Співвідношення місткості ковшів екскаватора від річного обсягу робіт

q, м3	0,25…0,35	0,5…0,65	1,0…2.0	2,0…3,0	4,0…8,0
V, м3	Менше 10 000	Від 10 000 до 20 000	Від 20 000 до 50000	Від 1 00 000 до 1 000 000	Більше 1 000 000

Комбінований спосіб будівництва каналів у виїмках застосовують у тому випадку, коли робочі параметри екскаватора драглайн малі порівняно з розмірами перерізу каналу і його не можна виконати з однієї проходки.

При розробці перетину каналу на всю глибину у кілька проходок після кожної з них грунт укладається у тимчасові відвали. Потім з тимчасових відвалів грунт за допомогою екскаваторів, бульдозерів, скреперів або грейдерів переміщається в постійні відвали. Потрібно мати на увазі, що вартість розробки та переміщення грунту з відвалів екскаваторами дорожче, ніж іншими машинами. Тому екскаватор для цих цілей застосовують лише в особливих випадках: за відсутності інших машин, в обмежених умовах, якщо грунт у відвалах сильно перезволожений тощо.

Розробку грунту у великих каналах можна вести за окремими ярусами по глибині і різними землерийними машинами. Наприклад, перший ярус на глибині 1,5…2 м може розроблятися бульдозерами. Їх вигідно використовувати при дальності переміщення грунту до 80 м.

Перший ярус на глибину до 2…3 м можна розробляти скреперами, якщо дальність переміщення понад 80 м. Нижній ярус при цьому можна розробляти за допомогою екскаватора драглайн за кілька проходок. Перша проходка екскаватора може бути виконана поздовжнім способом з переміщенням грунту і тимчасового відвалу або в транспорт, а друга і третя поперечним способом з переміщенням грунту в постійний відвал.

Будівництво каналів у виїмках бульдозерами можна вести у випадку, якщо розміри проектного перерізу каналу достатні та дозволяють маневрувати бульдозерам, грунти стійкі, а грунтові води знаходяться не менше, ніж на 0,5 м нижче проектного дна каналу.

Бульдозери, у яких відвали встановлені під кутом 90° до осі ходу, на будівництві каналів працюють за двома схемами: за поперечною і поздовжньою-поперечною.

За цими схемами бульдозери можуть розробляти грунт в каналах і в тимчасових відвалах та переміщати його в постійні відвали, розрівнювати грунт у постійних відвалах та вести планування дна каналів.

Поперечна схема розробки грунту бульдозерами застосовується в комбінованому способі будівництва каналу при розробці першого ярусу на глибину 1,5...2 м. Переріз першого ярусу при цьому виходить параболічним зі змінною глибиною. Для отримання проектного трапецеїдального перетину потрібна доробка каналу екскаваторами. Бульдозер може переміщати грунт на одну або на обидві сторони каналу.

Якщо дальність переміщення невелика, а грунт відкладається на один бік від каналу, то в цьому випадку після кожного робочого ходу бульдозер повертається на вихідну позицію заднім ходом (рис. 14.7.).

Якщо дальність переміщення грунту велика, то бульдозер двічі розвертається на 180°: після чергового робочого ходу для повернення на вихідну позицію переднім ходом і на вихідній позиції – для початку розробки грунту в черговому робочому ході.

Це робиться для скорочення часу холостого пробігу, так як бульдозер переднім ходом рухається швидше, ніж заднім.

При переміщенні грунту на обидві сторони від каналу бульдозер також двічі розвертається на 180°, але при цьому розробка грунту здійснюється в обох напрямках, тобто тут немає холостих ходів. Така схема виробництва робіт називається човниковою.

Рис.14.6. Розрахункові схеми для вибору екскаватора драглайн: а – для поздовжнього (торцевого) способу розробки; б – для поперечного (бічного) способу розробки; в – напрямку руху ковша при наборі грунту; 1– рух ковша співпадає з напрямком укосу, 2 і 3 – більш пологе і більш круте, ніж укіс виїмки.

Рис.14.7. Схеми поперечної розробки грунту в каналі бульдозером: а – на одну сторону від осі каналу з поверненням заднім ходом; б –на одну сторону від осі каналу з розворотом на 180° в кінці ділянки розвантаження і перед початком набору грунту; е–на обидві сторони від осі каналу з розворотом, як і у випадку б.

За поперечною схемою працюють бульдозери і при розробці грунту в тимчасових відвалах з переміщенням його в постійні відвали. У цьому випадку ухил укосу постійного відвалу на шляху руху бульдозера повинен бути не менш m=3...4. За цією ж схемою працюють бульдозери і при розрівнюванні грунту, відсипаного іншими машинами, в постійних відвалах. Обсяг розрівнюваного грунту складає приблизно 20…30 % від усього обсягу грунту у відвалі.

Повздовжньо-поперечна схема розробки та переміщення грунту бульдозерами рекомендується при будівництві вузьких по верху каналів. За цього способу бульдозер паралельно осі каналу поздовжніми ходами розробляє і переміщує грунт на кордон двох суміжних ділянок, а потім поперечними ходами другий бульдозер переміщує грунт на одну або обидві сторони від осі каналу (рис. 14.8). Ширина виїмки по дну при цьому повинна бути не менше ширини захвату грунту відвалом бульдозера.

У кожному конкретному випадку потрібно застосовувати таку схему виконання робіт бульдозерами, при якій сумарні витрати часу на холості пробіги, перемикання швидкостей і на повороти будуть найменшими. Середня довжина шляху набору грунту для бульдозерів дорівнює 6…10 м. Однак треба мати на увазі, що набір грунту легше здійснюється під ухил і на горизонтальних ділянках та різко утруднюється на підйомах. Найбільш продуктивно бульдозери працюють при дальності переміщення грунту 50…80 м. Вартість 1 м³ розробленого і переміщеного грунту при цьому буде найменша в порівнянні з розробкою іншими машинами (екскаватори, скрепери).

Будівництво каналів у виїмках скреперами можна вести при наступних умовах:

- грунти по трасі каналу не повинні мати включень у вигляді великих каменів, коріння; траса має бути очищена від пнів і деревної рослинності. Слід пам’ятати, що скрепери погано працюють на сухих сипучих пісках і важких глинистих грунтах;

- грунти не повинні бути перезволоженими і липкими, при наявності грунтових вод скрепери застосовувати не можна;

- ширина захвату і колія скрепера повинні бути не більше ширини каналу по дну і мінімум на 1 м менше ширини відвалу поверху;

- скрепер повинен вільно маневрувати в межах виїмки і відвалу з урахуванням радіуса повороту машини;

• обсяг робіт на об’єкті повинен бути достатнім для роботи кожного скрепера;

• ухили шляху, виїздів і з’їздів не повинні перевищувати гранично допустимих значень.

• скреперами можна будувати канали глибиною до 4...5 м з переміщенням грунту на відстані від 50 до 5000 м. При дальності переміщення грунту до 400…800 м вигідніше застосовувати причіпні скрепери, а до 3000 м –самохідні.

Існує два способи будівництва каналів у виїмках скреперами: поздовжній і поперечний.

Поздовжній спосіб є основним при будівництві каналів, поперечний — застосовується при будівництві тільки дуже широких каналів.

У кожному способі може застосовуватися наступна схема робочих рухів скрепера: кільцева; «вісімка», «змійка»; поздовжньо-човникова; поперечно-човникова; галактика (рис. 14.9).

Рис.14.8. Поздовжньо-поперечна схема розробки грунту в каналі бульдозерами.

Вибирається та схема робочих рухів скрепера, за якою для конкретних умов об’єкту середня віддаль перевезення грунту виходить найменшою. За середню віддаль перевезення грунту приймається відстань, рівна половині довжини всього шляху скрепера за один робочий цикл. Робочий цикл скрепера складається з чотирьох послідовних операцій: набору грунту в ківш, переміщення грунту з виїмки у відвал (навантажений хід); вивантаження грунту; повернення скрепера у виїмку (холостий хід).

Ділянка, на якій йде набір грунту в ківш, визначає довжину шляху набору, а довжина ділянки, на якій повністю розвантажується ківш, називається довжиною шляху розвантаження скрепера.

*27 Кизима В. Технологія виконання та проектування земляних робіт в будівництві

При роботі скрепера по кільцевій схемі вивантаження грунту відбувається в межах ділянки каналу, який розробляється. Зі змінною ширини каналу змінюється і форма кільцевої схеми (рис. 14.10).

Рис. 14.9. Схеми робочих пересувань скреперів: а–«вісімка»; б – «змійки»; в–поздовжньо-човникова; е – поперечно-човникова; д–галактика.

Наближено мінімальну віддаль перевезення можна розрахувати за формулою:

; (14.13)

де — довжина скрепера;

— довжина трактора-тягача;

R — радіус повороту скреперного агрегату;

В — відстань між осями каналу і відвалу (насипу).

Схеми «вісімка» або «змійка» доцільно застосовувати при будівництві нешироких каналів. У цьому випадку повороти скрепера чергуються то в правий, то в лівий бік, а це забезпечує рівномірне спрацьовування ходових частин агрегату, число небажаних крутих поворотів зменшується.

Рис. 14.10. Зміна кільцевої схеми руху скрепера при будівництві каналів різної ширини і визначення мінімальної віддаллі перевезення грунту

Довжина шляху набору грунту обчислюється за формулою:

, (14.14)

де q — геометрична місткість ковша скрепера, м³;

— коефіцієнт приведення розпушеного грунту до первісної щільності;

К_н — коефіцієнт наповнення ковша грунтом;

— коефіцієнт втрат грунту в бокових валиках і в призмі волочіння перед ковшем; (К_п = 1,2);

Довжина шляху вивантаження грунту визначається за формулою:

(14.15)

де — товщина шару укладання грунту, м.

b — ширина захвату скрепера, вона ж ширина стружки, м;

h — товщина стружки, м;

— коефіцієнт нерівномірності товщини стружки, = 0,7.

Товщина шару укладання грунту залежить від типу ущільнюючої машини і від конструкції самого скрепера.

Довжини шляху набору і вивантаження визначаються в основному відстанню між в’їздами та з’їздами (рис. 14.11). Зазвичай в’їзди і з’їзди розміщують один від одного на відстані, рівній 1...3 довжин шляху набору, але не більше, ніж через 150 м.

В’їзди і з’їзди влаштовуються перпендикулярно або паралельно вісі виїмки або насипу вздовж укосів. Ширина їх має бути не менше 4 м, а в нижній частині 5...6 м. Глибина каналу і висота насипу впливають на розміри в’їздів та з’їздів, на віддаль перевезення грунту, а отже, і на продуктивність скреперів.

Нормальну глибину виїмки і висоту насипу для скреперів рекомендується визначати за формулою Н. К. Феніна:

, (14.16)

де — площа поперечного перерізу виїмки (насипу), м² ;

— середнє значення коефіцієнта, що залежить від закладення укосу в’їзду: і при середніх умовах, при = 4 , коефіцієнт = 0,3.

Якщо глибина виїмки або висота насипу не більше 1 м, то для скреперів з тягачами потужністю до 75 к. с. і для скреперів з тягачами потужністю більше 75 к. с. при глибині виїмки або висоті насипу до 1,5 м спеціальні виїзди і з’їзди не влаштовують.

Рис. 14.11. Схема розробки грунту в каналі скрепером і типи виїздів.