Глава 7 комплексная механизация и поточная организация производства земляных работ

§ 1. Общие принципы формирования комплектов машин

Комплексная механизация земляных работ предусматривает выполнение ос­новных и вспомогательных процессов с помощью комплектов машин, увязанных между собой по технологическому на­значению, производительности и экс­плуатационным параметрам и обеспечи­вающих заданные темпы и сроки выпол­нения работ. Отдельные машины ком­плекта работают как единая система, выполняя операции в последовательном порядке непрерывным потоком.

В комплекте имеются одна или не­сколько ведущих машин, осуществляю­щих основной процесс — разработку грунта, и вспомогательные машины для предварительного разрыхления, транс­портирования, разравнивания и уплот­нения грунта, профилирования поверх­ностей и т. п. В отдельных случаях со­вокупность основных и вспомогательных процессов может быть механизирована одной машиной, например скрепером, производящим выемку, транспортиро­вание, укладку и частичное уплотнение грунта. Ведущая машина определяет производительность комплекта и, в из­вестной мере, его состав и организацию работ. Основные параметры принятых машин — вместимость ковша, грузо­подъемность самосвала и др.— увязы­вают так, чтобы наиболее полно исполь­зовать все машины, и прежде всего ве­дущую.

Состав комплекта машин зависит от вида земляного сооружения, объема ра­бот, характеристики грунта, заданных сроков, а также условий производства работ, к которым относятся: распределе­ние земляных масс на участках разра­ботки, дальность перемещения грунта, рельеф местности, время года и пр.

При подборе машин комплекта исходят из эффективности их использования на определенном виде работ. Например, для разработки котлованов и траншей прежде всего учитывают основные техни­ческие параметры машины, обеспечиваю­щие заданную ширину и глубину выемки, способы выгрузки грунта и требуемую производительность, соответствующую объему работ.

При экскаваторных работах следует отдавать предпочтение гидравлическим экскаваторам со сменным рабочим обору­дованием в виде различных ковшей, за­хватов, рыхлений и т. д., а также экскава­торам-планировщикам, которыми помимо разработки грунта можно зачищать и планировать дно котлованов и траншей,

устраивать откосы, кюветы и террасы. Во влажных грунтах хорошо себя за­рекомендовали сменные ковши конст­рукции КИСИ с^цепным днищем, на ко­торое не налипает грунт вследствие по­движности цепей.

Предпочтение следует также отдавать машинам с автоматическим управлением рабочими процессами, например экскава­торам со следящими системами, которые обеспечивают устойчивую работу приво­да и обработку поверхности дна траншеи с допуском ±25 мм (многоковшовые экс­каваторы), автогрейдеры с аппаратами «Профиль-1» или «Профиль-П», стабили­зирующие угол наклона отвала. На буль­дозерах, оборудованных системами «Ав­топлан» и на скреперах с системами «Ста-

Рис. III.24. Поточное производство земляных работ:

а — схема производства работ по возведению дамбы тремя экскаваторами в комплекте с самосвалами; б — по­точное производство работ по возведению плотины; в — график зависимостей приведенных затрат от глубины выемки при производстве работ разными машинами; / — самосвал; 2 — экскаватор; 3 — оси проходки экска­ваторов; 4 — вешки; 5 — бульдозер; 6 — поливочная машина; 7 — каток в прицепе с трактором

билоплан» при работе двигателя на опти­мальном режиме регулируются толщина и профиль срезаемой стружки.

Для обеспечения непрерывности ра­боты машин в комплекте и наиболее эф­фективного использования ведущих ма­шин производительность вспомогатель­ных звеньев должна быть равна или не­сколько выше (на 10... 15 %) эксплуата­ционной производительности ведущего звена. Например, при скреперной раз­работке

U_pN_p > U_TN_T > ВД, < П_б#_б < U_KN_K,

(111.67)

где П_р, П_т, П_с, П_б, П_к — производитель­ность рыхлителя, трактора-толкача, скре­пера, бульдозера и катка, м³/смену; N_p, yV_T, N_c, N₆, N_K — соответственно ко­личество машин.

В зависимости от конкретных условий число ведущих и вспомогательных машин бывает разным, некоторые звенья могут отсутствовать; кроме того, ведущие ма­шины могут быть расположены в начале, середине или в конце механизированного потока.

При условии минимизации продолжи­тельности строительства земляные рабо­ты следует выполнять с предельно эко­номически обоснованным насыщением объекта машинами (рис. II 1.24, а, б), работающими в две-три смены. Для этого количественное соотношение между ос­новными и вспомогательными машинами (экскаваторами и самосвалами, скрепе­рами и тракторами-толкачами и др.), исходя из необходимости наилучшего их использования, рассчитывают матема­тическими методами, в частности по тео­рии массового обслуживания. Эти методы позволяют подобрать для комплекта оп­тимальный состав машин, каждой из ко­торых будет обеспечена полная загрузка. Так, при объемах работ в десятки тысяч кубометров и удалении насыпи на 3 км целесообразен комплект из трех экскава-,' торов с 20 самосвалами. Подсчитано так-j-же, что при скреперных работах ком-»плект из трех-четырех звеньев по четыре |самоходных скрепера с трактором-толка-ом в каждом или колонна из 16...20

реперов с тремя толкачами обеспечи-г заданный ритм и достижение наилуч-

их технико-экономических показа-

лей.

Выбор метода производства работ, а также окончательный выбор комплекта машин производят на основании сравне­ния технико-экономических показателей вариантов: приведенных удельных затрат Пу.з на 1 м³ земляных работ, трудоемко­сти разработки 1 м³ грунта д_е и продол­жительности работ Т.

Приведенные удельные затраты на 1 м³ земляных работ, руб.,

где С_о— общая себестоимость разработ­ки грунта, руб.:

здесь 1,08 и 1,5 — коэффициенты наклад­ных расходов к прямым затратам и зара­ботной плате; С_м._ч. — себестоимость 1 маш.-чг-й машины (i = 1,2,.... /г), руб.:

С_ы._ч=-^- + -^ + С_я> (111.70)

где Сед — единовременные расходы на до­ставку, монтаж и демонтаж машины, руб.; С_г — годовые затраты, включаю­щие амортизацию и капитальный ремонт машин, руб.; Т_о и Т_г — число часов ра­боты машины на объекте и в году; С_э — текущие эксплуатационные расходы, ис­численные на 1 ч и включающие зара­ботную плату машинистов, стоимость энергоматериалов, техническое обслужи­вание и текущий ремонт, руб.;

С_д — дополнительные затраты, свя­занные с организацией работ (устройст­вом и содержанием временных дорог, во-допонижением и др.), руб.; 3 — заработ­ная плата рабочих, выполняющих руч­ные процессы, руб.; Е_н—нормативный коэффициент экономической эффектив­ности капитальных вложений; K_t — ба­лансовая стоимость /-й машины, участ­вующей в механизированном процессе, руб.; V — объем грунта, м³.

Трудоемкость разработки 1 м³ грунта, чел.-ч,

q_e = Q/V, (111.71)

где Q — затраты труда на обслуживание машин, вспомогательные и подготови-

тельные работы, чел.-ч:

Q = £ т«ехТо. +

+ £ <?м,_Д(. + <7р_Уч + <7п,в; (Ш.72)

здесь /л_мех. — число рабочих, управляю­щих 1-й машиной; <7_м,д,. — единовремен­ные затраты труда по доставке на пло­щадку, монтаж и демонтаж i-й машины, чел.-ч; q_py4— общие затраты труда на, ручные операции, чел.-ч; q_n,_B — общие затраты труда на подготовительные и вспомогательные работы, чел.-ч.

Продолжительность выполнения рабо­ты принимают по графику строительного процесса.

По технико-экономическим показате­лям можно получить граничные выгодные условия применения того или иного комплекта машин. Например, в зависи­мости приведенных затрат от глубины разрабатываемой выемки (рис. II 1.24, в) до 4,5 м экономически целесообразно применение полуприцепных самоходных скреперов Д-357Г, глубже — экскавато­ров Э-1252 в комплекте с самосвалами КрАЗ-222.