8. Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия

У экскаваторов непрерывного действия все операции по разра­ботке грунта выполняются одновременно и непрерывно. По типу рабочего органа экскаваторы подразделяют на цепные многоковшовые и скребковые, роторные многоковшовые и бесковшовые. По характеру движения рабочего органа экскаваторы делятся на экскаваторы продольного, поперечного и радиального копания. У первых направление движения рабочего органа (ротора, ков­шовой цепи) совпадает с направлением движения машины. У вто­рых оно перпендикулярно направлению движения машины. У тре­тьих рабочие органы поворачиваются относительно базы машины (роторные стреловые экскаваторы).

По типу ходового оборудования различают экскаваторы на гу­сеничном, пневмоколесном и рельсовом ходу.

Цепные экскаваторы продольного копания (непре­рывного действия) (рис. 5.20, а, б) применяются для отрывки траншей под кабели, трубопроводы и другие коммуникации с не­большим объемом работ в грунтах первой группы без каменных включений. После срезки ковшами грунт поднимается наверх, откуда скребками, шнеками и отвальным устройством сдвигается I сторону от траншеи.

Роторные экскаваторы продольного копания име­ют по сравнению с цепными более высокую производительность, но и большую массу. Они используются при больших объемах зем­ляных работ и разработке выемок под крупные линейно-протя­женные сооружения.

Рис. 5.20. Экскаваторы непрерывного действия:

а, б — экскаватор продольного копания — цепной и роторный; в — плужный канавокопатель; г — экскаватор поперечного копания

Плужные канавокопатели (рис. 5.20, в) применяются для отрывки каналов полного профиля при создании оросительных и осушительных сетей.

Экскаваторы поперечного копания (рис. 5.20, г) вы­пускаются с цепным рабочим органом и применяются при добы­че строительных материалов (песка, глины), мелиоративных и дру­гих работах.

Роторные стреловые экскаваторы (рис. 5.21) приме­няются в промышленном, транспортном и мелиоративном стро­ительстве при разработке крупных котлованов, прокладке кана­лов, тоннелей, устройстве дамб и плотин, разработке грунта в стесненных условиях. Они имеют небольшие размеры и обладают хорошей маневренностью. Грунт разрабатывается вращающимся ротором при одновременном повороте роторной стрелы в гори­зонтальной и вертикальной плоскостях. Срезанный грунт через ленточный транспортер перегружается в транспортное средство и отвозится от места разработки.

б

Рис. 5.21. Схемы разработки грунта роторными стреловыми экскаваторами:

а — при открытой разработке; б — при закрытой разработке

9. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

К основным землеройно-транспортным машинам относятся скреперы, бульдозеры, грейдеры, которые разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы предназначены для послойного копания грунтов в материковом залегании, их транспортирования и отсыпки в зем­ляные сооружения с планированием слоями равномерной толшины. Скреперы применяют для разработки талых грунтов I и II групп, в том числе грунтов с каменистыми включениями.

При работе на непереувлажненных суглинках, лессах, черно­земах и почвах с примесями гравия и гальки скреперы загружают­ся с «шапкой» и разгружаются полностью; эти же грунты, но вы­сохшие и отвердевшие, а также глины, солончаки и дресву необ­ходимо предварительно разрыхлить плугами или рыхлителями, чтобы обеспечить нормальную загрузку скреперов.

При сухих сыпучих песках скреперы загружаются на 60... 70 % геометрической вместимости. На липких и переувлажненных грун­тах работа скреперов малопроизводительна вследствие прилипа­ния грунта к днищу и стенкам ковшей. На горизонтах ниже уров­ня грунтовых вод скреперы неработоспособны.

Применяют прицепные (с объемом ковша 3... 10 м³), полупри­цепные (4,5... 5 м³) и самоходные (8... 25 м³) скреперы (рис. 5.22).

Рис. 5.22. Скреперы:

а, б — прицепные двух- и одноосные; в — полуприцепной; г — самоходный; д — самоходный в паре с бульдозером-толкачом

Прицепные и полуприцепные скреперы наиболее эффективны при транспортировке грунта на расстояние до 1000 м, а самоходные — на расстояние до 3000 м.

Рабочий цикл скрепера состоит из последовательно повторяю­щихся операций: порожний ход, загрузка ковша, груженый ход и разгрузка.

Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12... 0,35 м.

Набор грунта производят при прямолинейном движении скре­пера или движении под уклон. При разработке плотных грунтов для увеличения толщины стружки применяют тракторы-толкачи (см. рис. 5.22, д), число которых зависит от типа скрепера, вме­стимости ковша и дальности транспортировки (1 толкач на 2...6 скреперов).

Скреперы набирают грунт (в зависимости от его вида) различ­ными способами (рис. 5.23). Способ набора грунта постоянной тол­щины тонкой прямой стружкой применяют на связных грунтах при работе под уклон; клиновой стружкой (переменной толщины) — при разработке связных грунтов на горизонтальных участках; гре­бенчатой стружкой с переменным заглублением и выглублением ковша — при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов па горизонтальных участках; клевковой стружкой (разновидность гребенчатого способа) — при разработке сухих песчаных и супес­чаных грунтов. В зависимости от характера возводимого сооруже­ния, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта и местных условий применяют эллиптическую, спиральную, «восьмеркой», зигзагообразную, челночно - поперечную и челночно - продольную (см. рис. 5.23, д—к) схемы движения скреперов.

Рис. 5.23. Схемы срезания грунта скреперами и траектории их движения: а, б, в, г — соответственно срезание грунта постоянной толщины (И) и длины (L), клиновой, гребенчатый и клевковый способы; д, е, ж, з — траектории движения соответственно эллипс, спираль, восьмерка, зигзаг; и, к — челночно - поперечная и челночно - продольная траектории движения

Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, предваритель­но разрыхляют на толщину срезаемой стружки. Для рыхления при­меняют рыхлители, являющиеся прицепным оборудованием к гусеничному трактору или навесным — к бульдозеру.

Бульдозеры бывают с неповоротным и поворотным отва­лом. Бульдозеры используют для обратной засыпки, сооружения на­сыпей из грунтов боковых резервов, грубого планирования зем­ляных поверхностей и подготовительных работ, а также для рас­пределения грунтовых отвалов при работе экскаваторов и землевозов, формирования террас на косогорах, штабелирования сы­пучих материалов и др.

Бульдозеры применяют при перемещении грунта на расстоя­ние 10... 70 м и более при благоприятных условиях (попутных ук­лонах путей перемещения, легких грунтах). Для уменьшения по­терь отвалы могут оборудоваться открылками и козырьками.

В цикл работы бульдозера (рис. 5.24) входят следующие опера­ции: резание и набор грунта методом снятия стружки; перемеще­ние грунта с надвижкой его отвалом; возвратный холостой ход.

Планировка площадок бульдозерами выполняется преимуще­ственно траншейным и послойным способами.

Р ис. 5.24. Схемы основных операций при работе бульдозера: а — транспортное положение и рыхление грунта; б — резание и набор грунта; в — перемещение грунта; 1 — трактор; 2 — отвал; 3 — толкающий брус; 4 — рыхли­тель; 5 — призма грунта перед отвалом

0,4...0,6 м

Рис. 5.25. Схемы резания и перемещения грунта бульдозером:

О — под уклон; б — на горизонтальном участке; в — траншейным способом; г — послойным способом; / — участок резания; 2 — участок перемещения; 3 — участок разгрузки; 4 — насыпь; 5 — выемка

При траншейном способе (рис. 5.25, в) выемку разбивают на ярусы глубиной 0,4...0,5м. Разработку каждого яруса ведут траншеями на ширину отвала, оставляя между ними полосы не­тронутого грунта шириной 0,4... 0,6 м. Эти валы срезают бульдозе­рами в последнюю очередь. Траншейный способ исключает зна­чительные потери грунта при его транспортировании и поэтому более производителен.

При послойном способе (рис. 5.25, г) выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозе­ра последовательно по всей ширине выемки или отдельными его частями. Этот способ прост и используется чаще, чем траншей­ный.

При перемещениях грунта на расстояние свыше 40 м применя­ют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу двух бульдозеров. Отсыпку грунта ведут послойно, начиная с более удаленной точки от места забора. При дальности переме­щения до 70 м бульдозер возвращается в забой для повторения цикла задним ходом без разворота машины. При работе бульдозе­ра в особо плотных грунтах (выше III группы) грунт предвари­тельно разрыхляют.

Грейдеры (рис. 5.26) предназначены для планировочных и профилировочных работ при строительстве дорог, аэродромов и других линейных и площадных объектов. По трудности разработки грейдерами грунты подразделяют на I, II и III группы. Грейдеры применимы в грунтах с отметкой выше уровня грунтовых вод и неработоспособны на заболоченных землях.

Эффективность работы грейдеров обеспечивается при рабочих ходах протяженностью более 0,5 км.

Рис. 5.26. Конструкция и схемы работы грейдера:

а — вид сбоку; б — резание грунта; в, д — планирование дорожного полотна и откоса выемки; г — поворот отвала; 1 — рама; 2 — поворотный круг; 3 — тяговая рама; 4 — ось тяговой рамы; 5 — ось поворотного круга; 6 — отвал

в г

Рис. 5.27. Схемы работы и агрегирования грейдер-элеваторов:

а, б — сооружение дорожной насыпи и канала; в, г — полуприцепной и навесной грейдер-элеваторы; 1 — транспортер; 2 — плуг

Грейдер-элеваторы (рис. 5.27) применяются при копании грунта I...III групп в равнинных местностях и отсыпке его в линейно-протяженные земляные сооружения из боковых резервов. Они под­ разделяются на полуприцепные (к трактору) или навесные (на антогрейдеры).