Екскаваторні роботи
Екскаваторні роботи являють собою один з найбільш складних процесів при спорудженні земляного полотна.
В курсовому проекті екскаваторні роботи пропонується розглянути для об'єкту з ведучою машиною екскаватор пряма лопата при поздовжній возці грунту (із виїмки до насипу) автосамоскидами.
Розглянемо екскаваторні роботи з ЕО-7111 (Е-2503), де ведучою машиною являється екскаватор з ємністю ковша 2,5м.куб.
Підбір машин для роботи в комплекті з одноківшовим екскаватором - пряма
лопата
В залежності від ємкості ковша екскаватора за табл. визначається вантажопідйомність автосамоскида.
Крім автосамоскидів до екскаваторних комплектів входять такі машини: бульдозер на тракторі 100 к.с., автогрейдер, грунтоущільнювальна машина, електростанція 5-7 Квт. За табл. вибирається марка автосамоскида, визначається висота до верху борту і ширина колії.
Приймаємо автосамоскид БелАЗ-540А вантажопідйомністю 27,0т. , висотою до верху борту –3,58м. І шириною колії –3,48м.
Екскаваторний комплект:
екскаваторЕО7111;
автосамоскид БелАЗ-540А ;
бульдозер Д -686 ;
автогрейдер ;
грунтоущільнююча машина ;
пересувна електростанція 5-7 кВт .
Проектування екскаваторних забоїв і проходок
В залежності від глибини виїмки, розмірів робочого устаткування екскаватора і прийнятої технології, екскаваторні роботи можуть бути виконані за визначену кількість проходок. Границя в грунті, створена за один прохід екскаватора в одному напрямку називається екскаваторною проходкою. Частина проходки в межах радіуса дії екскаватора, тобто місце його безпосередньої роботи носить назву забій. Розміри забою визначають розміри поперечного розрізу окремих проходок. Тому необхідно насамперед визначити раціональні розміри забою. Розробка виїмок і кар'єрів екскаваторами пряма лопата може виконуватись боковим забоєм (поздовжніми проходками), коли засоби транспортування (автосамоскиди) розташовуються збоку в одному або різних рівнях з екскаватором (рис 2), а також лобовим забоєм (лобовими проходками), коли грунт розвантажується в засоби транспортування, розташовані позаду екскаватора в одному рівні з ним.
В усіх випадках , коли це можливо, розробку необхідно виконувати боковим забоєм з погрузкою грунту в засоби транспортування на рівні стоянки екскаватора. При розробці глибоких виїмок і піонерних (перших) траншей застосовують боковий забой з погрузкою грунту в засоби транспортування, розташовані вище рівня стоянки екскаватора. Лобовий забій застосовують лише при крайній необхідності (в коротких виїмках, а також в виїмках невеликої глибини).
Розміри забоїв визначаються робочими характеристиками екскаватора:
- найбільший радіус різання , R=12,0м. ;
- радіус різання на рівні стоянки гусениць , Rст=7,4м. ;
- найбільша висоту різання, Н=10,0м. ;
- висота напірного валу, Но=7,4м. ; -
- найбільша висота розвантаження, Нв=7,0м. ;
- радіус розвантаження при її найбільшій висоті, Rв=10,2м.
Ці характеристикиприведені в додатку 1, а також і для найбільш поширених на залізничному будівництві екскаваторів робочі характеристики приведені в додатку 1.
Для того, щоб не залишалось недобраного грунту найбільшу відстань від осі екскаватора до бокового укосу забою треба приймати на 0.4 ...0.5 м менше найбільшого радіуса різання R. Найбільша відстань В1 від осі екскаватора до підошви забою приймається на 0.2 м менше від радіуса різання Rст на рівні стоянки екскаватора. В боковому забої з погрузкою грунту в засоби транспорту, які розташовані на рівні стоянки екскавара, відстань від осі екскаватора до підошви укосу не повинна перевищувати 0,7 Rст на рівні стоянки екскаватора, а найбільш раціонально, якщо ця відстань не буде перевищувати 0.5 Rст. Якщо ж засоби транспорту розташовані вище рівня стоянки екскаватора, найбільша відстань від осі екскаватора до бровки вантажного путі визначається за формулою:
Вп
=
Rв-1т/2-1
м,
Вп =10,2-1,74-1 =7,46
де Rв - радіус розвантаження при найбільшій висоті, м;
1 - запас ширини землевозного путі для запобігання обваленню грунту, м,
1т - ширина ходу засобів транспорту, м.
Найбільше перевищення погрузочного путі над рівнем стоянки екскаватора визначається за формулою
h = Нв-Нтр-0.5м,
h =7,0-3,58-0,5= 2,92
де Нв - найбільша висота вивантаження, м;
Нт - висота автосамоскида до верху борту, м;
0.5 - запас висоти над бортом автосамоскида, враховуючи нерівності путі і підвищення завантаженного грунту над бортом автосамоскида, м.
При розташуванні засобів транспорту вище рівня стоянки екскаватора відстань Нг від осі екскаватора до підошви укосу визначається в залежності від величини h і уклону укосу.
На підставі вище викладеного слід розрахувати розміри і побудувати профілі (шаблони) забоїв при розміщенні засобів транспорту в одному і різних рівнях з екскаватором. Масштаб для побудови прийняти 1:200. Порядок креслення поперечного профілю забою такий:
1) проводимо вісь стоянки екскаватора і лінію основи забою;
2) на відстані В1= Rст - 0.2=7,4-0,2=7,2м від осі одержуємо точку підошви забою А;
3) відкладаємо від осі екскаватора величину В = R - 0.4=12,0-0,4=11,6м;
4) на відстані В по вертикалі відкладаємо висоту напорного валу Но=7,4м. і одержуємо точку О,
5) на цій же відстані відкладаємо найбільшу висоту забою екскаватора Нг =1,2Но=1,2*7,4=8,88м. але не більшу Н=10,0м.;
6) проводимо лінію бокового укосу забою екскаватора. Для цього з'єднуємо точку А з точкою С проводимо перпендикуляр з середини цього відрізка до пересікання з горизонталлю, проведеною з точки С. З точки Д радіусом ОД проводимо лінію бокового забою до пересікання а горизонталлю, проведеною на рівні найбільшої висоти забою, в точці С;
7) від осі стоянки екскаватора праворуч відкладаємо Rв=10,2м. - радіус розвантаження при найбільшій висоті розвантаження і проводимо вісь стоянки засобів транспорту;
8) визначаємо відстань до бровки вантажного путі. Вп= 10,2-1*3,48/2-1=7,46м. ;
9)визначаємо відстань від рівня стоянки екскаватора до транспорту
рівня стоянки засобів
h = Нв-Нтр-0.5м=7,0-3,58-0,5=2,92м. ;
10) на відстані Вп від осі екскаватора відкладаємо висоту h і одержуємо точку бровки вантажного путі (точка АІ). Через цю точку проводимо лінію рівня стоянки засобів транспорту;
11) через бровку вантажного путі проводимо лінію укосу з уклоном 1:1;
12) переносимо паралельно лінію укосу бокового забою таким чином, щоб вона пройшла через точку АІ;
13) на плані визначаємо центр обертання екскаватора О. Проводимо лінію найбільшої відстані до бокового укосу забою, межі різання на рівні стоянки екскаватора, бровок укосу вантажного путі,
14) Із точки О радіусом R проводимо межу верху забою і радіусом Rст - межу забою на рівні стоянки.
Порядок побудови бокового забою при навантаженні в засоби транспорту на рівні стоянки екскаватора показаний на міліметровому папері (рис 2).
При проектуванні екскаваторних проходок слід мати на увазі, що найбільша висота забою повинна бути не менше 1/3 висоти до напорного валу в м'яких грунтах і 1/4 до напорного валу в скельних.
На міліметровому папері креслиться поперечний переріз виїмки в місці її найбільшої глибини (рис 3).
Масштаб приймається такий же, як і для шаблонів. Від рівня бровки виїмки по її осі відкладається в масштабі 0.25 м (запас на зливну призму і обробні роботи). Від точки А вверх відкладається величина h (перевищення вантажного путі над стоянки екскаватора). Ця величина відкладається стільки разів, скільки вона поміститься до поверхні грунту. Відрізок в верхній частині виїмки (менший за h) визначає глибину піонерної траншеї. Ця траншея буде використана для проходу автосамоскидів на початку розробки виїмки. Ширина піонерної траншеї внизу не менше 4 м, укоси 1:1.
Через одержані на вісі виїмки точки проводяться паралельні лінії, які визначають яруси роботи екскаватора. По цим ярусам при допомозі вирізаних й паперу шаблонів розбиваються екскаваторні проходки.
При розбивці слід перш за все добре уявляти собі місце знаходження осей екскаватора і автосамоскидів
Слід прагнути одержати мінімальну кількість проходок при максимально можливій їх глибині . Недобір грунту по бокам виїмки не повинен перевищувати 8-10% об ‘єму виїмки.
Далі визначаються площі поперечних перерізів кожної проходки на всіх пікетах і плюсових точках. Для цього на рис 3 по вісі виїмки відкладається величина Нр -відповідна робоча відмітка . Через одержану точку проводиться горизонтальна лінія, яка відсікає поперечний профіль виїмки на даному пікеті. Площа поперечного перерізу проходки в м може бути спрощено вичислена, якщо кількість см2 на рис 3 помножити на 4 (при масштабі 1: 200) . Одержані значення площі слід занести до табл . 1
Таблиця 1
-
Номер проходки
Площі поперечних перерізів
Проходок на пікетах , м.кв.
Нр=7,51
Нр=12,0
Нр=11,0
Нр=8,25
Піон. тран.
-
2,64
-
-
I
-
50.4
33.08
-
11
-
39.16
27.24
-
111
-
36.56
25.4
-
1V
20.42
42
42
33.4
V
73.64
92.76
92.76
85.56
VI
25.5
25.5
25.5
25.5
VII
34.7
34.7
34.7
34.7
VIII
7.84
7.84
7.84
7.84
=331.56
Окремі об'єми кожної проходки між двома поперечниками обчислюються за формулою:
Qn=(F1+F2)/2*l
де F1+F2 -площі суміжних поперечних перерізів проходки, м2,
1 - відстань між суміжними поперечниками, м
Одержані об'єми підписуються під відповідними ділянками поздовжнього профілю (рис 4) Поздовжній профіль виїмки наноситься в тому ж вертикальному масштабі, що і поперечний Підсумовуючи об'єми проходки між пікетами, одержуємо загальний об'єм проходки
По виїмці Q1 = 7718 м.куб.
Q2 = 6150,5 м.куб.
Q3 = 5739 м.куб.
Q4 = 11091 м.куб.
Q5 = 26512 м.куб.
Q6 = 7650 м.куб.
Q7 =10410 м.куб
Q8 =2352 м.куб.
Q
= 77754,5
м.куб.
Недобір
грунту складає
= 6,3%