Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия

У экскаваторов непрерывного действия все операции по разра­ботке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоков-

 

 

 

Рис. 5.20. Экскаваторы непрерывного действия:

а, 6 — экскаватор продольного копания — цепной и роторный; в — плужный канавокопатель; г — экскаватор поперечного копания

шовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания. У первых направление движения рабочего органа (ротора, ков­шовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вто­рых оно перпендикулярно направлению движения машины. У тре­тьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).

По типу ходового оборудования различают экскаваторы на гу­сеничном, пневмоколесном и рельсовом ходу.

Цепные экскаваторы продольного копания (непре­рывного действия) (рис. 5.20, а, 6) применяются для отрывки траншей под кабели, трубопроводы и другие коммуникации с не­большим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх, откуда скребками, шнеками и отвальным устройством сдвигается в сторону от траншеи.

Роторные экскаваторы продольного копания име­ют по сравнению с цепными более высокую производительность,

Рис. 5.21. Схемы разработки грунта роторными стреловыми экскаваторами: а — при открытой разработке; 6 — при закрытой разработке

но и большую массу. Они используются при больших объемах зем­ляных работ и разработке выемок под крупные линейно-протя­женные сооружения.

Плужные канавокопатели (рис. 5.20, в) применяются для отрывки каналов полного профиля при создании оросительных и осушительных сетей.

Экскаваторы поперечного копания (рис. 5.20, г) вы­пускаются с цепным рабочим органом и применяются при добы­че строительных материалов (песка, глины), мелиоративных и дру­гих работах.

Роторные стреловые экскаваторы (рис. 5.21) приме­няются в промышленном, транспортном и мелиоративном стро­ительстве при разработке крупных котлованов, прокладке кана­лов, тоннелей, устройстве дамб и плотин, разработке грунта в стесненных условиях. Они имеют небольшие размеры и обладают хорошей маневренностью. Грунт разрабатывается вращающимся ротором при одновременном повороте роторной стрелы в гори­зонтальной и вертикальной плоскостях. Срезанный грунт через ленточный транспортер перегружается в транспортное средство и отвозится от места разработки. -

Разработка грунта землеройно-транспортными

Машинами

К основным землеройно-транспортным машинам относятся скреперы, бульдозеры, грейдеры, которые разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы предназначены для послойного копания грунтов в материковом залегании, их транспортирования и отсыпки в зем­ляные сооружения с планированием слоями равномерной тол­щины. Скреперы применяют для разработки талых грунтов I и II групп, в том чисяе грунтов с каменистыми" включениями.

При работе на непереувлажненных суглинках, лессах, черно­земах и почвах с примесями гравия и гальки скреперы загружают­ся с «шапкой» и разгружаются полностью; эти же грунты, но вы­сохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресву необ­ходимо предварительно разрыхлить плугами или рыхлителями, чтобы обеспечить нормальную загрузку скреперов.

При сухих сыпучих песках скреперы загружаются на 60...70% геометрической вместимости. На липких и переувлажненных грун­тах работа скреперов малопроизводительна вследствие прилипа­ния грунта к днищу и стенкам ковшей. На горизонтах ниже уров­ня грунтовых вод скреперы неработоспособны.

Применяют прицепные (с объемом ковша 3... 10 м³), полупри­цепные (4,5... 5 м³) и самоходные (8... 25 м³) скреперы (рис. 5.22).

 

 

 

Рис, 5.22. Скреперы:

а, б — прицепные двух- и одноосные; в — полуприцепной; г — самоходный; д— самоходный в паре с бульдозером-толкачом

Прицепные и полуприцепные скреперы наиболее эффективны при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходные — на расстояние до 3000 м.

Рабочий цикл скрепера состоит из последовательно повторяю­щихся операций: порожний ход, загрузка ковша, груженый ход и разгрузка.

Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12... 0,35 м.

Набор грунта производят при прямолинейном движении скре­пера или движении под уклон. При разработке плотных грунтов для увеличения толщины стружки применяют тракторы-толкачи (см. рис. 5.22, д), число которых зависит от типа скрепера, вме­стимости ковша и дальности транспортировки (I толкач на 2...6 скреперов).

Скреперы набирают грунт (в зависимости от его вида) различ­ными способами (рис. 5.23). Способ набора грунта постоянной тол­щины тонкой прямой стружкой применяют на связных грунтах при работе под уклон; клиновой стружкой (переменной толщины) — при разработке связных грунтов на горизонтальных участках; гре­бенчатой стружкой с переменным заглублением и выглублением ковша — при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках; клевковой стружкой (разновидность гребенчатого способа) — при разработке сухих песчаных и супес­чаных грунтов. В зависимости от характера возводимого сооруже­ния, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта и местных условий применяют эллиптическую, спиральную,

 

	O,SL	0,31
0.2L

				LLLLU.
		И '1 Ч '|Ч	_LLLLL	^jTJT

Рис. 5.23. Схемы срезания грунта скреперами и траектории их движения: о, б, в, г — соответственно срезание грунта постоянной толщины (А) и длины (£.), клиновой, гребенчатый и клевковый способы; д, е, ж, з — траектории движения соответственно эллипс, спираль, восьмерка, зигзаг; и, к — челночно-поперечная и челноч но-продольная траектории движения

«восьмеркой», зигзагообразную, челночно-поперечную и челноч-но-продольную (см. рис. 5.23, д—к) схемы движения скреперов.

Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, предваритель­но разрыхляют на толщину срезаемой стружки. Для рыхления при­меняют рыхлители, являющиеся прицепным оборудованием к гу­сеничному трактору или навесным — к бульдозеру.

Бульдозеры бывают с неповоротным и поворотным отва­лом.

Бульдозеры используют для обратной засыпки, сооружения на­сыпей из грунтов боковых резервов, грубого планирования зем­ляных поверхностей и подготовительных работ, а также для рас­пределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и земле-

 

Рис. 5.24, Схемы основных операций при работе бульдозера: а — транспортное положение и рыхление грунта; 6 — резание и набор грунта; в — перемещение грунта; / — трактор; 2 — отвал; 3 — толкающий брус; 4 — рыхли­тель; 5 — призма грунта перед отвалом

возов, формирования террас на косогорах, штабелирования сы­пучих материалов и др.

Бульдозеры применяют при перемещении грунта на расстоя­ние 10... 70 м и более при благоприятных условиях (попутных ук­лонах путей перемещения, легких грунтах). Для уменьшения по­терь отвалы могут оборудоваться отхрылками и козырьками.

В цикл работы бульдозера (рис. 5.24) входят следующие опера­ции: резание и набор грунта методом снятия стружки; перемеще­ние грунта с надвижкой его отвалом; возвратный холостой ход.

Планировка площадок бульдозерами выполняется преимуще­ственно траншейным и послойным способами.

При траншейном способе (рис. 5.25, в) выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4...0,5 м. Разработку каждого яруса ведут

0,4.-0,6 м

6...10м

2 а

S, s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М- 1
		i
гггг
.1,1,1,1,	,1.1,

Рис. 5.25. Схемы резания и перемещения грунта бульдозером:

а — под уклон; 6 — на горизонтальном участке; в — траншейным способом; г —

послойным способом; / — участок резания; 2 — участок перемещения; 3 — участок

разгрузки; 4 — насыпь; 5 ~~ выемка

траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы не­тронутого грунта шириной 0,4... 0,6 м. Эти валы срезают бульдозе­рами в последнюю очередь. Траншейный способ исключает зна­чительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производителен.

При послойном способе (рис. 5.25, г) выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозе­ра последовательно по всей ширине выемки или отдельными его частями. Этот способ прост и используется чаще, чем траншей­ный.

При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применя­ют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора. При дальности переме­щения до 70 м бульдозер возвращается в забой для повторения цикла задним ходом без разворота машины. При работе бульдозе­ра в особо плотных грунтах (выше III группы) грунт предвари­тельно разрыхляют.

Грейдеры (рис. 5.26) предназначены для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, аэродромов и других линейных и площадных объектов. По трудности разработки грейдерами грунты подразделяют на I, II и III группы. Грейдеры применимы в грунтах с отметкой выше уровня грунтовых вод и неработоспособны на заболоченных землях.

Эффективность работы грейдеров обеспечивается при рабочих ходах протяженностью более 0,5 км.

Т\ 1

6 5 4

Рис. 5.26. Конструкция и схемы работы грейдера:

a — вид сбоку; 6 — резание грунта; в, д — планирование дорожного полотна и

откоса выемки; г — поворот отвала; 1 — рама; 2 — поворотный круг; 3 — тяговая

рама; 4 — ось тяговой рамы; 5 — ось поворотного круга; 6 ~ отвал

Рис, 5.27. Схемы работы и агрегирования грейдер-элеваторов:

а, б — сооружение дорожной насыпи и канала; в, г — полуприцепной и навесной

грейдер-элеваторы; / — транспортер; 2 — плуг

Грейдер-элеваторы (рис. 5.27) применяются при копании грунта
Т III групп в равнинных местностях и отсыпке его в линейно-
протяженные земляные сооружения из боковых резервов. Они под­
разделяются на полуприцепные (к трактору) или навесные (на
автогрейдеры).

5.10. Укладка и уплотнение грунтов

Укладка в насыпь и уплотнение грунта выполняются при планировочных работах, возведении различных насыпей, обрат­ной засыпке траншей, пазух фундаментов и др. Уплотнение про­изводится с целью увеличения несущей способности грунта, умень­шения его сжимаемости и снижения водопроницаемости. Уплот­нение может быть поверхностным и глубинным. В обоих случаях оно осуществляется механизмами.

Существует уплотнение грунтов укаткой, трамбованием и виб­рированием. Наиболее предпочтителен комбинированный метод уплотнения, заключающийся в одновременной передаче на грунт различных воздействий (например, вибрирование и укатка), или объединение уплотнения с другим рабочим процессом (напри­мер, укатка и движение транспортных средств и др.).

Для обеспечения равномерного уплотнения отсыпанный грунт разравнивают бульдозерами или другими машинами. Наибольшее уплотнение грунта с наименьшей затратой труда достигается при

определенной оптимальной для данного грунта влажности (см. табл. 5.1). Поэтому сухие грунты должны увлажняться, а переу­влажненные — осушаться.

Грунт уплотняют участками (захватками), размеры которых дол­жны обеспечивать достаточный фронт работ. Увеличение фронта работ может привести к высыханию подготовленного к уплотне­нию грунта в жаркую погоду или, наоборот, к переувлажнению в дождливую.

Наиболее трудным является уплотнение грунта при обратной засыпке пазух фундаментов или траншей, так как работы ведутся в стесненных условиях. Во избежание повреэкдения фундаментов или трубопроводов прилегающий к ним грунт на ширину 0,8 м уплотняется с помощью виброплит, пневматических и электри­ческих трамбовок слоями толщиной 0,15... 0,25 м (рис. 5.28, а—в). Более производительные способы, например самопередвигающи­еся виброплиты и другие (рис. 5.28, г—е), применяются при уп­лотнении засыпки под полы.

 

ЧТУ

Рис. 5.28. Схемы уплотнения грунта:

а — общий вид насыпи; 6, в — уплотнение виброплитой и вибротрамбовкой; г — то же, самопередвигающейся виброплитой; д, е — то же, прицепным виброкатком и самоходным кулачковым катком; /, II, III — соответственно виброуплотнение

на месте, при движении вперед и назад

Насыпи, имеющие большую площадь, рекомендуется уплот­нять прицепными или самоходными гладкими или кулачковы­ми катками, а также трамбующими машинами по замкнутому кругу.

Проходки грунтоуплотняющих машин делаются с небольшим перекрытием во избежание пропусков неуплотненного грунта. Чис­ло проходок по одному месту и толщина слоя задаются в зависи­мости от вида грунта и типа грунтоуплотняющей машины или устанавливаются опытным путем (обычно 6...8 проходок).

Насыпи, к которым не предъявляются высокие требования по плотности грунта, можно уплотнять транспортными средства­ми в процессе отсыпки грунта. Схема работы составляется так, чтобы груженый транспорт перемещался по отсыпанному слою грунта.