1.5.2. Сменное рабочее оборудование одноковшовых эк­скаваторов и область его применения

Строительные экскаваторы выпускаются универсаль­ными. Каждый из них имеет три вида рабочего обору­дования и более. Строительные экскаваторы с ковшом вместимостью до 0,5 м³ широко применяются в сель­скохозяйственном, водохозяйственном, жилищном и про­мышленном строительстве. Они предназначаются для выполнения мелких рассредоточенных работ. Экскава­торы с ковшами вместимостью 0,65...3 м³ применяются в жилищном, промышленном, дорожном, гидротехническом и других видах строительства (табл. 12).

Таблица 12

Передвижные компрессоры

Марка	Производительность	Давление на выходе в кг/кв.см	Мощность в квт.	Вес в кг.	Емкость воздухосбор.
ЗИФ-51 ЗИФ-55 КС-9 ВВК-200 ВКС-5 ПКС-6	4.65 5 7.6-9 4.5 4.4-5 5.5	7 7 6 6 7 6.5	45 квт 95 л.с. 80 73 45 36квт или 73 л. с.	2430 2750 5000 4500 3250 2800	230 250 252 500 260 250

1.5.3. Основные схемы производства земляных работ

Схем земляных работ, выполняемых одноковшовы­ми экскаваторами, делятся на две основные группы: бес­транспортные и транспортные. Бестранспортными назы­вают схемы производства работ, в которых экскаватор, разрабатывая грунт, укладывает его в отвал, кавальер или в земляное сооружение. Бестранспортные схемы про­изводства работ могут быть простые и сложные. При простой бестранспортной схеме разработки грунт укла­дывается в кавальер или насыпь без последующей его перевалки (переэкскавации). При сложной бестранспорт­ной схеме разработки грунт укладывается экскаватором во временный (первичный) отвал и подлежит частичной или полной переэкскавации.

Транспортными называют схемы, при которых грунт грузится экскаватором в самосвалы и отвозится в за­данное место. При транспортных схемах разработки грунта возможны различные схемы движения грунтовозного транспорта: например, при работе прямой ло­патой — тупиковые и сквозные (тупиковые — при кото­рых самосвалы подходят к экскаватору и возвращаются по тому же пути; сквозные — при которых автомобили подъезжают к экскаватору без маневрирования, и уез­жают после погрузки грунта по дороге, являющейся про­должением въездного пути).

Выбор схемы производства работ зависит от особен­ностей строительства. Так, в водохозяйственном, нефтегазопроводном и транспортном строительстве преобла­дают бестранспортные схемы работ, а в промышленном и жилищном строительстве — транспортные.

Разработку грунта осуществляют лобовыми или бо­ковыми проходками. Боковой проходкой называют та­кую, при которой ось движения экскаватора совпадает с осью сооружения или находится в площади ее сечения. При боковой проходке разрабатываются одновременно три откоса выемки — два боковых и торцо­вый. Боковые проводки бывают двух типов:

- закрытая, в которой ось движения экскаватора рас­полагается сбоку сечения выемки. Перемещаясь, экска­ватор разрабатывает три откоса выемки — два боковых и торцовый;

- открытая, в которой экскаватор, перемещаясь вдоль разрабатываемой полосы, разрабатывает боковой и тор­цовый откосы.

Основные схемы производства работ одноковшовыми экскаваторами приведены на рис.1.

Производство работ прямой лопатой

При работе прямой лопатой применяются только транспортные схе­мы, так как вследствие малых линейных размеров ра­бочего оборудования экскаватор не может обеспечить достаточного объема отвала для нормальной работы. Рабочее оборудование прямую лопату применяют при устройстве разрезных и пионерных траншей на карье­рах, больших котлованов и выемок при дорожном и ги­дротехническом строительстве.

В зависимости от условий работы экскаваторы с пря­мой лопатой разрабатывают грунт лобовыми и боковы­ми проходками. В узких лобовых проходках для сокра­щения времени маневрирования транспорта устраивают промежуточные въезды. В широких лобовых проходках экскаватор в процессе работы перемещается на неболь­шие расстояния в правую и левую части забоя. Автомо­били-самосвалы подходят поочередно вдоль обоих от­косов выемки.

При работе боковой проходкой экскаватор устанав­ливают так, чтобы он разрабатывал грунт перед собой и с одной из боковых сторон. С другой боковой стороны устраивают землевозные пути. Наиболее распростра­ненным типом боковой проходки является забой, в ко­тором транспортные пути и экскаватор расположены на одном уровне.

Рис. 1. Схема разработки глубокой выемки:

1 — поперечными проходками скрепера; 2 — продольными проходками скрепера; 3 — прямой лопатой; 4 — драглайном.

Рис. 2. Схемы разработки выемок обратной лопатой:

а — боковой закрытой проходкой с одинаковой крутизной откосов; б — боковой закрытой проходкой с разной крутизной откосов; в — боковой открытой проходкой

При сооружении глубоких выемок на гидротехниче­ском и дорожном строительстве проектная глубина вы­емок может значительно превышать технологические возможности экскаватора. В этом случае глубокие вы­емки разбивают на уступы и ярусы, высота которых должна соответствовать возможностям экскаватора (рис. 1). Верхняя часть выемки разрабатывается бульдозерами, затем часть выемки разрабатывается скреперами. Остав­шаяся часть выемки разбивается на ярусы и разрабаты­вается экскаваторами, оборудованными прямой лопатой. Остающаяся часть грунта и откосы дорабатываются драглайнами.

Производство работ обратной лопатой

При работе обратной лопатой применяются транспортные и бестранспортные схемы разработки. Применяют лобовые и боковые проходки, в которых ось рабочего хода экскаватора смещают в сторону подхода транспортных средств. Боковая проходка при работе обратной лопатой может быть открытой и закрытой.

При закрытой боевой проходке грунт разрабатывается по схеме на рис. 2 а и б. При открытой боковой проходке одна из сторон рабочего места остается свободной от грунта (рис. 2 в). При закрытой и открытой боковых проходках параметры разрабатываемого сооружения будут различными. Так, при закрытой боковой проходке крутизна обоих откосов выемки может быть задано одинаковой (рис. 2 а), но может быть и разной (рис. 2 б), при этом во втором случае возможная глубина разработки может быть увеличена в 1,6 раза. При разработке выемки открытой боковой проходкой (рис. 2 в) глубина разработки может быть увеличена еще на 20 %. Однако при такой схеме возможный объем отвала и расстояние между отвалом и выемкой уменьшаются примерно в 10 раз. Это предопределяет необходимость при такой схеме работ (боковой открытой проходкой) использовать погрузку грунта в транспорт.

Рис. 3. Схемы разработки выемок драглайном:

а — боковой закрытой проходкой с одинаковой крутизной откосов; б — то же, с различной крутизной откосов; в — боковой открытой проходкой с одинаковой крутизной откосов

Рис. 4. Схемы возведения насыпи из резервов:

а — разработка правого резерва; б— разработка левого резерва;

в — расширение левого резерва

Производство работ драглайном

Экскаваторы, оборудованные драглайном, могут разрабатывать грунт в отвал или с погрузкой в транспортное средство. В том и другом случае применяют лобовую или боковую проходку. По сравнению с рабочим оборудованием обратной лопатой оборудование драглайна имеет больший радиус копания и большую высоту разгрузки, что позволяет применять их при выполнении работ на крупных объектах.

При разработке узких траншей и выемок драглайном экскаватор устанавливают по оси земляного сооружения и разрабатываемый грунт укладывают на правую или левую сторону от выемки. В дорожном строительстве драглайн часто используют для возведения насыпей высотой до 3 м. При этом работу ведут в такой последовательности сначала экскаватором, установленным по оси I-I, разрабатывают левый резерв (рис. 5.), укладывая грунт послойно в тело насыпи. Затем экскаватор перемещается на другую сторону насыпи и из положения //—// укладывает грунт во вторую половину нижней части насыпи (рис. 5 б). Затем экскаватор из положения ///—///, разрабатывая грунт, увеличивает резерв и укладывает послойно грунт в верхнюю часть насыпи (рис. 5 б). Наи6олышее распространение получили варианты бестранспортных схем работы драглайном выполнение работ одной продольной проходкой с односторонним размещением отвала; двумя продольными проходками с размещением отвалов по обеим сторонам выемки; двумя продольными проходками с односторонним размещением отвалов; четырьмя продольными перемещает вскрышные грунты до границ вскрываемого контура по всей длине его. Далее грунт перемещается в отвал экскаватором, который ус­танавливают за пределами вскрываемого участка. Пе­ремещаясь по оси O1, параллельной границе участка, экскаватор отсыпает перемещенный бульдозером грунт в отвал 1. Затем экскаватор устанавливают на этом от­вале и он, двигаясь по оси О2, перемещает доставленный бульдозером грунт в отвал 2. В заключение экскаватор, двигаясь по оси О3, расположенной непосредственно у границы вскрываемого участка, перемещает оставший­ся в выемке грунт в отвал 3.

При такой схеме организации работ бульдозер вы­нужден транспортировать грунт к границе вскрываемо­го участка, преодолевая длинные крутые подъемы, что снижает его производительность. Эта схема находит при­менение при разработке участков шириной 50...60 м с глубиной залегания вскрышных пород 3...4 m.

\^^<>

Рис. 5. Простые схемы вскрышных работ:

а — одной проходкой; б — двумя проходками; в — двумя проходками в односторонний отвал; г—четырьмя проходками

При второй схеме с использованием экскаватора на разработке вскрышных пород, а бульдозера—на отвалообразовании вскрываемый участок разбивают на проходки максимальной для данного экскаватора ши­рины. Разрабатывая грунт боковыми проходками, экс­каватор перемещает его во временные отвалы. Бульдо­зер транспортирует грунт из временных отвалов в постоянные, расположенные за пределами вскрываемого участка. Из последней проходки экскаватор перемеща­ет грунт в постоянный отвал

Существенным недостат­ком этой схемы является малоэффективный способ отвалообразования бульдозером, так как основной объем грунта в постоянном отвале размещается на большой площади. Бульдозер, как и в первом случае, вынужден преодолевать длинные и крутые подъемы, перемещаясь по разрыхленному грунту, что снижает его производи­тельность.

Третья схема (рис. 6) выполнения вскрышных работ (ком­бинированная) заключается в следующем. Бульдозер снимает верхний слой вскрышных грунтов и транспор­тирует их за пределы вскрываемого участка в постоян­ный отвал. Затем вводят в работу экскаватор, который, передвигаясь вдоль откоса выработки, перемещает грунт, доставленный бульдозером к этому откосу, в отвал 1. По­следующее перемещение грунта в отвал 2 экскаватор производит, перемещаясь по отвалу 1. Высокий уровень стоянки экскаватора способствует увеличению объема отвала 2. Если в отвал 2 нельзя уложить весь грунт, дальнейшее перемещение грунта в отвал 3 осуществля­ет бульдозер.

.

Рис. 6. Схемы вскрышных работ экскаваторами, оборудованными

драглайнами:

а — укладка грунта в отвал экскаватором; б — укладка грунта в отвал бульдозером; в — перекидка грунта экскаватором и разравнивание бульдозером

Комбинированная схема выполнения земляных работ находит применение при разработке участков шириной 30...40 м мощностью вскрышных грунтов 4...5 м. При этой схеме достигается высокая производительность обе­их машин, входящих в комплект, так как бульдозер пе­ремещает грунт на сравнительно небольшое расстояние без преодолевания больших подъемов, а экскаватор раз­рабатывает разрыхленный грунт.

Примером применения комбинированных схем вскрышных работ может служить строительство канала Северный Донец—Донбасс, где почти вся разработка грунта на участках канала, на которых залегали песча­ные грунты, выполнялась драглайнами.

Производство работ грейфером

Экскаваторы с грей­ферным рабочим оборудованием применяют для погруз­ки и разгрузки сыпучих грунтов (песка, шлака, щебня, гравия), а также для рытья колодцев, котлованов под фундаменты отдельно стоящих сооружений, опор линий электропередачи, силосных башен, зачистки траншей при строительстве магистральных трубопроводов. B комп­лексе земляных работ при строительстве жилых зданий и в промышленном строительстве грейферное оборудо­вание применяют для рытья различных углублений, кот­лованов сложного профиля и для обратной засыпки фундаментов.

На участках со сложным профилем грунт также раз­рабатывает экскаватор, оборудованный грейфером. Этот же, экскаватор отрывает все углубления и приямки, пре­дусмотренные проектом на участках, вырытых драглай­ном.

Схема выполнения работ грейфером при засыпке грунта в запазухи котлованов и за стенки фундаментов показана на рис. 7. Эти работы выполняются по мере готовности фундаментов. Оборудованный грейфером экс­каватор, перемещаясь вдоль бровки котлована по пе­риметру, набирает из отвала 1 грунт и укладывает его равномерно небольшими слоями 2 в пазухи или за стен­ки фундамента,. Высота насыпанного грейфером слоя грунта не должна превышать 1...1,5 м. Этот грунт раз­равнивают с помощью бульдозеров, а при стесненных условиях — вручную, и уплотняют трамбовочными пли­тами, пневматическими трамбовками или другим спо­собом.

Экскаваторы, оборудованные грейфером, являются ведущими в комплектах машин, выполняющих земляные работы по устройству котлованов под опускные колодцы на строительстве металлургических предприятий. Так, сооружение скриповой ямы методом опускного колодца осуществлялось в следующем порядке (рис. 7 б). Колодец в форме неправильного шестиугольника высотой 11 м и массой 1200 т был установлен на земле. Рядом с ним на земляной подушке и шпальной клетке было подготовлено место для установки экскаватора, оборудованного грейфером. Экскаватор грейфером разрабатывал грунт внутри колодца и отсыпал его в отвал. Грунт из отвала грузил на транспорт второй экскаватор, оборудованный прямой лопатой. По мере выработки грунта внутри колодца последний опускался под действием собственного веса.

Так, сооружение скриповой ямы методом опускного колодца осуществлялось в следующем порядке (рис. 7 б). Колодец в форме неправильного шестиугольника высотой 11 м и массой 1200 т был установлен на земле. Рядом с ним на земляной подушке и шпальной клетке было подготовлено место для установки экскаватора, оборудованного грейфером. Экскаватор грейфером разрабатывал грунт внутри колодца и отсыпал его в отвал. Грунт из отвала грузил на транспорт второй экскаватор, оборудованный прямой лопатой. По мере выработки грунта внутри колодца последний опускался под действием собственного веса.

Наиболее эффективно применение грейфера на устройстве котлована под опускные колодцы при наличии грунтовых вод. В этих случаях даже при хорошей организации водоотлива применение других землеройных машин затруднено. Конструкция грейферного ковша позволяет разрабатывать грунт под водой. Гидравлические экскаваторы, оборудованные грейфером, успешно выполняют выемки под отдельно стоящие опоры.

Рис. 7. Схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске:

а — засыпка пазух; б— разработка котлована под опускной колодец;

1 — грунт для засыпки пазух; 2 — слои грунта, уплотняемые трамбовками;

3 — шпальная клетка; 4 — насыпной грунт.

Рис. 8. Схемы работ экскаватором с телескопическим оборудованием:

а — планирование откоса снизу вверх; б — планирование откоса сверху вниз; в, г — разработка выемок в зданиях в стесненных условиях

Применение телескопического обо­рудования позволяет осуществлять планировочные ра­боты на откосах насыпей и выемок. Планировочные работы можно осуществлять, работая снизу вверх (рис.8.) или сверху вниз (рис.8б). Применение телескопическо­го оборудования позволяет производить работы в стес­ненных условиях (pис. 8 г).