3. Выбор комплектов машин для разработки котлована и обратной засыпки

Выбор рекомендуемой емкости ковша экскаватора производится в зависимости от объема грунта в котловане (см. прил., табл. 5):

- для V_общ.= 11 000 ... 15 000 м³ рекомендуется объем ковша V_к = 1 м³;

- для V_общ = 6 000 ... 11 000 м³ рекомендуется объем ковша V_к = 0,8 м³.

V_к1 = 1,0 м³ V_к2 = 1,25 м³

Определение наименьшей высоты забоя, обеспечивающей заполнение ковша экскаватора h_{з min} (см. прил., табл. 2). Наименьшая высота забоя зависит от типа и объема ковша экскаватора и группы грунта. Группа грунта может определяться по ЕНиР или по 1, с. 30, табл. 7. В данном примере грунт II группы. Тогда наименьшая высота забоя по табл. 2 приложения составит:

- для ковша объемом V_к = 1,0 м³ h_{з min} = 3 м;

- для ковша объемом V_к = 1,25 м³ h_{з min} = 3 м.

Проверяем условие: h_котл. ≥ h_{з min}

3 м = 3м – условие выполняется. При невыполнении данного условия нужно принять меньший объем ковша.

Выбор марки экскаваторов может производиться по справочникам или по ЕНиР. При этом используют следующие параметры:

- емкость ковша (в данном примере она должна составлять 1 – 1,25 м³);

- максимальная глубина копания h_{к max} экскаватора должна быть не менее глубины котлована h_котл: h_{к max} ≥ h_котл

- тип ковша экскаватора выбирают по виду грунта, например, для песков и супесей выбирают ковши со сплошной режущей кромкой, а для глин и суглинков – с зубьями:

Марки и характеристики выбранных экскаваторов, отвечающих вышеуказанным требованиям, указываем в табл. 4.

В эту же таблицу записываем стоимость машино-смены (С_м.см) и оптовую цену (С_о.ц.) каждого экскаватора.

	ЭО-4121А	ЭО-5122
Длина рукояти, м	3,5	3,8
Объем ковша, м3	1	1,25
Наибольший радиус копания на R, м	9,75	11,8
Наибольшая кинематическая глубина H, м	6	8,8
Радиус разгрузки При высоте разгрузки 3 м При наибольшей высоте разгрузки, м	8,6 4,8	9,8 8,8
Наибольшая высота разгрузки H, м	10,2	5,9
См.см., руб.	31,08	33,40
Сопт.ц., руб	23470	25040

Основные параметры экскаваторов показаны на рис. 4.

Рабочие параметры экскаваторов определяются в следующем порядке:

- максимальный радиус копания R_{к max} принимается по технической характеристике в ЕНиР или по справочникам;

• оптимальный радиус резания на уровне стоянки:

R_{p опт} = 0, 9 R_{к max} ; (12)

• максимальный радиус резания на уровне подошвы забоя:

R _{max п}= R_{p опт} – mh_котл., (13)

где h_котл подставляется за вычетом недобора грунта, в данном примере mh_котл = 0, 25 • 3 = 0,75 м;

- минимальный радиус копания (см. рис. 4, 5):

R _{min п} = c + z, (14)

R _{min п} = R_o + z, (15)

R _{min п} = R_{min ст} + mh, (16)

R_{min ст} = R_o + d, (17)

R_o = , (18)

где d – расстояние от опоры машины до бровки откоса (1 м); К и Б – соответственно длина и ширина хода ; с – половина длины хода (прил., табл. 10); h – глубина котлована за вычетом недобора грунта; z – допустимое расстояние от опоры машины до основания откоса по СНиП 12-03-2001 [5] (см. прил., табл. 9); R_o – размерный параметр ходовой части экскаватора (см. рис. 5).

В качестве R_{min п} принимается наибольшее значение, полученное по формулам ((14)…(16)).

- длина рабочей передвижки:

l_п = R _{max п} – R _{min п} , (19)

Результаты расчетов сводятся в табл. 5.

Если получилось, что R _{max п}< R _{min п} или l_п < 0,4 м, экскаватор не сможет обеспечить отрывку котлована данной глубины. В этом случае возможны следующие варианты решений:

а) выбрать экскаватор с более длинной стрелой (с большим R _{max к});

б) заменить обратную лопату на драглайн;

в) разработку котлована вести ярусами; в этом случае необходимо проверить выполнение условия:

h_яруса  h_{з min}, (20)

Расчетные формулы	ЭО-4121А	ЭО-5122
Vковш.	1	1,25
Rр.опт. = 0,9· Rк.max	0,9·9,75=8,775	0,9·11,8=10,62
R max п= Rp опт – mhкотл	8,775-0,25·(3-0,2)=8,075	10,62-0,25·(3-0,2)=9,92
d	1	1
K	3,42	4,12
Б	2,93	4,15
h	2,8	2,8
z	1,75	1,75
c=0,5·К	1,71	2,06
Ro =	=2,25	=2,92
R min п = c + z	2,25+1=3,25	2,92+1=3,92
R min п = Ro + z	1,71+1,75=3,46	2,06+1,75=3,81
R min п = Rmin ст + mh	2,25+1,75=4	2,92+1,75=4,67
Rmin ст = Ro + d	3,25+0,25·2,8=3,95	3,92+0,25·2,8=4,62
В качестве R min принимается наибольшее значение из ((14)…(16))
	R min = 4	R min = 4,67
lп = R max п – R min п	8,075-4=4,075	9,92-4,67=5,25

Рис. 4. Параметры экскаватора.

R_{к max} – максимальный радиус копания (на уровне стоянки); с – половина длины ходовой части; z – допустимое расстояние от опоры машины до основания откоса по СниП 12-03-2001 [5]; R_{min ст} и R_{min п} – минимальные радиусы резания на уровне стоянки экскаватора и на уровне подошвы забоя; R_{max п} – максимальный радиус резания на уровне подошвы забоя; m – коэффициент откоса; l_п - длина рабочей передвижки; γ – угол наклона стрелы экскаватора.

Если для данного примера принять разработку котлована в два яруса (для ЭО–4321), высота яруса составит h_яруса = 1,5 м. Наименьшая высота забоя (h_{з min}) по табл. 2 приложения для ковша объемом 1 м³ составляет: h_{з min} = 1,9 м. Таким образом, в данном случае не выполняется условие (29) и разработка котлована ярусами невозможна. Кроме того, разработка грунта ярусами приводит к усложнению технологии производства работ.

Рис. 5. Определение допустимого расстояния от верхней бровки откоса до опор экскаватора

а – гусеница экскаватора расположена параллельно откосу; б – то же, перпендикулярно откосу; в – отсчет расстояния от башмака выносной опоры до бровки; г – схема отсчета для гусеничного экскаватора; д – то же, для пневмоколесного экскаватора

14