Лекция №6. Топырақты механикалық әдіспен өңдеу. Жер қазатын және жер қазып-тасымалдайтын машиналармен топырақты өңдеу. Топырақты төсеу және нығыздау. Топырақты гидромеханикалық әдіспен өңдеу. Сапалық бақылау. Техника қауіпсіздігінің негізгі ережелері.

Қарастырылатын сұрақтар:

1. Топырақты өңдеу тәсілдері

2. Жер қазатын және жер қазып-тасымалдайтын машиналармен топырақты өңдеу

3. Топырақты төсеу және нығыздау

4. Топырақты гидромеханикалық әдіспен өңдеу

5. Сапалық бақылау

6. Техника қауіпсіздігінің негізгі ережелері

1. Қaзip құрылыста топырақты өңдеудің төрт тәсілі қолданылады: механикалык, гидромеханикалық, жарылыс және құрамалы.

Механикалық тәсіл ол жер қазатын және жер казып-тасымалдайтын машиналармен топырақты кесіп өңдеуден тұрады. Жер қазатын машиналар санына бip шөмішті және көп шөмішті экскаваторлар жатады. Жер қазатын-тасымалдайтындарға бульдозер, скрепер, грейдер, автогрейдер, струг, тегістеушілер жатады. Олар топырақты қабаттап кесу, тасымалдау, алым төгу және тегістеуге арналған. Жер жұмыстарының жалпы көлемінің 90% шамасы механикалық тәсілмен, ягғни әр түрлі машиналар көмегімен орындалады. Ойма құрудың технологиялық процесі топыракты көлік құралдарына немесе ойма жиегіне түcipy мен өңдеу; тік қабырғаларды бекіту; топырақты тасымалдау; құламаларды кесу және түпті тегістеу; топырақты кері көму және тығыздаудан тұрады. Топырақты өңдеу жетекші процесс болады. Топырақ өңдеудің технологиялық процестерін орындау үшін қолданылатын жіктеуге сәйкес машиналар үш топқа бөлінеді: жер қазатын (экскаваторлар, жер қазатын-тасымалдайтын машиналар); топырақ тығыздау және қосалқы жұмыстар үшін машиналар. Экскаваторлар циклдік (бip шөміштілер) және үздіксіз (көп шөміштілер) әрекет ететіндерге бөлінеді.

Гидромеханикалық тәсіл. Су шаруашылығы құрылысында кең тараған, ол гидромониторлық құрылғылардан судың қысыммен шапшып ағумен топырақты шайып алуды немесе жүзбелі жер сорғыш снарядтармен суаттар түбінен соруды қамтиды. Су көмегімен топырақты шаю, тасымалдау және үйіндіге төсейтін гидромоииторлық қондырғылар мен жер снарядтары қазан шұңқырлар, каналдар, суаттар түбін өңдеу үшін және территоряны, бөгеттерді жолдар астына үйінділер шайып салу үшін қызмет етеді. Шайылған топырақ суйык суспензия (пуль­па) түpiнде құбырлар бойынша тасымалданады.

Жарылыс тәсілi. Бұл тәсілдің мәні топырақты сілемненбөлуден, ал кейде және оны алдын ала топырақта жасалған шпурлар, скважиналар, саңылаудар немесе шурфтарда орналаскан жарылғыш заттардың қуатты жарылу энергиясы арқылы шамалы аралыққа ауыстырудан тұрады.

Құрастырылған тәсіл. Бұл тәсіл өзімен, мысалы, механикалық және гидромеханикалық әлде механикалық және жарылыс тәсілдердің үйлесуін көрсетеді, сондай-ақ ол құрылыстың накты жағдайдарына байланысты.

Топырақты тасымалдау үшін әр түбip жүк көтеру кабілеті бар автотүсіргіштер, автомобиль және өзі түcipгiш жартылай тіркемелерден тұратын автопоездер,думперлер және тіркемелі топырақ таситын арбалар өздігінен жүретін топырақ тасығыштар және ленталы конвейерлер пайдаланылады.

2. Топырақты бip шөмішті экскаваторлармен өңдеу. Бip шөмішті экскаваторлармен топырақты өңдеу тәсілдері негізінде олардың ауыстырмалы жұмыс жабдығының түрлерімен анықталады, олардың ең бастысы: тік күрек, кері күрек, драглейн және грейфер болады. Топырақ өңдеудің технологиялық үлгілері жұмыс құралы типіне байланыссыз бip шөмішті экскаваторлармен топырақ өңдеу екі технологиялық үлгілердің біреуі бойынша жүзеге асырылады: уйіндіге төгу немесе көлік құралдарына арту. Кез келген үлгіні таңдау жер ғимаратының түріне және орналасуына, өңделген топырақты одан әpi пайдалану мүмкіншілігіне, оның физика-механикалық қасиеттеріне байланысты. Бірінші үлгінің мәні мынадан тұрады; экскаватордың жұмыс кұралы жету радиусы шегінде өңделген топырақ үйіндіге немесе шаршы жер ғимаратына төгіледі. Топырақ өңдеудің екінші үлгісі оны көлік құралдарына артуды ескереді, олардың негізгі топырақты өңдеу орнына төсеу жеріне автомобильмен тасымалдау болады. Экскаватордың жұмыс зонасы, кай жерде оның белгілі тұрағы және ocы тұрақта өңделетін топырақтың сілемі бары қазым деп аталады. Осы зонада көлік құралдарына артылатын топырақ немесе оның үйіндici орналасады. Қазымды экскаватордың оқтын-оқтын жылжуымеи топы­рақты жуйелі өңдеу нәтижесінде пайда болғaн ойманы өтic (өту) деп атайды. Өтістер топырақты өңдеу айырмашылығы бойынша маңдайша (тіке) және бүйірлі болуы мүмкін, Маңдайша өтісте экскаватор ойма өci бойынша жүреді және өз алдындағы және өстің екі жағындағы топырақты өңдейді, ал бүйірліде жүру бағыты бойынша бip жағынан ғана өрic ерекшелігі қазаншұңқыр терендігі мен еніне, оны өңдеу жағдайына байланысты.

Экскаватордың пайдалану өнімділігін цикл ұзындығына және оны смена ішінде пайдалану ұзақтылығына тікелей байланысты және мына формула бойынша анықталады.

Ө_п = Т 60 g п К_т /К_к К_у

мұндағы Т - смена ұзақлылығы, сағ; q - шөміштің геометриялық көлемі, м³; п - бip минуттағы циклдер саны 60/t_ц ; t_ц - бip циклдің уақыты; К_т - шөмішті толтыру коэффициенті; К_к - топырақтың алғашқы қопсыту коэффициенті; K_у - экскаваторды уақытша пайдалану коэффициенті.

К_T К_к және К_у - коэффициенттері жұмыс жабдығының түpi, топырақ тобы, шөміш сыйымдылығы және жұмыс түріне байланысты, ал цикл саны экскаватордың жұмыс жағдайымен анықталады.

Экскаваторлардың өнімділігін арттыру жолдары: цикл элементтерінің уақытын нығайту, сондықтан цикл санын көбейту. Экскаватор жұмысының цикл элементтері: шөмішті топырақпен толтыру, оны түcipyгe бұрылу, топы­рақты шөміштен түсіру, қазымға кайта бұрылу болады. Цикл ұзақтылығын қазымнан ұтымды түрін таңдап және оның қолайлы параметрлерін анықтап азайтға бола­ды. Шөмішті толтыру уақыттылығы кесу жолын қысқарту (жоңқа калыңдығын ұлғайту) нәтижесінде кемітіледі. Экскаваторлар өнімділігін жеңіл және орта топырақтарда үлкен сыйымдылықты ауыстырмалы шөміштер қолдану арқылы; уақыт бойынша операцияларды барынша қосарландыру; шөмішті жақсы толтыру; сыйымдылығы бойын­ша экскаватор шөмішінің көлемінен 4-5 рет асатын көлік құралдарын таңдау едәуір көбейтуге мүмкіншілік береді.

Бip шөмішті экскаваторлардың ең өзгеше сипаттамалары мыналар болады: R_T - экскаватордың тұрақ радиусы (платформа айналу осінен топырак кесуді бастау сызығына дейінгі ең жақын аралық); R_ж - топырақ кесудің жұмыс радиусы, барынша кесу радиусының (R_Kмах) 0,9 тең алынады. Н_к - қазу биіктігі, ол қазым жасау бойынша бip рет ауысқанда шөмішті толтырумен себептеледі және ба­рынша қазу биіктігінің (h_k) 0,7-0,8 тең алынады,бірақ шөміштің үш еселі биіктігінен кем емес; 1_ж - өтic бойымен экскаватордың бip жылжу аралығы.

Tік күрекпен жабдықталған бip шөмішті экскаваторлармен оймаларды өндіру. Осы типті экскаваторлар қазаншұңқырдағы топырақты маңдайша (тіке) және бүйірлі қазымдар тәсілдерімен өңдейді. Қазымның ең үлкен терендігі экскаватордың барынша кесу биіктігінен көп, ал ең кішіci - пайдаланатын экскаватор шөмішінің үш еселі биіктігінен кем болуы керек.

Маңдайша қазымда өтіс еніне байланысты тар (өтіс eнi барынша кесу радиусынын 1,5R өлшемінен кем), әдеттегі (ені 1,5-1.9 R тең) және кеңейтілгендерге ені (2R артык) бөлінеді.

Ені 1,5R дейін тар казаншұңқырларды (6.1,а-сурет) көлік құралдарына бip жағынан артып маңдайша өтіспен өңдейді К_ні 1,5-1,9 болса көлік құралдарына екі жағынан беріледі (6.1,б-сурет).

Ені 2,0—2,5R оймаларды экскаватор ирекпен жүріп кеңейтілген маңдайша өтіспен бip немесе екі жағынан ар­тып өңдеген жөн (6.1,в-сурет), ал eні 3,5R болғанда — топырақты көлік құралдарына екі жағынан артып көлденең-маңдайша өтіспен (6.1,г-сурет) өңдейді.

Өтістердің ені мына формулалар бойынша анықталады: тура сызықты маңдайша үшін

Ирек тәрізді үшін

Көлденең тікелей үшін

мұндағы R_Y — экскаватор кесуінің үйлесімді радиусы; l_ж — экскаватордың жұмыс жүріснің ұзындығы; R_Т — тұрақ деңгейіндегі кесу радиусы; п — экскаватордың келденен жылжу саны; т — құлама коэффициенті; Н — қазым биіктігі

в

г

6.1-сурет. Топырақты тік күректі эксковатормен өңдеу

а - өзі қотарғыш автомобильге топырақты бip жағынан артқанда мандайша өтіс; б - сондай, eкi жағынан артқанда; в - сондай, экскаватор ирекпен жүргенде; г - қазаншұнқырға көлденең жүріп кеңейтілген өтic

Оймалардың маңдайша қазыммен өңдеу көлңк құралдарының жұмысын қиындатады. Сондықтан маңдайша қазым тәсілі кең емес оймаларды, бастапқы ұзын орларды өңдегенде пайдаланылады. Егер казаншұңқыр өлшемдері едәуір болса (ені 3,5R артық) бүйірлі өтістерді қолдануға ұсынылады (6.2-сурет) топырақты көлік құралдарына артып оны бүйірлі өтімдермен өңдеуді ұйымдастыру экскаваторлардың жұмыс параметрлерін толық пайдалануға және артқанда жебе бұрылу бұрышын азайту арқылы олардың өнімділігін көбейтуге мүмкіндік береді (6.3-сурет). Экскаваторды қазымға кіргізу, автомобиль көлігі кіріп шығатын еңісі 0,1—0,15 кipy орлар жасалады. Ор түбінің енін бip қатар жүрісте 3—3,5 м, ал екі қатар жүрісте 7— 7,5 м тең алады. Kepi күрекпен жабдықталған экскаваторлар өздерінің тұрақ деңгейінен төмен орналасқан топырактарға өңдеу үшін арналады. Экскаватордың осы түрін көбінесе орлардағы топырақ­ты өңдеу үшін және тайыз қазаншұңқырларды өңдегенде пайдаланады.

2. Сурет. Тік күректі эксковатормен қазаншұнқырды

бүйірлі өтіспен өңдеу

6.3 Сурет. Қазаншұнқырды жарыспалы өтістермен өңдеу

Көп шөмішті экскаваторлармен топырақты өңдеу. Көп шөмішті экскаватор - бұл үздіксіз жұмыс істейтін өздігінен журетін жер қазатын машина, ол бірнеше уздіксіз ауыстырмалы шөміштер арқылы топырақты сілемнен бөледі және оны көлік құралдарына береді. Көп шөмішті экскаваторлар конструктивтік шешімі бойынша шынжырлы және роторлыларға бөлінеді. Шынжырлы экскаваторлардың жұмыс құралы шөміш рамасына оралатын тұйық шөміш шынжыры, ал роторлылардікі - сыртқы бетіне бекітілген шөміштері бар доңғалак, болады. Роторлы экска­ваторлар топырақты жоғары жылдамдықпен кесу арқасында шынжырлылардан өнімді. Машинаның ауыспалылык, өзгешілігі және шөміштер жүру бағыты бойынша оларды бойлай қазу (оларды) және көлденең қазу экскаваторларына бөледі.

Бойлай қазатын экскаваторлар тік, көлбеу және сатылы қабырғалары бар әр түрлі пішінді орларды өңдеу үшін пайдаланылады. Экскаваторлар судың ағып кетуін қамтамасыз ету ушін топырақ өңдеуді ең төмен белгілерден бастап ор осімен жүреді. Шөміштермен алынған топырақ экскаватордың көлденең ленталы конвейерте түсіріледі және әдетте бip жағындағы атжалға беріледі, ол жиектен 0,5 м кем орналаспайды және көлікке артылады.

Ор түбінің жобалық пішінін қамтамасыз ету үшін барлық трасса бойынша жер бeтi экскаватор еркін өтетін еніне сәйкес тегістелу керек. Экскаватор op өci бойынша дәлме-дәл жүру керек. Ол экскаватордағы нысана тұра жерлерде шамамен 2 м және қисық учаскелерде 2 м орналасқан белгілермен (рейкалармен) көзбен бағдарлау арқылы жүзеге асырылады. Топырақтың физикалық касиеттеріне және қазу тереңдігіне байланысты өңдеу әр түрлі жүру жылдамдығымен жүзеге асырылады.

Құрылыста көлденең қазатын көп шөмішті экскаваторлардың негізгі міндеті құмды және сазды топырақтарда оймалар өңдеу болады. Бұл экскаваторлар жұмыс құралы орналасуына сәйкес топырақты өңдеу әдетте көлікпен бipгe жасалады, ол экскавация процесінде жер қазатын машина жылдамдығымен жылжып отырады.

Көп шөмішті экскаваторлардың сменалык, өнімділігі машина және шынжырда (роторда) бекітілген шөміштер жүрісінің ұзындық жылдамдыктарының ара қатынасына едәуір байланысты.

Ө_п = 60 Т_см q п_ат К_т К_у / К_қ

мұндағы q — бip шөміштің сыйымдылығы, м³; п_ат — бip минутта топырақты алуға және төгуге қатысатын шөміштер саны, п_ат = 60 V/l ; V — шөміштер жүрісінің ұзындық жылдамдығы, м/с; l — шектес шөміштердің аралығы, м.

Көп шөмішті экскаваторлардың кемшіліктеріне олардың қыс жағдайларында тоңданған және тығыз топырақтарда және тағы қиыршық тас, малта тас, ұсақ жұмыр (10% артық көлемде) және қой тастар болған жағдайларда жұмыс үшін икемсіздігін жатқызуға болады. Сол бip мезгілде экскаватордың осы типі әcipece үлкен ұзын бойлық орларда топырақты өңдегенде ең өнімді машиналар болады. Көп шөмішті экскаваторлардың өнімділігін көтеруге шөміштер өлшемдерін, кeciп алу жылдамдығын және қазым құламасының бұрышының дұрыс таңдау жолымен көтеруге болады.

Топырақты жер қазғыш және жер қазып тасымалдайтын машиналармен өңдеу.

Жер қазып – тасымалдайтын машиналармен топырақты өңдеудің технологиялық процесі топырақты қазу, түсіру және оны үйіндіге тегістеуден тұрады. Жер қазып – тасымалдайтын машиналардың негізгі түрлері бульдозерлер, скреперлер және грейдерлер болады.

Жер қазып – тасымалдайтын машиналар тегістеу жұмыстарында, карьерлері қайта өңдегенде және үйінділер салғанда, яғни топырақты өңдеумен қатар үйіндіге қабаттап салу керек болғанда, кеңінен қолданылады.

Топырақты бульдозермен өңдеу. Бульдозермен топырақ өңдеу процесі үш негізгі операциялардан тұрады: топырақты алу, тасымалдау және үю.

Бульдозерлерді топырақты атжалға немесе биіктігі 1,5 м дейін үйінділерге тікелей ауыстырып терең емес (2м дейін) оймалар өңеу; алаңшалар, оймалар мен үйінділер құламасын тегістеу; ұзын орлар және қазаншұңқырлар қуыстарын қайта көму; жүк тиеушілер алаңында өңделген топырақты домбықтау, үшін қолданады. Бульдозерлер сонымен қатар қосалқы жұмыстарда және дайындық жұмыстарын жүргізгенде (учаскені бұталардан, ағаштардан, түбірлерден, тастардан тазартқанда, өсімдік қабатын алғанда) кең пайдаланады.

Алаңшаларды бульдозерлермен тегістеу көбінесе екі тәсілмен орындалады: ормен және қабатпен.

Ор тәсілмен өңдеу қашықтығы 50 м дейін ауыстырғанда топырақтың шығынын азайту үшін қолданады. Тереңдігі 0,4 – 0,6 м қатар тілім орларды бір ізбен бірнеше өту арқылы жасайды. Орлар енін бульдозер күрегінің еніне тең алады, ал орлар арасында қалдырылған қоспалар ені байланысқан топырақтарда 0,4 м және шамалы байланысқанда 0,6 м тең етіп алынады. Қоспалар әр ордан өткеннен кейін өңделеді.

Ауыстыру қашықтығы 50 м көп болса әр 25 – 30 м кейін аралық үймелер жасалады, олар сонан соң екі немесе үш жоспарланған бульдозерлермен ауыстырылады.

Топырақты қабат үлгісімен өңдеу қатар тілімдерден жасалады және де әр алдыңғы тілім келесімен 0,3 – 0,5 м асыра жабылып отырады. Қуатына байланысты бульдозер жер қазып – тасымалдау машина ретінде топырақты 150 м қашықтыққа дейін ауыстырған жағдайда нәтижелі.

Топырақты төгу екі тәсілмен жасалады: бір мезетте қатар тығыздап, қабаттап тығыздау және қабаттап тығыздаусыз үйінді жасау.

Бульдозердің сменалық пайдалану өнімділігі мына формула бойынша анықталады.

Ө_П=60 Т q α К_У К_е / t_ц

Мұндағы: Т – сменадағы бульдозердің ұмыс ұзақтылығы. Сағ;

q – бульдозердің бір реисте ауыстыратын тығыз күйіндегі топырақтың көлемі, м3;

a – ауыстыру барысында топырақ шығынын есепке алатын коффициент, мына формуламен анықталады а = 1 – 060051 L;

L – жүкпен жүретін есепті қашықтық, м;

К – уақыт бойынша машинаны пайдалану коэффициенті 0,8 тең деп алынады;

ТТ – топырақты толтыру ұзақтығы, мин; Та – жылдамдықты ауыстыруға кететін уақыт, мин;

l – жүкті және бос жүріс қашықтығы, м ( жер массасын ауыстыратын орташа қашықтығына тең алынады );

Vж , Vб – бульдозердің жүкпен және бос жылжу жылдамдықтары, м / мин.

q , Vж , Vб, ТТ, Та - мөлшерлік әдебиеттер бойынша анықталады.

Топырақты скреперлермен өңдеу. Скрепер жер қазып таситын машина ретінде келесі операцияларды орындай алады: шөмішті қатар тлотырып топырақты қабаттап өңдеу, алынған топырақты тасу және берілген қалыңдықпен қабаттап төсеу.

Скрепердің жұмыс құралы пышақ құрылғысы бар шөміш болады, ол топырақты кесумен қатар шөмішті онымен толтырып жүзеге асырады. Көлік жағдайына ауысу шөмішті тереңдетумен қатар оны жауып қойып жүзеге асырылады. Шөмішті еңкейту немесе шөміштің артқы жақтауын ауыстыру арқылы жүру процесінде топырақты қабаттап түсіреді. Толық жұмыс цикліне шөмішті толтыру, оны түсіру орнына ауыстыру ауыстыру және берілген қалыңдықпен қабаттап жаю кіреді. Топырақ тілу қалыңдығы тартқыш қозғалтқышының қуатына байланысты. Скрепер жұмысында келесі кесу тәсілдері қолданылады; қалыңдығы бірқалыпты жоңқамен, тарақты, шоқумен.

Скреперлермен І және ІІ дәрежедегі топырақ алдын – ала қопсытусыз өңделеді және оларды алаңшаларды тегістегенде, ұзынынан бойлаған жер ғимараттарын жасағанда, салынатын мойындар, дамбалар, бөгеттерге топырақ салғанда кең пайдаланады.

Қазіргі уақытта қолданылатын скреперлер жұмыс жабдықтары тартқышпен өзара байланысының типіне қарай тіркелмелі, жартылай тіркелмелі және өздігінен жүретіндерге бөлінеді. Тіпкелмелі скреперлерді шөміш сыйымдылығына байланысты топырақты 1500 м дейін қашықтыққа, ал өздігінен жүретіндерді - 5000 м дейін қашықтыққа қолданған жөн.

Алаңшаларды тегістегенде скреперлер өтістерінің жүйелігі әр түрлі болуы мүмкін, бірақ практикада көбінесе топырақты өңдеудің келесі үлгілерін пайдаланады: жүйелі, аралық тіліммен және шахмат – қырлы өтістер. Ең тиімді өңдеу аралық тіліммен және шахмат - қырлы өтістер болады (сурет 6.4). Топырақты жүйелі өтіспен өңдеу бүйір білікше түрінде өңдеуден ұтымды емес.