Розроблення виїмок і спорудження насипів землерийно-транспортними машинами при поздовжньому переміщенні ґрунту

Розроблення виїмок землерийно-транспортними машинами з подовжнім переміщенням ґрунту в насип дозволяє забезпечити високу продуктивність машин і рекомендується в усіх випадках, коли ґрунт з виїмки придатний для відсипання насипу.

У ПОБ повинен бути передбачений розподіл земляних мас з виїмок в насип із визначенням місць розроблення і укладання ґрунту по пікетах і шарах з урахуванням характеристик, складу і стану ґрунту. При від’ємному ґрунтовому балансі і несприятливих ґрунтах потрібно надавати перевагу більш довгим захваткам укладання ґрунту з виїмки в насип з наступним досипанням насипу із зосереджених резервів.

Для розроблення і поздовжнього переміщення ґрунту застосовують бульдозери, скрепери всіх видів, а також високопродуктивні комплекти землерийних машин безперервної дії з переміщенням ґрунту транспортерами.

Розбиття земляного полотна при поздовжньому переміщенні виконують по винесених на місцевість пікетних знаках, знаках розбиття кривих і реперах на основі робочих креслень на улаштування насипів і виїмок.

Розбиття виїмки здійснюють кілками, які встановлюють по брівці укосів, іукісними лекалами, що позначають уклон укосів через 50 м на прямих ділянках, і через 10-20 м на кривих. У процесі розроблення глибину виїмок перевіряють нівелюванням від реперів. Розбиття насипу виконують кілками, які встановлюють по лінії підошви укосу із зазначенням висотних відміток, і укісними лекалами. У процесі спорудження насипу висотні відмітки перевіряють нівелюванням від реперів. Висотне і планове розбиття повинні відновлюватись через кожні 1,0-1,5 м по висоті насипу в міру його нарощування.

Схеми розбиття глибоких виїмок і високих насипів наведені на рисунках 3.7 та 3.8.

Робоче розбиття, яке вказує напрям і межі проходів землерийно-транспортних машин, довжину захваток, місця розворотів та напрями руху, виконують за допомогою тимчасових кілків та інвентарних віх, а також крайових борозен.

3.10.3 Розроблення виїмок з переміщенням ґрунту в насип на відстань до 100 м раціонально виконувати бульдозерами. З метою підвищення продуктивності машин, розроблення (крім піщаних ґрунтів з вологістю меншою за оптимальну) виконують траншейно-ярусним способом (рисунок 3.9). При цьому розроблення починають з ближнього до насипу кінця виїмки і переміщують ґрунт в дальній кінець насипу, що відсипається. Перемички між траншеями зрізають, починаючи з дальньої від насипу ділянки, рухом бульдозера під кутом до осі з переміщенням ґрунту по суміжній траншеї.

L – ширина земляного полотна

1 – розміточні кілки; 2 – рівень; 3 – лекало

Рисунок 3.7 – Розбиття насипу висотою більше 1,0 м на рівнинній місцевості

Після закінчення розроблення і переміщення ґрунту одного шару виїмки в такому ж порядку розроблюють і переміщують ґрунт шарів, що знаходяться глибше.

При розробленні нижнього шару виїмки зберігають перемички крайніх бічних траншей з метою переміщення по них ґрунту, який зрізають на укосах виїмки (рисунок 3.10).

L – ширина земляного полотна

1 – шаблон; 2 – рівень; 3 – лекало

Рисунок 3.8 – Розбиття виїмки

1 – яруси розроблення; 2 – шари насипу, що відсипається;

3 – траншеї; 4 – стінки між траншеями

Рисунок 3.9 – Траншейно-ярусна схема розроблення ґрунту

1-3 – яруси; 4 – крайня стінка; 5 – траншея; 6 – полички на укосі;

а – ширина захвату при проході бульдозера

Рисунок 3.10 – Послідовність зрізування стінок при розробленні нижнього ярусу і смуг укосів виїмки

З метою зменшення втрат ґрунту при його переміщенні по насипу потрібно застосовувати бульдозери з відкрилками на відвалі або з відвалами совкового типу.

Доцільна спарена робота бульдозерів, при якій зарізання ґрунту і його переміщення по двох суміжних траншеях у виїмці здійснюється одночасно двома бульдозерами. Після переміщення ґрунту на початкову ділянку насипу, бульдозери зближуються настільки, щоб відстань між відвалами не перевищувала 0,15-0,20 м і в такому стані, на однаковій швидкості, здійснюють подальше переміщення ґрунту загальним валом до місця його укладання.

При дальності переміщення ґрунту бульдозером, на відстань більше 25 м, з відвалом без бічних відкрилків, різко зростають втрати ґрунту. У таких випадках рекомендується послідовне переміщення ґрунту з утворенням проміжних накопичувальних валів, з яких бульдозер може здійснити повний забір ґрунту для подальшого переміщення.

Відсипання кожного шару в насип потрібно починати з крайніх бічних смуг з поступовим наближенням їх до осі дороги. При цьому товщина шару, що відсипається, повинна відповідати заданій товщині із запасом на ущільнення 10-20 %. Відсипаний шар розрівнюють автогрейдером. До кінця зміни шар ґрунту повинен бути повністю відсипаний, розрівняний і ущільнений по всьому поперечному перетину земляного полотна, з необхідним уклоном, що забезпечує стік води у разі випадання дощу.

Розроблення виїмок довжиною більше 100 м з транспортуванням ґрунту в суміжний з ним насип на відстань до 600 м виконують причіпними скреперами, які працюють з гусеничними тягачами, а при відстанях від 600 м до 1500-3000 м – напівпричіпними скреперами, що працюють з колісними тягачами і самохідними скреперами. Типи скреперів, що застосовуються, повинні відповідати заданим темпам і обсягам земляних робіт.

При розробленні виїмки і поздовжньому переміщенні ґрунту в насип рух скреперів організовують за еліптичною схемою, забезпечуючи їх розворот без з’їзду з насипу. З метою попереднього ущільнення ґрунту проходи скреперів потрібно розподіляти рівномірно по ширині насипу. Якщо ґрунт з виїмки використовують для спорудження двох насипів, розташованих по обох її кінцях, доцільно організувати рух скреперів за наскрізною схемою з розвантаженням ґрунту по черзі то в один, то в інший насип із розворотом на них.

При розробленні ґрунту у великих виїмках і зосереджених резервах з навантаженням його в транспортні засоби, можуть використовуватись екскаватори з обладнанням пряма лопата, зворотна лопата або драглайн та фронтальні навантажувачі в поєднанні з бульдозерами. Для транспортування ґрунту з виїмок і зосереджених резервів в насипи використовують автомобілі-самоскиди або великовантажні землевози (причіпні і напівпричіпні з автотягачами).

Розроблення ґрунту одноківшовими екскаваторами (прямими і зворотними лопатами або драглайнами) здійснюють проходками (забоями). Напрям розроблення, кількість і параметри проходок по ширині виїмки або резерву встановлюють відповідно до геометричних розмірів виїмки або робочої зони резерву із забезпеченням оптимальних умов роботи екскаваторів, призначених для виконання робіт (рисунки 3.11, 3.12).

1 і 5 – ківш завантажений ґрунтом; 2 – ківш піднятий на висоту розвантаження,

3 – розвантаження ковша в момент проходження стріли над кузовом автомобіля; 4 – ківш опущений в забій для заповнення ґрунтом

Рисунок 3.11 – Схема роботи екскаватора з обладнанням драглайн при завантажені автомобілів-самоскидів ґрунтом човниковим способом

1 – виїзна дорога; 2 – заїзна дорога; 3 – розрізна траншея;

4 – забій I екскаватора; 5 – забій II екскаватора.

I, II, III, IV– номери забоїв

Рисунок 3.12 – Схема подовжнього розроблення виїмки

Параметри проходок повинні забезпечувати можливість роботи ковшем екскаватора прийнятого типу з найменшими витратами часу на виконання робочого циклу екскавації, який складається з наповнення ковша ґрунтом, повороту до місця вивантаження, вивантаження і зворотного повороту його до забою.

Для забезпечення цих вимог приймають:

– ширину проходок з таким розрахунком, щоб екскаватор міг працювати при середній величині кутів повороту не більше 70°;

– глибину (висоту) забоїв не менше довжини стружки ґрунту, необхідної для заповнення ковша з "шапкою" за один прийом черпання;

– довжину проходок з урахуванням якомога меншої кількості введення і виведення

екскаватора в забій та із забою, пов’язаних із втратами продуктивності машини;

– уклони дна проходок такими, щоб запобігати надходженню і накопиченню в забоях ґрунтових і поверхневих вод.

Розміри проходок (забоїв) для розроблення ґрунту екскаватором з обладнанням "пряма лопата" рекомендується приймати згідно з таблицею 3.4.

Розроблення виїмки, кар’єру або резерву екскаватором з обладнанням "пряма лопата" починають з розкриття піонерної траншеї до відмітки, що дозволяє забезпечити нормальний забір ґрунту екскаватором.

Улаштування піонерної траншеї доцільно здійснювати із застосуванням бульдозера і скреперів. Шляхи під’їзду транспортних засобів до екскаватора профілюють бульдозером.

При розробленні екскаватором забоїв, висота яких відповідає найбільшій висоті різання, у глинистих ґрунтах можливе утворення нависаючих "козирків", які необхідно негайно руйнувати, вживаючи всіх заходів, що забезпечують повну безпеку виконання цієї операції.

У сипких ґрунтах, в яких небезпека утворення "козирків" виключена, висота забою може бути більшою від висоти різання (таблиця 3.5) на 1,5-2,0 м.

При розробленні ґрунту екскаваторами з обладнанням "пряма лопата" ґрунт потрібно зарізати якнайбільш товстою стружкою, але не допускаючи перевантаження і зниження обертів двигуна екскаватора. Найбільша товщина стружки забезпечується: при певних нахилах ковша відносно поздовжньої осі рукоятки стосовно до ґрунту і висоти забою; переміщенням екскаватора за один раз, в міру вироблення забою на величину не більше 0,4 ходу рукояті, і роботою при її вильоті, що не перевищує 2/3 повної величини.

Зрізання ґрунту на рівні підошви гусениць або коліс екскаватора потрібно здійснювати так, щоб для пересування машини виключити необхідність додатково вирівнювати майданчик.

Таблиця 3.4

Показники	Розміри проходки (забою), м, при розробленні ґрунту із завантаженням в транспортні засоби при місткості ковша, м3
0,50	0,65	1,00-1,25	1,60
Завантаження транспорту на рівні підошви забою Ширина підошви забою від осі руху екскаватора до: – стінки забою – місця навантаження ґрунту Завантаження транспорту вище за рівень підошви забою Ширина підошви забою від осі руху екскаватора до: – стінки забою – місця навантаження ґрунту Гранична висота верхнього краю борта кузова транспортного засобу над рівнем підошви забою Висота забою, що рекомендується Найбільша висота різання Найменша висота забою, яка забезпечує наповнення ковша екскаватора з "шапкою" в ґрунтах: – легких (I і II груп) – середніх (III групи) – важких (IV групи) Найменша допустима висота забою в ґрунтах: – легких (I і II груп) – середніх (III групи) – важких (IV групи)	4,0 2,8 4,0 2,5 4,5 6,5 1,5 2,5 3,5 0,7 1,0 1,5-2,1	4,5 3,0 4,5 3,0 5,5 6,5-8,0 2,5 4,5 5,5 0,7 1,0 1,8-2,5	5,0 3,6 5,0 2,5 5,5 8,0-9,0 3,0 4,5 6,0 0,9 1,15 1,8-2,5	5,0 3,6 5,0 2,5 5,0 9,0-9,9 3,0 4,5 6,0 0,9 1,3 2,0-2,5

Таблиця 3.5

Місткість ковша, м³	Довжина стріли, м	Глибина проходки, м, при проході
боковому	торцевому
0,4 0,8 1,0 1,5	10,5 10,0 13,0 12,5 15,0 12,5	4,5-5,5 4,5-5,4 5,4-5,9 4,5-5,5 5,5-6,5 5,0-6,0	7,0-7,5 7,0-7,5 9,0-10,0 7,5 9,5 7,5-9,5

При розробленні виїмок і резервів екскаватором-драглайном в усіх випадках, коли стан ґрунту дозволяє рух транспортних засобів по дну проходки, потрібно застосовувати човниковий спосіб навантаження ґрунту (рисунок 3.11), при якому кути повороту платформи екскаватора не перевищують 15°, а також не витрачається додатковий час на розвантаження ковша і реверсування поворотного руху стріли після розвантаження ковша.

Глибина забою при розробленні екскаватором-драглайном з кутом нахилу стріли до горизонту 30-45°, не повинна перевищувати величин, наведених в таблиці 3.5.

При роботі екскаватора-драглайна з навантаженням ґрунту в транспортні засоби, які розташовані в одному з ним рівні, найбільший кут повороту стріли повинен змінюватись в межах від 70 до 180°. Глибина забою при цьому повинна бути не більше 2/3найбільшої глибини проходки (див. таблицю 3.5).

Найбільшої товщини стружки при розробленні ґрунту драглайном досягають:

– регулюванням підйомного і тягового канатів підвіски ковша, а також довжини ланцюгів і перекидного каната відповідно до характеру і стану ґрунту з метою забезпечення найбільш вигідного кута зарізання ріжучих органів ковша;

– застосуванням ковшів напівкруглої форми із суцільним ріжучим краєм, які забезпечують менший опір, ніж ковші із зубцями;

– найбільш повним використанням потужності двигуна при номінальному числі обертів;

– пересуванням екскаватора за один хід на довжину, що не перевищує 1/5 довжини стріли;

– застосуванням перфорованих ковшів при черпанні ґрунту з-під води.

Розроблення виїмок одноківшовими екскаваторами повинно здійснюватись із недобором ґрунту до проектної відмітки, щоб уникнути руйнування природної структури ґрунту в основі і на укосах.

Величину недоборів ґрунту приймають згідно з таблицею 3.6 залежно від виду обладнання і місткості ковша екскаватора. Об’єм недоборів входить в профільний об’єм виїмки. Зрізання недоборів в основі і на укосах потрібно здійснювати бульдозерами, автогрейдерами або екскаваторами-планувальниками з наступним завантаженням в транспортні засоби екскаватором або навантажувачем і вивезенням в сусідні насипи, а при неможливості цього, в кавальєр. Водовідвідні канави у виїмках бажано копати в процесі зрізання недобору.

Таблиця 3.6

Робоче обладнання	Дозволений недобір ґрунту, см, при місткості ковша екскаватора, м³
0,50-0,65	0,80-1,25	1,50-1,60
Пряма лопата Драглайн

У багатьох випадках, особливо в незв’язних або слабозв’язних ґрунтах, більш ефективною, в порівнянні із розробленням екскаватором, є технологія розроблення і підгортання ґрунту у виїмках і резервах бульдозером з подальшим навантаженням його в транспортні засоби колісними або гусеничними одноківшовими навантажувачами. Для цих робіт доцільно застосовувати бульдозери потужністю 100 кВт і більше та навантажувачі з великою місткістю ковша і великовантажні самоскиди.

Кількість транспортних засобів, необхідних для перевезення ґрунту, визначають розрахунком для кожного конкретного випадку з урахуванням фактичних умов роботи і відстані транспортування ґрунту в насип.

При виборі транспортних засобів для спільної роботи з екскаваторами найкращі техніко-економічні показники досягаються за умов, коли:

– місткість транспортної одиниці перевищує місткість ковша екскаватора в 3-4 рази;

– фронт навантаження екскаватора забезпечує можливість одночасного під’їзду до нього двох транспортних засобів;

– стан шляхів транспортування забезпечує оптимально високі швидкості руху транспортних засобів.

В’їзди і з’їзди на споруджуваний насип, повинні перебувати в стані, який забезпечує повну безпеку руху по них транспортних засобів.

Розроблення екскаваторами глибоких виїмок в умовах можливості розкриття водоносних горизонтів краще здійснювати в літній період при найменшому дебіті ґрунтових вод. При цьому, як правило, до настання осіннього періоду виконують всі передбачені проектом заходи стосовно улаштування дренажів і укріплення укосів.

В осінньо-весняний період дозволяється розроблення тільки верхньої частини глибоких виїмок до горизонту, розташованого не менше ніж на 1,5-2,0 м вище рівня ґрунтових вод першого (зверху) водоносного горизонту. При цьому по ширині виїмку розроблюють з недобором не менше ніж на 1,0 м з кожного боку.

Якщо з тих або інших причин розроблення виїмки до настання зими не закінчене, необхідно передбачити заходи стосовно її захисту в період сніготанення (прочищення тимчасового водовідведення, прибирання снігу і т.п.). При цьому до початку зими дно виїмки ретельно вирівнюють і влаштовують тимчасовий водовідвід.

Роботи з улаштування дренажів повинні виконуватись в процесі розроблення виїмок в єдиному комплексі.