2015-06-24
1769
При механическом способе отделение части грунта или горной породы от основного массива осуществляется ножевым или ковшовым рабочим органом землеройной машины.
При гидравлическом способе разработка грунта в карьерах или полезных выемках производится: в сухих забоях —мощной компактной водяной струей, а в забоях под водой — путем засасывания грунта из-под воды заборной трубой при помощи мощного центробежного насоса — землесоса; плотные грунты разрыхляются при этом механической фрезой — рыхлителем.
При взрывном способе разрушение грунта или горной породы и перемещение их в нужном направлении осуществляется давлением газов, выделяемых при взрыве и сгорании взрывчатых веществ.
+ комбинированные способы разработки грунта (гидромеханический).
Мех. способ разработки грунтов землеройными машинами получил наибольшее распространение, так как он применим почти для всех грунтов, кроме скальных.пород, которые предварительно должны быть подорваны. При помощи разнообразных землеройных машин выполняется не-менее 80—85% всего объема земляных работ.
На стадии исследования – физ. и хим. способы.
№25. Технология разработки грунта землеройными машинами.
Землеройные машины производят разрушение грунта в основном последовательным отделением части грунта (стружки) от массива.
К землеройным машинам относятся экскаваторы различных типов: одноковшовые (прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер), многоковшовые (цепные, роторные) и фрезерные.
Прямая лопата - для разработки грунтов, расположенных выше уровня стоянки экскаватора, преимущественно с погрузкой на транспорт. Процесс выемки грунта осуществляется лобовыми и боковым забоями.
В лобовом забое экскаватор разрабатывает грунт впереди себя и отгружает его на транспортные средства, которые подают к экскаватору по дну забоя.
В боковом забое экскаватор разрабатывает грунт по одну сторону от оси движения и грузит его на транспортные средства, подаваемые по другую сторону от оси проходки. При этом обеспечиваются благоприятные условия для движения транспорта.
Обратная лопата - рабочая зона расположена ниже горизонта стояния машины.
Ковш драглайна навешивают на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Ковш забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, его заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение к стреле и поворотом машины переводят на место разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении тягового каната. Драглайном можно разрабатывать грунт, находящийся под слоем воды.
Грейфер - ковш с двумя или более лопастями и канатным приводом, принудительно смыкающим эти лопасти. Грейфер навешивают на такую же стрелу, что и драглайн. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Грейфер погружается в грунт только за счет собственной массы ковша. Грейфер применяют обычно для разработки грунтов малой плотности и находящихся под водой.
№26. Технология разработки грунта землеройно-траспортными машинами.
К землеройно-транспортным машинам относят погрузчики, скреперы, бульдозеры, грейдеры и грейдер-элеваторы.
Бульдозеры и скреперы за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают на насыпи и возвращаются в забой порожняком: корчевка пней и кустарника; снятие и перемещение растительного слоя грунта; планирование, зачистку и отделку элементов земляного сооружения; устройство дренажных канав; устройство въездов; перемещение грунта в пределах строительной площадки; послойное разравнивание укладываемого грунта; рыхление мерзлых и трудно разрабатываемых грунтов; обратную засыпку выемок и пазух.
Скреперы - высокопроизводительные землеройно-транспортные машины цикличного действия, выполняющие самостоятельную разработку грунта, его транспортировку из выемок в насыпи с частичным уплотнением.
Рабочий орган скрепера — ковш с ножевым устройством, который осуществляет послойное резание грунта с одновременным набором его в ковш. Переход в транспортное состояние осуществляется подъемом ковша с одновременным его закрытием. Выгрузка производится в процессе движения скрепера послойно путем наклона ковша скрепера или перемещения задней стенки ковша — свободной или принудительной разгрузкой.
Одноковшовые погрузчики (мобильность): снятие и перемещение растительного слоя грунта; подготовку забоя; зачистку дна выемок; срезку грунта в земляных сооружениях; разработку и транспортировку грунта при устройстве подземных сооружений; погрузку грунта; перемещение грунта на расстояние до 200 м; послойное разравнивание грунта; планировку грунта; обратную засыпку выемок и пазух.
Грейдер - это прицепная или самоходная машина, на раме которой расположен отвал с ножом. Отвал может быть установлен под различным углом в плане и в вертикальной плоскости в зависимости от условий работы. При движении машины вдоль выемки, срезаемой ножом, грунт перемещается по отвалу в сторону насыпи.
Грейдер-элеватор - машина, имеющая рабочий орган в виде дискового плуга. При движении машины диск разрабатывает грунт и перемещает его на поперечный транспортер для отсыпки в насыпь или транспортные средства. Грейдеры и грейдер-элеваторы используются в гидротехническом и дорожном строительстве, при возведении и профилировании полотна дорог, планировке откосов насыпей и выемок.
№27. ПЛАНИРОВКА ПЛОЩАДКИ БУЛЬДОЗЕРАМИ И СКРЕПЕРАМИ.
Бульдозеры применяют для разработки грунта и перемещения его на расстояния до 50-100 м.
Разработку выемок и отсыпку насыпей производят послойно. Резать грунт рекомендуется клиновидной стружкой.
Для уменьшения потерь грунта в пути с целью увеличения емкости отвалов на их торцах устанавливают открылки, перекрывающие полосы резания на 3-5% длины отвала. При отсутствии открылков уменьшения потерь грунта достигают, применяя траншейный способ разработки и спаренную или групповую работу бульдозеров. При траншейном способе грунт срезают послойно, разрабатывая последовательно траншеи глубиной до 0,5 м. Затем гребни между траншеями срезают и выемку углубляют тем же способом. При спаренной или групповой работе бульдозеров потери грунта снижаются благодаря сближению отвалов.
Цикл работы бульдозера состоит из резания,перемещения и разгрузки грунта; после возврата бульдозера к месту резания (набора) цикл возобновляется.
Разрабатывать грунт бульдозерами целесообразно под уклон, что увеличивает объем грунта перед отвалом и скорость его перемещения. Уклон более 20% не рекомендуется, так как уменьшается скорость холостого хода бульдозера.
Резать и перемещать грунт на небольшие расстояния целесообразно челночным движением, т. е. когда машина, отсыпав грунт, возвращается задним ходом. Это позволяет экономить время на повороты и уменьшает износ ходовой части трактора. Перемещение грунта по этой схеме на большие расстояния нерационально, так как значительно возрастают потери времени на холостой ход ввиду малой задней скорости трактора. В таких случаях лучше перемещать грунт по эллиптической схеме.
Последнее разравнивание грунта, уложенного бульдозером, осуществляют, приподнимая отвал при движении вперед либо тыльной стороной и пятой отвала при движении назад.
Скреперы применяют при более значительных расстояниях перемещения грунта на планируемых площадках. Прицепные тракторные скреперы с ковшом емкостью до 5 м³ целесообразно использовать при транспортировании грунта на расстояние до 300 м, 6 м³ - до 500 м, 10 м³ - до 750 м и с емкостью ковша 15 т³ - до 1000 м. Быстроходные полуприцепные и самоходные скреперы можно использовать при перемещении грунта от 1,5 до 5 км.
По трудности разработки скрепером грунты разделяют на две группы; к I группе относятся грунты растительного слоя и легкие суглинки всех видов, ко II - глина, тяжелые суглинки и песчаные грунты.
Разрабатывать скреперами мокрые глинистые, и сухие песчаные грунты не рекомендуется; на таких грунтах значительно снижается производительность машин; грунты всех видов, кроме песчаных, предварительно разрыхляют. Работу рыхлителей увязывают с работой скрепера, не допуская пересыхания разрыхленного грунта. Скреперами послойно разрабатывают, транспортируют и разгружают грунт в отвал или насыпь, разравнивают слой и частично его уплотняют.
Резать грунт скреперами можно тонкой стружкой постоянной толщины, клиновидным или же гребенчатым профилем. Однако резание тонкой стружкой удлиняет путь набора грунта и снижает производительность скрепера. Резание клиновидным профилем при максимальном заглублении ножа (до 30 см) сокращает путь резания и является наиболее производительным, но осуществить подобный режим работы скрепера трудно. Поэтому чаще всего применяют резание гребенчатым профилем. Машинист скрепера, ориентируясь на обороты двигателя, маневрирует ковшом в зависимости от хода наполнения, рельефа местности и образования призмы волочения.
Последовательность разработки грунта осуществляется по таким схемам: полоса рядом с полосой, через полосу, ребристо-шахматным порядком. Разработка грунта по схеме полоса рядом с полосой для скреперов с обычными прямоугольными ножами не дает нужного эффекта из-за потерь грунта в виде боковых валиков. Разработка проходками через полосу и по ребристо-шахматной схеме уменьшает рассыпание грунта при резании и способствует улучшению условий наполнения ковша. При ребристо- шахматной разработке стружка со второго ряда заходок в конце наполнения ковша уменьшается в сечении, что снижает сопротивление резанию и наполнению ковша; это вызывает энергичное поступление грунта в ковш и повышение коэффициента наполнения ковша до 1,1.
Разработка с загрузкой по цепочке эффективна при наборе грунта большегрузными тракторными и самоходными скреперами с помощью трактора-толкача, имеющего толкающее приспособление.
При такой схеме загрузки сокращается до минимума холостой ход толкача и ускоряется переход его от одного скрепера к другому. Необходимым условием при этом является четкий подход скреперов к забою через равные промежутки времени. Значительное влияние на режям резания оказывает наклон рельефа к горизонту. По этому признаку разработку можно вести под уклон, горизонтальными слоями и на подъем.
Для повышения производительности скреперов ковш эффективно загружать при движении под уклон толстой стружкой одинаковой толщины.
Резание под углом 3-7° сокращает длину пути и время набора грунта, а также увеличивает коэффициент наполнения ковша в 1.2-1.5 раза по сравнению с набором горизонтальными слоями. На подъем можно разрабатывать увлажненные связные и песчаные грунты. Этим самым исключается образование призмы волочения и расстилание грунта по сторонам.
№28. Разработка грунта многоковшовыми экскаваторами.
Рабочим органом многоковшового экскаватора являются ковши, насаженные через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь или колесо (ротор). По характеру перемещения машины относительно направления движения рабочего органа различают многоковшовые экскаваторы продольного черпания в цепные и роторные и поперечного черпания. Так как грунт черпается ковшами непрерывно, то эти экскаваторы являются машинами непрерывного действия (в отличие от одноковшовых экскаваторов, которые являются машинами цикличного действия).
Ковши наполняются грунтом при движении их вверх по наклонной или криволинейной поверхности разрабатываемой выемки. Опорожняются ковши в момент достижения ими наивысшей точки их траектории, где они опрокидываются. Высыпающийся из них грунт попадает на ленточный конвейер, доставляющий его на погрузку в транспортные средства или в отвал.
Экскаваторы продольного черпания применяют обычно для проходки траншей небольшого сечения прямоугольного и трапециевидного профиля. Отрывку траншей экскаваторами начинают с наиболее низких мест профиля, что обеспечивает сток грунтовых и атмосферных вод.
Экскаваторы поперечного черпания используются для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов и разработки карьеров. Вначале экскаваторы разрабатывают грунт веерным резанием, перемещаясь вдоль всего фронта работ и снимая слои грунта в радиальном направлении до достижения заданной глубины. Затем разрабатывают грунт параллельным резанием со смещением наклонного слоя грунта на всю длину фронта работ на величину b, равную горизонтальной проекции толщины снятого слоя. Грунт, разрабатываемый экскаватором поперечного черпания, выдается на транспортные средства обычно через отгрузочный бункер, смонтированный на экскаваторе.
Для автоматизации работы многоковшовых экскаваторов на отрывке траншей используют приборы, действие которых основано на том, что инфракрасному лучу придается уклон, параллельный проектному дну отрываемой траншеи, а на экскаваторе устанавливается приемное устройство, на которое воздействует инфракрасный луч. При отклонении движения экскаватора от направления луча автоматически корректируется движение рабочего органа экскаватора.
№29. Гидромеханическая разработка грунта.
Гидромеханический метод разработки грунта основан на использовании кинетической энергии потока воды. С ее помощью происходят разработка, транспортировка и укладка грунта. Применение этого метода целесообразно при больших объемах работ, устройстве насыпей с минимальной осадкой и, конечно, при наличии достаточных электро - и водных ресурсов.
Гидромеханический метод разработки грунта включает: размыв грунта в забое и перевод его в полужидкую массу (пульпу), транспортировку и укладку (намыв) пульпы в сооружение или отвал.
Разработку грунта можно вести в надводных и подводных забоях.
