6. Разработка технологии производства земляных работ

6.1. Выбор машин и механизмов. Общие вопросы

Ведущую машину (скрепер или бульдозер) выбирают с учетом линии средней дальности перемещения грунта согласно ЕНиР (сб. 2, выр. 1, Земляные работы).

Для сравнения берут 2-3 комплекта машин. В зависимости от заданных характеристик грунта для его рыхления подбираются рыхлители (ЕНиР, § 2-1, 2, 3), для уплотнения - катки (ЕНиР, § 2-1-22), для

разравнивания и планировки на площадках и в откосах - бульдозеры (ЕНиР, § 2-1-20, 2-124, 2-1-25), для перемещения планировочных масс -скрепер или бульдозер, для рытья траншей и котлованов — экскаватор (ЕНиР, § 2-1-11), для транспортировки фунта — самосвал ( выписывают соответствующие Н_в расценки). Подбирать машины и комплект желательно на базе одних и тех же тракторов.

Сменную производительность каждой машины можно определить по норме времени (скорректированной согласно данным проекта).

Пример. При перемещении на расстоянии L м и за рабочее время смены 8,2 часа скрепер сделает X м³ грунта.

Из соотношения Н_в - 100м³, 8,2- Хм³ находят Х= 8,2хЮО/Н_в - это и будет П_см скрепера на L м.

Количество ведущих машин в комплекте N зависит от заданного срока выполнения работ:

(6.1)

Требуемая сменная производительность

(6.2)

где V — объем грунта, перемещенного из выемки в насыпь (меньшая абсолютная величина); п - количество рабочих смен (1-2); Т - заданный срок выполнения работ, в дн.

6.2. Планировка площадок скреперами

Скрепер как землеройно-транспортная машина может выполнять следующие операции: послойную разработку грунта с одновременным наполнением ковша, транспортирование набранного грунта и укладку слоями заданной толщины. Скреперы широко применяют в планировочных работах. При планировке площадок скреперами применяют следующие схемы разработок грунта: последовательная, через полосу и ребристо-шахматная проходка. Не следует применять скреперы при следующих условиях:

• на заболоченных участках и участках с выходом фунтовых вод;

• при разработке сыпучих песков, так как коэффициент наполнения ковша скрепера снижается до 0,3.. .0,5;

• при разработке моренных и других грунтов, содержащих валуны и крупные включения размером более ²/₃ наибольшей конструктивной глубины копания данного скрепера;

16

17

- при разработке мерзлых и плотных грунтов без предварительного рыхления.

Возможность и условия разработки грунта скрепером определяют консистенцией грунта В:

(6.3)

J_L = (W-W_p)/(W_r-W_p),

где W — природная влажность грунта, %; W - влажность грунта на границе раскатывания, %; w_t~ влажность грунта на границе текучести, %. При консистенции грунтов:

• при J < О (твердой) и J = О...0,25 (полутвердой) требуется предварительное рыхление;

• при J. = 0,25...0,5 (тугопластичной) и I = 0,5...0,75 (мягкогагастичной) грунт разрабатывают без рыхления;

• при J. = 0,75... 1 (текучепластичной) и I > 1 (текучей) скреперы не применяются.

Наиболее эффективными являются разработки проходками через полосу и ребристо-шахматной (рис. 6.1). Разработка последовательной проходкой не рациональна из-за потерь грунта в виде боковых валиков.

При разработке плотных грунтов (III—IV категории) для улучшения условий наполнения ковша скрепера применяют предварительное рыхление.

Самоходные скреперы набирают грунт только с помощью трактора-толкача. Тракторы-толкачи рационально использовать также при работе прицепных скреперов группами.

Ориентировочное количество скреперов, обслуживаемое одним трактором-толкачом, приведено в табл. 6.1.

Таблица 6.1 Количество скреперов, обслуживаемое трактором-толкачом

Расстояние перемещения Грунта (полусумма) Рабочего и холостого хода за один рейс, м	Количество скреперов на один толкач
	Прицепные		самохо дные
	емкость ковшей, м
	2,25	8. ..10	8. ..10
100 250 500 700 1000 и более	2 4 5	2 3 4 6	2 3 4 6

При планировке площадки наиболее рациональными являются следующие схемы движения скреперов (рис. 6.2): эллиптическая, «восьмеркой» и спиральная.

Рис. 6.1. Схема разработки грунта скреперами

при планировке площадок: а - проходка через полосу; б - ребристо-шахматная проходка

Рис. 6.2. Схема движения скрепера при планировке площадок:

а- по эллипсу; б - по «восьмерке»; в - по спирали;

1 - набор грунта; 2 - разгрузка грунта

Производительность скрепера при движении по «восьмерке» и по спиральной схеме выше, чем при эллиптической схеме.

По эллиптической схеме скреперы работают в случае, если полная длина срезки превышает длину пути для наполнения ковша, и в случае,

li

19

когда толщина срезки превышает глубину резания скрепера. В этом случае скрепер движется по замкнутой кривой и проходит по одному следу несколько раз.

Скрепер срезает грунт сразу на всю ширину выемки при движении по спирали и в случае, когда срезка ведется последовательно ярусами.

При значительно протяженных вдоль нулевой линии площадках рационально применять схему «восьмерка». Целесообразная дальность транспортирования грунта скреперами зависит от объема его ковша и транспортной скорости (табл. 6.2).

До начала скреперных работ все виды выемок (котлованы, траншеи), должны быть ограждены от стока поверхностных вод водоотводами. Дороги для движения скреперов, устанавливают по кольцевой схеме с односторонним движением, максимальным числом поворотов и подъемом в грузовом направлении. Наименьший радиус скреперных дорог не зависимо от типа скрепера принимают в пределах 50... 100 м. Наибольший уклон указан в табл. 6.3.

Ширина дороги при одностороннем движении скреперов должна быть не менее: объем ковша скрепера, м³ - менее 6-7...10 более 10. Ширина земляного полотна, м - 4-4,5. ..5,5.

Таблица 6.2

Рациональные расстояния транспортирования грунта скреперами

Объем ковша скрепера, м , до	Дальность транспортиров ания грунта, м	Объем ковша скрепера, м > до	Дальность транспорти­рования грун­та, м
Прицепные скреперы с гусе­ничными тягачами		Самоходные скреперы
6	100. ..350	8	300. ..1500
8	150. ..550	9. ..10	400. ..2500
10	300. ..800	15	До 3000
15	500... 1500	25	До 5000

Таблица 6.3

Уклон скреперных дорог, град, в зависимости от типа тягача и направления движения скрепера

Тип тягача	Грузовое движение		Порожнее движение
	Подъем	Спуск	Подъем	Спуск
Гусеничный	15	25	17	30
Колесный	12	20	15	25

Примечания: 1. Рекомендуется применять уклоны более пологие, чем указаны в данной таблице, если это не вызывает увеличения стоимости работ.

2. Уклоны, круче указанных, здесь допускаются при обосновании их расчетами по тяговым условиям.

Выполнение операций рабочего цикла. Полный цикл включает: резание грунта и наполнение ковша, транспортирование, разгрузку, обратный ход.

При работе в широких и длинных забоях наполнение ковша скрепера осуществляют траншейно-гребенчатым и ребристо-шахматным способами. Ковш следует наполнять при прямолинейном движении скрепера по забою с поперечным уклоном не более 8 % (5°) при опущенном положении ковша и заглубленных ножах, при скорости 2...4 км/ч в зависимости от срезаемой стружки грунта (табл. 5.4).

Таблица 6.4

Длина пути наполнения ковша скрепера, м

Тип скрепера	Объем ковша, м
	3...4,5	7. ..8	10	15
Прицепной без толкача	12. ..15	15. ..20	20... 25	30. ..35
Самоходный с толкачом	-	15. ..18	18. ..22	15. ..30

Лучшее наполнение ковша обеспечивается применением трактора-толкача. При разработке плотных грунтов и при работе самоходных скреперов применение толкача обязательно (табл. 6.5)

Таблица 6.5 Число скреперов, обслуживаемых одним толкачом

Расстояние транспор­тирования, м	Объем ковша, м
	2,25	6	10	15
200... 150	3	4	3	3
251... 400	4	4	3	3
401. ..500	4	4	4	4

Длина пути набора грунта скрепером определяется грунтовыми условиями (табл. 6.6).

Толщина стружки, срезанной при наборе, зависит от мощности двигателя тягача и от вида грунта (табл. 6.7).

Различают следующие способы срезания стружки при работе скрепера: стружкой постоянной толщины, стружкой переменного сечения, гребенчатый, клевками (табл. 6.8).

20

21

В зависимости от характера возводимого сооружения, местных условий, мест разработки и выгрузки грунта применяют следующие схемы движения скрепера: эллиптическую, спиральную, «восьмеркой», по зигзагу, челночно-поперечную и челночно-продольную (табл. 6.9).

Таблица 6.6

Длина пути набора грунта для скреперов в различных фунтовых условиях, м

Грунт	Объем ковша, м
	2,25... 3	6. ..8	10	15
Супесь	15. ..20	20.. .30	30	35
	25... 30	35.. .45	45	55
Суглинок легкий	20.. .25	25. ..35	40	40
	30.. .35	40.. .45	55	60
Суглинок тяжелый	25. ..30	40.. .50	60	70 90
	35. ..40	55. ..65	75

Примечание. В знаменателе данные для плотных грунтов при неполной глубине резания.

Таблица 6.7 Толщина стружки при работе скрепера, м

Объем ковша, м	Мощность двигателя, кВт		Максимальная толщина стружки, м, в грунтах
	Тяга­ча	Тол­кача	Песке	Супеси	Суглинке	Глине
6	73	58. ..73	0,2/0,3	0,15/-	0,12/0,2	0,9/0,14
10	102	73	-/0,3	0,2/-	0,18/0,25	0,14/0,18
15	175	102	-/0,35	0,25/-	0,21/0,3	0,3/0,22

Схемы движения скреперов во многом определяют производительность скреперных работ, их стоимость и качество.

При выборе в проекте производства работ схемы движения скреперов учитывают следующие основные требования:

Путь движения скрепера должен быть кратчайшим и с наименьшим числом крутых поворотов;

Левые и правые повороты желательно чередовать, что способствует равномерному износу частей скрепера; фронт работ в выемке и насыпи должен быть достаточным для полной загрузки скрепера;

Должны быть максимально снижены подъемы в грузовом и порожнем направлениях

Таблица 6.8 Способы срезания стружки при работе скрепера

Способ сре­зания струж­ки	Сущность способа	Преимущества и недос­татки
Наполнение ковша струж­кой постоян­ной ТОЛЩИНЫ ( схема а)	Грунт срезается с постоянной толщиной стружки. Способ применяют при планировочных работах.	Низкая производитель­ность и неполное ис­пользование тяговых усилий скрепера.
Наполнение ковша струж­кой переменного сечения ("схема б)	Грунт срезается с постепенным уменьшением толщины струж­ки по мере наполнения ковша, т.е. с постепенным выглубле-ния ножа скрепера к концу на­бора.	Постоянство загрузки двигателей тягача и толкача в течение всего набора грунта и сокра­щение времени напол­нения ковша грунтом.
Гребенчатый способ на­полнения ковша грун­том (схема в)	Грунт срезается с поперемен­ным заглублением и постепен­ным подъемом ковша скрепера; на разных стадиях толщина стружки изменяется от 20..30 см до 8. .12 см.	Лучшее наполнение ковша и более рацио­нальное использование мощности дв игателя.
Наполнение ковша скре­пера спосо­бом клевков (схема г)	Наполнение ковша осуществля­ется путем многократного за­глубления ножей скрепера на возможно большую глубину. Способ применяют при работе в рыхлых сыпучих грунтах.	Разновидность гребе н-чатого спос оба.

Схемы движения скрепера

Таблица 6.9

Область применения	Наибольшая высота или глубина земляного со­оружения	Схема движения скре­пера
1	2	3
1. Возведение насыпей из грунтов двухсторонних ре­зервов. 2.разработка выемок с отсыпкой грунта в насыпь или в кавальер. З.планировка площадей и площадок при фронте работ не более 50.. 10м.	2...3 4.. .7 1...1,5
1 .Возведение широких насыпей из грунтов двухсто­ронних резервов. 2.разработка широких выемок с укладкой грунта в ка­вальеры	2...2,25 2...2Д5

t-J to

Окончание табл. 6.9

1. Возведение насыпей из грунтов боковых односто- ронних резервов при длине участка до 200 м.. 2.разработка выемок с отсыпкой грунта в насыпь или в кавальер. З.планировка площадей и площадок при фронте работ не более 50.. 100м.	4...б 4...б 1...1.5
1. Возведение насыпей из грунтов односторонних и двухсторонних резервов при длине участка более 200 м.. 2.разработка выемок с укладкой грунта в односторон­ний или двухстор онний кавальер при длине участка более 200 м.	2Д..6 2,5... 6
1 . Возведение насыпей из грунтов двухсторонних ре­зервов. 2.разработка выемок с укладкой грунта в двухсторон­ние кавальеры.	1...1.5 1...U
1. Возведение из грунтов двухсторонних резервов с заложением откосов не круче Yz. 2.разработка выемок с укладкой грунта в двухсторон­ние кавальеры.	4...б 4...6

К)

U)

I

24

25