книги из ГПНТБ / Производство работ по строительству аэродромов

Разрез пой,Г

Рис. 11. Схемы производства работ с растительным грунтом при обвало­ вании его в пределах контура выемки:

а) на стыках полос; б) на промежуточных полосах; /—направление перемещения растительного грунта при его снятии;

2—направление перемещения растительного грунта при его восстановле­ нии; 3—направление перемещения минерального грунта; /, II и т. д . -

последовательность выполнения работ; Ь—ширина полосы

При смешанном методе схемы производства работ также яв­ ляются смешанными. Одна часть из них соответствует методу со­ хранения на месте, а другая — методу завоза со стороны.

ГЛАВА IV

РАЗРАБОТКА ВЫЕМОК

1. Требования к разработке выемок

Выемки разрабатываются на глубину, предусмотренную проек­ том. Разрабатываемый в выемках грунт транспортируется и укла­ дывается в места, определенные планом перемещения земляных масс. Временное складирование грунта, приводящее к удорожанию работ, не допускается.

Глубокие выемки следует разрабатывать в две стадии. В первой стадии производится черновая разработка, когда во избежание пе­ реборов грунт снимается до глубин, несколько меньших, чем про­ ектные. Во второй стадии осуществляется отделочная разработка при тщательном контроле рабочих отметок. Неглубокие выемки разрабатываются сразу до проектных отметок.

При разработке выемок необходима тщательная организация водоотвода, для чего используется временная сеть канав, в том числе созданная в процессе подготовки территории (см. главу I). Разработка должна вестись, как правило, с уклонами в направле­ нии естественного стока. При этом следует принимать соответствую­ щие меры по предотвращению образования отдельных замкнутых понижений.

2. Методы и способы разработки выемок

Выемки могут разрабатываться двумя методами: п о с л о й ­ н ым и з а б о й и ы м. Применение каждого из них зависит от глу­ бины выемки, характера напластований, а также от назначения разрабатываемого грунта.

При послойном методе выемки разрабатываются горизонталь­ ными слоями незначительной толщины. Этот метод является основ­ ным 'в аэродромном строительстве. Он может применяться незави­ симо от назначения разрабатываемых грунтов при любых глубинах выемок и неоднородном напластовании грунтов.

-При забойном методе выемки разрабатываются на всю их глу­ бину отдельными забоями. Применение этого метода целесооб­ разно лишь при глубоких выемках, по крайней мере не ■менее 1 м, и при однородном характере грунтов по глубине выемки.

32

С п о с о б ы п р о и з в о д с т в а работ различаются в зависи­ мости от ведущего типа машин, осуществляющих разработку вые­ мок (скреперный, экскаваторный и т. п.). Выбор способа обуслов­ ливается прежде всего методом разработки. Так, при послойном методе .применяются скреперный, бульдозерный или грейдер-элева- торный способы, а при забойном — экскаваторный и гидромехани­ ческий.

3. Разработка выемок скреперами

Скреперный способ разработки выемок имеет большое распро­ странение в аэродромном строительстве. Скреперы выполняют са­ мостоятельно: разработку, транспортировку, разгрузку и предва­ рительное разравнивание грунта.

Одним из основных факторов, определяющих рациональную область применения скреперов, является дальность возки грунта. Минимальная дальность определяется суммой -длин участков набора и разгрузки. Для скреперов с геометрической емкостью ковша Vt — 6 ^-8 м? эта дальность составляет 20—40 м (нижний предел для несвязных грунтов).

Максимальная дальность мбжет быть определена на основе зависимости изменения производительности скреперов от даль­ ности возки. Такая зависимость представлена на рис. 12 (для скреперов с V, = 6 м? и тракторной тягой). По этим данным можно установить, что максимальная дальность не должна пре­ вышать 500—600 м. Аналогично можно найти, что для скрепе­ ров, имеющих . Vz = 10ч-25 мл и быстроходные тягачи, эта даль­ ность равна 2000 — 2500 м.

Имея данные о рациональной дальности возки и статисти­ ческое распределение объемов работ в зависимости от этой

1)длина участка набора должна обеспечивать полную загрузку ковша, а длина фронта разгрузки должна быть достаточной для полной выгрузки грунта при заданной толщине слоя;

2)число поворотов в груженом состоянии должно быть мини­ мальным;

3)расстояние холостых пробегов должно быть наименьшим.

') Обработку данных вертикальной планировки выполнил Г. А.,Грубннк.

Перечисленным требованиям в наибольшей степени соответст­

вуют эллиптическая односторонняя и эллиптическая двухсторонняя схемы.

движении в одну сторону, а обратный ход является холостым. Оба поворота совершаются в разгруженном состоянии. Применяется эта

схема при разобщенных на значительные расстояния (200—500 м) выемках и насыпях.

Рис. 12. Зависимость производительности тракторных скре­ перов, имеющих геометрическую емкость ковша Уг = 6 м$,

скрепера в обе стороны, а повороты совершаются в разгруженном состоянии. Применяется эта схема при расположении выемок и на­ сыпей на расстоянии 100—250 м. Схема может иметь два варианта: из одной выемки в две насыпи или из двух выемок в одну насыпь.

Следует отметить, что при очень узких контурах выемок (мень­ ше 20 м), а также при возведении земляного полотна подъездных путей из боковых резервов не удается избежать поворотов скрепера в груженом состоянии, так как длина набора Li оказывается больше ширины выемки. В этих случаях применяется видоизменен-

•3-4

Рис. 13. Распределение объемов земляных работ в зависимости от дальности возки:

а) при разработке минерального грунта на всей площади летного поля; б) при разработке растительного грунта в пределах корыта аэродромных покрытий

Эксплуатационная производительность скреперов П3 Mzjw c определяется по формуле

3600 kKUuVz

(1}

" крТ

где 1/, — геометрическая емкость ковша в мя,

приведены в таблице 2.

Рис. 14. Схемы движения скреперов при разработке выемок: а) эллиптическая односторонняя; б) эллиптическая двухсто­ ронняя; в) видоизмененная эллиптическая двухсторонняя

36

Длительность оперативного цикла определяется по формуле

Таблица 2

Коэффициенты наполнения ковша скрепера

Анализируя формулу (1), можно наметить следующие пути по­ вышения производительности скреперов: сокращение длительности каждого оперативного цикла; повышение коэффициента наполне­ ния ковша и увеличение коэффициента использования рабочего вре­ мени. Последнее должно идти прежде' всего за счет четкой органи­ зации работ и обеспеченности агрегата всем необходимым для бес­ перебойной работы и технической исправности.

Снижение длительности оперативного цикла и увеличение коэф­ фициента наполнения ковша могут быть достигнуты в результате применения оптимальных режимов работы на всех стадиях опера­ тивного цикла.

Ведущей операцией при скреперных работах является набор

37

наполнения ковша достигаются использованием оптимальных режи­ мов набора и применением толкачей при наборе.

Процесс, набора грунта в ковш скрепера можно разделить па две стадии. В течение первой из них в ковше откладывается призма грунта под углом естественного откоса. Продолжительность этой стадии 10—15% общей длительности цикла, а наполнение ковша составляет 20—30% его геометрической емкости. Передняя заслон­ ка ковша в первой стадии поднята полностью.

Во второй стадии поступающий под действием напора грунт за­ полняет вначале переднюю часть ковша, а затем, выжимаясь вверх, остальную его часть. Необходимо иметь в виду, что во второй ста­ дии наполнение на связных и несвязных грунтах происходит по-

чения.

В связных грунтах преобладает напор вырезаемого пласта, а

ковша несколько опускать, оставляя зазор между нею и ножом

пласта значительно меньше, чем на связных грунтах. Поэтому под его действием происходиттолько частичное заполнение ковша. Вскоре наступает момент, когда Ракт < WH, и пласт, ввиду его незначительной связности, начинает разрушаться и выбрасываться в призму волочения. Увеличение этой призмы приводит к некоторому повышению Ракт, т. е. к продолжению наполнения ковша. После того как количество вырезаемого грунта станет равным количеству грунта, выбрасываемого в бо­ ковые валики, наполнение ковша полностью прекращается, так как наступает окончательное равновесие: _Ршст= WH.

38

Таким образом, при резании Несвязных и МаЛосвязных грунтов преобладающим является активный напор, создаваемый призмой волочения. Поэтому здесь и на второй стадии набора передняя за­ слонка скрепера остается полностью поднятой.

Глубина резания в первой стадии набора сохраняется постоян­ ной, так как тяговые сопротивления возрастают незначительно. Оп^- тимальной глубиной считается такая, при которой вырезаемый грунт откладывается в ковше под углом естественного откоса, а бо­ ковые валики и призма волочения почти отсутствуют. При разра­

Рис. 15. Схемы резания грунта скреперами:

изводится частичное выглубление при ступенчатом профиле стружки; 1, 2, 3 н т. д. — последовательность проходов при наборе (стрелками показано направление набора); Ь—длина ножа скрепера; hHa,t — начальная глубина резания

Во второй стадии набора тяговые сопротивления непрерывно возрастают. Уменьшение этих сопротивлений может быть достиг­ нуто изменением глубины резания в результате применения клино­ вой (ступенчатой) схемы резания (рис. 15, а). Клиновая схема ока­ зывается особо эффективной при разработке несвязных грунтов, когда, как уже отмечалось, преобладает активный напор, создавае­ мый призмой волочения, а не напор вырезаемого пласта.

Следует отметить, что применение рассмотренной схемы реза­ ния вызывает сравнительно быстрый износ тросов скрепера. Кроме

39

того, эта схема может .использоваться только при разработке вы­ емки начерно. .При отделочной разработке выемки, а также при сня­ тии растительного слоя продольный профиль стружки выбирается прямоугольным.

В последнем случае тяговые сопротивления при наборе могут быть уменьшены путем изменения ширины вырезаемого пласта. Для этого применяется так называемая «шахматная» схема набора (рис. 15,6). Согласно этой схеме, ширина стружки в начале набора

Рис. 16. Зависимость коэффициента наполне­

она уменьшается в два раза. Глубина резания на всем пути набора остается постоянной.

Следует отметить, что основными критериями правильного вы­ бора режимов набора является заполнение ковша о «шапкой», от­ сутствие растущей перед ковшом призмы волочения и соответствие тяговых ресурсов сопротивлению набора.

Сокращение длины участка набора и увеличение степени напол­ нения ковшей скреперов могут быть достигнуты путем проведения набора вниз по уклону. В результате значительно большая часть тяги используется на преодоление сопротивлений наполнения, за счет чего может быть увеличена, в допускаемых пределах, толщина стружки.

Экспериментальные исследования показывают, что коэффи­ циент наполнения ковша kH возрастает при изменении уклонов от 0,01 до 0,25. (рис. 16). Если уклоны превышают 0,25, то на­ блюдается снижение kH.

•В то же время при изменении уклонов на участке набора от 0,08 до 0,10 возрастает коэффициент использования вырезаемого грун­ та, т. е. уменьшаются призма волочения и боковые валики. Однако дальнейшее увеличение уклонов приводит к снижению этого коэф­ фициента. Таким образом, проведение набора вниз по уклону, да­

40