Техника безопасности при производстве земляных работ

    6. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
    6.1. Техника безопасности при производстве земляных работ
    В данном дипломном проекте одним из вариантов стабилизации насыпи является сооружение контрбанкета. При сооружении контрбанкета применяются следующие основные машины: экскаваторы, бульдозеры, грунтоуплотняющие и планировщики.
    Работа с машинами и механизмами связана с повышенной опасностью и особенно при проведении земляных работ. Поэтому необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.
    При производстве работ необходимо соблюдать требования следующих нормативных документов:
    - Правил технической эксплуатации железных дорог РФ;
    - Инструкции по обеспечению безопасности движения поездов при производстве путевых работ (ЦП 4402);
    - Правил по охране труда при содержании и ремонте железнодорожного пути и сооружений (ПОТ РО-32-ЦП-652-99);
    - СНиП 12-03-2001, СНиП 12-04-2002, ППБ-01-93 (с изм. 1999 г.);
    - СНиП 3.02.01-83.Основания и фундаменты. Госстрой СССР.М., 1986.
    К работам по сооружению железнодорожного земляного полотна допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование, инструктаж, обучение и проверку знаний по охране труда.
    Машинисты землеройных и водители транспортных машин, механики и мотористы других машин допускаются к работе только после прохождения специального обучения, сдачи экзаменов и получения удостоверения на право управления соответствующей машиной.
    Обеспечение охраны труда и ответственность за ее состояние при производстве земляных работ возлагаются на руководителя строительно-монтажной организации, ведущей эти работы.
    	Земляные работы следует выполнять по утвержденному проекту производства работ. При наличии в районе земляных работ подземных коммуникаций любые раскопки можно вести только в присутствии представителя организации, эксплуатирующей эти линии.
    Рабочие должны доставляться к объектам работ на автобусах или на специально оборудованных бортовых машинах, предназначенных для перевозки пассажиров.
    Рабочие на насыпи должны быть одеты поверх спецодежды в оранжевые жилеты.
    Разрабатывать материалы, выгруженные на откос насыпи, способом подкопа запрещается. При образовании «козырьков» или нахождении на откосах выемки камней и т.п. рабочие из опасных мест должны быть удалены, после чего «козырьки» и камни следует обрушить сверху, находясь за пределами зоны обрушения.
    Перед пуском машины необходимо проверить устройство и систему управления, исправность защитных ограждений и сцепных устройств. При неисправной звуковой сигнализации машина к работе не допускается.
    При возке грунта автомобилями-самосвалами для каждого участка дороги в соответствии с местными условиями должна быть установлена скорость движения машины, превышение которой запрещается.
    При выгрузке грунта из автомобилей-самосвалов рабочие должны находиться со стороны водителя машины и не ближе 5 м от зоны развала выгружаемого грунта. Между землеройно-транспортными машинами, идущими друг за другом, должен соблюдаться интервал не менее 5 м.
    Не разрешается при выгрузке дренирующего грунта находиться внутри кузова хопер-дозатора. Выгрузка грунта из полувагонов должна производиться бригадой опытных рабочих под руководством прораба или мастера и при скорости движения поезда не более 5 км/ч.
    Не разрешается при выгрузке и приведении думпкаров в нормальное состояние производить какие-либо исправления или очищать разгрузочные механизмы, а также находиться между смежными торцевыми стенками кузова и в зоне развала грунта[18].
    
    Меры безопасности при работе экскаватора
    При работе экскаватора не разрешается находиться под его ковшом, производить какие-либо работы со стороны забоя и находиться людям в радиусе действия экскаватора ближе 5м. Во время перерыва в работе стрелу экскаватора следует отвести в сторону забоя, а ковш опустить в грунт.
    	Осмотр узлов, расположенных в тесных и опасных местах, во время работы двигателя и механизмов экскаваторов запрещается.
    Во время работы экскаватор должен стоять на ровной площадке с заторможенным ходовым оборудованием. Кроме того, включают стопор, а под колеса подкладывают башмаки.
    Во избежании потери экскаватором устойчивости следует соблюдать следующие условия безопасности:
- ковш грунтом заполнять равномерно и без излишнего врезания в грунт;
- поворачивать стрелку экскаватора можно лишь после окончания резания и выхода ковша из грунта;
- не допускается резко тормозить в конце поворота с заполненным ковшом и передвигать экскаватор с загруженным ковшом.
     Перед окончанием работ или во время перерыва стрела экскаватора должна располагаться вдоль оси пути, как это показано на рисунке 6.1, ковш при этом опускается на землю.


Рисунок 6.1. Правильное положение стрелы экскаватора во время перерыва или окончания работ
    Все вращающиеся части экскаватора должны быть надежно ограждены снимающимися металлическими кожухами, сетками или щитками. Запрещается включать двигатель экскаватора без наличия на всех местах ограждений.
Расчет экскаватора на устойчивость 
    В качестве примера проведен расчет устойчивости экскаватора при повороте его с груженым ковшом на выгрузку. Экскаватор (рисунок 6.2) стоит на уклоне 5° в сторону стрелы, поворотная платформа установлена поперек ходового оборудования, ковш с грунтом на наибольшем вылете подвернут с помощью гидроцилиндра ковша под рукоять. 
    
    
    
    
    
    
    
    
    
    Таблица 6.1 Исходные данные для расчета экскаватора ЭО-3324

Таблица 6.2 Веса, координаты центров тяжести и статические моменты основных сборочных единиц экскаватора

Центробежные силы, возникающие от поворота платформы, определим по формуле 

F = mr?2 = (Gr/g)(?n/30)2 = Gr?292/(g*302) = 0,0904Gr, (6.1)

где m – масса сборочной единицы, кг; r – радиус от оси вращения поворотной части машины до центра тяжести соответствующей сборочной единицы, м (см. таблицу 5.2); ? – частота вращения поворотной платформы, 1/с (см. таблицу 5.1); n – частота вращения поворотной платформы, об/мин; G – вес сборочной единицы, Н (см. таблицу 6.2); g – ускорение силы тяжести, м/с2. 
r = x2 + y2 (6.2)
Действующие центробежные силы будут равны:
– на поворотную платформу с механизмами
Fп.п = 0,0904 * 51,7 * 1,195 = 5,58кН;
– на стрелу с гидроцилиндрами
Fс = 0,0904 * 16,25 * 2,1 = 3,09кН;
– на рукоять с гидроцилиндром ковша
Fр = 0,0904 * 4,62 * 5,5 = 2,3кН;
– на ковш с грунтом
Fк+г = 0,0904 *12,8 * 6,4 = 7,02кН.

Рисунок 6.2 Схема к расчету устойчивости экскаватора
Удерживающий момент определим по выражению 
Му = Gп.п [(Хп.п + В)cos5° ? Zп.п sin5°] + Gx [Bcos5° ? Zx sin5°] + Fп.пZп.п , (6.3)
где В – расстояние от оси вращения до ребра опрокидывания, В = 1,15 м. 
После подстановки получим My = 179,353 кН·м. 
Опрокидывающий момент находим по выражению 

Мo = Gс [(lc ? В)cos5° ? Zc sin5°] + FcZc + Gp [(lp ? В)cos5° ? Zp sin5°]+FpZp+ +Gк+г [(lк+г ? В)cos5° ? Zк+г sin5°] + Fк+гZк+г , (6.4)

В итоге получим Мо = 152,86 кН·м. 
Коэффициент запаса устойчивости найдем по формуле: 

ky = My /Mo =179,35/152,86 =1,18 > [ky ]=1,15 (6.5)

Аналогичным образом определяют устойчивость экскаватора для других расчетных положений. Для случаев недостаточной устойчивости вводят дополнительные противовесы, изменяют условия опирания (например, путем установки выносных опор).
    Меры безопасности при работе бульдозера
    Бульдозер может потерять устойчивость и опрокинуться, если работа ведется на подъеме более 15-200, уклоне 30-35о, при выдвижении отвала за бровку откосе насыпи и во всех тех случаях, когда он теряет управляемость и начинает сползать.
    	При движении бульдозера вдоль откоса и насыпи, его ходовая часть не должна выходить за их края.
    	Сбрасывать грунт под откос методом работы через вал, следует без заезда ходовой частью на разрыхленный грунт, находящийся за краем откоса. Иначе вместе с рыхлым грунтом машина может сползти вниз по откосу.
     Для ремонта, смазки и регулировки бульдозера он должен быть установлен на горизонтальной площадке, двигатель выключен, ковш опущен на землю. В случае аварийной остановки самоходной техники на наклонной плоскости должны быть приняты меры, исключающие ее самопроизвольное движение под уклон. Запрещается находиться под поднятой стрелой или ковшом самоходной техники. При осмотре механизмов двигатель должен быть выключен. 
    На землеройных машинах не разрешается работать при дожде в глинистых грунтах и вблизи бровок, подмываемых водными потоками. В необходимых случаях следует отводить воду от бровок.
    Места производства земляных работ, на которых могут быть нарушены целостность земляного полотна действующего пути или габарит приближения строений, ограждают переносными сигналами с выдачей предупреждения. Все машины и механизмы ни одной своей частью при любом положении не должны входить в пределы габарита приближения строения.
Расчет устойчивости катка при уплотнении контрбанкета
    Большую опасность представляет работа машины вблизи откоса, т.к. при этом возможно потеря устойчивости откоса.
    Рассмотрим устойчивость откоса контрбанкета запроектированного на ПК 1093+54,1 (правый откос) при уплотнении песка в теле контрбанкета прицепным катком ДУ-39А массой 25 тонн.
    Расчет устойчивости откоса контрбанкета произведен по программе ДКУ, которая применялась при расчете устойчивости откоса насыпи.
   
    Расчетные характеристики грунта контрбанкета:
   - удельный вес ?=20 кН/м3;
   - угол внутреннего трения ?=40 град;
   - удельное сцепление с=3 кПа.
   
    Каток ДУ-39А имеет массу 25 тонн и рабочую ширину уплотняемого слоя b=2,6 м. При таких характеристиках давление оказываемое на грунт оказываемое на массив грунта, составляет 
   
                                        Ркатк=25*10/2,6=96,15 кПа.
   
    Расчет устойчивости откоса производился для двух положений по высоте, и для трех по ширине площадки сооружаемого контрбанкета (рис.5.2).
    Полученные коэффициенты устойчивости (см. табл. 5.1) показывают, что устойчивость откоса будет соблюдаться во всех расчетных положениях катка, т.к. расчетный коэффициент устойчивости k больше допустимого [k]=1,2.
Таблица 5.1
Коэффициенты устойчивости откоса контрбанкета
По высоте контрбанкета
По ширине площадки контрбанкета

1 (а=0 м)
2 (а=2,5 м)
3 (b=4 м)
h=6,5 м
1,45
1,35
1,25
h=3,25 м
1,75
1,70
1,45
   
   
   
   








   


Рисунок. 6.3. Схема к расчету устойчивости откоса контрбанкета

      
      
      
      
      
      

6.2 Заблаговременное прогнозирование зоны химического заражения 
Рост объёмов, расширение номенклатуры химической промышленности, увеличение перевозок химически опасных грузов породили химическую опасность и проблему зашиты населения от воздействия аварийных химически опасных веществ (АХОВ) при авариях с выбросом (разливом) их из хранилищ, транспортных средств, технологических линий и т.д. 
В настоящее время производится и используется в стране более 70 тыс. хим. веществ, из которых ? 700 имеют первостепенное значение. 
Выброс (разлив, утечка) АХОВ в окружающую среду влечет за собой образование хим. аэрозольного облака, которое может привести к появлению трех видов опасности: а) пожару; б) взрыву; в) токсическому воздействию (поражению). 
АХОВ можно классифицировать по характеру воздействия на организм как ингаляционного, перорального и кожного воздействия. Из других характеристик АХОВ отметим такие как летучесть, растворимость, температура кипения и др. 
При утечке (выбросе) АХОВ могут образовываться зоны химического заражения (далее ЗХЗ). В этой зоне могут оказаться соседние объекты, жилые кварталы, поселки и т.д. ЗХЗ АХОВ будет включать участок разлива (утечки), территорию и воздушное пространство над ней, где распространились пары этих веществ с пороговыми концентрациями. При утечке (выбросе, разливе) могут образовываться первичное и вторичное облака. Первичное облако образуется при мгновенном - 1 – 3 мин. – переходе в атмосферу части вещества с емкости при разрушении. Вторичное облако образуется в результате испарения разлившегося вещества. Заметим, что сжатые газы образуют первичное облако; сжиженные газы – первичное и вторичное облака; жидкости – вторичное облако, если температура их кипения выше окружающей среды. Т.е., все зависит от агрегатного состояния АХОВ ко времени аварии. 
ЗХЗ характеризуется: типом АХОВ; глубиной и площадью заражения; продолжительностью поражающего действия АХОВ; количеством очагов поражения; степенью заражения. Конфигурация и размеры ЗХЗ зависят от: агрегатного состояния и количества АХОВ; характера разлива жидких веществ; метеоусловий – температуры воздуха, скорости ветра, степени вертикальной устойчивости атмосферы; рельефа местности на пути распространения облака. 
Разлив АХОВ может быть: свободный (толщина слоя жидкости h принимается равной 0,05 м); в «поддон» или «обваловку» (толщина слоя h = H – 0,2 м, где Н – высота поддона). Метеорологические условия принимаются на высоте 10 м (высота флюгера). Различают 3 степени вертикальной устойчивости воздуха: инверсия (tвозд у земли холоднее верхних слоев, т.е. температура с высотой повышается); изотермия (стабильное равновесие воздушных слоев); конвекция (нижние слои воздуха нагреты сильнее верхних слоев и температура с высотой понижается). 
     Степень заражения среды характеризуется концентрацией (г/м3) или плотностью (г/м2) заражения. Продолжительность сохранения неизменными метеоданных составляет 4 часа.
В наземной емкости, расположенной в 0,5 км от железнодорожной станции Кувандык храниться 100 т хлора. Высота обваловки Н=1 м. Требуется оценить возможную химическую обстановку в случае аварии с емкостью путем заблаговременного прогнозировании. 
При заблаговременном прогнозировании принимаем следующие допущения: 
1. Скорость ветра 1 м/с; 
2. Температура воздуха +20?С; 
3. Степень вертикальной устойчивости воздуха: инверсия. 
4. Предельное время пребывания людей в зоне заражения и продолжительность метеоусловий N=4 часа. 
5. Количество выброшенного вещества Q0=100 т. 
6. Толщина слоя разлива жидкости h=H-0,2=0,8 м. 

Глубина зоны заражения Г определяется по справочным таблицам в зависимости от скорости ветра и эквивалентного количества выброшенного АХОВ. 
Хлор хранится в емкости в виде сжиженного газа под давлением, следовательно, будет и первичное и вторичное облако. 
Qэ1 = K1K3K5K7Qo = 0,18*1*1*1*100=18,0 т (6.6) 
Qэ2 = (1-K1)K2K3K4K5K6K7Qo/(h*d) = 
(1-0,18)*0,052*1*1*1*3,03*1*100/(0,8*1,553)=10,4 т (6.7) 
Qo – количество вылившегося вещества, т 
По справочным таблицам, с учетом скорости ветра и значений Qэ1 и Qэ2 определяем максимальное значение глубин распределения первичного и вторичного облаков: 
Г1 = 26,77 км 
Г2 = 19,58 км 
Полная глубина зоны заражения Г определяется по формуле 
Г = Г1 + 0,5*Г2 = 26,77 + 0,5*19,58 = 36,56 км (6.8) 
Следует учесть, что расчетное значение глубины не может превосходить предельно - возможного значения глубины переноса воздушных масс за то же время. Поэтому надо сравнивать эти величины. Меньшая из двух величин принимается за окончательную глубину. 
Глубина переноса воздушных масс, определяется по формуле 
Гп = N*V = 4*5 = 20 км (6.9) 
где N = 4 ч – время, прошедшее после аварии; V – скорость переноса переднего фронта зараженного облака, км/ч 
Окончательно принимаем глубину зоны заражения 20 км. 
Определим время подхода аэрозольного облака к железнодорожной станции по формуле 
t = X/V = 0,5/5 = 0,1 час = 6 мин (6.10) 
где X = 0,5 км – расстояния от источника заражения до объекта 
Площадь возможного заражения: 
Sв = ?Г2?/360 = 3,14*202*180/360 = 628,0 км2 (6.11) 
где ? – угол сектора неопределенности 
Площадь фактического заражения 
Sф = K8Г2N0,2 = 0,081*202*40,2 = 42,8 км2 (6.12) 
где K8 – коэффициент, зависящий от степени вертикальной устойчивости атмосферы (при инверсии K8 = 0,081; при изотермии K8 = 0,133; при конвекции K8 = 0,235). 
Время испарения пролива АХОВ 
T = h*d/(K2K4K7) = 23,9 час (6.13) 
где h – толщина слоя, м; d – плотность АХОВ, т/м3 
     Зона возможного заражения показана на рисунке 6.4
     
                    Рисунок 6.4 Зона возможного заражения
Ликвидация последствий химических аварий 
Основными способами защиты населения от АХОВ являются: 
- использование средств индивидуальной защиты органов дыхания; 
- использование защитных сооружений ГО; 
- временное укрытие населения в жилых и производственных зданиях; 
- эвакуация населения из зон возможного заражения. 
При применении растворов и веществ для обезвреживания выбросов (проливов) АХОВ могут быть использованы различные технические редства, в том числе коммунального хозяйства (поливомоечные, вакуумные, подметально-уборочные машины, песко-хлоридо разбрасыватели), технические средства сельского хозяйства (водораздатчики, машины для внесения жидких удобрении, машины для разбрасывания твердых органических удобрений), пожарные машины и авторазливочные станции. 
Наибольший интерес для обезвреживания проливов АХОВ представляют поливомоечные машины и авторазливочные станции, которые имеются в составе частей, подразделений и формирований сил ГО. 
Поливомоечные машины созданы на базе шасси ЗИЛ-130 (ПМ-130, КО-002), КамАЗ (КО-802) и шасси полуприцепа к трактору Т-40 (КО-705). Основное оборудование поливомоечных машин включает цистерну, центробежный насос, систему трубопроводов, дополнительное - резиновые рукава (шланги) с брандспойтами и насадками. 
Авторазливочные станции являются техническими средствами частей и подразделений специальной защиты ГО и войск радиационной, химической и биологической защиты. Они могут быть использованы для обезвреживания выбросов (проливов) АХОВ, временного хранения и транспортирования воды и растворов перекачки жидкостей из одной тары в другую. 
     Авторазливочная станция представляет собой автомобиль повышенной проходимости, на котором смонтировано специальное оборудование, состоящее из цистерны, механического насоса с приводом, ручного насоса, трубопроводов, резино-, металло- и резинотканевых рукавов, съемного оборудования и принадлежностей. Кроме того, авторазливочная станция АРС-15 обеспечивает подогрев воды до 60-70°С при приготовлении водных растворов.
     Таблица.6.3 Технические характеристики авторазливочных станций
    
Пожарные машины являются техническими средствами пожарных подразделений (формирований). Они могут быть использованы для постановки водяных завес на пути распространения зараженного воздуха и изоляции жидкой фазы АХОВ пенами, а также по прямому предназначению в случае возникновения пожаров в районе аварии. 
    Для локализации источников химического заражения путем устройства заградительных валов или периметра обвалования из насыпного грунта, песка, шлака, а также обезвреживания проливов АХОВ путем засыпки сыпучими адсорбирующими материалами могут быть использованы землеройно-транспортные машины (бульдозеры, скреперы, автогрейдеры, экскаваторы).



16


.......................