книги из ГПНТБ / Тарновский, Ю. К. Механизированная разработка грунта в зимнее время

тизации последнего. Вследствие больших ди­ намических нагрузок быстро изнашивается подшипник вертикального вала ходового меха­ низма, преждевременно выходят из строя зуб­ чатые и фрикционные передачи тягового и хо­ дового механизмов и образуются трещины в ходовой раме экскаватора. Особенно изнаши­ вается трос (в 5 раз по сравнению с летними работами, достигая 6 кг на каждые 100 м3 мерзлого грунта) за счет скручивания при сво­ бодном падении молота и раскручивания при его подъеме, вызывающих нарушение свивки каната.

Для сохранения каната рекомендуется под­ вешивать молот при помощи шарнирно-верт­ люжного устройства и применять канаты спе­ циальной свивки.

Шар-молот применяют при рыхлении пес­ чаных и супесчаных грунтов при небольшой толщине мерзлого слоя. Эксплуатационные преимущества его по сравнению с клин-моло- том в том, что благодаря шаровидной форме снаряда изменение его положения при паде­ нии не оказывает влияния на эффективность удара, т. е. процесс этот не сопровождается разлетом осколков.

Напротив, при работе свободно сбрасыва­ емого клин-молота он часто опрокидывается и падает под разными углами и в различные точки, что снижает его производительность, требуя много лишних ударов. Сама работа клин-молота может строиться двояко: или вер­ тикальным его сбрасыванием. (рис. 15,6), или наклонным (рис. 15, в). Первый способ наибо­ лее прост и доступен экскаваторщикам любой квалификации и разлет осколков при нем ми­ нимален, но производительность снаряда по­

70

нижена. При втором способе производительность снаряда повышается, так как происхо­ дит одновременно и дробление и откалывание грунта, но при этом происходит сильный раз­ лет осколков, и способ этот требует большой сноровки экскаваторщика.

Имеется ряд предложений, рассчитанных на обеспечение максимального скалывающего эффекта при работе клин-молота свободного падения. Одним из них является предложен­ ная Д. В. Коротеевым короткая (3 м) наклон­ ная направляющая, монтируемая на оголовке стрелы экскаватора. Другим способом являет­ ся способ использования оттяжного каната (рис. 15, г) и др. При этом осуществляется вначале обычное сбрасывание клин-молота по вертикали, сопряженное с минимальным раз­ летом осколков, а затем верхнюю часть заглубившегося в грунт молота подтягивают к экскаватору, и тем самым молот используют как рычаг, отламывающий грунт. Использова­ ние тягового каната экскаватора в качестве от­ тяжного имеет также то преимущество, что оно удерживает молот от вращения при подъ­ еме и падении и тем самым уменьшает износ подъемного каната.

Весьма существенное влияние на произво­ дительность клин-молота имеет величина угла заострения клина. Чем острее угол, тем глуб­ же проникает клин, но тем меньше его скалы­ вающее действие. Кроме того, при проникнове­ нии клина в нижние слои мерзлоты, лежащие близ зоны нулевых температур и обладающие поэтому значительными пластическими дефор­ мациями, остро заточенный клин (с углом по­ рядка 7—10°) почти не оказывает раскалыва­ ющего действия и застревает в грунте. На вы-

71

дергиваниеего требуется значительное усилие, что дополнительно снижает производи­ тельность экскаватора и усиливает его износ. Из этих соображений в настоящее время уста­ новлено, что оптимальный угол заострения клина для рыхления мерзлого грунта 20—30°.

Взависимости от объема работ на объекте

иглубины промерзания грунта работа навес­ ным молотом может быть организована раз­ личными способами. При глубине до 1,5 м ра­ боту выполняет звено, в состав которого вхо­ дят три экскаватора: один из них используют

на рыхление грунта, а два — на его разра­ ботку.

При промерзании грунта до 0,8 м и малом объеме работ целесообразно использовать од­ ну машину, которая в течение 2—3 ч произво­ дит дробление грунта, а остальное время — его разработку. При этом желательно использо­ вать экскаватор с ковшом-драглайном, кото­ рый навешивается на удлиненную стрелу кра­ нового типа, обеспечивающую необходимую высоту поднятия молота при рыхлении. Ис­ пользование на этой работе обратной лопаты, имеющей относительно короткую стрелу, огра­ ничивает1 высоту поднятия клин-молота, что вызывает необходимость увеличения числа ударов, а следовательно, резко снижает произ­ водительность машины при рыхлении грунта. При выборе вида сменного оборудования эк­ скаватора следует иметь в виду необходимые соотношения между размерами отдельных кусков разрыхленного грунта и размерами ковша. Для лопаты это отношение должно быть не меньше 1 :2,5, а для драглайна не меньше >: 4.

Рыхлению грунта клин-молотом должна

72

предшествовать очистка площадки от снега бульдозером небольшой мощности.

Примерные выработки машин в смену на последовательных операциях процесса приво­ дятся в табл. 10.

Одной из отрицательных особенностей спо­ соба рыхления мерзлого грунта молотами сво­ бодного падения является передача на грунт значительных динамических нагрузок, вызы­ вающих колебания, распространяющиеся в го­ ризонтальном направлении. В связи с этим применение этого способа вблизи от существу­ ющих зданий и сооружений нежелательно, а иногда и просто недопустимо, так как оно мо­ жет отрицательно повлиять на их сохранность.

В зависимости от трудности рыхления клин-молотом свободного падения мерзлые грунты разделяются на четыре группы, с раз­ личными нормами выработки:

1м группа (сменная выработка принимает­ ся за 100%)- Грунт растительный без корней и

73

песок без примесей, лёсс естественной влаж­ ности, рыхлый;

Пм группа (70% от выработки для грунтов I группы). Глина насыпная, мягкая; раститель­ ный грунт с корнями, песок с примесью щебня или гравия, суглинок легкий, супесь без при­ месей;

нок тяжелый или с примесью гравия или галь­ ки; супесь с примесью гравия или гальки;

IVm группа (40% от выработки для грун­ тов I группы). Глина тяжелая ломовая.

Р ы х л е н и е м о л о т а м и н а п р а в л е н ­ н о г о д е й с т в и я . Как было указано выше, одной из причин, снижающих производитель­ ность молотов свободного падения, является неточность их попадания в один след в тех случаях, когда для разрушения мерзлого слоя требуется неоднократное нанесение ударов по одному месту. У молотов с направленным дей­ ствием движение рабочих органов происходит по направляющим, что обеспечивает нанесение нескольких ударов точно в один след, поэто­ му затрачивается меньше энергии при каждом ударе, а следовательно, могут быть уменьшены вес клина и высота его подъема. В связи с этим и вредное сотрясающее действие таких молотов на расположенные поблизости соору­ жения значительно уменьшается.

Эти молоты, так же как и молоты свобод­ ного падения, рассчитаны на рыхление грунта на полную толщину мерзлого слоя или на пол­ ную глубину выемки (если она меньше тол­ щины промерзания) за одну проходку. Это объясняемся тем, что дно забоя, разработанно­ го после рыхления молотом на глубину, менъ-

74

шую толщины мерзлого слоя, имеет неровную поверхность, а потому последующие проходки по нему оборудования затруднены. Из этого очевидно, что рыхление молотами непримени­ мо в районах вечной мерзлоты.

Последовательность операций при работе с молотами направленного действия (очистка от снега — рыхление — разработка) ничем не от­ личается от процесса с применением молотов свободного падения.

В качестве молота направленного действия может быть использован обычный свайный дизель-молот, смонтированный на стреле гу­ сеничного крана и вооруженный клином с уг­ лом заострения 30°. При работе такой установ­ ки на рыхлении грунта часть ее элементов, как, например, направляющая стрела (рис. 16) остается недоиспользованной, однако перемон­ тировать дизель-молот на более простую ходо­ вую базу для этой работы нет смысла, так как в летнее время он используется обычно по прямому назначению — для забивки свай.

При погружении дизель-молотом клина на всю толщу промерзшего слоя и раскалывании последнего подача топлива к двигателю моло­ та прекращается и он поднимается кверху подъемным канатом крана. После этого кран перемещается (отступая назад) на новую сто­ янку, клин опускается на поверхность грунта и молот вновь включают в работу.

Рыхление мерзлого грунта клин-молотом можно вести по двум технологическим схемам. В первом случае клин-молот разрыхляет мерз­ лоту, двигаясь зигзагами по точкам, располо­ женным в шахматном порядке с шагом в 0,8 м. При этом сферы дробления от каждой рабочей стоянки сливаются между собой, образуя

75

сплошной разрыхленный слой, подготовлен­ ный для последующей разработки.

Рис. 16. Рыхление грунта дизель-молотом, оборудо­ ванным клином

При второй схеме требуется предваритель­ но подготовить открытую стенку забоя, разра­ батываемого экскаватором, после чего клинмолот устанавливают на расстоянии примерно

7G

1 м от бровки забоя и наносят удары по одно­ му месту до тех пор, пока не отделится глыба мерзлоты, а затем молот двигается вдоль бровки, повторяя эту операцию. При этой схеме производительность клин-молота повышается, но зато ухудшаются условия разработки раз­ рыхленного грунта ввиду крупных размеров образующихся глыб. Кроме того, в этом слу­ чае экскаватор должен постоянно работать в непосредственной близости от клин-молота, что создает затруднения как для работы само­ го экскаватора, так и для подачи к нему транс­ порта.

Использование свайных молотов, оборудо­ ванных клином для рыхления мерзлого грун­ та, оправдано в тех случаях, когда они имеют­ ся на объекте, но в зимний период по-прямому назначению использоваться не могут и обре­ чены на простой. В тех же случаях, когда встает вопрос о выборе специальной машины для рыхления мерзлого грунта ударным мето­ дом, следует отдавать предпочтение более эко­ номичной машине — тракторному ударному мерзлоторыхлителю.

Машина этого типа (МТУ-СПИ) монтиру­ ется на тракторе С-80 или С-100 и имеет сле­ дующие параметры:

Направляющей движения рабочего органа служит труба (длиной около 7,5 м), которая при переводе машины в транспортное положе­ ние располагается горизонтально. Рабочий орган с клином, имеющим сменные наконечни­ ки, подвешен на автоматическом сцепе, обес-

77

печивающем его захват, подъем и сбрасыва­ ние (рис. 17). При ударе рабочего органа о грунт молот сжимает пружину, которая затем отбрасывает его вверх. Ударяя по наковальне,

Схема подбест рабочего органа

В,в м при расположении & шахматном порядке

Рис. 17. Рыхление грунта тракторным ударным мерзлоторыхлителем

молот выбивает рабочий орган и тем самым препятствует заклиниванию его в грунте.

Управление мерзлоторыхлителем в работе сводится к включению фрикционной лебедки после того, как автоматический сцеп опустил­ ся на клин, и выключению тормоза после авто­ матического выключения фрикционной лебед­ ки. Производительность мерзлоторыхлителя—

70—110 мъ в смену.

Разновидностью клин-молота с направлен­ ным падением является трехклинный мерзлоторыхлитель, также монтируемый на тракто­ ре С-80. §лин'В этом случае имеет три зуба, в плоскости которых и происходит скалывание

78

мерзлого грунта при ударе. Поэтому трехклинный молот обладает повышенной производи­ тельностью (150—200 м3 в смену), но произ­ водит дробление грунта на более крупные глы­ бы, чем одноклинные молоты.

Еще одной разновидностью ударного мерзлоторыхлителя является виброударный рых­ литель (ВР-25 и ВРТС-25), монтируемый на тракторе Т-100. Рабочим органом этой маши­ ны является долотообразный клин, работаю­ щий под действием вибромолота и пригруза весом 3,5 г; число ударов по молоту в минуту составляет 400. Плоский клин в этом случае имеет угол заострения около 7-—10°, так как частоударное действие исключает его заклини­ вание в грунте. При разработке пластичных грунтов применяют сменный клин с утолщен­ ным наконечником. Производительность рых­ лителя ВР-25 составляет 120—150 м3 в смену, а рыхлителя ВРТС-25— 150—200 м3.

При работе клйн-молотами нельзя остав­ лять их в грунте во время перерывов в работе во избежание примерзания к грунту. При пе­ редвижке снаряда в пределах рабочей зоны рабочий орган должен быть подвешен на тор­ мозе лебедки в крайнем нижнем положении над поверхностью грунта.

Применение клиновых ударных мерзлоторыхлителей наиболее эффективно при глубине промерзания до 1 м. При большей толщине мерзлого слоя их производительность заметно снижается, так как значительная часть энер­ гии удара гасится в верхних, уже разрыхлен­ ных слоях.

Работе ударных меозлоторыхлителей бла­ гоприятствует низкая температура грунта (—6, —8° С ), при которой характерны не пла-

79