает из массива калькуляций материалов первую на данный вид материала, если их несколько разных. Расчет по этому способу удобно выполнять Заказчику при составлении и пересчете инвесторских смет на содержание дорог. По сокращенному варианту локальные ресурсные ведомости формируются на итоговые данные по ресурсам. Расчет смет выполняют по схеме на интервал или на объект. По интервалам (периодам) идет выдача на печать. При расчете смет на объект возможен просмотр результатов в программе УРС.

3.Способ: Расчет «СМЕТ В РЕГИОНАЛЬНЫХ ЦЕНАХ» - позиция Главного меню. Используется для составления локальных ресурсных смет, в которых отображается потребность ресурсов и стоимость по каждому виду работ, а не только в сводном виде, как это представлено в локальной смете по 1и 2 способам. Однако этот расчет носит более обобщенный характер и не рассматривает разные варианты поставщиков и схем доставки материалов до объектов. Цены ресурсов могут определяться на основе калькуляций программы АРС или на основе региональных цен, разрабатываемых Центрами ценообразования на территориях.

Текущие цены на материалы заносятся в виде франко-объект с выделением общих затрат на транспортные расходы до объекта. Базисная цена франко-объект формируется суммированием прейскурантной цены поставщика и затрат на транспорт до объекта.

«Смета в региональных ценах» рассчитывается только на один выбранный интервал (период). Итог сметы в региональных ценах: прямые затраты с накладными расходами и плановой прибылью. При расчете региональной сметы несколько объектов могут быть объединены в одну смету с выделением результатов расчета по каждому объекту как по разделу сводной (объединенной) сметы.

4.Способ: Составление сводных (объединенных) ЛРВ и смет из нескольких объектов в качестве разделов предусмотрено в разделе «Сводная смета» в Главном меню. Под сводной сметой в данном случае понимается смета, состоящая из нескольких автономных разделов. Такие расчеты используют для объектых смет, в которых предварительно каждый раздел просчитан в виде локальной ресурсной ведомости.

Входят в позицию «Сводная смета» «Главного меню».

Объекту для формирования сводной сметы автоматически присваивается код, начиная с номера 900. Для сводного объекта указывают, какие объекты и интервалы должны войти в «новый объект», активизируя кнопку «Добавить». Сводному объекту присваивается новое имя. По каждому выбираемому объекту или интервалу вводят конкретное описание, которое распечатывается в текстовом файле «сводной ресурсной ведомости» и «сводной сметы», как описание раздела. Для расчета сводной ресурсной ведомости и сметы должны быть обязательно просчитаны локальные ресурсные ведомости на те объекты и интервалы, которые входят в состав сводного объекта. При активизации кнопки «Расчет» сводная ресурсная ведомость составляется автоматически по данным ЛРВ, входящим в сводный объект. Может быть рассчитана сразу сводная смета без расчета сводной локальной ресурсной ведомости.

Данные по расчету смет на каждый объект и интервал сохраняются в каталоге DATA\D_SM (данные смет). Этот каталог является связкой между программным комплексом АРС-СибАДИ и УРС-СибАДИ (управление ресурсами при содержании сети дорог).

4.2.2 Результаты расчета

Расчет стоимости строительства земляного полотна по каждому варианту произведен с использованием автоматизированного программного комплекса A RESURS ресурсным методом применительно к условиям строительства автомобильных дорог Омской области.

Результаты расчета на ПЭВМ по вариантам даны в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Расчет затрат ресурсным методом на строительство земляного полотна

Наименование	Единица измере- ния	Варианты
		1	2	3	4	5	6
Трудовые ресурсы	руб	65130	74016	87979	98843	43287	20954
Машины и механизмы	руб	42607	145353	113575	234510	122167	42181
Накладные расходы	руб	86363	98145	116660	131066	57398	27785
Прямые затраты	руб	263247	363399	476168	572652	354586	234422

Вариант 1: Утепление карьера слоем из стружек;

Вариант 2: Утепление карьера слоем из стружек и накопление дополнительного слоя из снега;

Вариант 3: Предохранение карьера от промерзания путем обработки раствором соли;

Вариант 4: Утепление карьера слоем из шлака;

Вариант 5: Рыхление мерзлого слоя грунта взрывным методом;

Вариант 6: Утепление карьера слоем из опилок.

5. Оценка эффективности строительства земляного полотна в зимнее время

5.1 Критерии оценки

При выборе эффективных вариантов технологий строительства земляного полотна в холодное время руководствуются прежде всего требованием обеспечения качества конструкции земляного полотна.

Для исследования уровня качества ТП используется модель «функции - качество» (МФК), характеризующая взаимосвязи функций и качественных характеристик процесса и облегчающая выявление нежелательных эффектов возникающих в ходе ТП. МФК позволяет выявить функционально-необходимые связи в процессе обеспечения требуемого качества, что создает условия для обоснованного регулирования технологических режимов и установления возможных уровней показателей качества.

Значимость потребительских свойств назначается экспертным способом в относительных показателях, а степень удовлетворения этих свойств в каждом варианте оценивается в баллах. Выбор того или иного критерия оценки варианта зависит от характеристик объекта и наличия информации.

Существуют два способа оценки стоимости функции. Первый - метод прямого расчета затрат на основании стоимости материалов, операций технологического процесса и т. д. Несмотря на высокую точность этого метода часто не дается (в связи с большой трудоемкостью сбора информации или отсутствием таковой) расчетным путем определить стоимость функций для изучаемого и аналогичных ТО.

В связи с этим чаще используют менее трудоемкий и более универсальный метод экспертных сравнений стоимостей функций.

Выбор проекта для реализации с использованием зимнего периода не может быть осуществлен на основе одного формального критерия. Решение должно приниматься на базе многосторонней экспертизы, с учетом множества различных, зачастую противоречивых, характеристик, носящих количественный и качественный характер. Часть этих характеристик относится к экономическим, экологическим и социальным последствиям реализации проекта в регионе, отрасли, народном хозяйстве. Другая часть описывает различные риски, связанные с процессом реализации проекта. Для отбора вариантов проекта и принятия решения о его осуществлении приходится использовать экспертные (неформальные) процедуры для учета значений всех факторов и их взаимосвязей.

Если коммерческие, экономические и рыночные критерии в основном могут быть оценены количественно, то так называемые производственные критерии требуют часто качественной оценки экспертов.

Для оценки результатов анализа вариантов проекта используется бальная оценка. Метод бальной оценки заключается в следующем: каждому из используемых критериев эксперт дает оценку по трехбалльной шкале - «низкая» или «1», «средняя» или «2», «высокая» или «3». В целом по группе критериев определяется средний балл и критерий проходного балла.

5.2 Оценка вариантов по критериям эффективности

Значимость отдельных критериев назначается экспертным способом в относительных показателях, а степень удовлетворения этих свойств в каждом варианте оценивается в баллах. Выбор того или иного критерия оценки варианта зависит от характеристик проекта и наличия информации.

Совокупность свойств проекта, проявляющихся через функции и делающих его пригодным для удовлетворения потребностей общества, составляет качество этого объекта.

Расчет показателя интегрального качества объекта К или отдельной функции, выполняемой данным объектом, осуществляют следующим образом:

Кv = Оv / СV, (5.1)

где Кv - интегральный показатель качества;

Оv - обобщенный комплексный показатель качества v-го варианта проекта по совокупности неформальных (качественных) критериев;

СV - совокупные затраты на реализацию v-го варианта проекта в зимних условиях (могут быть стоимостные, трудовые, энергетические и др.).

Обобщенный комплексный показатель качества рассчитывается по формуле

Оv = В_h P_{hv ,} В_h = 1, (5.2)

где В_h - относительная значимость h-го критерия;

P_hv - степень реализации h-го критерия в v-ом варианте;

m - количество критериев.

По степени охвата экспертизой экспертные методы делятся на индивидуальные и коллективные. Первые основаны на высказывании мнений экспертами независимо друг от друга и использовании мнений как конечного результата экспертизы. Коллективная экспертиза дополняется процедурами определения компетентности экспертов, вычисления представительности экспертной группы, определения обобщенного мнения группы экспертов.

Расчет обобщенного комплексного показателя качества функции для всех вариантов представлен в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Критерии оценки вариантов строительства земляного полотна в зимнее время

Критерий	Оценка критерия по вариантам Ph, баллы	Значимость критерия Вh	Обобщенный комплексный показатель качества Ov по вариантам
	1	2	3	4	5	6		1	2	3	4	5	6
Полнота информации о технологическом процессе	2	2	2	2	2	2	0,05	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Влияние неопределенности климатических факторов на материалы и процессы	3	3	3	3	3	3	0,05	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
Степень воздействия технологии на безопасность	2	2	3	2	3	1	0,1	0,2	0,2	0,3	0,2	0,3	0,1
Риск брака по прочности	2	3	2	2	3	1	0,2	0,4	0,6	0,4	0,4	0,6	0,2
Риск брака по другим показателям	2	2	3	2	3	1	0,05	0,1	0,1	0,15	0,1	0,15	0,05
Вероятность получения необходимого материала	2	3	2	2	3	1	0,1	0,2	0,3	0,2	0,2	0,3	0,1
Вероятность удорожания (влияние рынка)	2	2	3	3	3	2	0,05	0,1	0,1	0,15	0,15	0,15	0,1
Степень аварийности работ	2	2	3	2	3	2	0,05	0,1	0,1	0,15	0,1	0,15	0,1
Необходимость технологических нововведений	3	3	3	3	3	3	0,05	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15
Возможность использования отходов	2	2	1	2	1	2	0,05	0,1	0,1	0,05	0,1	0,05	0,1
Допустимость использования сырья и материалов	3	3	2	3	2	3	0,05	0,15	0,15	0,1	0,15	0,1	0,15
Необходимость дополнительного оборудования	2	2	3	2	3	2	0,05	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Потребность в дополнительных машинах	2	2	3	2	3	2	0,05	0,1	0,1	0,15	0,1	0,15	0,1
Воздействие проекта на уровень занятости	1	2	3	3	2	1	0,05	0,05	0,1	0,15	0,15	0,1	0,05
Возможное вредное воздействие ресурсов и технологических операций	1	1	2	1	2	1	0,05	0,05	0,05	0,1	0,05	0,1	0,05
Итого							1	2,05	2,4	2,3	2,2	2,66	1,6

Расчет показателя интегрального качества объекта К или отдельной функции, выполняемой данным объектом представлен в таблице 5.2.

Таблица 5.2 - Расчет интегрального показателя качества

Вариант	Обобщенный комплексный показатель качества, Ov	Совокупные затраты, СV / 1000 м3, тыс.руб.	Интегральный показатель качества, 100*Кv
1	2.05	382,176	0,536
2	2,4	498,553	0,481
3	2,3	636,818	0,361
4	2,2	753,140	0,292
5	2,66	433,628	0,614
6	1,6	272,684	5,877

Лучшему варианту технологии соответствует большее значение интегрального показателя качества проекта Кv. Таким вариантом применительно к данным производственным условиям является вариант - укрытие карьера утепляющим слоем из опилок.

Таким образом, непременными условиями эффективного сооружения высококачественного земляного полотна при отрицательных температурах являются: предохранение (полное или частичное) карьера от промерзания, рациональная технология работ, учитывающая необходимость выполнения каждой операции в ограниченный отрезок времени из-за быстрой смерзаемости грунта; наличие мощной высокопроизводительной землеройной, транспортной и грунтоуплотняющей техники, позволяющей вести отсыпку и уплотнение грунта скоростным методом.

В большинстве случаев зимой необходимо производить земляные работы по специальной технологии, применение которой связано с дополнительными затратами. При правильном планировании видов и объемов работ зимнего периода оказывается, что их удорожание окупается экономией, получаемой благодаря лучшему использованию ресурсов строительной организации и ускоренному вводу дороги в эксплуатацию.

Переход к круглогодичному производству земляных работ в конечном итоге обеспечивает:

- ускорение темпов дорожного строительства;

- повышение его эффективности;

- повышение конкурентоспособности строительной организации;

- подготовку стабильных квалифицированных кадров в организации.

Рассматривая процесс возведения насыпей автомобильных дорог в зимнее время, стоит отметить, что имеется большой практический опыт по способам возведения насыпей из мерзлых грунтов, в том числе глинистых.

В условиях юга Западной Сибири, когда зимой может быть получено достаточное количество глинистого грунта в талом состоянии для строительства насыпей автомобильных дорог, на которых предполагается строительство дорожных одежд после оттаивания, предпочтительно использование талого грунта с допустимым относительным содержанием мерзлых включений.

6. Безопасность жизнедеятельности и экологической безопасности

Безопасность -- это состояние деятельности, при которой с определенной вероятностью исключаются потенциальные опасности, влияющее на здоровье человека. Безопасность понимается как комплексная система мер по защите человека и среды обитания от опасностей, формируемых конкретной деятельностью. Чем сложнее вид деятельности, тем более комплексна система защиты (безопасность этой деятельности). В моей дипломной работе рассматриваются технологии строительства земляного полотна автомобильной дороги Омской области (IV ДКЗ) в зимнее время. Необходимо обеспечить комплексную систему защиты при строительстве земляного полотна в зимнее время. Эту систему в условиях производства составляют следующие меры защиты: правовые, организационные, экономические, технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические. Для обеспечения безопасности проведения строительства земляного полотна автомобильной дороги в зимнее время, как и для любой другой производственной деятельности, должны быть выполнены следующие три условия (задачи):

Первое - осуществляется детальный анализ (идентификация) негативных факторов, имеющих место при строительстве земляного полотна автомобильной дороги в зимнее время. Анализ проводится в следующей последовательности: устанавливаются элементы производственной среды, как источники опасности. Затем проводится оценка имеющихся в рассматриваемой деятельности негативных факторов (опасностей) по качественным, количественным, пространственным и временным показателям.

Второе - разрабатываются эффективные меры защиты человека и среды обитания от выявленных опасностей. Под эффективными мерами понимаются такие меры защиты человека на производстве, которые при минимуме материальных затрат дают наибольший эффект: снижают заболеваемость, травматизм и смертность.

Третье - разрабатываются эффективные меры защиты от остаточного риска данной деятельности (технологического процесса). Они необходимы, так как обеспечить абсолютную безопасность деятельности невозможно. Эти меры применяются в случае, когда необходимо заниматься спасением человека или среды обитания. В условиях производства такую работу выполняют службы здравоохранения, противопожарной безопасности, службы ликвидации аварий и др.

На время работ, осуществляемых при строительстве земляного полотна автомобильной дороги в зимнее время, люди, выполняющие эти работы, находятся под воздействием производственной среды (зоны), которая состоит из составляющих ее элементов: предметы труда, средства труда, продукты труда и др., и обусловлена в данный момент совокупностью факторов (физических, химических, биологических, социальных), способных оказывать прямое или косвенное, немедленное или отдаленное воздействие на деятельность человека, его здоровье. Как и любые другие виды деятельности, работы, осуществляемые при строительстве земляного полотна автомобильной дороги в зимнее время, являются потенциально опасными для человека, так как могут быть источником негативных воздействий или вреда, приводящего к травматизму, заболеваниям, а порой и к полной потере трудоспособности или к смерти.

6.1 Анализ негативных факторов

Производственная среда, образующаяся при реконструкции автомобильной дороги, - это часть техносферы, обладающая повышенной концентрацией негативных факторов. Основными носителями травмирующих и вредных факторов в производственной среде являются машины и другие технические устройства, химически и биологически активные предметы труда, источники энергии, нерегламентированные действия работающих, нарушения режимов и организации деятельности, а также отклонения от допустимых параметров микроклимата рабочей зоны.

Травмирующие и вредные факторы подразделяют на: физические, химические, биологические и психофизиологические.

Физические факторы - движущиеся машины и механизмы, повышенные уровни шума и вибраций, электромагнитных и ионизирующих излучений, недостаточная освещенность, повышенный уровень статического электричества, повышенное значение напряжения в электрической цепи и другие.

Химические - вещества и соединения, различные по агрегатному состоянию и обладающие токсическим, раздражающим, сенсибилизирующим, канцерогенным и мутагенным воздействием на организм человека и влияющие на его репродуктивную функцию.

Биологические - патогенные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и продукты их жизнедеятельности, а также животные и растения.

Психофизиологические - физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Конкретные производственные условия характеризуются совокупностью негативных факторов, а также различаются по уровням вредных факторов и риску проявления травмирующих факторов.

Воздействие негативных факторов производственной среды приводит к травмированию и профессиональным заболеваниям работающих.

При работе в дорожном строительстве возможно приобретение профессионального заболевания, так как они возникают, как правило, у длительно работающих в запыленных или загазованных местах: у лиц, подверженных воздействию шума и вибраций, а также занятых тяжелым физическим трудом.

Рассмотрим по-подробнее некоторые негативные факторы, являющиеся приоритетными при строительстве земляного полотна при отрицательных температурах.

6.1.1 Метеорологические условия

Функциональная деятельность человека, его самочувствие и здоровье во многом зависит от воздействия метеорологических условий. Воздействие метеорологических факторов может быть двух видов - антагонистическим или синергическим.

При антагонистическом воздействии влияние одного или нескольких факторов ослабляется или уничтожается полностью. Так, например, неблагоприятное действие повышенной температуры может быть ослаблено увеличением скорости движения воздуха.

При синергическом воздействии неблагоприятное влияние одного метеорологического фактора усиливается другим, действующим одновременно с первым. Так, например, превышение допустимой скорости движения воздуха усиливает неблагоприятное воздействие пониженной температуры.

При дорожно-строительных работах, особенно на открытой местности, организм машиниста почти постоянно находится под воздействием повышенной или пониженной температуры. Благодаря терморегуляции организм при различных температурах выделяет в окружающую среду разное количество излишков тепла, тем самым обеспечивая тепловое равновесие организма.

Тепло из организма в окружающую среду может передаваться различными способами:

в виде радиации - излучение телом инфракрасных лучей в сторону предметов, имеющих более низкую по сравнению с телом человека, температуру;

в виде конвекции - нагрев поверхностью тела омывающих слоев воздуха;

путем отдачи тепла в окружающее пространство вместе с испаряющимся с поверхности тела потом и влагой из легких и слизистой оболочки верхних дыхательных путей.

Радиационная и конвекционная формы передачи тепла организмом в окружающую среду происходят, если температура окружающего воздуха и предметов ниже температуры тела. Интенсивность теплопередачи повышается при увеличении разницы между температурой тела и температурой окружающей среды. Особенно много тепла передается в зимнее время (при отрицательных температурах), когда работы выполняются на открытом воздухе. При этом возможно переохлаждение организма за счет оттока крови к внутренним органам. Понижение температуры тела приводит к расстройству тканевого обмена веществ органов, наиболее удаленных от сердца - пальцев рук и ног, ушей, носа, и их отморожению. Признаками начала отморожения являются ощущение холода и покалывание. Затем кожа краснеет, после этого резко бледнеет и теряет болевую и температурную чувствительность.

Отморожение можно разделить на четыре степени по видам поражения: озноб, посинение и отечность кожи, боли и зуд; появление на кожи водяных пузырей и других повреждений; омертвление кожи и подкожной клетчатки, пузыри с кровяным содержанием; омертвление всех мягких тканей и костей.

В дорожном строительстве опасность отморожения особенно велика при выполнении работ на открытой площадке в зимнее время при низких температурах и, особенно, при ветре. Оказать доврачебную помощь пострадавшему можно только при первой стадии отморожения путем натирания пораженной кожи спиртом до ее покраснения. При других стадиях отмораживания пострадавшего как можно быстрее необходимо отправить в больницу или здравпункт.