13.2. Організація і проведення робіт в кар’єрі

Для будівництва гребель придатні супіски, суглинки і піски. Понури, екрани та ядра гребель роблять з глин, суглинків, торфу і глинобетону. Придатні грунти для гребель беруть з кар’єрів. Потрібний обсяг придатного грунту в кар’єрі визначають за формулою:

(13.1)

де V_г — геометричний об’єм тіла греблі, м³;

γ_г — щільність грунту в тілі греблі, т/м³;

γ_к — щільність грунту в кар’єрі, т/м³;

К_вт — коефіцієнт, що враховує втрати грунту.

Потрібну середню площу кар’єра в плані можна обчислити за формулою:

(13.2 )

де h_K — товщина придатного шару грунту в кар’єрі, м.

При розробці грунту землерийними машинами (екскаваторами, скреперами) форму кар’єра в плані, виходячи з зручності виконання робіт, бажано приймати прямокутної або близької до неї.

Кар’єр в районі будівництва греблі вибирають в процесі проведення вишукувальних робіт. Одночасно досліджують фізико-механічні властивості грунтів та їх запаси.

Кар’єри потрібно розташовувати якомога ближче до місця будівництва греблі в самій чаші водосховища або за її межами на більш високих відмітках.

Розташування кар’єра повинно забезпечувати зручну доставку грунту в греблю і мінімальний обсяг робіт з розкриву. У кар’єрі виконуються підготовчі, основні та допоміжні роботи.

Підготовчі роботи полягають у видаленні з площі кар’єру дерев, корчів, чагарнику, великих каменів і тимчасових споруд, що заважають розробці грунту. Для виконання цих робіт застосовують бензопили, тракторні корчувачі- збирачі, бульдозери тощо.

Основні роботи включають розробку грунтів з розкриву кар’єра, влаштування виїздів, розробку корисного грунту, влаштування і утримання в робочому стані забійних шляхів.

Допоміжні роботи — це захист кар’єра від поверхневого стоку шляхом влаштування відвалів або нагірних канав (якщо необхідно, то роблять попереднє осушення грунтів кар’єра), розробка і транспорт рослинного грунту з тимчасових відвалів на дно кар’єра, розрівнювання цього грунту шаром 0,10…0,15 м з метою сільськогосподарського використання кар’єра.

Розкрив кар’єра (верхній шар, що прикриває придатні грунти) найчастіше представлений дерниною або іншими непридатними грунтами. Спосіб розробки грунтів розкриву залежить від віддалі їх переміщення. При середній віддалі переміщення грунтів до 40…60 м раціонально застосовувати бульдозери, при віддалі більше 60 м — скрепери.

Грунти розкриву можна видаляти відразу за межі кордонів кар’єра або тимчасово складати їх у відвали на смуги. Після розробки придатного грунту розкривний шар з тимчасових відвалів переміщують у вироблений простір на дно кар’єра.

Якщо придатний грунт розробляється по смугах екскаватором пряма лопата, то розробку грунтів розкриву і переміщення їх потім у вироблений простір можна виконувати екскаваторами драглайн.

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

Схема розміщення відвалів розкриву за межами кордонів кар’єра прямокутної форми показана на рис. 13.3. Як видно, найменша віддаль переміщення грунту розкриву буде при розбивці площі кар’єра на чотири частини з шириною кожної, дорівнює половині ширини кар’єра.

Внутрішні укоси відвалів (з боку кар’єра) для зручності виконання розкривних робіт бульдозерами і скреперами рекомендується призначати в межах 1:5 … 1:10, а зовнішні – 1:1,5 … 1:2. Висоту відвалів, як правило, приймають в межах 2…3 м.

Рис. 13.3. Схеми розміщення відвалів розкривних порід: І — одностороння;II— двостороння;III— тристороння;IV— чотиристороння.L— віддаль переміщення грунту розкриву

Виїзди влаштовують по периметру кар’єра. Ухил виїздів повинен бути не більше 1:10. Відстані між виїздами призначають: при розробці кар’єра скреперами не рідше, ніж через 100 м, а при розробці екскаватором пряма лопата в транспорт не рідше, ніж через 250 м. Виїзди влаштовуються бульдозерами, одноковшовими екскаваторами, які призначені для розробки кар’єра, або скреперами.

Розробку придатного грунту в кар’єрі виконують скреперами або екскаваторами з прямою лопатою.

Схеми робочих рухів і швидкості пересування скреперів в кар’єрі такі ж, як і при будівництві каналів. Розробка грунту екскаватором пряма лопата найчастіше виконується з навантаженням в автосамоскиди або в тракторні візки.

Робочі параметри екскаватора пряма лопата показані на рисунку (рис. 13.4) .

Екскаватор пряма лопата розробляє грунт вище рівня своєї стоянки.

Забої екскаватора пряма лопата бувають двох видів: лобовий і бічний (рис. 13.5).

Рис. 13.4. Робочі параметри екскаватора пряма лопата:

І – Об’єм грунту, що розробляється з одної стоянки; R – найбільший радіус різання на рівні напірного валу Н₃; R1 – радіус вивантаження при найбільшій висоті вивантаження Н₁;R₃ – найбільший радіус різання на рівні стоянки; Н –найбільша висота різання; Н₂ – висота вивантаження при найбільшому радіусі вивантаження R₂; R₄ – найменший радіус різання на рівні напірного валу; а і h – координати п’яти стріли; l – довжина ходу рукоятки; h₁ – глибина різання нижче рівня стоянки.

При лобовому забої екскаватор розробляє грунт перед собою і збоку за один прохід. Вісь ходу його поєднується з віссю проходки – виїмки.

Транспортні засоби (автосамоскиди, тракторні візки) не мають наскрізного проїзду в забої.

При бічному забої екскаватор розробляє грунт стрічками збоку від осі руху. Транспортні засоби мають наскрізний проїзд по забою.

Розробку грунту в кар’єрі екскаватором пряма лопата виконують після розбивки кар’єра на яруси в наступному порядку: влаштовують спуск в забої на глибину шару розробки; відривають піонерну траншею; розробляють решту грунту по ярусах окремими стрічками.

Рис. 13.5. Розташування транспортних засобів у вибої при роботі екскаватора пряма лопата:

а – у лобовому забої; б – в бічному забої; 1 – паралельно осі забою; 2 – під кутом до осі забою; 3 – маневрування автосамоскиду; В – ширина стрічки розробки,– кут повороту стріли.

Висота кожного ярусу не може бути більше найбільшої висоти різання. Практикою будівництва встановлено, що висоту ярусу потрібно призначати не більше висоти напірного валу.

На глибину першого ярусу (на глибину піонерних траншей) влаштовують похилий спуск з ухилом 8…10 °. Ширина спуску визначається або умовами роз’їзду двох зустрічних автомашин (6 м), або найменшим радіусом різання на рівні стояння екскаватора. Спуск може бути виконаний бульдозером або самим екскаватором.

По спуску екскаватор пряма лопата переміщається в кар’єр і за одну проходку лобовим забоєм розробляє піонерну траншею (нормальну чи розширену) або за два ступінчасті проходи боковим забоєм (рис. 13.6, б).

Рис. 13.6. Влаштування піонерної траншеї екскаваторами:

а – лобовим забоєм екскаватором пряма лопата; б – двоступінчатим боковим забоєм екскаватором пряма лопата; в – поздовжнім способом екскаватором драглайн; 1 – маневрування автосамоскиду у вибої при підході під навантаження; 2 – хід екскаватора в забої

Піонерну траншею можна розробити за одну проходку екскаватором драглайн поздовжнім способом (рис. 13.6, в). Після введення екскаватора пряма лопата на дно першого ярусу розробка грунту виконується послідовно стрічками бічними вибоями. Транспортні засоби (автосамоскиди, тракторні візки) встановлюються під навантаження на рівні стояння екскаватора. Ширина стрічки розробки при бічному забої залежить від робочих параметрів екскаватора пряма лопата:

(13.3)

де R — радіус різання, м;

S — крок екскаватора, м; S = (0,75…0,80) 1_н , де 1_н — довжина ходу рукояті, м;

R₃ — найбільший радіус різання на рівні стояння екскаватора, м.

Ширина стрічки розробки при лобовому забої визначається за формулою:

(13.4)

де С — величина додаткового уширення забою, яка необхідна для маневрування автосамоскидів при подачі їх під навантаження (приймається С = 7…9 м).

Число стрічок по ширині кар’єра визначається за формулою:

(13.5)

де В — ширина кар’єра на рівні верху ярусу, м;

В_п — ширина піонерної траншеї (якщо їх декілька, то сумарна ширина всіх піонерних траншей), м;

В_с — ширина стрічки розробки, м;

Р — число піонерних траншей.