5.2. Планировочные работы

Планировочные работы, в состав которых входят нарезка сливной призмы земляного полотна, планировка откосов насы­пей и выемок, планировка берм, резервов я кавальеров, завер­шают сооружение земляного полотна и выполняются сразу же после отсыпки насыпей и разработки выемок.

Устройство кюветов относится к основным работам, но по времени совпадает с планировочными работами и технологичес­ки с ними увязано.

Планировку основной площадки и нарезку сливной призмы насыпи рекомендуется делать до планировки откосов. В выемках нарезать сливную призму, и устраивать кюветы целесообразно после планировки и укрепления откосов, чтобы, во-первых, не засорять кюветы и, во-вторых, укреплять их одновременно с откосами.

Планировка основной площадки. Плотность грунтов основной площадки должна быть доведена до требуемых проектом норм, а ее очертание должно соответство­вать нормативным требованиям и обеспе­чивать отвод воды от нее.

Очертание верха земляного полотна из глинистых грунтов, мелких недренирующих и пылеватых песков, а также из легко-выветривающихся размягчаемых скальных пород показано на рис. 5.11.

Рис. 5.11. Поперечное очертание верхнего земляного полотна: а – однопутного; б – второго пути; в – двухпутного

Земляное полотно из грунтов слабовыветривающихся и легковыветривающихся неразмягчаемых скальных пород, из крупно­обломочных и песчаных дренирующих грунтов имеет верх в ви­де горизонтальной площадки.

Отступления от проектных отметок верха земляного полотна не должны быть более +5 см. Высокая точность планировки верха земляного полотна и нарезки сливной призмы имеет большое значение для уменьшения перерасхода балласта. На рис. 5.12 приведен график зависимости дополнительного расхода балласта от точности нарезки сливной призмы однопутного земляного полот­на со сливной призмой.

Рис. 5.12. Зависимости дополнительного расхода балласта V от точности нарезки сливной призмы однопутного земляного полотна

Земляное полотно, подготовленное для планировки основной площадки или нарезки сливной призмы, не должно иметь отметок ниже проектных и превышений более 15 см. В первом случае земляное полотно досыпают и равномерно уплотняют, а во втором срезают.

Срезку и досыпку грунта наиболее эффективно выполнять скреперами. Перед началом работ восстанавливают и закрепляют в точках через каждые 20 м ось земляного полотна, нивелиров­кой определяют фактические абсолютные отметки этих точек и" составляют выписку на производство работ.

Планировать основную площадку рекомендуется на двух или трех смежных захватках, на которых попеременно следует вести разбивку, грубую планировку, окончательную планировку и на­резку сливной призмы.

Сливную призму наре­зают автогрейдером, а в сыпучих песчаных грунтах можно использовать для этой цели и бульдозер.

Автогрейдером сшивная призма нарезается в такой технологической последовательности. Прежде всего, по всей ширине земляного полотна устраивают горизонтальную площадку на проектном уровне горизон­тальной площадки сливной призмы однопутной линии или оси двухпутной линии. При этом машинист автогрейдера ориентируется на предвари­тельно установленные разбивочные знаки (переносные визирки). Для этой цели на откосах насыпей через каждые 20 м на расстоянии 1 м от бровки устанав­ливают разбивочные колья, на которые с осевых точек переносят проектные отметки горизонтальной площадки и на этом уровне закрепляют переносные съемные визирки. Первый проход авто­грейдера рекомендуется делать без срезки грунта (машинист должен ознакомиться с участком работ). Если имеются места, от­метки которых заметно отличаются от проектных, то их срезают в первую очередь короткими проходами автогрейдера. Затем планируют площадку по всей длине захватки сквозными проходками машины.

Планировочные работы рекомендуется выполнять на первой скорости автогрейдера; нож устанавливают в плане под углом 45…70° к оси пути.

В тех случаях, когда сливная призма в проекте не предусмот­рена, горизонтальную площадку устраивают на уровне отметки бровки земляного полотна по профилю и работа на этом закан­чивается. Если же необходимо нарезать сливную призму, то предварительно съемные визирки на разбивочных кольях пони­жают на двухпутных линиях на 20 см, а на однопутных на 15 см. На однопутных участках дополнительно устанавливают колья че­рез 10 м по линиям, ограничивающим горизонтальную, площадку сливной призмы.

Сливную призму однопутного земляного полотна нарезают с наклоном ножа автогрейдера в вертикальной плоскости под углом 2…3° при первом проходе и под углом наклона сливной призмы при последующих проходах. Сливную призму двухпутного земля­ного полотна нарезают ножом автогрейдера, наклоненным под уг­лом 1º40'. По окончании нарезки основную площадку заглажива­ют тыльной стороной ножа автогрейдера, установленного перпен­дикулярно оси при движении машины задним ходом, проверяют нивелировкой соответствие отметок земляного полотна проектным. В случае необходимости зачищают отдельные места вручную (на этих работах бывают заняты два-три рабочих, включаемые в состав бригады).

Автогрейдер специально предназначен для планировочных ра­бот. Однако при нарезке сливной призмы одновременно требует­ся выдерживать заданные поперечный и продольный уклоны, что влечёт за собой большое число проходов автогрейдера по одному месту, необходимость зачистки отдельных мест вручную и выпол­нение трудоемких разбивочных работ. Трудоемкость нарезки срав­нительно велика и составляет для однопутного земляного полот­на около 10 чел. - дней на 1 км, линии, а точность выполнения ра­бот зависит от опыта и квалификации машиниста автогрейдера. В практике механизированных колонн точность нарезки сливной призмы находится часто в пределах 8…10 см.

Значительное повышение точности нарезки сливной призмы и выполнения других видов планировочных работ, а так­же облегчение работы машиниста достигается, в случае примене­ния автогрейдера с автоматическим управлением отвалом. Автоматические системы «Профиль-20» и «Профиль-30» созданы ВНИИстройдормашем для автогрейдеров с гидравлическим управлением отвалом и позволяют автоматически стабилизировать угловое положение отвала в поперечной плоскости и управлять положением отвала по высоте. К примеру, система «Профиль-20» обладает большой надежностью в работе, удобна в эксплуатации, имеет небольшую массу. Датчик системы управле­ния угловым положением отвала в поперечной плоскости уста­новлен на тяговой раме, реагирует на изменение положения ав­тогрейдера в горизонтальной плоскости, удерживает отвал под постоянным заданным углом наклона. Датчик продольного про­филя монтируется на отвале с правой стороны машины. Блок управления приборами установлен в кабине автогрейдера.

Для создания проектного продольного уклона над поверхно­стью основной площадки предварительно по этому же уклону на­тягивают копирный трос, по которому в процессе планировки дви­жется щуп датчика (рис. 5.13). Кроме того, проектный продоль­ный уклон может быть создан при помощи другого датчика – копирного колеса (рис. 5.14). Копирное колесо используется в тех случаях, когда часть основной площадки уже спланирована (по копирному тросу) с образованием проектного уклона и может служить опорной (копирной) базой для дальнейшей планировки. Точность нарезки сливной призмы или горизонтальной площадки по копирному тросу составляет ±3 см, а по копирному колесу она ниже, так как происходит накопление ошибок, сделанных при работе с копирным тросом и копирным колесом. Точность планировки с копирным колесом первой полосы достигает ±5 см.

Смена датчиков производится машинистом с помощью рабо­чего и занимает всего 5…6 мин.

Комплект разбивочных приспособлений состоит из металличе­ского троса диаметром 1,5…2 мм длиной 250 м, опорных стоек в количестве 21 шт., анкерной плиты, небольшой лебедки с 50-ки­лограммовым динамометром для натяжения троса, двух вешек и трех визирок. Общая масса разбивочных приспособлений состав­ляет примерно 40 кг.

Копирный трос натягивают параллельно оси земляного полот­на на захватке длиной 200 м на расстоянии 0,35 м от конца от­вала автогрейдера, несущего датчик, на высоте, превышающей проектные отметки на 0,55 м.

Разбивочные работы выполняют двое рабочих под руководством строительного мастера в порядке.

Планировку начинают с установки автогрейдера, в исходную позицию так, чтобы щуп датчика продольного профиля лежал примерно своей серединой на копирном тросе. Нож автогрейдера ручным управлением опускают на проектную отметку, устанавли­вают датчики и включают автоматическое управление отвалом.

Рис. 5.13. Нарезка сливной призмы автогрейдером с использованием копирного троса

Рис. 5.14. Нарезка сливной призмы автогрейдером с использованием копирного колеса

Для нарезки сливной призмы однопутного земляного полотна копирный трос натягивают на расстоянии 1,9 м от оси (половина ширины захвата автогрейдера – 1,55 м плюс половина величины выноса щупа датчика за пределы отвала – 0,35 м). По копирному тросу нарезают горизонтальную часть призмы, при этом ав­тогрейдер движется по оси земляного полотна (рис. 5.15, а). Ле­вую и правую (наклонные) части сливной призмы нарезают с использованием копирного колеса, (рис. 5.15 ,б); автогрейдер ус­танавливают так, чтобы край отвала находился на расстоянии 1,15 м от оси земляного полотна, а копирное колесо шло вдоль следа, оставленного колесом автогрейдера при нарезке горизон­тальной части сливной призмы. На насыпях срезаемый грунт сбрасывают под откос, а в выемках перемещают на место буду­щего кювета и удаляют затем за пределы выемки.

При устройстве сливной призмы двухпутного земляного по­лотна копирный трос устанавливают на одной из наклонных плос­костей на расстоянии 0,4…0,5 м от оси и нарезают первую поло­су другой плоскости. Вторую полосу нарезают с использованием копирного колеса. Вторая плоскость нарезается по такой же тех­нологии.

Горизонтальная (без сливной призмы) основная площадка планируется с использованием копирного троса, установленного по оси земляного полотна. Автогрейдер, двигаясь сначала в одном направлении, а затем в обратном планирует, правую и левую сто­роны основной площадки; на двухпутных линиях применяют ко­пирное колесо.

Сливную призму земляного полотна второго пути устраивают, теми же приемами, какими, нарезают сливную призму однопут­ного земляного полотна. Копирный трос устанавливают со сто­роны существующего пути на расстоянии 0,5 м от границы пла­нируемой основной площадки присыпаемой насыпи или уширяе­мой выемки и нарезают первую полосу.

Вторую полосу сливной призмы нарезают с применением копир­ного колеса.

В процессе нарезки сливной призмы автогрейдер своими ко­лесами не должен приближаться к бровке насыпи на расстояние, меньшее 0,5 м, и работать на участках, имеющих крупные камни, до их уборки. Рабочие, занятые на разбивочных работах и зачистке сливной призмы вручную, поверх спецодежды должны иметь оранжевые жилеты. На вторых путях в зоне производства работ границу приближения строений следует обозначать вешка­ми, размещаемыми через 20…25 м одна от другой.

Рис. 5.15. Последовательность нарезки сливной призмы однопутного земляного полотна: а – нарезка горизонтальной части; б – нарезка левой наклонной части; в – нарезка правой наклонной части; 1 – автогрейдер; 2 – отвал автогрейдера; 3 – датчик продольного профиля; 4 – щуп датчика продольного профиля; 5 – копирный трос; 6 – опорная стойка; 7 – копирное колесо

Планировка откосов.

Рис. 5.16. Планировка откосов автогрейдером, оборудованным откосником

Способы планировки откосов земляного полотна назначают в зависимости от высоты насыпей и глубины выемок. Если рабочие отметки земляного полотна не превышают 3,5 м, то планировку наиболее рационально делать бульдозером или автогрейдером оборудованными откосниками. Перед началом работы по откосу выстав­ляют, через каждые 20 м разбивочные колья, по которым ориен­тируется машинист во время планировки. Планировку начинают с верхней части откоса. Машина, двигаясь по основной площадке насыпи или по выровненной берме выемки, планирует часть от­коса на высоту (глубину) до 0,8 м (рис. 5.16, а). Затем откосник переставляют в верхнее положение и планируют нижнюю часть откоса. Автогрейдер или бульдозер при этом перемещается по основной площадке выемки или по выровненной берме насыпи, а ориентиром служит уже спланированная верхняя часть откоса (рис. 5.16, б).

Откос планируют за не­сколько проходов машины и качество работы проверя­ют шаблоном-откосником. Грунт с откосов насыпей укладывают на бермах, а из выемок убирают скрепе­рами или бульдозерами. Производительность пла­нировки составляет около 4 тыс. м² откоса в смену.

Откосы земляного, полот­на с рабочими отметками более 3,5 м планируют уни­версальными экскаваторами-планировщиками и драглай­нами, предварительно уста­новив через 20 м по линии бровки колья и укрепив на них откосники.

Экскаваторами - плани­ровщиками Э-4010, ЭО-3332 или Сатур-051К планируют откосы насыпей и выемок с рабочими отметками до 11 м. Работа ведется с верхней стоянки, т.е. когда экскаватор располагается на основной площадке насыпи или на берме выемки, или же с нижней стоянки, если экскаватор нахо­дится на берме насыпи или на основной площадке выемки.

На верхней стоянке экскаватор устанавливают на расстоя­нии 1 м от бровки и параллельно ей, располагая стрелу перпен­дикулярно или под острым углом к линии бровки (рис. 5.17).

Рис. 5.17. Схема планировки откоса экскаватором Э-4010 с верхней стоянки

При величине срезки грунта до 20 см следует, применять планиро­вочный отвал, а если толщина срезаемого при планировке слоя больше, необходимо использовать ковш емкостью 0,25…0,4 м³. Скребок или ковш опускают к подошве откоса и, передвигая его на себя, срезают и планируют грунт на откосе, а обратным дви­жением сдвигают излишки грунта к подошве откоса. Планировка производится циклично: закончив работу на очередной стоянке, экскаватор передвигается по фронту на 2 м и планирует следу­ющий участок, перекрывая предыдущий на 30…50 см.

Рис. 5.18. Схема планировки откоса экскаватором Э-4010 с нижней стоянки

Находясь на нижней стоянке, экскаватор планирует откос за два приема. Вначале, перемещаясь по линии подошвы откоса, он планирует его верхнюю часть (I зону) движением ковша сверху вниз, а затем таким же приемом, но передвигаясь в 3…4 м от по­дошвы откоса (рис. 5.18), заканчивает планировку оставшейся ча­сти откоса (II зону).

При планировке можно использовать удлиненную стрелу, что увеличивает технологические возможности экскаватора: Техно­логическую схему планировки выбирают с учетом парамет­ров экскаваторов-планировщиков, приведенных в приложе­нии 1.

Производительность экскаваторов-планировщиков при пла­нировке откосов составляет 1100 м²/смену в грунтах I—II групп и 800 м²/смену в грунтах III группы.

Откосы земляного полотна с рабочими отметками до 14 м мо­жно планировать драглайном типа Э-652, оборудованным двухотвальным планировщиком (рис. 5.19).

Рис. 5.19. Планировка откоса двухотвальным скребком с нижней стоянки экскаватора

Разбивочные работы при использовании двухотвального пла­нировщика те же, что и при универсальных экскаваторах-плани­ровщиках. Планировать откосы можно как с верхней, так и с нижней стоянки экскаватора, который устанавливают на расстоянии 2,5…2,8 м от бровки в первом или от подошвы откоса во втором случае; стрелу располагают перпендикулярно к оси зем­ляного полотна. В процессе планировки с верхней стоянки скре­бок забрасывают к подошве откоса, протягивают вверх к бровке земляного полотна, а затем опускают вниз к подошве откоса и сдвигают излишки грунта. После планировки откоса на участке стоянки экскаватора его перемещают по фронту на 1,5…2 м с расчетом перекрытия спланированной полосы на 1/3 ширины и процесс повторяют.

Планировку откоса с нижней стоянки выполняют, опустив стре­лу экскаватора до положения, параллельного откосу. Скребок опускают к подошве откоса и протягивают вверх к бровке, а за­тем вниз.

Производительность планировки двухотвальным планиров­щиком в грунтах I-II групп составляет 1250 м²/смену.

Планировку откосов можно выполнять драглайном, оборудо­ванным обычным ковшом. При этом работа возможна только с верхней стоянки и производительность будет меньше, чем при планировке экскаватором-планировщиком, примерно в 2,5 раза.

В насыпях и выемках, рабочие отметки которых не позволяют спланировать откосы указанными средствами, устраивают полки шириной не менее 5 м, чтобы разместить на них экскаватор с учетом зоны безопасного приближения к бровке полки (не менее 1 м). Для обеспечения стока воды поверхности полок придается уклон 0,02…0,04 в сторону откоса.

Откосы скальных выемок планируют экскаватором в процессе их разработки на каждом уступе. При этом в случае необходимо­сти крупные камни, которые экскаватор убрать не может, пред­варительно дробят взрывами накладных зарядов.

Для планировки откосов выемок в мягких скальных грунтах можно использовать драглайны, оборудованные обычными ковша­ми или двухотвальным планировщиком.