Экскаваторных работОбщие сведения. Земляные работы, выполняемые в различных отраслях народного хозяйства, неоднородны по характеру и объему. Технологическая схема производства земляных работ складывается из четырех основных рабочих процессов: разработки и выемки грунта, транспортировки его к месту укладки, укладки грунта в насыпь или в отвал, отделки сооружения (доведение выемки насыпей до проектных отметок). Первые три процесса неразрывно связаны технологически, четвертый может быть не связан с предыдущими и выполнен позже. Для выполнения каждого процесса обычно используют специальные машины, но при комплексном методе первые три процесса проводят одной машиной. При производстве земляных работ экскаваторами для транспортировки грунта на расстояния, превышающие возможности различных видов рабочего оборудования экскаваторов, используют автосамосвалы (например, при рытье крупных котлованов, выемок для дорог и каналов, на вскрышных работах в карьерах). Затраты на транспортировку грунта автосамосвалами в зависимости от расстояния достигают 60...80 % от общей стоимости земляных работ, производимых с использованием экскаваторов. Поэтому правильный выбор транспортных средств имеет большое значение для повышения производительности труда и снижения стоимости работ. В районах сезонного промерзания грунтов производство земляных работ в зимний период допускается, если это необходимо для своевременного проведения последующих общестроительных работ, повышения экономической эффективности всего строительства и равномерного использования в году строительных машин. Подготовку к работам зимой начинают за несколько месяцев до наступления отрицательных температур. Для перевозки грунта и обслуживания строительства при отсутствии постоянных дорог сооружают снежные и ледяные дороги. В начале зимы принимают меры по ускорению промерзания болот, для чего снимают с них снег и мохово-растительный слой, что в полтора-два раза сокращает срок промерзания. Для снижения затрат при производстве земляных работ зимой предохраняют грунты от промерзания путем снегозадержания в начале зимы, укрытия талых грунтов полиэтиленовой пленкой и пенопластом, покрытия химическими реагентами (например, хлористым натрием или хлористым кальцием). Способ предохранения выбирают в зависимости от объемов работ, календарных сроков их выпол- Применение сменного оборудования экскаваторов в зависимости от вида и условий работ Вид работ Условия работ Прямая лопата погрузкой грунта в транспорт работки (при уровне грунтовых вод выше по- дошвы разработки применяют водоотлив и во- грузкой грунта в транспорт и укладкой в отвал потоке воды, препятствующем производству работ, устраивают водопонижение при добыче песка и гравия из-под воды с укладкой грунта в отвал и транспорт Грейфер зочные работы, добыча песка и гравия из-под воды нения и необходимой длительности сохранения грунтов в талом состоянии Технологию разработки грунтов, промерзших на большие глубины, выбирают в зависимости от вида возводимого сооружения. Это и ударные машины, и рабочие органы к самим экскаваторам для рыхления мерзлых грунтов, и цепные и дискофре-зерные машины для нарезания щелей в мерзлых грунтах, а также рыхление буровзрывным способом. Схемы производства работ, в которых экскаватор, разрабатывая грунт, укладывает его в отвал, кавальер или в земляное сооружение, называют бестранспортными. Бестранспортная схема, при которой грунт укладывают в отвал или насыпь без последующей его перевалки (переэкскавации), называется простой, а с последующей частичной или полной переэкскавацией — сложной. Схема, при которой грунт грузят экскаватором в самосвалы и отвозят в заданное место, называется транспортной. При этом схемы движения транспорта могут быть различными. Например, при работе прямой лопатой применяют две схемы: тупиковые — самосвалы подходят к экскаватору и возвращаются по тому же пути; сквозные — автомобили подъезжают к экскаватору без маневрирования и уезжают после погрузки по дороге, являющейся продолжением въездного пути. Выбор схемы производства работ зависит от особенностей строительства. Так, в водохозяйственном, нефтегазопроводном и транспортном строительстве преобладают бестранспортные схемы работ, а в промышленном и жилищном строительстве — транспортные. Грунт разрабатывают лобовыми или боковыми, закрытыми и открытыми проходками. По боковой закрытой проходке ось движения экскаватора располагается сбоку от выемки и экскаватор разрабатывает три откоса выемки — два боковых и торцовый; при открытой проходке экскаватор перемещается вдоль полосы, где также разрабатывает боковые и торцовый откосы. Производство работ прямой лопатой. При работе прямой лопатой применяют только транспортные схемы, так как вследствие малых линейных размеров рабочего оборудования экскаватор не может уложить в отвал весь выработанный грунт. Прямую лопату применяют при устройстве разрезных и пионерных траншей на карьерах, больших котлованов и выемок при дорожном и гидротехническом строительстве. В зависимости от условий работы экскаваторы прямой лопатой разрабатывают грунт лобовыми и боковыми проходками. В узких лобовых проходках для сокращения времени маневрирования транспорта устраивают промежуточные въезды, в широких — экскаватор в процессе работы перемещается на небольшие расстояния в правую и левую части забоя. Автомобили-самосвалы подходят поочередно вдоль обоих откосов выемки. При работе боковой проходкой экскаватор устанавливают так, чтобы он разрабатывал грунт перед собой и с одной из боковых сторон. С другой боковой стороны устраивают землевозные пути. Как правило, транспортные пути и экскаватор располагают на одном уровне. При сооружении глубоких выемок в гидротехническом и дорожном строительстве проектная глубина выемок может значительно превышать технологические возможности экскаватора. В этом случае глубокие выемки разбивают на уступы и ярусы, высота которых должна соответствовать возможностям экскаватора. Производство работ обратной лопатой. При работе обратной лопатой применяют транспортные и бестранспортные схемы разработки и лобовые и боковые проходки, при которых ось рабочего хода экскаватора смещена в сторону подхода транспортных средств. Боковая проходка при работе обратной лопатой может быть закрытой и открытой.
Рис. 215. Схемы разработки выемок обратной лопатой: а — боковой закрытой проходкой с одинаковой крутизной откосов, б — то же. с разной, в- боковой открытой проходкой При закрытой боковой проходке грунт разрабатывается по схеме, показанной на рис. 215, а и б. При открытой боковой проходке одна из сторон рабочего места остается свободной от грунта (рис. 215, в). Параметры разрабатываемого сооружения зависят от вида боковой проходки. Так, при закрытой боковой проходке крутизна обоих откосов выемки может быть задана одинаковой (рис. 215, а) или разной (рис. 215, б), при этом во втором случае глубина разработки увеличивается в 1,6 раза. При открытой боковой проходке (рис. 215, в) глубина разработки может быть увеличена еще на 20 %. Однако при такой схеме возможный объем отвала (площадь его сечения S) и расстояние между отвалом и выемкой К уменьшаются по сравнению с работой закрытой боковой проходкой примерно в 10 раз. Это предопределяет необходимость при такой схеме работ (боковой открытой проходкой) использовать погрузку грунта в транспорт. Производство работ драглайном. Экскаваторы, оборудованные драглайном, могут разрабатывать грунт в отвал или с погрузкой в транспортное средство. В том и другом случае применяют лобовую или боковую проходку (рис. 216). Радиус копания и высота разгрузки у оборудования драглайна выше, чем у обратной лопаты, что позволяет применять его при выполнении работ на крупных объектах. При разработке узких траншей и выемок экскаватор устанавливают по оси земляного сооружения и разрабатываемый грунт укладывают на правую или левую сторону от выемки. В дорожном строительстве драглайн часто используют для возведения насыпей высотой до 3 м. Наибольшее распространение получили варианты бестранспортных схем работы драглайном: выполнение работ одной продольной проходкой с односторонним размещением отвалов, четырьмя продольными проходками с двусторонним размещением отвалов. Производство работ грейфером. Экскаваторы с грейферным ковшом применяют для погрузки и разгрузки сыпучих грунтов (песка, шлака, щебня, гравия), а также для рытья колодцев, котлованов под фундаменты отдельно стоящих сооружений, опор линий электропередачи, силосных башен, зачистки траншей при строительстве магистральных трубопроводов, для рытья различных углублений, котлованов сложного профиля и для обратной засыпки.
Рис. 216. Схемы разработки выемок драглайном боковой проходкой: а — закрытой с одинаковой крутизной откосов, 6 — то же, с различной крутизной откосов, в — открытой с одинаковой крутизной откосов На участках со сложным профилем грунт также разрабатывают экскаватором, оборудованным грейфером. Этот же экскаватор отрывает все углубления и приямки, предусмотренные проектом на участках, вырытых драглайном. Засыпка грунта в пазухи котлованов и за стенки фундаментов (рис. 217, а). Эти работы выполняют по мере готовности фундаментов. Экскаватор, перемещаясь вдоль бровки котлована (по периметру), набирает из отвала 1 грунт и укладывает его равномерно небольшими слоями 2 в пазухи или за стенки фундамента. Высота насыпанного грейфером слоя грунта не должна превышать 1... 1,5 м. Этот грунт разравнивают бульдозером (а при стесненных условиях — вручную) и уплотняют трамбовочными плитами, пневматическими трамбовками или другим способом. Устройство котлованов под опускные колодцы на строительстве металлургических предприятий. Оборудованные грейфером экскаваторы являются ведущими в комплектах машин, выполняющих такие земляные работы. Колодец в форме неправильного шестиугольника высотой 11 м и массой 1200 т был установлен на земле. Рядом с ним на земляной подушке 4 и шпальной клетке 3 подготовили место для установки экскаватора, оборудованного грейфером. Грейфер разрабатывал грунт внутри колодца и отсыпал его в отвал. Грунт из отвала грузил на транспорт второй
Рис. 217. Схемы применения оборудования грейфера на канатной подвеске: а — засыпка пазух, б — разработка котлована под опускной колодец; 1 — грунт для засыпки пазух, 2 — слои грунта, уплотняемые трамбовками, 3 — шпальная клетка, 4 — земляная подушка экскаватор, оборудованный прямой лопатой. По мере выработки грунта внутри колодца последний опускался под действием собственного веса. Устройство котлована под опускные колодцы при наличии грунтовых вод. В этих случаях наиболее эффективно применять грейфер. Даже при хорошей организации водоотлива применение других землеройных машин затруднено. Грейферный ковш позволяет разрабатывать грунт под водой. Гидравлические экскаваторы, оборудованные грейфером, выполняют также выемки под отдельно стоящие опоры. Гусеничные экскаваторы при работе в забоях во влажных или заболоченных грунтах вязнут, поэтому экскаваторы необходимо устанавливать на настилах, состоящих из отдельных щитов (сланей). Щиты могут быть деревянными или металлическими. Для работы экскаватора необходимо столько щитов, чтобы их общая длина была в 1,5 раза длиннее гусеничного хода. Экскаватор после разработки грунта передвигается на заранее уложенные щиты. После этого с помощью крюка, укрепленного на тяговой цепи ковша драглайна, перекладывают освободившиеся шиты для дальнейшего передвижения. параметрах забоя, повороте платформы на угол 900 и выгрузке грунта в отвал. Минимальная продолжительность рабочего цикла для экскаваторов приведена в табл. 1, 2. Техническая производительность — наибольшая средняя производительность экскаватора за час непрерывной работы в данных конкретных условиях (грунт в плотном состоянии). Техническая производительность Ят = 3600qKн/tцKp, где Кн — коэффициент наполнения ковша (отношение объема разрыхленного грунта в ковше перед разгрузкой к емкости ковша); Kp — коэффициент разрыхления грунта (отношение объема разрыхленного грунта к объему, который он занимал в естественном залегании); tц — продолжительность рабочего цикла, устанавливаемая при хронометрировании и учитывающая также квалификацию машиниста, с. Значения коэффициентов наполнения и разрыхления зависят от групп грунта (меньшие значения коэффициента наполнения ковша соответствуют Группы грунта I II К„ (максимальный! 1,02...1,15 1,12...1,32 К„............................. 1.1...1,28 1,1...1,3 Группы грунта.. Ill IV Кн (максимальный) 1,18...1,35 1,25...1,4 Д'р................................ 1,14...1,32 1,2...1,45
Производительность экскаваторов. Планирование и учет работ
|
