4.8Разработка грунта скреперами
Скрепер – высокопроизводительная землеройно-транспортная машина, способная выполнять срезку, транспортировку и послойную отсыпку грунта на месте укладки. В настоящее время применяются скреперы с вместимостью ковша 7, 8, 15, 25 м3. Толщина срезаемой стружки грунта обычно составляет 0,1…0,35 м3, толщина отсыпаемого слоя 0,35…0,55 м. Наибольшая дальность транспортировки грунта несамоходными (прицепными и полуприцепными) скреперами достигает 1км, самоходными – 3км. При укладке грунта скреперы могут обеспечивать его уплотнение. При достаточной влажности грунтов и равномерном движении скреперов по всей насыпаемой площади можно получать вполне приемлемое качество уплотнения.
На объектах природообустройства скреперы применяются для разработки выемок, устройства насыпных сооружений, для вскрышных работ при устройстве карьеров, для удаления непригодных грунтов, снятия растительного слоя, планировки площадок, террасировании склонов. Наиболее эффективны скреперы при строительстве профилированных насыпей, в том числе земляных плотин, дамб. Их производительность достигает наибольших значений в грунтах I…II групп, более прочные грунты требуют предварительного рыхления.
Полный цикл работы скрепера состоит из четырех операций (рисунок 20):
Рисунок 20 Рабочий цикл скрепера:
а – резание грунта и наполнение ковша; б – транспортирование грунта к месту укладки; в – выгрузка и укладка грунта, последующее движение порожнего скрепера (в таком же положении, но с опущенной заслонкой); 1 – бульдозер-толкач (при необходимости); 2 – ковш, 3 – подвижная заслонка; 4 – укладываемый слой грунта; 5 – выдвигаемая вперед задняя стенка ковша
резание грунта и наполнение ковша,
транспортирование грунта к месту укладки (движение нагруженного скрепера),
выгрузка и укладка грунта (разгрузка ковша)
движение порожнего скрепера.
Набор грунта обычно производят при прямолинейном движении скрепера. Для увеличения толщины стружки и ускорения процесса наполнения ковша применяют дополнительные бульдозеры-толкачи (один толкач на 2…6 скреперов). Длина пути набора грунта зависит от емкости ковша и вида грунта. В среднем она составляет для ковшей 3 м3 – 20…25м, для ковшей 7…8м3 – 25…50м, для ковшей 15 м3 – 35…70м. Длина пути выгрузки зависит от тех же факторов и колеблется в пределах от 4…8 м – для ковшей 3 м3 до 12…15 м3 – для ковшей 15 м3.
Скреперы с большой вместимостью ковша (более 8 м3) эффективны при значительных сосредоточенных объемах земляных работ, при значительной дальности транспортировки грунта. Соответственно при малых объемах работ, особенно в стесненных условиях, предпочтительны скреперы с малыми ковшами.
Набор грунта может производиться с постоянной и переменной толщиной стружки. В последнем случае срезка выполняется, как и при бульдозерной разработке, клиновым или гребенчатым способами (рисунок 17 б, в), но реализуемыми на более длинном пути набора (срезки) грунта. Кроме показанных на рисунке 17 способов срезки, при скреперной разработке может применяться так называемая «клевковая срезка», отличающаяся от гребенчатой более частым и более плавным заглублением ковша – на пути срезки образуется большее число уступов, более плавной конфигурации.
В зависимости от конкретных условий, в том числе характера возводимого сооружения, удаленности мест укладки грунта применяют следующие схемы разработки грунта скреперами (рисунок 21):
эллиптическая схема или просто «эллипс» (рисунок 21а) является наиболее простой и поэтому применяемой чаще других; она наиболее эффективна при строительстве линейно-протяженных сооружений, когда глубина выемок или высота насыпей не более 2м, когда не требуется выездов или въездов;
спиральная схема или «спираль» (рисунок 21б) – разновидность эллиптической схемы эффективна при возведении широких насыпей из двухсторонних резервов или широких выемок высотой (глубиной) до 2,6м, также без выездов (въездов); поскольку отсыпка производится перпендикулярно оси линейного сооружения, дальность транспортирования грунта уменьшается и производительность возрастает;
«восьмерка» (рисунок 21в) используется примерно там же, где и эллипс; она сложней для машиниста, но из-за чередования правых и левых поворотов сокращается время на такие повороты, и производительность повышается на 3…5% (по сравнению с «эллипсом»);
«зигзаг» (рисунок 21г) применяется при возведении больших насыпей высотой до 6м; по сравнению с эллиптической схемой производительность повышается до 15% (за счет уменьшения числа поворотов и дальности возки грунта);
челночно-поперечная схема (рисунок 21д) удобна при доставке грунта из двухсторонних резервов и высоте насыпи до 15м; производительность на 20…25% выше, чем при эллиптической схеме;
челночно-продольная схема (рисунок 21е) удобна при возведении насыпей до 5…6м с откосами не круче 1:2 при доставке грунта из двухсторонних резервов; время холостого хода сокращается до минимума.
При вертикальной планировке площадок обычно применяются «эллипс», «спираль», челночно-поперечная схема.