7.Разработка грунтов экскаваторами при возведении земляного полотна.

При возведении земляного полотна автомобильных дорог применяют экскаваторы, которые различают по назначению, типу рабочего оборудования, объему ковшей, типу ходового устройства, степени ограничения поворотного движения рабочего оборудования. Выбор типа экскаватора, его модели и вида рабочего оборудования производят исходя из грунтовых и климатических условий, объемов и сроков работ, условий транспортирования грунта и некоторых других факторов.

Наиболее производительные роторные экскаваторы применяют при больших сосредоточенных работах (объем на объекте более 20 тыс. м3). Одноковшовые экскаваторы применяют преимущественно для разработки тяжелых грунтов — разрыхленных скальных пород, неоднородных грунтов с включениями очень плотных глинистых грунтов при условиях, неблагоприятных для применения скреперов, бульдозеров или других землеройных машин.

Экскаваторы на гусеничном ходу применяют на сосредоточенных работах, когда не требуются частые перебазировки, при слабых основаниях, при разработке скальных грунтов, где пневматические шины быстро выходят из строя. Экскаваторы на пневмоколесном ходу целесообразно применять при грунтах с достаточной несущей способностью на рассредоточенных работах.

Основные объемы работ выполняют экскаваторами с оборудованием прямая лопата; драглайн и обратная лопата используются меньше. Драглайн применяют при необ­ходимости разработки грунтов, расположённых ниже уровня стоянки экскаватора, когда работа с подошвы забоя затруднена из-за наличия грунтовых вод или по другим причи­нам, при возведении насыпей из боковых резервов и при разработке выемок с отвалом грунта. Обратную лопату применяют главным образом при разработке траншей и котлованов под фундаменты.

По мощности (производительности) экскаваторы выбирают исходя из объемов работ на объекте (рис. 5.9). Экскаваторы работают, как правило, в комплекте с транспортными средствами — автомобилями-самосвалами или землевозами. Иногда грунт транспортируют ленточными звеньевыми транспортерами длиной 200—300 м. Землевозы применяют преимущественно при небольших расстояниях транспортиро­вания (1—3 км). Выбор транспортных средств зависит от производительности (вместимости ковша) экскаватора и расстояния транспортирования грунта

Производительность одноковшовых экскаваторов

(5.3)

где Т — продолжительность смены, ч (при пятидневной неделе принимается 8,2 ч); V — объем ковша экскаватора, м3; Kн — коэффициент наполнения ковша; Кв — коэффициент использования времени; tц — продолжительность рабочего цикла экскаватора; К_Р — коэффициент разрыхления грунта.

Производство работ при приме­нении экскаваторов с оборудованием прямая лопата. Разработку выемки экскаватором прямая лопата производят: боковым забоем, когда транспортные средства размещают сбоку экскаватора (рис. 5.11, а); лобовым забоем, когда экскаватор разрабатывает траншею, а грунт выгружает в транспортные средства, размещенные сзади экскаватора на дне этой траншеи в одном с ним уровне (рис. 5.11, б).

Р азработка боковым забоем пред­почтительна, так как обеспечиваются лучшие условия для подъезда и погрузки транспортных средств, уменьшается угол поворота экскаватора, что способствует более производительной работе машин.

Разработку лобовым забоем применяют при необходимости. Так разрабатывают первую проходку каждого яруса выемки или карьера, если не применяют метод, при котором вначале устраивают пионерную траншею. Лобовым забоем разрабатывают неглубокие короткие выемки, если работу можно выполнить за одну проходку экскаватора. Работа в более широких лобовых забоях (рис. 5.11, в) способствует уменьшению угла поворота экскаватора, повышению его производительности и улучшает маневренность автомобилей-самосвалов.

Размеры забоев определяют рабочими размерами применяемых моделей экскаваторов. Наибольшее расстояние В от оси экскаватора до бокового откоса забоя следует принимать на 0,5 м меньше наибольшего радиуса резания R, чтобы не остава­лось недоработанного грунта. Наибольшее расстояние от оси экскаватора до подошвы забоя принимают на 0,2 м меньше радиуса резания на уровне стоянки экскаватора. В боковом забое с погрузкой грунта в транспортные средства, располагаемые на уровне стоянки экскаватора, расстояние от оси экскаватора до подошвы откоса не должно превышать (О,5-О,7)R_cт на уровне стоянки экскаватора.

Наименьшая высота забоя для одноковшового экскаватора должна быть такой, чтобы обеспечить наполнение ковша.

Для повышения производительности прямой лопаты целесообразно назначать высоту забоя, равную наибольшей высоте резания экскаватора.

Выемки небольшой глубины и ширины разрабатывают в основном за одну проходку экскаватора. При большой глубине и ширине выемки разработку ее ведут несколькими проходками. Сечение забоя проходок должно соответствовать рабочим параметрам применяемого экскаватора. По численным значениям этих параметров для выбранного экскаватора вычерчивают сечение забоя, и по нему разбивают поперечник выемки на проходки (рис. 5.12). Расчет ведут по наибольшей глубине выемки. Проходки с минимальной глубиной назначают для верхнего яруса, где они самые короткие. Разработку первых (пионерных) траншей производят лобовым забоем нор­мальной ширины или уширенным. Разработку неглубоких пионерных траншей для создания погрузочной площадки можно вести бульдозером или скрепером с перемещением грунта в отвал. Ширину таких пионерных траншей понизу принимают не менее 4 м. Подошвы каждого яруса (уступа), кроме последнего, должны иметь уклон 20 %о в сторону начала разработки для обеспечения отвода воды. Подошва последнего яруса (уступа) должна иметь проектный уклон.