книги из ГПНТБ / Экскаваторные ковши активного действия. Устройство, эксплуатация, ремонт

ЭКСКАВАТОРНЫЕ

КОВШИ

АКТИВНОГО

ДЕЙСТВИЯ

УСТРОЙСТВО, ЭКСПЛУАТАЦИЯ, РЕМОНТ

МОСКВА « ТРАНСПОРТ» 1974

• вс. публичная

ЭКЗЕМПЛЯР

. ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

'И-АШ/

Экскаваторные ковши активного дейст­

скальных и мерзлых грунтов без предвари-, тельного рыхления, с использованием эк­ скаваторного оборудования с ковшами ак­ тивного действия. Изложены способы раз­ рушения скальных и мерзлых грунтов; опи­ сано устройство, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт оборудования; при­ ведены данные о технико-экономической эффективности оборудования и основные правила техники безопасности.

Рассчитана на научных и инженерно-тех­ нических работников-строителей.

Рис. 71, табл. 35., библ. 21.

Книгу написали:

канд. техн. наук И. А. Недорезов — п. 1. главы -1, п. 4 главы 2;

д-р техн. наук А. И. Федулов — главу 2 за исключением п. 4;

канд. техн. наук В. Г. Тайц — пп. 5 и 6 главы 3, главу 4 за исключением п. 3 главы 6 и 7, приложения 1—10.

Совместно, д-р техн. наук Д. И. Федоров, кандидаты техн. наук В. Г. Тайц и И. А. Не­ дорезов— п. 2 главы 1, пп. 1—4 и 7—10 главы 3, п. 3; главы 4; главу 5.

31801—1460 Э 049(01)-74

© Издательство «Транспорт», 1974.

1

СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ МЕРЗЛЫХ

ИСКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

1.Объемы работ в мерзлых и скальных грунтах

ираспределение скальных грунтов

по трудности разработки

В общем объеме работ по сооружению земляного по­ лотна дорог скальные грунты составляют примерно 10, а мерзлые 5%. Таким образом, укрупненно можно считать, что нескальные и немерзлые грунты 1—III групп по ЕНиРу составляют приблизительно — 85%, а осталь­ ные грунты — IV группы и выше — 15%.

Представляет практический интерес распределение мерзлых и скальных грунтов внутри своей совокупности.

По классификации, предложенной А. Н. Зелениным, мерзлые грунты разделены на группы трудности разра­ ботки в зависимости от показаний прибора — ударника Союздорнии, характеризуемые числом С:

В практике наиболее часто встречаются мерзлые гру­ нты V—VI групп, значительно реже грунты VII группы и очень редко VIII группы.

Условия строительства земляного полотна вторых пу­ тей во многом существенно отличаются от условий, ха­ рактерных для новостроек, так как работы ведутся в непосредственной близости от существующего пути с напряженным движением поездов, где производство не­ которых работ, в частности буро-взрывных, ограничено или исключено. Объемы же работ, выполняемых в ска­ льных и мерзлых грунтах в этих условиях, ежегодно воз­ растают.

5

Анализ грунтовых условий строек показал, что при строительстве вторых путей железных дорог до 70% в общем объеме скальных грунтов составляют грунты не выше VI группы по ЕНиРу. Эти данные хорошо согласу­ ются с результатами исследований, охвативших более 150 разновидностей горных пород на строительных пло­ щадках в различных районах страны. На основе этих исследований была получена функция распределения ве­ личин скорости бурения шпуров (рис. 1, а). Рассмотрим это распределение совместно с зависимостью скорости бурения шпуров от группы трудности разработки грун­ тов по ЕНиРу, оцениваемой при помощи коэффициента крепости f но М. М. Протодьяконов}' (рис. 1, б).

Из графика на рис. 1, б видно, что скорость бурения шпуров в грунтах VI группы (/=^10) не превышает 9 м/мин. По функции распределения Р на рис. 1, а ско­ рость бурения 9 м/мин соответствует вероятности появ­ ления грунтов до VI группы включительно в объеме при­

близительно 75% ■ Преимущественное преобладание скальных грунтов

пониженной прочности (до VII группы) позволяет сде­ лать практически важный вывод о целесообразности создания и значительно более широкого применения ме­ ханических средств разработки скальных грунтов, обес­ печивающих в этих условиях значительный экономичес­ кий эффект по сравнению с буро-взрывным способом,

Рис. 1. Распределение скальных грунтов по трудности разработки:

а — функция распределения скорости бурения шпуров; б — зависимость ско­ рости бурения шпуров о от коэффициента крепости f по М. М. Протодьяконову (заштрихованы поля разброса величин)

6

удельное значение которого может быть снижено при­ мерно до 7* в общем объеме скальных работ. В строи­ тельстве суммарный объем скальных грунтов до VI груп­ пы включительно и мерзлых грунтов ориентировочно составляет 1,1 млрд. м3. Если условно допустить, что из этого объема 50% и в дальнейшем будет разрабаты­ ваться по существующей технологии с предварительным рыхлением взрывами или механическими способами, а остальной объем ( ж 0,5 млрд, м3) с применением ковше!! активного действия, то при средней годовой выработке экскаватора на 1 м3 емкости такого ковша (40 тыс. м3) в строительстве ковшами активного действия должно быть оснащено около 12 тыс. экскаваторов.

Применение ковшей активного действия на экскава­ торах, как показала практика, в наилучшей степени учи­ тывает грунтовые и производственно-технологические условия работы землеройных машин.

2. Существующие способы подготовки скальных и мерзлых грунтов к экскавации и их сравнительная характеристика

Машины и оборудование для разработки мерзлых грунтов при возведении земляного полотна должны удовлетворять ряду дополнительных производственно­ технологических требований, обусловленных тем, что в данном случае грунт является строительным материа­ лом, от качества которого зависит и качество сооруже­ ний. Значительные ограничения накладываются и прави­ лами техники безопасности, особенно при уширении вы­ емок под вторые пути, когда земляные работы ведутся в непосредственной близости от действующих магистра­ лей, в стесненных условиях. Немаловажное значение имеет также рельеф местности, линейность характера строительства и объемы работ. Поэтому технико-эконо­ мическое сравнение машин, например, только по показа­ телям собственно рыхления мерзлого грунта является недостаточным и может дать неверные результаты, если не учитывать весь комплекс работ. Критериями такой сравнительной оценки должны быть стоимость 1 м3 грунта, пригородного для укладки в тело насыпи, и тру­ доемкость его разработки.

7

Внастоящее время для выполнения земляных работ

взимних условиях применяются три основные способа:

1)предохранение грунта от промерзания;

2)разработка грунта после предварительного сни­ жения прочности его мерзлого слоя путем разморажива­ ния солью, оттаивания или рыхления;

3)разработка мерзлого грунта без предварительного

оттаивания или рыхления.

Предохранение грунтов от промерзания. Защиту от промерзания карьеров и выемок, разрабатываемых зи­ мой, рекомендуется выполнять следующими мето­

дами:

предзимним глубоким рыхлением верхнего слоя грунта без снегозадержания или с последующим задер­ жанием и накоплением снега;

поверхностным засолением глинистых грунтов тех­ ническим хлористым натрием;

укрыванием грунта слоем пенопласта или другого утеплителя.

Рыхление грунта с последующим з а д е р ж а н и е м и

накопление снега толщиной не менее 1 м путем установ­

при разработке зимой карьеров и выемок рекомендуется применять в районах с малой толщиной снежного покро­ ва (до 40 см).

Стоимость защиты 1 м2 поверхности грунтов от про­ мерзания на опытных объектах линии Артышта—Подо- бас составила: методом предзимнего засоления — 24 коп., а методом рыхления грунта со снегозадержанием —

16коп.

Вэтих же условиях средняя стоимость обычно приме­ нявшегося рыхления мерзлого грунта мелкошпуровым

взрыванием при глубине промерзания 1 м составила

64 коп/м3.

У к р ы в а н и е г р у н т а у т е п л и т е л я м и позво­ ляет предохранять грунт от промерзания за счет тепла, аккумулированного в летний период. Утепление произ­ водится стружкой, опилками, дерном, соломенными ма­ тами, шлаком.

8