4.10. Производство земляных и планировочных работ скреперами и бульдозерами

Скреперы и бульдозеры относятся к землеройно-транспортным ма­шинам, предназначенным для послойного резания грунта, его перемеще­ния, отсыпки с разравниванием и частичным уплотнением. Их ис­пользуют при планировке площадок, разработке неглубоких выемок, обрат­ной засыпке траншей с трубопроводами и т.п.

Разработка грунта скреперами. Рабочий цикл скрепера состоит из ряда последовательно повторяющихся операций: резание грунта и напол­нение ковша; транспортирование грунта к месту укладки; выгрузка и уклад­ка грунта с частичным его уплотнением колесами скрепера (рис. 4.20, а). Толщина снимаемого слоя в зависимости от мощности тягача, типа скрепе­ра и вида грунта может достигать 20 ... 35 см для прицепных и 30 ... 36 см для самоходных скреперов. Скреперами можно разрабатывать грунты I ... III групп с каменистыми включениями до 300 ... 600 мм.

Эффективность работы скрепера, т.е. его производительность, на­ходится в прямой зависимости от значений коэффициента наполнения ков­ша и продолжительности рабочего цикла. Указанный коэффициент можно повысить, если за­гружать ковш с «шапкой», а время загрузки можно сократить за счет ра­ционального регулирования толщины срезаемого слоя, т.е. вначале загру­жать скрепер более толстой стружкой с постепенным ее уменьшением по мере заполнения ковша. Если на площадке работает несколько скреперов, то для сокращения времени их загрузки или для увеличения тягового усилия при наполнении ковша в плотных грунтах применяют трактор-толкач. В за­висимости от вида и объема выполняемых работ применяют следующие схемы движения скрепера в плане - по эллипсу, восьмеркой, зигзагообраз­ное по спирали, поперечно-челночное и др..

Эллиптическая схема применяется особенно часто при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. Она наиболее эффективна при разработке выемок и возведении не высоких насыпей на линейно-протяженных участках 50...100 м при высоте разработки грунта до 2 м, когда не требуются съезды и выезды на площадке планировки.

Рис. 4.20 – Технологические схемы разработки грунта землеройно-транспортными машинами

а – операции рабочего цикла скрепера: I – резание грунта, II – траспортирование, III – разгрузка ковша; 1 – трактор-толкач, 2 – ковш, 3 – заслонка, 4 – отсыпаемый слой грунта, 5 – подвижная задняя стенка

б – способы резания грунта скрепером: I – постоянной толщины, II – клиновой, III – гребенчатой, IV – клевковой

в – основные рабочие операции бульдозера: I – транспортное положение, II - резание грунта, III – перемещение призмы грунта

г – способы резания грунта бульдозером: I – прямоугольный, II – клиновой, III – гребенчатый

д – схемы перемещения грунта бульдозером: I – траншейный, II – то же, при спареной работе двух бульдозеров, III – однослойная

Схему (см. рис. 4.21) используют при планировочных работах, при разработке неглубоких выемок и укладке грунта в резервы. В каждом цикле присутствует один набор грунта, два поворота на 180° в одном и том же направлении (один спуск и один подъем), одна разгрузка.

Спиральная (кольцевая) схема является разновидностью эллиптической, она наиболее подходит при возведении широких насыпей высотой 2...2,5 м из двухсторонних резервов или при разработке широких выемок глубиной до 2,6 м. Схему часто применяют для устройства насыпей шириной, равной или большей длины пути разгрузки ковша. При этом не требуются съезды и выезды с площадки, основное движение скреперов перпендикулярно оси возводимого сооружения, уменьшается дальность транспортировки, повышается производительность.

Рис. 4.21 – Схемы движения скреперов

а – эллипс, б – спираль, в – «восьмерка», г – «зигзаг», д – челночно-поперечная, е – челночно-продольная

Восьмерка является также разновидностью эллиптической схемы. Восьмерку применяют при большом объеме работ, возведении насыпей высотой 4...6 м из боковых резервов, при разработке протяженных выемок и планировке площадок, особенно на площадках со сложным рельефом, при наличии, например, двух зон выемки грунта и одной насыпи или наоборот. За один цикл скрепер дважды набирает и разгружает грунт, поэтому имеется возможность чередовать при движении левые и правые повороты, что улучшает технико-экономические показатели, сокращается время цикла работы.

Зигзаг используют при возведении протяженных насыпей (дорог, плотин) высотой до 6 м из рядом расположенных выемок при протяженности рабочих участков не менее 200 м. При этой схеме уменьшается число поворотов, сокращается продолжительность одного цикла, возрастает производительность по сравнению с эллиптической схемой на 15...20 %.

Челночно - поперечная схема применяется при возведении насыпей из двухсторонних выемок, а также при разработке выемок на глубину до 1,5 м с перемещением грунта в двусторонние отвалы. Набор грунта осуществляется перпендикулярно оси выемки при движении скрепера как в одну, так и в другую сторону. Схема сокращает число поворотов скрепера, длину пути груженого и порожнего хода.

Челночно - продольная схема движения скреперов используется при возведении высоких насыпей (4...6 м) с откосами не более 45° с транспортировкой грунта из двусторонних резервов или русла будущего канала. Схема позволяет сократить до минимума длину порожнего хода, произвести за один цикл две отсыпки и сократить число поворотов.

Разработка грунта бульдозерами. Бульдозеры применяют для по­слойного резания и продольного перемещения грунта на расстояние до 200 м (оптимальное расстояние транспортирования 70 ... 100 м). Ими мож­но разработать и перемещать легкие, средние и тяжелые (разрыхленные скальные и смерзшиеся) грунты. В водопроводном строительстве бульдозе­ры применяют для разработки котлованов небольшой глубины (до 2 м), ры­тья водоподводящих каналов и широких траншей, засыпки котлованов и траншей.

Наибольшая глубина резания бульдозерами колеблется от 20 до 60 см. При разработке грунта бульдозером, как правило, применяют тран­шейный способ, при котором между параллельными проходками бульдозе­ра оставляют нетронутые грунтовые валы, окаймляющие траншеи и препят­ствующие потерям грунта. Эти валы срезают бульдозером в последнюю очередь. При перемещениях на расстояние более 40 м применяют способ разработки с промежуточным валом, а также спаренную работу бульдозе­ров, двигающихся рядом с одинаковой скоростью на расстоянии 0,5 м один от другого (рис.4.20, д).

Котлованы разрабатывают бульдозерами преимущественно тран­шейным способом по челночной схеме. Срезают и перемеща­ют грунт вдоль оси котлована, начиная с середины в оба конца. Причем вна­чале разрабатывают котлован на первой захватке на глубину 0,8 - 1 м, а за­тем на второй захватке на ту же глубину и т.д. Между смежными траншеями оставляют перемычки нетронутого грунта и валы шириной 0,5 - 1,2 м, которые срезают после разработки нескольких траншей. На работах по вер­тикальной планировке, со срезкой грунта на высоких отметках площадки и отсыпкой в пониженных участках, грунт разрабатывают буль­дозерами послойно двигаясь каждый раз по одному и тому же следу. При­чем грунт разрабатывают траншейным способом, с оставлением валов меж­ду траншеями, срезаемых впоследствии. Применяют при этом также спа­ренную или групповую работу бульдозеров.