Технология разработки грунта при устройстве кавальера экскаватором описание

Обновлено: 02.07.2024

Статья раскрывает основные вопросы эксплуатации одноковшовой техники: особенности работы, обустройство рабочей зоны, выбор модели, соответствующей разрабатываемому участку. Рассмотрены разновидности одноковшовых экскаваторов, применяемых для грунтов от I до IV категории.

Принципы и основные аспекты осуществления работ при разрабатывании грунта одноковшовыми экскаваторами.

Экскаваторы являются преобладающей техников в проведении гидромелиоративных и общестроительных манипуляций. Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами занимает 45% общей массы грунтово-экскаваторных работ. Данный тип машин применяется при проведении большинства видов деятельности: отделки бортов, выравнивании дна выработок, уплотнении земляного слоя, удалении рыхлых и смерзшихся слоев. Правильно подобрать тип эксплуатируемой техники поможет знание основополагающих моментов процесса разработки и учет типа разрабатываемой поверхности.

Устройство, техническое оборудование и процесс работы.

Одноковшовый экскаватор – разновидность техники, рассчитанной на выполнение разнообразных земляных и общестроительных манипуляций. Производственный цикл состоит из шести стадий:

Резка грунтового слоя и наполнение ковшовой части.
Подъем заполненного ковша для беспрепятственного подведения к месту высыпки.
Подъем стрелы к площадке выгрузки. Иногда вращение стрелы сочетается с подъемом ковша.
Высыпка срезанной породы в самосвалы или отвалы.
Обратный разворот к месту резки.
Подача ковшовой части для срезки материала.

Передвижение одноковшовой техники осуществляется за счет использования нескольких типов ходового оборудования:

Гусеничное. Данный тип обеспечивает повышенную проходимость, применяется для проведения работ в сложных условиях рельефа.
Пневмоколесное.
Шагающее. За счет небольшой массы снижает давление, оказываемое на поверхность, повышает устойчивость.
Рельсово-шагающее. Повышает маневренность, снижает давление на опорную поверхность.

Срезка и забор породы занимает 15-30% рабочего времени от всего производственного цикла, поэтому разработка грунта многоковшовыми экскаваторами по производительности будет существенно выше. Это происходит за счет непрерывности забора грунтов несколькими ковшами. Однако, многоковшовые модели имеют ограничения по габаритом поднимаемой породы – размер поднимаемых включений не должен превышать 0,2 от общей ширины ковша. В одноковшовой технике такие ограничения отсутствуют.

Дополнительное оборудование

База одноковшовой машины обеспечивает использование четырех основных типов оборудования.

Помимо возможности применения драглайна, грейфера, прямой и обратной лопат, данное строительное оборудование может укомплектовываться следующими комплектующими:

Типы одноковшовых экскаваторов

По назначению одноковшовые модели разделяются на три больших категории:

Строительные. Универсальная техника с полным поворотом и емкостью ковшовой части 0,15-2 м3. Универсальность обеспечивается возможностью установки сменных комплектующих для разнообразных манипуляций. Разработка грунта начиная от III категории зачастую производится экскаватором с применением сменных комплектующих.

Карьерные. Полууниверсальные машины или специальные лопаты с укороченной стрелой. Емкость ковша полууниверсальных моделей составляет от 2 до 8 м3. Применяются для проведения манипуляций на сложном рельефе, зачастую применяется при добыче полезных ископаемых.

По возможности эксплуатации с различными видами дополнительных устройств одноковшовые машины делятся на три вида:

Универсальные. Имеют не менее 4 разновидностей сменного оборудования.
Полууниверсальные. Машины с емкостью ковшовой части не более 4 – 6 м3. На полууниверсальные модели возможно установка двух-трех видов дополнительных модификаций.
Специализированные. Емкость ковша более 4 м3. Выпускаются с одной модификацией оборудования, без возможности смены.

Общие схемы проведения работ

По виду организации путей вывоза отработанного материала все грунтово-экскаваторные работы подразделяются на две большие группы:

Бестранспортные. При проведении данной схемы осуществляется срезка грунтового слоя с укладкой его в земляное сооружение, автотранспорт при этом не задействуется. Существует два вида такого типа работ. При простой схеме без участия дополнительного транспорта срезанные слои кладутся в отвалы без последующего вывоза. При сложной – для укладки используется временный отвал с последующей переэкскавацией (перемещением) поднятой породы.
Транспортные. После подъема грунта производится его погрузка в автотранспорт с перемещением в заданное место. При транспортной схеме возможны два пути движения автомобильного транспорта: тупиковые либо сквозные.

Например, в прокладке нефтяных и газопроводных сооружений преимущество имеют бестранспортные схемы, а в возведении промышленных и жилых комплексов с возможностью обустройства нормальных разгрузочных путей – транспортные.

Разработка осуществляется путем создания специальных траншей – проходок. Выборка производится с устройством лобовых или боковых траншей-проходок. При проведении лобовой проходки выборка производится на трех частях действующего участка – двух боковинах и торцевом откосе.

Существует два вида боковых проходок:

Закрытая. Здесь экскаваторная ось располагается справа или слева от сечения выемки. В этом случае осуществляется разработка трех откосов – боковых участков и торцевого откоса.
Открытая. В ней происходит постепенное смещение по направлению полосы с выборкой породы с боков и торцевого откоса.

Рабочая зона и ее обустройство

Забой оборудуется с учетом основных параметров:

Размеров возводимого сооружения и формы необходимого котлована.
Технических показателей используемого экскаватора. Например, при применении машин на гусеничном ходу, допустима разработка грунта в сложных участках местности, где требуется повышенная проходимость.
Технических характеристик используемого автомобильного транспорта. Например, если работа ведется на заболоченной местности, забой стоит оборудовать максимально близко к твердому покрытию для повышения проходимости автотранспорта.

Проектирование забоев с последующей выборкой материала заключается в правильном определении ширины и глубины забоя, подбора оптимальных установочных положений машин, находящихся на площадке, последовательной выборки слоев и оборудовании путей перемещения техники и сопутствующего транспорта.

Вся используемые машины устанавливаются таким способом, чтобы снизить поворотный угол стрелы до минимума – на разворот экскаваторной стрелы уходит 70% объема времени от общего производственного цикла.

Повышение показателей эффективности при проведении экскавации

Для увеличения производительности при проведении экскаваторных работ требуется руководствоваться определенными положениями:

Рассчитывать радиус копания, принимая в расчет максимальные значения эксплуатируемой техники. Он не должен быть выше 0,7-0,9 от наибольшего радиуса используемой модели.
Совмещать операции для сокращения временных затрат производственного цикла. Например, объединить поворот платформы с подъемом ковшовой части, перемещаемой к месту для разгрузки.
Уменьшать поворотный угол платформы с помощью приближения места установки транспорта к траншейной оси. Это поможет уменьшить потери рабочего времени, тратящегося на повороты платформы.
Оборудовать разгрузочные пути, обеспечив быстрое перемещение для вывоза поднимаемого материала.
Сократить время, затрачиваемое на передвижение экскаватора, спланировав и оборудовав пути движения.
По возможности избегать перемещения машин собственным ходом, предотвращая преждевременный износ ходового механизма.
Подбирать ковш с учетом срезаемой породы. Например, использовать для взрыхленных скальных пластов специальные ковши или ковшовыми емкостями не менее 1 м3, а для мелкодробленых скальных материалов пользоваться емкостями от 0,5 до 0,8 м3.
Следить за соотношением грузоподъемности, расстоянием для вывозки и объема ковшовой емкости.

Разрабатывание грунтов моделей с прямой лопатой

Прямая лопата – разновидность ковшовой емкости с полностью открытой верхней частью. Жестко прикрепляется к рукояти, которая соединяется со стрелой при помощи шарнирного крепления. Выдвижение лопаты вперед происходит за счет действия напорного механизма, а опорожнение – путем полного открывания днища.

Модель с прямой лопатой осуществляет срезку и подъем по направлению собственного хода впереди ковшовой части, а затем плавно перемещается вперед на величину заданного хода рукояти. Разрабатывание участка ведется до образования необходимого профиля путем создания последовательных траншей.

Разработка грунта экскаватором прямая лопата производится путем проведения траншей-проходок двух категорий:

Боковых ответвлений с высыпкой срезанной и поднятой породы в транспорт или отвал, находящийся по ходу движения техники. Высота расположения машин в рабочей зоне определяет тип боковой проходки: одноярусные с расположением автомобилей на одном уровне с экскаватором, и двухъярусные – с размещением машин на разных высотах.
Лобовых проходок, при создании которых транспорт для выгрузки устанавливается сзади работающей техники.

Боковой забой выгоден снижением поворотного угла, удобной подачей автотранспорта для ссыпки выбранного материала, что увеличивает производительность. Но, при эксплуатации бокового забоя снижается объем породы, поднимаемый с одного участка, ведя к увеличению числа перемещений машины.

При лобовом типе забоя возникает потребность подъезда самосвалов задним ходом и установки автотранспорта позади работающей техники, что приводит к увеличению поворотного угла. Это становится причиной удлинения производственного цикла, увеличению временных затрат и снижению эффективности. При этом, устройство лобового забоя увеличивает объем поднимаемого материала, уменьшая количество передвижек.

Устройство боковых проходок производится при проведении разработок в карьерах и формировании выемок с последующей погрузкой отработанного материала на автотранспорт.

Сфера устройства лобовых забоев несколько шире:

Первые проходки при разрабатывании выемок и карьерных участков.
Работа в ограниченных пространствах, препятствующих обустройству погрузочных путей.
Поднятие породы из скальных выемок.
Проведение манипуляций в осенне-зимние периоды на мерзлых почвах.

Осуществление земляных работ моделей с обратной лопатой

Данная разновидность используется в разрабатывании участка, располагающегося ниже уровня базовой площадки. В траншеях экскаватором обратная лопата целесообразно применение забоев торцевого или бокового типа, позволяющих откапывать ложе для оборудования подземных коммуникаций, рыть небольшие котлованы. Жесткое закрепление ковшовой части позволяет отрывать траншеи с вертикальными стенками, снижая риск осыпания боковых частей. Затраты времени на рабочий процесс у таких моделей на 10-15% выше, чем у экскаваторов с прямой лопатой.

Фундамент на буронабивных сваях, выполненный по описанной технологии (ТИСЭ), можно после небольших доработок использовать как сейсмоизолирующую систему для индивидуального строительства в соответствующих регионах с повышенной сейсмикой.

При эксплуатации торцевого забоя машина с обратной лопатой продвигается по оси траншеи, попеременно снимая грунт с обеих боковых сторон. Для увеличения производительности проходку можно расширить боковыми забоями, образуемыми при движении в сторону от основной траншеи. Ограничение ширины забоя осуществляется только исходя из эксплуатационных требований используемой строительной техники и нормами безопасности при экскавации данного вида породы.

Осуществление работ экскаватором-драглайном или грейфером

Ковшовая емкость драглайна закрепляется на удлиненной стреле. Заполнение породой происходит в момент подтягивания ковшовой части обратно к стреле. После заполнения, емкость окончательно поднимается и переводится на место выгрузки. Опорожнение производится за счет ослабления тягловых канатов.

Разработка грунта драглайном производится при устройстве больших котлованов либо выемок с глубиной до 16-20м., возведении насыпного вала и аналогичных работах. Преимуществами машин-драглайнов являются внушительная глубина опускания стрелы, рабочий радиус до 10 м. и возможность эксплуатации в пространствах с постоянным притоком грунтовых вод с эффективной разработкой обводненных участков.

Работы драглайном ведутся при помощи торцевых или боковых траншей. Организация работ и обустройство проходок аналогично экскавационным манипуляциям техники с обратной лопатой. Наиболее часто выгрузка срезанных слоев осуществляется в организованный отвал, иногда – в самосвалы с последующей вывозкой. На определенных участках доступно устройство лобовых или боковых проходок.

Грейфер – специализированный тип ковшовой емкости с двумя широкими лопастями и стоечной (либо канатной) системой привода, отвечающей за принудительное смыкание лопастей. Эксплуатируется для выкапывания узких и глубоких участков, залегающих ниже уровня грунтовых вод. Грейфер привешивается на экскаваторную стрелу для разрабатывания пространств с вертикальными бортами. За опорожнение ковша отвечает система принудительного размыкания лопастей, удерживающих поднятое содержимое.

Принудительное опускание стойки и погружение ковшовой части в породу за счет высокой собственной массы позволяет разрабатывать грейферным ковшом слои практически любой плотности, в том числе – участки, полностью скрытые под водой. Емкость ковшовой части грейфера составляет 0, 35-2,5 м3.

Выбор техники с учетом основных особенностей разработки и типов пород

Одноковшовая техника может использоваться во всех видах породы, в том числе – в скальных грунтах и участках с высоким обводнением и постоянным поступлением грунтовых вод.

Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами может осуществляться в грунтах от I до IV категории включительно. Фактически безопасная эксплуатация может осуществляться только на участках I-III категорий, не имеющих крупных фракций, превышающих 0,2 от ширины ковшовой части. Манипуляции на участках IV категории возможны только в однородных слоях.

Определение необходимого объема ковшовой емкости производится по принципу максимальной наполняемости с минимальными временными затратами. Максимальная загрузка напрямую зависит от типа обрабатываемого материала, сложности срезки и глубины проведения работ. Наибольшая вместимость рассчитывается из учета глубины выемки, разновидности техники и группы пород.

Техника безопасной эксплуатации при экскавации

Не допускать установки машины в рабочей зоне с ярко выраженным уклоном. Для установки следует выбирать только ровные участки – это предотвратит риск переворота.
При производстве работ ковшовой части с прямой лопатой в забое с высокими стенками необходимо своевременно удалять образующиеся козырьки.
На слабых и подвижных грунтовых участках путь перемещения техники усиливается щитами, укладываемыми на землю.
Разработка участков IV группы экскаватором производится с использованием дополнительного оборудования – установка специализированных устройств предотвратит преждевременный износ механизмов.
При сильном увлажнении рабочего участка производство следует остановить до подсыхания поверхности.

Перед началом производственного процесса необходимо тщательно обследовать участки на предмет появления карнизов и нависаний.

4.1. Указания даны для случаев разработки выемок с укладкой грунта в кавальеры и возведения насыпей из резервов драглайнами в грунтах I - III групп.

4.2. Разработку грунтов предусматривается производить драглайнами с ковшами ЦНИИСа емкостью 0,8 и полукруглой формы со сплошной режущей кромкой.

Ковшами емкостью оборудуются экскаваторы типа Э-652 и емкостью - экскаваторы типа Э-10011 и Э-1004.

4.3. Наибольшая высота отсыпаемой драглайном насыпи, зависящая от длины, угла наклона его стрелы и от глубины проектируемых резервов, при ширине берм 3 и 7,1 м и угле поворота стрелы 180° (рис. 16), приведена в табл. 11.


2323 × 760 пикс. Открыть в новом окне

4.4. Наибольшая глубина выемок при различных способах разработки в зависимости от длины и угла наклона стрелы экскаватора, оборудованного драглайном, приведена в табл. 12.

4.7. Производительность экскаваторов, оборудованных драглайном, и выработка на одного рабочего приведены в табл. 15.

Емкость ковша драглайна,

4.8. Перед началом работы поверхность земли на полосе передвижения экскаватора необходимо выровнять бульдозером.

4.9. При сооружении выемки грунт из нее отсыпается драглайном непосредственно в кавальер или в отвал. В последнем случае грунт перемещается бульдозером в кавальер (рис. 17); поверхности кавальера придается необходимый уклон.


2250 × 3224 пикс. Открыть в новом окне

4.10. При возведении насыпей из резервов грунт из них перемещается в насыпь, послойно разравнивается бульдозером и уплотняется грунтоуплотняющими машинами.

4.12. По сравнению с боковым забоем торцовый имеет преимущество, так как за одну проходку дает возможность разрабатывать грунт на полосе шириной, почти равной удвоенному наибольшему радиусу резания, а также вести разработку с небольшими средними углами поворота. Глубина торцового забоя может быть значительно больше глубины бокового. Однако при разработке резервов и выемок боковым забоем уменьшается объем бульдозерных работ, связанных с дополнительным перемещением грунта.

4.13. При разработке выемок проходками с торцовым забоем, а также проходками с боковым и укладкой грунта в кавальер, располагаемый со стороны будущего второго пути, необходимо производить дополнительное перемещение грунта из отсыпаемого вала в кавальер. По сравнению с драглайном эту работу экономичнее выполнять бульдозером.

Проходки должны назначаться такой ширины, при которой средняя величина угла поворота стрелы драглайна не превышает 90°.

РАЗРАБОТКА ВЫЕМКИ БУЛЬДОЗЕРОМ С ОТСЫПКОЙ КАВАЛЬЕРОВ

1 Область применения

1.1 Настоящую типовую технологическую карту рекомендуется применять при разработке проектов производства работ и при производстве строительно-монтажных работ.

1.2 Данная типовая технологическая карта устанавливает порядок разработки выемки под земляное полотно железной или автомобильной дороги и устройства двух кавальеров из разработанного в выемке грунта. Работы производятся в теплое время года.

1.3 Особенности производства работ в зимнее время, а также необходимые дополнительные мероприятия разрабатываются в проекте производства работ.

2 Нормативные ссылки

В настоящей технологической карте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Примечание - При пользовании настоящим документом целесообразно проверить действие ссылочных нормативных документов, составленных по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим документом следует руководствоваться заменяющим (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Определения

В настоящей технологической карте применены следующие термины с соответствующими определениями по:

3.1 документ: Информация и носитель, на котором эта информация представлена.

3.2 процесс: Совокупность взаимосвязанных и (или) взаимодействующих видов деятельности, использующая входы для получения намеченного результата.

3.3 грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

3.4 грунт дисперсный: Грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

3.5 почва (растительный грунт): Поверхностный плодородный слой дисперсного грунта, образованный под влиянием биогенного и атмосферного факторов.

3.6 земляное полотно: Комплекс земляных сооружений в виде насыпей, выемок, водоотводов, обеспечивающих отвод поверхностных и грунтовых вод от земляного полотна, сооружения инженерной защиты от природных геофизических процессов (согласно требованиям СП 116.13330.2012) и специальных мероприятий по повышению устойчивости основания.

3.7 кавальер: Насыпь из грунта, находящаяся в резерве.

А также следующие:

3.8 технологический документ: Результат технического документирования процесса труда, содержащий информацию о способах изготовления, сборки, строительства, эксплуатации и ремонта изделий, а также об организации производственного процесса.

3.9 технологическая карта: Технологический документ, содержащий описание операций технологического процесса, применяемого оборудования и инструмента.

4 Обозначения и сокращения

В настоящей технологической карте применены следующие обозначения и сокращения:

ВЛ: высоковольтная линия.

ЛЭП: линия электропередачи.

ППР: проект производства работ.

СИЗ: средства индивидуальной защиты.

ТК: технологическая карта.

5 Организация и технология выполнения работ

5.1 Общие положения

5.1.1 Работы должны выполняться по рабочим чертежам проекта и ППР.

5.1.2 Настоящая типовая технологическая карта рассматривает разработку грунта в выемке под устройство прямого, горизонтального участка насыпи полотна двухпутной железной дороги первой категории со следующими параметрами:

- длина участка - 380 м;

- ширина по дну - 30 м;

- ширина по верху - 32…60 м;

Применяются следующие машины и механизмы:

- автосамосвал КАМАЗ 5511 (10 т) - 12 шт.;

- автопогрузчик Амкодор 352 - 4 шт.;

- бульдозер Б-10.0111-1Е - 2 шт.;

- экскаватор ЕТ-25 - 1 шт.

Выполняется устройство двух кавальеров с параметрами:

- ширина по низу - 40 м;

- ширина по верху - 20 м;

- уклон откосов - 1:1.

Грунт представляет собой супеси и суглинки с примесью песка, гравия и дресвы, плотностью в природном залегании 1950 кг/м. Грунт относится к третьей группе для разработки механизированным способом. Общий объем разрабатываемого грунта в плотном теле 96432 м.

Уклоны откосов соответствуют требованиям СП 45.13330.2017. Работы выполняются в теплое время года.

Ситуационный план участка показан на рисунке 1.

Подсчет объемов работ и обоснование применяемых механизмов приведены в Приложении А.

Рисунок 1 - Ситуационный план участка

5.1.3 Выполнение работ должны осуществлять специализированные организации, имеющие допуск на данный вид работ, под техническим руководством и контролем ответственного производителя работ. Лабораторные испытания грунта проводятся специализированной лабораторией, имеющей соответствующую лицензию.

5.1.4 Запрещается производство работ по техническим решениям (проектам) организаций, не имеющих допуска на выполнение данного вида проектных работ.

5.2 Требования к готовности предшествующих работ

До начала устройства земляного полотна должны быть выполнены следующие работы:

5.2.1 Выполнена и принята геодезическая разбивочная основа с оформлением акта приемки геодезической разбивочной основы для строительства.

5.2.2 Решены вопросы по переносу подземных и надземных коммуникаций.

- площадки для стоянки и ремонта техники и подъездные автодороги;

- временное электроосвещение зоны производства работ;

- временное защитное ограждение зоны производства работ.

5.2.4 Проведена линия временного электроснабжения (или установлена электростанция).

5.2.5 Выполнены мероприятия по временному отводу поверхностных и грунтовых вод (при необходимости).

5.2.6 Срезан растительный слой грунта (Рисунки 1, 2).

Рисунок 2 - План будущей выемки после срезки растительного слоя

5.3 Требования к организации рабочей зоны

Организация рабочей зоны при разработке грунта в выемке показана на рисунке 3.

Рисунок 3 - Рабочая зона объекта

5.4 Технологическая последовательность разработки грунта выемки с отсыпкой его в кавальеры

5.4.1 Разработать грунт в выемке с помощью бульдозеров шириной захватки 3,0 м, толщиной слоя 0,25 м за четыре проходки на всю длину участка на глубину 1,0 м (Рисунок 4) с перемещением его в отвал (Рисунки 5, 6, 8).

5.4.2 Погрузить с помощью фронтальных автопогрузчиков разработанный грунт в автосамосвалы для перевозки в кавальеры в пределах участка до 300 м (Рисунок 7).

5.4.3 Разработать грунт в выемке на глубину 5 м включительно в соответствии с п.5.4.1, 5.4.2, рисунками 8, 9а, б, в.

Экскаваторы - это самоходные землеройные машины с ковшовым рабочим оборудованием. Они предназначены для разработки грунтов и горных пород в транспортные средства или в отвал. По характеру рабочих процессов различают экскаваторы цикличного и непрерывного действия. К экскаваторам цикличного действия относят одноковшовые экскаваторы, а к непрерывного действия - роторные.

По ходовому оборудованию экскаваторы разделяют на гусеничные. Типы и марки экскаваторов, применяемых на дорожных работах, приведены в табл. 3.12.1. При разработке выемок в зависимости от вида выполняемых работ экскаваторы могут иметь следующее рабочее оборудование: прямую лопату (рис. 3.12.1, а), обратную лопату (рис. 3.12.1, б) драглайн (рис. 3.12.2).

Рис. 3.12.1. Одноковшовые экскаваторы:
а - прямая лопата; б - обратная лопата

Рис. 3.12.2. Экскаватор с оборудованием драглайна:
I - ковш в верхнем положении; II - в исходном положении перед заполнением; III - в процессе заполнения

Экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, ведут разработку грунта выше уровня своей стоянки. Ковш при этом движется снизу вверх и от экскаватора. Прямой лопатой разрабатывают грунт чаще с погрузкой в транспортные средства.

Экскаватор, оборудованный обратной лопатой, ведет разработку грунта ниже уровня его стояния. При копании ковш движется сверху вниз и вверх к экскаватору.

Отличительной особенностью экскаваторов с оборудованием драглайнов (рис. 3.12.2) является наличие удлиненной решетчатой стрелы и гибкой канатной подвески ковша. Копание грунта ковшом драглайна и наполнение его грунтом осуществляется подтягиванием ковша к экскаватору при расположении самой машины выше выемки.

По сравнению с прямой и обратной лопатами драглайн имеет большие радиус действия и глубину копания, что позволяет разрабатывать большие по поперечному сечению выемки с отсыпкой грунта в отвал или в транспортные средства.

Разработку выемки экскаватором, оборудованном прямой лопатой, производят: боковым забоем, когда транспортные средства размещают сбоку экскаватора в одном или разном уровнях с ним (рис. 3.12.3); лобовым забоем, когда экскаватор, разрабатывая выемку, грунт выгружает в транспортное средство, расположенное сзади экскаватора (рис. 3.12.4).

Рис. 3.12.3. Схема бокового забоя:
а - при погрузке грунта в автомобили-самосвалы на уровне стоянки экскаватора; б - то же при размещении самосвалов выше, чем стоянка экскаватора

Рис. 3.12.4. Схема разработки выемки:
а - лобовым забоем; б - уширенным лобовым забоем;
1 - траектория перемещения экскаватора

Разработка боковым забоем предпочтительна, так как обеспечиваются лучшие условия для подъезда и погрузки транспортных средств, уменьшается угол поворота экскаватора, что способствует более производительной работе машин.

Место разработки грунта экскаватором называется забоем, а продольную траншею, выработанную за один проход, - проходкой. Размеры забоев определяют рабочими параметрами применяемых моделей экскаваторов (табл. 3.12.1).

Рекомендуемые параметры забоев

Объем ковша экскаватора, м 3	Расположение транспортных средств	Радиус выгрузки R, м	Высота выгрузки Н_в, м	Высота забоя Н_з, м
в одном уровне	в разных уровнях
в	r	В	в	r	В
0,5	4,6	4,8	9,4	2,1	4,8	6,9	6,6	4,1	6,6
0,65	5,4	6,3	11,7	2,2	6,3	8,5	7,4	4,8	7,3
1,0	5,8	6,4	12,2	2,4	6,7	9,1	7,8	5,0	8,0
2,0	7,0	7,4	14,4	4,9	7,4	12,3	10,2	5,5	9,3

Наименьшая высота забоя для одноковшового экскаватора должна быть такой, чтобы обеспечить наполнение ковша (табл. 3.12.2).

Наименьшая высота забоя

Группа грунта	Вместимость ковша, м 3
0,65	1,0	2,0
I и II	2,5	3,0	3,0
III	4,5	4,5	4,5
IV	5,5	6,0	6,0

Для повышения производительности экскаватора (прямая лопата) целесообразно высоту забоя назначать, руководствуясь данными табл. 3.12.3.

Высота забоя в зависимости от емкости ковша и угла наклона стрелы экскаватора

Объем ковша, м 3	Угол наклона стрелы к горизонту, град.	Наибольшая высота забоя, м
0,65	45. 60	6,8. 7,8
1,0	45. 60	7,8. 0,3
2,0	45. 60	9,3. 10,8

Когда транспортные средства под погрузку располагают выше уровня стоянки экскаватора, то высоту уступа h (рис. 3.12.3, б) определяют по формуле

где H_в - наибольшая высота выгрузки, м;

H_тр - высота транспортного средства, м;

0,5 - зазор безопасности над транспортным средством, м.

При большой глубине и ширине выемки разработку ее ведут несколькими проходками. Сечение забоя проходок должно соответствовать рабочим параметрам применяемого экскаватора. По численным значениям этих параметров (табл. 3.12.1) для выбранного экскаватора вычерчивают сечение забоя и по нему разбивают поперечник выемки на проходки (рис. 3.12.5). Расчет ведут по наибольшей глубине выемки. Проходки с минимальной глубиной назначают для верхнего яруса, где они самые короткие. Разработку первых (пионерных) траншей производят лобовым забоем нормальной ширины или уширенным. Разработку неглубоких пионерных траншей для создания погрузочной площадки можно вести бульдозером или скрепером с перемещением грунта в отвал или насыпь. Ширина пионерной траншеи понизу должна быть не менее 4,0 м. Подошва каждого яруса, кроме последнего, должна иметь уклон 20‰ в сторону начала разработки для обеспечения отвода воды.

Рис. 3.12.5. Схема разбивки выемки на проходки:
1 и 5 - уширенные лобовые; 2,3,4,6,7 - проходки боковыми забоями

Лобовым забоем разрабатывают неглубокие короткие выемки, если работу можно выполнить за одну проходку экскаватора. Работа в более широких лобовых забоях (рис. 3.12.4, б) способствует уменьшению угла поворота, повышению его производительности и улучшает маневренность автомобилей-самосвалов или других транспортных средств.

Разработку выемок экскаваторами - драглайн можно вести двумя способами:

1) проходками с лобовым забоем, когда экскаватор перемещается в пределах разрабатываемой им полосы;

2) проходками с боковым забоем, когда экскаватор перемещается за пределами разрабатываемой им полосы.

По сравнению с боковым забоем лобовой имеет преимущество, так как за одну проходку дает возможность разрабатывать грунт на полосе шириной почти равной удвоенному наибольшему радиусу резания. Глубина лобового забоя может быть значительно больше глубины бокового.

Разработку грунта драглайном осуществляют ниже уровня стоянки экскаватора с выгрузкой в отвал или транспортные средства, которые подают по верху или по дну выемки. Наибольшая глубина разработки выемок драглайном приведена в табл. 3.12.4.

Глубина разработки выемки драглайном

Объем ковша, м	Длина стрелы, м	Угол наклона стрелы к горизонту, град	Глубина разработки, м, при проходке:
боковой	торцевой
0,65	30. 45	4,4. 3,8	7,3. 6,5
0,65	30. 45	6,6. 5,9	10,0. 7,8
1,0	12,5	30. 45	6,0. 4,9	9,5. 7,4
1,0	30. 45	7,4. 6,5	12,0. 9,6
2,0	30. 45	10,7. 9,4	16,3. 13,1

Производительность одноковшовых экскаваторов можно рассчитать по формуле

где Т- продолжительность смены, ч ;

К_в - коэффициент использования времени;

q - объем ковша экскаватора, м 3 ;

К_н - коэффициент наполнения ковша (табл. 3.12.5);

t_ц - продолжительность рабочего цикла экскаватора (табл. 3.12.6), с;

К_р - коэффициент разрыхления грунта.

Продолжительность цикла t_ц включает в себя время, необходимое на копание t₁, подъем ковша t₂, поворот стрелы с ковшом t₃, выгрузка ковша t₄, поворот стрелы в забой t₅ и опускание ковша t₆

Ориентировочные усредненные значения продолжительности рабочего цикла одноковшовых экскаваторов для средних параметров забоя и угла поворота при выгрузке 90° приведены в табл. 3.12.6.

Наполнение ковша экскаватора

Грунт	Группа грунта	Коэффициент наклона ковша, К_н
прямая лопата	драглайн
Глина:
средняя	II	1,08. ..1,18	0,98. 1,06
влажная	III	1,30. 1,50	1,18. 1,28
тяжелая	IV	1,0. 1,10	0,95. 1,0
Суглинок при естественной влажности	II	1,05. 1,12	0,80. 1,0
Песок, гравий	I, II	1,15. 1,23	1,10. 1,20
Скальные породы	V, VI	0,75. 0,90	0,55. 0,80

Продолжительность рабочего цикла одноковшовых экскаваторов

Объем ковша экскаватора, м 3	Продолжительность цикла, с.
прямой лопаты	обратной лопаты	драглайна
0,65	16. 18	16. 23	21. 23
1,0	16. 21	20. 26	24. 26
2,0	21. 23	27. 30	28. 30

Для повышения производительности экскаваторов необходимо увеличить наполнение ковша, сокращать продолжительность цикла, рационально организовать работу экскаватора в забое. При выгрузке грунта в отвал или транспортные средства уменьшение угла поворота стрелы с 90° до 70° сокращает цикл не менее чем на 10 %.

Производительность экскаватора при работе с транспортными средствами во многом определяется непрерывностью их подачи и правильной установкой в забое с тем, чтобы угол поворота экскаватора был наименьшим.

Глава 4.
Сооружение земляного полотна в особых условиях

Читайте также: