Технологический процесс сооружения земляного полотна экскаваторами включает в себя: разработку грунта в забое( рис. 42.) погрузку его в автосамосвалы или землевозы, перемещение в насыпь, послойное разравнивание грунта бульдозером, уплотнение колесами автомобилей или специальными грунтоуплотняющими машинами. Грузоподъемность автосамосвалов определяется вместимостью ковша, объемом работ на объекте и дальностью перемещения грунта.
Место непосредственной работы экскаватора называется забоем, после выработки грунта в забое производится его перестановка. Продольная траншея, образуемая за один проход в одном на правлении, называется проходкой. Наибольшая высота забоя определяется высотой резания.
Размеры забоя определяются в зависимости от рабочих размеров экскаватора. В несвязных грунтах высота забоя принимается на 1,5-2 м выше наибольшей высоты резания. При работе в связных грунтах она не должна превышать наибольшей высоты резания экскаватора.
При разработке выемок и котлованов экскаватором - прямая лопата применяется в основном способ продольных проходок с поярусным углублением выемок, а в отдельных случаях - способ разработки на полный профиль с одной проходкой, называемый лобовым (рис. 43). При лобовой разработке экскаватор прямая лопата разрабатывает выемку и погружает грунт в транс портные средства, находящиеся сбоку или позади на уровне стоянки экскаватора, со значительным углом поворота экскаватора β.
При разбивке проходок пользуются вырезанными из бумаги шаблонами, представляющими собой контур поперечного профи ля проходки в принятом масштабе. Накладывая шаблон на попе речник выемки, котлована или карьера, намечают различные варианты расположения проходок. Проходки проектируются одно временно на продольном и поперечном профилях, чтобы точно определить пути прохода экскаватора, положение землевозных дорог и подсчитать объемы работ по проходкам. Начинается работа экскаватора с прокладки пионерной траншеи (рис. 44).
Рабочая характеристика экскаватора-драглайна (рис. 45) определяется следующими параметрами: углом наклона стрелы
в градусах а0 глубиной копания Д, наибольшим радиусом
копания с забросом ковша Г, наибольшим радиусом выгрузки В, наибольшей высоты выгрузки Б. Эти величины указываются в паспорте машины.
Наибольшая высота отсыпаемой насыпи зависит от длины и угла наклона стрелы, расположения и глубины резерва. При одностороннем расположении резерва высота насыпи, отсыпаемой драглайном, l,6 м, при двустороннем расположении - до 3 м (рис. 46).
Наибольшая глубина выемки, разрабатываемой экскаватором-драглайном, 7,8 м. Вкомплект, предназначенный для разработок выемок, входят следующие машины. экскаватор-драглайн с ковшом вместимостью 0,8, 1,1 или 1,5 м
3 и бульдозер, а при отсыпке насыпей из резерва -дополнительно пневмокаток или трамбующая машина.
Грунт, укладываемый в насыпь драглайном, разравнивается бульдозером послойно и уплотняется грунтоуплотняющей машиной до нормируемой плотности
Экскаватором-обратная лопата (рис 47) производятся работы
по копанию траншей для укладки в них трубопроводов и котлованов под фундаменты строящихся сооружений в глинистых и песчаных грунтах Грунт при разработке может отсыпаться в отвал вдоль траншеи или грузиться на транспортные средства.
Ширина и глубина траншеи, высота выгрузки грунта в транс
портные средства определяются по рабочим характеристикам экскаватора. При разработке узких траншей шириной от 0,6 до 3 м экскаватор устанавливается вдоль оси траншеи. Наименьшая ширина траншеи с отвесными стенками соответствует ширине ковша. При рытье траншей с отвесными стенками большой ширины (до 5 м) экскаватор располагают не по оси траншеи, а поперечно то с одной, то с другой стороны траншеи. Вслед за рытьем траншей с отвесными стенками должно проводиться крепление стенок. Котлованы любой ширины обратной лопатой роют последовательной разработкой проходок. Сначала вдоль разрабатывается первая проходка (траншея), затем поперек -вторая проходка и далее в том же порядке взависимости от ширины котлована.
Транспортировка грунта при работе экскаваторов.Организация
транспортировки грунта при разработке его экскаваторами с любым рабочим оборудованием является важнейшей задачей в общем комплексе экскаваторных работ. Для перемещения грунта применяются: железнодорожный (широкой и узкой колеи), автомобильный, тракторный транспорт (с прицепами), транспортеры. Безрельсовый транспорт по сравнению с рельсовым требует меньших первоначальных затрат на подготовку пути следования между местами погрузки и разгрузки, отличается большей гибкостью возможностей использования освобождающегося транспорта при сокращении дальности перевозки, меньшей зависимостью от крутых уклонов и малых радиусов поворота, большей легкостью доставки транспортных средств к месту строительства и независимостью удаленности строительства от эксплуатируемых железных дорог.
Наибольшей эффективностью обладают саморазгружающиеся платформы, думпкары, самоходные и прицепные автосамосвалы и опрокидные прицепы. Соотношение вместимостей ковша и транс портной единицы не должно быть более 1:10 и не менее чем 1:3, т.е. не менее трех ковшей на каждую транспортную единицу.
Транспортные средства выбираются одновременно с выбором основных землеройных машин на основе технико-экономического сравнения.
Рельсовый узкоколейный транспорт с локомотивной тягой может применяться для местностей, позволяющих уложить путь с подъемом не круче 0,030 и кривым радиусом не менее 30 м, при дальности возки, не превышающей
5 км, для вагонеток - самосвалов вместимостью 9 м
3.
Рельсовый ширококолейный транспорт может применяться при дальности возки от 2,0 до 10 км и более при рельефе местности, допускающем укладку пути с уклоном не круче 0,020 и кривыми радиусом не менее 200 м.
Автомобили и тракторы с прицепами на гусеничном ходу менее требовательны и могут двигаться по всем грунтам.
Рациональная дальность возки для тракторов с прицепами грузоподъемностью 15 и 25 т составляет 0,25-l,0 км, а для самосвалов грузоподъемностью 3,5; 5; 10 и 25 т, соответственно, 1; 2; 3 и 5 км. Подавать автотракторный транспорт под загрузку прямой лопатой следует навстречу ходу экскаватора, в противном случае ковш придется переносить над кабиной шофера, что не позволит опустить ковш с поворотом стрелы при движении под погрузку. Подача автотранспорта по ходу экскаватора представляет большую опасность для водителя при нахождении его в кабине. При погрузке драглайном автомашины должны подаваться по ходу разработки драглайна. Для быстрой установки машин под загрузку служат вехи, показывающие место установки транспортных средств.
Дорога для автотракторного транспорта допускается с уклоном
в грузовом направлении не круче 1:3, уклоны въездов должны быть не круче l:5, а съездов 1:2 при ширине не менее 3,5 м. Съезды устраиваются через каждые 100м насыпи и через 200 м в выемке для уменьшения длины пробега машин.
Съезды и землевозные дороги для движения безрельсового транс порта располагаются в зависимости от местных условий с одной или двух сторон от оси земляного полотна. Для содержания дорог и устройства съездов в насыпях и выемках выделяются бригада рабочих и грейдеры. Грейдеры производят профилирование автомобильных дорог для поддержания их в удовлетворительном состоянии не менее двух раз за смену, а в оставшееся свободное время рабочие и грейдеры используются на разравнивании грунта при возведении насыпи.
Рельсовый транспорт рационально применять при объеме работ не менее 60 тыс. м3. Он может быть рекомендован при возведении насыпей, если местных карьеров нет или они редко расположены по трассе, что обусловливает большую дальность возки, при которой применять автотранспорт неэкономично. В этом случае грунт подают поездами в конец уложенного пути и здесь выгружают, образуя временный «блуждающий» карьер. Из него грунт автомашинами подается в насыпь. Такой комбинированный способ транспортировки грунта в насыпь с использованием «блуждающих» карьеров широко применяется на строительстве в последние годы.
Землевозные рельсовые пути при возведении насыпей поднимают путеподъемниками, консольными электробалластерами или балластировочной плитой. После каждой подъемки путь обязательно выправляется для обеспечения безопасности движения рабочих поездов. При выправке пути применяется механизированный путевой инструмент или специальные машины. Движение землевозных поездов проводится в соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации.
Звеньевые ленточные транспортеры со звеньями до 240 м успешно применяются при транспортировке грунта на расстоянии до 1км и более.
Погрузка на транспортер осуществляется непосредственно экскаватором и бульдозером через специальные бункеры-питатели. Отвал грунта проводится с последнего звена или в любом месте с помощью специального приспособления - сбрасывающего щитка или сбрасывающей тележки, которая может перемещаться вдоль магистрального транспортера.
Предельный угол подъема, при котором транспортируемый
сыпучий материал не осыпается с ленты, соответствует 15 - 18°, что позволяет перемещать грунт транспортерами с большими подъемами и при сложном рельефе местности. Наиболее целесообразно отсыпать насыпи звеньевыми транспортерами на поймах рек, болотах, на пересеченной местности, при чередующихся насыпях и выемках.
Отсыпка насыпи может осуществляться с эстакады легкого типа. Грунт, сброшенный с ленты транспортера к основанию эстакады, перемещается в поперечном направлении бульдозером и укладывается по всей ширине земляного полотна горизонтальными слоя ми высотой не более 0,5 м с последующим их уплотнением.
Расчет требуемого количества транспортных единиц.Организуя работу экскаватора с погрузкой на транспортные средства, необходимо обеспечить непрерывность погрузки при максимальной производительности экскаватора и исключить его простои. Необходимое число транспортных единиц
где tц - полная продолжительность транспортного цикла;
tп -время погрузки одной транспортной единицы:
здесь tп -время погрузки транспортной единицы;
L -дальность возки грунта;
Vг - средняя скорость перемещения транспортных средств в груженом состоянии;
t -время разгрузки транспортной единицы;
п - средняя скорость перемещения транспортных единиц в порожнем состоянии.
Таким образом,
Полученное число транспортных единиц округляется в большую сторону. Время погрузки транспортной единицы (поезда, самосвала и пр.), мин
где п -число ковшей грунта, погруженного на одну транспортную единицу;
т -число транспортных единиц загружаемых за одну установку; пт -техническое число циклов экскаватора в минуту. Величина
где Vте -вместимость транспортной единицы, м3;
Qте -грузоподъемность транспортной единицы, т;
Vк -вместимость ковша, м3;
у -объемная масса грунта, т/м3;
Кг -коэффициент влияния грунта.
Работа транспорта регулируется графиком движения, увязанным с работой экскаватора и работой на месте выгрузки.
Для достижения наибольшей производительности на крупных экскаваторных работах применяется диспетчеризация, что позволяет перевыполнять нормы на 120-150 % и более. Сущность диспетчеризации заключается в непрерывном оперативном руководстве ходом работ сменным инженером-диспетчером по заранее составленному диспетчерскому технологическому графику. Диспетчерский график (рис. 48) состоит из трех взаимно согласованных и помещенных друг под другом графиков работы: экскаватора, транспортных средств, на отвале.
Руководя сменой, диспетчер ведет исполнительный график, отражающий фактический ход работ.
Отделочные работы. Уборка недоборов, планировка и отделка
откосов после разработки выемок отсыпки насыпей проводятся механизированным способом. Для механизации этих работ имеется сменное планировочное оборудование к экскаватору (рис. 49).
Планировщик свободно планирует откосы насыпей и выемок с рабочей отметкой до 6 м при грунтах I; II и III групп. Планирующий ковш имеет вместимость 0,5 м3. Перед началом работы планировщика дно выемки по всей его ширине выравнивается скрепе ром или грейдером до уровня проектных отметок средней грани сливной призмы. Эта плоскость должна доходить до линии проектных откосов выемки, затем восстанавливается ось полотна, а от нее ведется разбивка линий верхней и нижней бровок откоса.
для закрепления границ откосов (бровки и подошвы) в точках А и Б забиваются колышки через 10 - 20 м. После разбивки планировщик, передвигаясь вдоль выемки, срезает на каждой стоянке полосу недобранного грунта слоями и грузит его в автосамосвалы. После планировки откосов выполняется нарезка кюветов канавокопателем. Сливная призма земляного полотна планируется грейдером тяжелого типа со специальным профилирующим ножом-шаблоном (рис. 50).
Объем работ по отделке сливной призмы и откосов насыпей значительно меньше, чем в выемках. Технологический процесс планировки сливной призмы и откосов насыпей остается тот же, что и для выемок, только лишний грунт со сливной призмы отваливается. на откосы насыпи, а затем планировщиком по откосу спускается коснованию насыпи, где он разравнивается на месте или перемещается скреперами или автосамосвалами.
Многоковшовые экскаваторы. Это машины непрерывного действия, разрабатывающие грунт в отвал или с погрузкой на транс портные средства. На строительных работах многоковшовые экскаваторы применяются для копания кюветов, водоотводных канав, траншей. Они обеспечивают высокую производительность. Многоковшовые экскаваторы классифицируются по следующим при знакам: конструкции рабочего органа, способу экскавации, виду силового оборудования и конструкции ходового оборудования.
По конструкции рабочего органа многоковшовые экскаваторы подразделяются на два вида: цепные и роторные. Цепные - это многоковшовые экскаваторы, ковши которых укреплены на бесконечной, непрерывно движущейся цепи. Роторные -это экскаваторы, ковши которых укреплены по окружности вращающегося колеса.
По способу экскавации, осуществляющейся при одновременной работе ковшей и передвижении всей машины, различаются экскаваторы поперечного копания и экскаваторы продольного копания.
Движение ковшей экскаваторов поперечного копания происходит в направлении, перпендикулярном направлению движения всей машины. Движение ковшей экскаваторов продольного копания совпадает с направлением движения всей машины. По виду силового оборудования многоковшовые экскаваторы бывают с двигателями внутреннего сгорания и электрическими. По конструкции ходового оборудования многоковшовые экскаваторы бывают на рельсовом, гусеничном и автомобильном ходу.
Наибольшее распространение получили цепные канавокопатели продольного копания (рис. 51), разделяющиеся на две группы: с наклонным расположением рамы во время копания и вертикальным.
Канавокопатели роют траншеи с вертикальными стенками. Они могут быть оборудованы специальными наклонными или горизонтальными ножами-фрезами для рытья траншей с наклонными стенками.
На базе траншейного канавокопателя устроен кюветокопатель
(рис. 52). Рабочий орган кюветокопателя представляет собой ковшовую цепь, смонтированную на ковшовой раме. Грунт, срезаемый наклонными ножами рабочего органа, сваливается на дно разрабатываемого кювета и доставляется ковшами на поперечный разгрузочный транспортер. Глубина копания регулируется подъемом и опусканием ковшовой рамы. Машина оснащена баш маками, зачищающими грунт, просыпавшийся из ковшей в кювет. Для зачистки грунта и придания правильной формы сливной призме машина снабжена сменным шнековым профилером. Кюветы нарезаются по окончании основных земляных работ, отделки откосов, удалении излишков грунта со дна выемки и после тщательной планировки дна выемки на уровне верха сливной призмы.
Поверхность дна выемки, по которой перемещается кювето
копатель, не должна иметь перекосов, влияющих на изменение очертания кювета в поперечном и продольном направлениях. После окончания разработки и выравнивания дна выемки проводится разбивка очертания кювета в плане установкой колышков по границе подошвы откоса и бровке кювета. В качестве ориентира для машиниста кюветокопателя делается вспомогательная разбивка наружного контура колеи правой гусеницы. Колышки ставятся через 5 м на прямых участках и через 3 м на кривых.
Эксплуатационная производительность многоковшового экскаватора при работе в отвал или бункер, м3/ч
где Vк - емкость ковша, м3;
V-скорость движения ковшовой цепи, м/с;
mI -расстояние между двумя соседними ковшами (шаг ковшей), м;
т -число звеньев цепи между двумя соседними ковшами;
1-длина одного звена цепи;
Кн - коэффициент наполнения ковша;
Кр - коэффициент разрыхления грунта;
Кв - коэффициент использования машины по времени.
Число ковшей, выгружающихся в 1 с,
Перед началом работы ковшовая рама должна быть поднята
над землей, для рытья ковшовая цепь приводится в движение, рама постепенно опускается. При работе канавокопателя, когда рама опустится на требуемую глубину траншеи, приводятся в движение гусеницы, и экскаватор начинает двигаться по оси траншеи, оставляя за собой вырытую траншею.
Производительность машины составляет от 20 до 80 м3/ч.
2015-11-07
1858
Обсуждений (0)
