ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)
РАЗРАБОТКА ТРАНШЕЙ ЭКСКАВАТОРОМ Э0-3322Б, ОБОРУДОВАННЫМ ОБРАТНОЙ ЛОПАТОЙ И ПРОФИЛЬНЫМ КОВШОМ, С ВЫГРУЗКОЙ ГРУНТА В ОТВАЛ
1. Область применения
Типовая технологическая карта разработана на разработку траншей экскаватором Э0-3322Б, оборудованным обратной лопатой и профильным ковшом, с выгрузкой грунта в отвал
Разработка грунтов землеройными машинами
Технологический процесс устройства выемки включает разработку грунта с погрузкой в транспортные средства или на бровку выемки, транспортировку грунта, планировку дна и откосов.
Выбор способа разработки грунта и схемы комплексной механизации зависит от объемов и сроков выполнения работ, вида грунта, геометрических параметров земляного сооружения и условий производства работ.
При комплексно-механизированной разработке грунта кроме ведущей землеройной машины в комплект вкл ючаются также вспомогательные машины для транспортировки грунта, планировки и т.д.
В качестве ведущей машины при разработке постоянных выемок значительной глубины, котлованов и траншей больших размеров принимают одноковшовый экскаватор. Для транспортировки грунта используют чаще всего автосамосвалы, а также железнодорожный транспорт, конвейерный и гидравлический. Количество транспортных средств и схема их подачи к экскаватору назначаются из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора.
Для зачистки дна выемки, разравнивания грунта и обратной засыпки пазух используются, как правило, бульдозеры.
Технологические возможности экскаватора зависят от вида рабочего оборудования, системы его привода и главного параметра-емкости ковша. Рекомендации по выбору емкости ковша и других параметров экскаватора в зависимости от объема выемки приводятся в нормативной и справочной литературе по земляным работам.
Для выемок значительных объемов принимают экскаваторы с большой емкостью ковша. При разработке обводненных грунтов предпочтительнее применять экскаваторы с рабочим оборудованием "обратная лопата", "драглайн". Разработку грунта в глубоких траншеях с креплением вертикальных стенок, а также в опускных колодцах целесообразно производить грейферным ковшом.
Экскаваторы с гидравлической системой привода рабочего оборудования позволяют обеспечить высокую точность геометрических параметров выемки и большие возможности автоматизации процесса работы машины.
Пространство, в котором размещается экскаватор и происходит разработка грунта, называют экскаваторным забоем. Профиль экскаваторных забоев и их геометрические параметры для основных видов рабочего оборудования экскаватора представлены на рис.1.
Рис.1. Профили забоя экскаваторов с различным рабочим оборудованием:
а - прямая лопата с канатным управлением рабочим оборудованием; б- обратная лопата; в- драглайн; г - грейфер;
д - профиль забоя прямой лопаты с гидравлической системой управления; е- то же, обратная лопата; ж- грейфер;
Радиус копания; - радиус выгрузки; + - высота копания; - - глубина копания; - высота выгрузки
При проектировании производства работ размеры забоя назначают из условий обеспечения максимальной производительности экскаватора за счет сокращения времени рабочего цикла. Для этого высота (глубина) забоя должна обеспечивать заполнение ковша с "шапкой" за одну операцию резания грунта, угол поворота для разгрузки ковша должен быть минимальным и т.д.
Выемка, образующаяся в результате последовательной разработки грунта при периодическом передвижении экскаватора в забое, называется экскаваторной проходкой.
В зависимости от расположения экскаватора относительно забоя и его перемещения в процессе разработки грунта проходка может быть лобовой (торцовой) или боковой.
Траншеи разрабатываются, как правило, за одну лобовую проходку. Разработка котлованов выполняется одной или несколькими параллельными проходками. При значительной глубине выемки она разрабатывается ярусами, постепенно углубляясь до образования проектного контура котлована (рис.2).
Рис.2. Схемы экскаваторных проходок с рабочим оборудованием "прямая лопата":
а - лобовая (торцовая) проходка; б - то же, с двусторонним расположением транспорта; в - уширенная лобовая проходка с движением экскаватора "зигзаг"; г - поперечно-торцовая проходка;д - боковая проходка; е - разработка котлована по ярусам:
I, II, III, IV - яруса разработки; 1 - экскаватор; 2 - автосамосвал; 3 - направление движения транспорта
В зависимости от геометрических параметров выемки и характеристики рабочего оборудования экскаватора назначают вид, размеры и количество проходок.
Одноковшовые экскаваторы с рабочим оборудованием "прямая лопата" целесообразно применять для разработки выемок значительных размеров при отсутствии грунтовых вод или незначительном их притоке.
При разработке грунта с погрузкой в транспорт "прямая лопата" - наиболее производительный вид рабочего оборудования. Экскаватор с таким оборудованием размещается на подошве забоя и разрабатывает грунт выше уровня стоянки. Разработка грунта, как правило, осуществляется с погрузкой в транспортные средства, которые могут располагаться на одном уровне с экскаватором или выше подошвы забоя.
В зависимости от ширины котлована лобовая проходка экскаватора может быть прямолинейной, зигзагообразной и поперечно-торцовой. Боковая проходка применяется при разработке широких котлованов. Очертания выемки при различных проходках представлены на рис.2. Ширина лобовых проходок определяется по формулам:
для лобовой прямолинейной
;
для зигзагообразной
;
для поперечно-торцовой
;
для боковой
где:
Оптимальный радиус резания экскаватора;
Длина рабочей передвижки экскаватора;
Радиус резания на уровне стоянки;
Количество поперечных передвижек экскаватора;
- коэффициент откоса;
- высота забоя.
Для въезда в котлован устраивают траншею с уклоном 10-15° и шириной до 3,5м при одностороннем движении и до 8мпри двустороннем.
Экскаваторы с рабочим оборудованием "обратная лопата" и драглайн разрабатывают выемки (котлованы, траншеи и др.) любой ширины и глубиной, не превышающей максимальной глубины резания.Поярусная разработка выемки при этом виде оборудования, как правило, не практикуется. Экскаватор размещается выше забоя, что облегчает разработку мокрых и обводненных грунтов.
Экскавация грунта может осуществляться в направлении, совпадающем с перемещением экскаватора, - торцовой проходкой и перпендикулярно направлению перемещения - боковой. В последнем случае глубина разработки меньше, чемпри торцовой. Схемы проходок и их размеры представлены на рис.3.
Рис.3. Схемы проходок экскаватора с рабочим оборудованием "драглайн" и "обратная лопата":
а - лобовая проходка; б - уширенная лобовая; в - поперечно-торцовая; г - боковая проходка;д - разработка котлована двумя лобовыми проходками; I и II - последовательность проходок; 1 - экскаватор; 2 - автосамосвал
Грунт разрабатывают с погрузкой в транспорт или в отвал. Драглайн более производительно работает с перемещением грунта в отвал или насыпь.
Большинство одноковшовых строительных экскаваторов - это универсальные машины, которые могут быть оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. В зависимости от вида привода рабочего органа экскаваторы различают на канатные и гидравлические. В настоящее время наиболее часто используют гидравлические экскаваторы.
Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы, как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов земляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стесненных условиях, при устройстве обратных засыпок; рыхление мерзлого и трудноразрабатываемого грунта.
Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер.
Способы разработки грунта одноковшовыми экскаваторами опре-деляют в основном видом применяемого на них сменного рабочего обору-дования. Выбор способа зависит от размеров и объемов земляных сооруже-ний, свойств грунта, наличия грунтовых вод, вечной мерзлоты и др.
При разработке широких котлованов с погрузкой грунта в транс-портные средства (например, при строительстве отстойников, фильтров, ре-зервуаров, аэротенков и т.п.) чаще применяют экскаваторы, оборудованные прямой лопатой. Обратную лопату используют для разработки траншей, не-больших котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства или в от-вал. Драглайн применяют для разработки котлованов, траншей и каналов, устройства насыпей из грунта резерва, а грейфер - для разработки глубоких котлованов с вертикальными стенками или подачи грунта при засыпке па-зух.
Пространство, в котором размещается экскаватор и производится выемка грунта, называют забоем. Его форма и размеры зависят от рабочих параметров экскаватора и принятой схемы разработки грунта (рис. 4.16).
Экскаватор с прямой лопатой перемеща-ется по дну выемки, копает «от себя» снизу вверх с погрузкой разрабатыва-емого грунта на транспортные средства. Наиболее часто применяют экска-ваторы с ковшами вместимостью 0,4 ... 2,5 м 3 . Вместимость ковша выбира-ют в зависимости от объемов работ, глубины котлована и характеристик грунта. Для наиболее полного заполнения ковша высота забоя должна быть не меньше трехкратной высоты ковша. Экскаваторы с прямой лопатой наи-более эффективно работают в сухих забоях, а в мокрых (при высоком уров-не грунтовых вод) надо применять водоотвод или водопонижение.
Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. По характеру разработки грунта проходки могут быть лобовыми (торцовыми) и боковы-ми. При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабаты-вает грунт впереди себя и по обе стороны от оси, а при боковой с одной сто-роны по ходу движения. Характер проходки зависит от глубины и ширины котлована и условий его разработки. Лобовыми проходками разрабатывают выемки на крутых склонах или когда глубина выемки не позволяет загру-жать транспортные средства, расположенные на берме выемки.
Неширокие котлованы (шириной до 1,5R) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства (рис. 4.16, а), при ширине котлована от 1,5R до 1,9R разработку ведут лобо-вой проходкой с двухсторонней подачей транспортных средств (рис. 4.16, б). Наибольшая ширина лобовой проходки поверху для экскава-тора с прямой лопатой при движении его по прямой определяется по фор-муле
где R 0 - оптимальный радиус резания экскаватора, принимается равным от 0,8 до 0,9 максимального радиуса резания, м; l п - длина рабочей пере-движки экскаватора, принимается 0,75 длины рукояти экскаватора, м.
Котлованы шириной от 1,9R до 2,5R разрабатывают уширенной лобовой проходкой с передвижкой экскаватора по зигзагу (рис.4.16, в), а до 3R - с передвижкой его поперек котлована (рис. 4.16, г), т.е. поперечно-торцовой проходкой. Широкие котлованы (более 3,5R) разрабатывают вна-чале лобовой, затем боковыми проходками. Наибольшая ширина проходки при этом равна:
для зигзагообразной
(4.35)
для поперечно-торцовой
(4.36)
для боковой
Рис. 4.16 - Схемы проходок одноковшового экскаватора
а - д - с прямой лопатой, е - м - с обратной лопатой, л - при траншеи, м - работа экскаватора-драглайн
где R c - радиус резания на уровне стоянки; n -количество поперечных пере-движек экскаватора; m - коэффициент откоса; Н - высота забоя.
При глубине выемки, превышающей оптимальную вы-соту забоя, грунт разрабатывают по ярусам (уступам) в последовательнос-ти, определяемой профилем выемки.
Разработку грунта экскаваторами с обратной лопатой осуще-ствляют торцовыми или боковыми проходами с перемещением экскаватора по верху забоя «на себя» с копанием грунта ниже уровня его стоянки (см. рис.4.16, е - к). Последняя особенность важна в тех случаях, когда грунты ув-лажненные или мокрые. Возможно также вести разработку грунта из под воды. При этом в зависимости от ширины котлованов разработку грунта осуществляют с прямолинейной, зигзагообразной лобовой, поперечно-торцевой и боковой проходкой.
Ширина лобовой проходки по верху при односторонней выгрузке грунта составляет:
(4.38)
где R max - наибольший радиус резания, м;
l n - длина рабочей передвижки экскаватора, м; для экскаватора-драглайна принимается равным 1/5 вылета стрелы;
R Т - наибольший радиус выгрузки грунта в транспорт;
b k - ширина транспортных средств или отвала грунта.
При двухсторонней выгрузке грунта, м:
(4.39)
Ширина проходки понизу, м:
(4.40)
где m - коэффициент откоса;
Н - высота забоя, м.
Ширина лобовой уширенной зигзагообразной проходки, при 1,7R≤ В ≤3R определяется по формуле:
(4.41)
Ширина лобовой уширенной поперечной проходки, при 3R≤ В ≤3,5R определяется по формуле:
(4.42)
При В ≥ 3.5 - после первой лобовой проходки продолжают дальше разрабатывать одной или несколькими боковыми проходками. Ширина каждой боковой проходки равна, м:
(4.43)
где R n —радиус резания по дну котлована.
Разработанный грунт обычно отсыпают в отвал на бровку и частич-но (излишки, ненужные для обратной засыпки) на транспорт. Ширину про-ходки при погрузке грунта в транспортные средства принимают (1,2 ... 1,3)R, а при отсыпке в отвал - (0,7 ... 0,8) R, так как ограничивает вместимость от-вала. При отрывке траншей разработку грунта рекомендуется начинать со стороны откоса к середине траншеи, что снижает сопротивление грунта ре-занию. Траншеи с шириной по дну до 1 м разрабатывают за одну проходку (торцовую) с перемещением экскаватора по оси траншеи.
Экскаваторами-драглайнами , имеющими удлиненную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросе, разрабатывают грунт с отсыпкой его в отвал или на транспортные средства при устройстве глубоких котлованов, каналов, траншей. Разработку грунта производят ниже уровня стоянки экс-каватора с работой его «на себя»; ковш заполняют в процессе протаскива-ния его по грунту (рис. 4.16, м, л; рис 4.17). Широкие выемки разрабатывают за несколь-ко лобовых проходок или применяют такие технологические приемы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцовую проходку, а также челноч-ный способ работы экскаватора. При устройстве широких котлованов, а так-же насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку, ширина которой составляет около (0,7 ... 0,8)R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки - 180°.
Рис. 4.17 - Схемы работы экскаватора с «обратной лопатой»
а - лобовая проходка экскаватора при погрузке грунта в транспорт, подаваемый по дну забоя, б - то же, подаваемый на уровне стоянки экскаватора и во временный отвал, в - боковой проходкой; 1 - экскаватор, 2 - автосамосвал, 3 - направление движения транспорта, 4 - отвал
Экскаватором с грейферным ковшом вместимостью 0,3 ... 4 м 3 , свободно подвешенным на тросе, разрабатывают выемки в радиусе 8 ... 24 м на глубине 7 ... 15 м при подъеме грейфера на высоту 6 ... 14 м. Обычно разрабатываются легкие грунты I и II групп, а более тяжелые - при их пред-варительном разрыхлении. Такие экскаваторы применяют для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками, например при ус-тройстве опускных колодцев водозабора, заглубленных насосных станций, противофильтрационных завес и т.п.
Универсальные машины) выполняют подавляющее большинство планировочных, фундаментных, .
Применение экскватора для разработки и выемки грунта в частном строительстве
В загородном строительстве востребована , универсальными экскаваторами-погрузчиками. Разработка грунта обеспечивает большую часть планировочных работ на стройплощадках, в обширных загородных усадьбах.
Цены на разработку грунта за 1м3 механизированным способом
|
Разработка грунта механизированным способом |
Цена |
|
Разбивка и планировка основания, м2 |
|
|
Механизированная разработка грунта экскаватором в отвал, м3 |
|
|
Срезка растительного слоя (толщиной до 250 мм) бульдозером, м3 |
|
|
Механизированная разработка грунта, м3 |
|
|
Вывоз разработанного грунта механизированными средствами с погрузкой на автотранспорт, м3 |
|
|
Вывоз разработанного грунта автотранспортом |
|
|
Уплотнение грунта, м3 |
|
|
Механизированная разработка грунта экскаватором с погрузкой в самосвалы, м3 |
договорная |
|
Обратная засыпка грунта механизированными средствами, м3 |
|
|
Обратная засыпка грунта в пазухи траншей и котлованы с тромбованием и поливкой водой, м3 |
|
|
Разработка грунта механизированным способом на проектные отметки с погрузкой и вывозом грунта до 1 км. |
от 110 руб. |
|
Разработка котлована механизированным способом на проектные отметки с погрузкой и вывозом грунта до 1 км. и содержанием отвала |
от 200 руб. |
|
Разработка котлована механизированным способом на проектные отметки с погрузкой и вывозом грунта до 20 км. |
от 350 руб. |
|
Разработка котлована механизированным способом на проектные отметки с погрузкой и вывозом с подтверждением ИНТУС (талоны) грунта до 20 км. |
от 400 руб. |
|
Выезд специалиста для составления сметы и консультации |
Бесплатно |
|
Разработка генплана проведения земляных работ |
От 70000 руб. |
|
Разработка Плана Производства (ППР) земляных работ |
Договорная |
|
Очистка территории, подготовка территории к строительству, м2 |
От 45000 руб. |
|
Перемещение грунта вручную по территории с разравниванием и уплотнением, т |
От 130 руб. |
|
Обратная засыпка грунта с послойным трамбованием, м3 |
От 300 руб. |
|
Песчаная подсыпка (подушка 100-150 мм) , м3 |
От 700 руб. |
|
Перемещение грунта механизированным способом, м3 |
От 750 руб. |
|
Зачистка дна и стенок траншей и котлованов вручную, м2 |
От 180 руб. |
|
Погружение опор, труб, шпунта до 20 м, пог.м. |
От 750 руб. |
|
От 270 руб. |
Погрузка отличается максимальной скоростью, исключает промежуточные операции. В котлованных работах выемка грунта экскаватором до семи метров, что достаточно для строительства подземных гаражей, подвальных котельных.
При земляных планировочных работах технологии подразумевают как разработку грунта экскаватором в отвал, так и вывоз избыточных объемов земли самосвалами. При складировании грунта из котлована он используется для создания террас на сложных рельефах, формирования прибрежных откосов, засыпки коммуникационных траншей.
Преимущества аренды экскаватора для разработки грунта
Приобретать дорогостоящий экскаватор для эпизодических работ бессмысленно. Небольшие строительные фирмы, частные застройщики для земляных работ . Основными достоинствами компании «ПрогрессАвтоСтрой» признаны собственный парк спецтехники (позволяет выбрать оптимальные модели), пунктуальность , квалификация персонала, возможность комплексного заказа (с использованием бульдозеров, самосвалов).
При разработке грунта экскаватором цена аренды зависит , объема работ, мощности, типа экскаватора. Договор с большими объемами земельных работ автоматически включает оптовые скидки. При небольших объемах возможна почасовая аренда.
Дополнительными выгодами договоров аренды с компанией «ПрогрессАвтоСтрой» становятся:
- возможность рационального планирования;
- отсутствие эксплуатационных расходов;
- заказ дополнительных ;
- круглосуточный прием заявок;
- работа во всех московских округах;
- разрешения на .
Кроме отсутствия забот о ремонте, подготовке техники, пользуются накопительными скидками.
Общие положения. Примерно 97 % всех работ при устройстве земляных сооружений комплексно механизированы, т.е. при выполнении процесса полностью исключается ручной труд. На рис.11 приведены схемы комплексной механизации работ при отсыпке тела земляной плотины. Грунт разрабатывается в карьере экскаватором с погрузкой в автосамосвалы (рис.5.11, а), транспортируется на расстояние L, разгружается после подъема кузова, разравнивается бульдозерами и уплотняется катками (рис.11, б, в).
Рис.11. Схемы комплексной механизации земляных работ
а - разработка и транспортирование;
б - разгрузка и разравнивание;
в - уплотнение.
В промышленном и гражданском строительстве наиболее распространены следующие машины для земляных работ: землеройные (экскаваторы); землеройно-транспортные (бульдозеры, скреперы, грейдеры); рыхлительные (бульдозеры-рыхлители, дизель-молоты); транспортирующие (автосамосвалы); грунтоуплотняющие (катки, вибрационные трамбующие плиты и пр.); специальные машины (буровые установки, копры и т.д.).
Наибольший объем земляных работ в строительстве (45 %) выполняется одноковшовыми экскаваторами: на пневмоколесном ходу (вместимость стандартного ковша 0,15...0,65 м), на гусеничном ходу (вместимость стандартного ковша 0,25...2,5, реже до 4 м). Кроме стандартных ковшей при разработке легких грунтов могут устанавливаться ковши повышенной вместимости.
Индекс (марка) отечественного экскаватора, выпущенного до 1968 г., означает вместимость стандартного ковша, например, Э-652А - экскаватор с ковшом вместимостью 0,65 м, модель 2, первая модернизация. В индексе современного экскаватора содержатся сведения о его основных характеристиках (рис.12). Например, ЭО-3322AT - экскаватор одноковшовый, универсальный, третьей размерной группы, на пневмоколесном ходу, с жесткой подвеской оборудования, модель 2, прошедшая первую модернизацию в тропическом исполнении.
Рис.12. Схема маркировки одноковшовых универсальных экскаваторов:
ЭО - экскаватор одноковшовый универсальный;
С - северное исполнение;
Т - тропическое исполнение;
ТВ - тропическое влажное исполнение;
Г - гусеничное ходовое устройство с минимально допускаемой поверхностью гусениц;
ГУ - гусеничное ходовое устройство с увеличенной поверхностью гусениц;
П - пневмоколесное ходовое устройство;
СШ - специальное шасси автомобильного типа;
А - шасси грузового автомобиля;
Тр - трактор;
Пр - прицепное ходовое устройство;
Пл - плавучее ходовое устройство.
Экскаваторы устаревших моделей типа Э, как правило, выпускались с гибкой подвеской и канатным управлением. Современные экскаваторы типа ЭО выпускаются с жесткой подвеской и гидравлическим управлением.
Основным экскаваторным оборудованием является ковш обратной лопаты. К другим видам сменного оборудования относятся прямая лопата, грейфер, драглайн, планировочный и погрузочный ковши.
Рабочую зону экскаватора, включая место стоянки транспортных средств, называют забоем, перемещение экскаватора при разработке грунта - проходкой . Значение перемещения экскаватора при смене смежного места стоянки называется длиной передвижки . Забои бывают лобовыми (при применении обратной лопаты - торцевыми) и боковыми, проходки - продольными и поперечными. В зависимости от количества проходок по высоте выемки различают одно-, двух- и трехъярусную разработку грунта.
Рабочий цикл экскаватора имеет пять основных операций: набор грунта, перемещение ковша, разгрузка ковша в отвал или транспортное средство, обратный поворот для набора грунта, опускание ковша для последующего набора грунта. Для уменьшения времени цикла экскаваторщики при погрузке грунта в транспортное средство обычно совмещают четвертую и пятую операции, при отсыпке грунта в отвал - вторую и третью.
Производительность экскаватора и других землеройных и землеройно-транспортных машин
Т, Т - соответственно время работы машины, время цикла экскавации;
q - геометрическая вместимость ковша (земляной призмы);
К , К ,К - соответственно коэффициенты наполнения ковша, разрыхления грунта, использования времени в течение смены.
Производительность можно повысить в результате следующих мероприятий:
сокращения цикла экскавации (Т ), совмещая рабочие операции, уменьшая угол поворота стрелы при разгрузке, разрыхляя грунт в период перерывов в подаче транспорта и т.д.;
увеличения объема грунта, разрабатываемого за один цикл (q, К ), в случае применения ковшей повышенной вместимости, более полного их заполнения ("с шапкой") и т.д.;
увеличения коэффициента К в процессе сокращения простоев (своевременное проведение профилактических работ, представление фронта работ, подвозка горюче-смазочных материалов и пр.).
Подбор экскаватора и транспортных средств. Экскаватор можно подобрать по объему работ, заданным срокам выполнения работ или требуемым характеристикам машин. При учете объема работ можно руководствоваться данными, приведенными ниже (табл. 7).
Таблица 7
|
Объем работ Q, м |
Свыше 20000 |
||||
|
Вместимость ковша q, м | |||||
|
передвижки |
При заданном сроке выполнения работ подбирают машину, способную выполнить работу в срок, по производительности
Q - объем работ;
Т - заданный срок.
При подборе экскаватора по требуемым техническим характеристикам учитывают основные параметры машины (рис.13) и условия работы.
Работа при максимальных вылетах стрелы (R) приводит к быстрому износу машины, поэтому принимаются оптимальные рабочие параметры(R), составляющие 90 % показанных на рис.5.13 максимальных значений:
При работе экскаватора с погрузкой грунта в транспортные средства число требующихся самосвалов:
Т , Т , Т - продолжительность соответственно погрузки, разгрузки, маневров самосвала;
L - расстояние перевозки;
V - средняя скорость движения автомашины (в городеV= 25 ).
Рис.13. Диаграмма основных технических параметров одноковшового экскаватора
А - максимальный радиус резания;
В - максимальный радиус копания;
С - наибольшая глубина копания;
D - максимальная высота копания;
Е - наибольшая высота разгрузки;
F - наибольшая глубина резания;
G - минимальный радиус разгрузки;
К - радиус разгрузки при высоте Е
Продолжительность погрузки
,
Н - норма времени на разработку грунта с погрузкой его в транспортные средства(ЕНиР Е2-1);
n - количество ковшей, загруженных в самосвал;
V - объем грунта в ковше.
где Q , Q - соответственно грузоподъемность самосвала и масса грунта в ковше экскаватора.
Параметр
Плотность грунта;
q - геометрический объем ковша;
К - коэффициент наполнения ковша разрыхленным грунтом, принимается равным от 1 до 1,2;
К - коэффициент разрыхления грунта (см. табл. 3).
Экскаватор с прямой лопатой (рис.14, а) в основном используется при разработке выемок в сухих и маловлажных грунтах, что связано с необходимостью съезда на дно выемки. Применяют продольные лобовые (рис.14, б - г) или боковую (рис.14, д) проходки с погрузкой грунта в транспортное средство, которое обычно размещают непосредственно в забое. Для выезда и въезда транспорта устраивают наклонные пандусы с уклоном 10... 15°.
Рис.14. Схемы разработки выемок экскаватором "прямая лопата":
а - общий вид;
б, в, г - лобовые проходки соответственно: узкая, нормальной ширины, уширенная;
д - боковая проходка
Нормальная ширина лобовой проходки (см. рис.14, в)
где R , - оптимальный радиус резания;
L - длина передвижки, т.е. расстояние, на которое передвигается экскаватор после разработки грунта с предыдущей стоянки.
Наряду с проходками нормальной ширины [(1,5... 1,9) R ] из-за условий работы могут применяться узкие проходки (до 1,5R0 ) и; уширенные проходки [(2... 2,5) R ]. В зависимости от ширины проходки лобовые забои подразделяются на узкие, нормальные и уширенные. Из-за большого угла поворота стрелы производительность экскаватора, работающего в узком забое, бывает ниже, чем при работе в нормальных и уширенных забоях.
При боковой проходке (см. рис.14, д) транспорт подается под погрузку сбоку выработки, что уменьшает угол поворота стрелы экскаватора и способствует повышению его производительности.
Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой , разрабатывают выемки торцевыми (лобовыми) и боковыми проходками (рис.15), располагаясь выше дна забоя, что позволяет: использовать их при разработке увлажненных и мокрых грунтов, с погрузкой в транспортное средство или в отвал.
Рис.15. Варианты проходки экскаватора с рабочим оборудованием "обратная лопата":
а - торцевая (лобовая);
б - уширенная лобовая;
в - поперечно-торцевая;
г - боковая;
д - торцевая с разгрузкой грунта в транспорт и в отвал;
1 - автосамосвал;
2 - экскаватор.
Транспорт может подаваться по дну выемки или поверху с одной или двух сторон. Глубина забоя определяется длиной рукояти экскаватора. Ширина торцевой проходки при двухсторонней погрузке самосвалов (1,6... 1,7) R, при односторонней - (1,2... 1,5) R. При работе в отвал ширина проходки бывает меньше - (0,5... 0,8) R. При боковой проходке автотранспорт под погрузку может подаваться по верху или по дну котлована, с правой или левой стороны (рис.16).
Экскаваторы с грейферным ковшом применяют при разработке узких или глубоких выемок (траншей, колодцев) в мягких и сыпучих грунтах, в том числе при высоком уровне грунтовых вод. Ковш может быть установлен на рукояти или подвешен на решетчатой стреле, грунт набирается с использованием гидравлического привода или врезания в грунт тяжелого ковша (рис.17, а, б). Гидравлическая система привода позволяет разрабатывать плотные грунты легкими ковшами, что дает возможность за один цикл экскавации набирать в ковш больше грунта. Производительность экскаваторов с таким оборудованием значительно повышается. При отрывке небольших в плане, глубоких выемок экскаватор, оборудованный грейферным ковшом, работает без перемещений. При отрывке траншей он перемещается вдоль траншеи, поэтому подъезд транспорта может осуществляться с любой свободной стороны.
Рис.16. Схемы разработки грунта экскаватором, оборудованным ковшом "обратная лопата":
а, б - с жесткой и гибкой подвеской;
в - разработка грунта в материковом залегании с установкой транспорта выше и ниже стоянки экскаватора;
г - разработка предварительно разрыхленного грунта;
д, е - варианты подъезда автомашин.
Рис.17. Схемы разработки грунта экскаваторами, оборудованными ковшами "грейфер" и "драглайн":
а, б - при установке грейфера на рукояти и решетчатой стреле;
в, г - работа ковшом "драглайн";
I - положение ковша при наборе грунта;
II - то же при подъеме и разгрузке.
Драглайн (рис.17, в , г) применяют при разработке грунта ниже уровня стоянки экскаватора, без съезда на дно выемки, поэтому наличие грунтовых вод не влияет на работу машины.
Драглайн используют для рытья сравнительно больших котлованов и траншей, а также для отсыпки насыпей, в частности на строительстве каналов, автомобильных и железных дорог.
При применении драглайна выемку грунта можно осуществлять лобовыми или боковыми проходками. Поскольку ковш подвешен на канате, то при загрузке он раскачивается и забрасывается на расстояние, превышающее длину стрелы; часто используют челночные способы работы (рис.18, а, б).
При поперечно-челночном способе самосвал загружается попеременным черпанием ковша с обеих сторон кузова. При продольно-челночном грунт набирается перед задним бортом кузов самосвала. Угол поворота стрелы экскаватора при погрузке по продольно-челночной схеме приближается к 0, а при поперечно-челночной - к 15...20°. Во время разгрузки движение ковша не прекращается, благодаря чему продолжительность цикла экскавации снижается на 20... 26 %.
Рис.18. Разработка грунта способами
а - поперечно-челночным;
б - продольно-челночным;
в - "на себя";
1 - подъем ковша;
2 - опускание ковша при наборе грунта;
3 - разгрузка ковша;
4 - автосамосвал.
Экскаваторы с телескопической стрелой (рис.18, в) работают так же, как экскаваторы, оборудованные обратной лопатой. Однако кроме обычных экскавационных работ с помощью этого оборудования можно выполнять зачистные и планировочные работы, что является преимуществом при разработке мелких рассредоточенных земляных сооружений. Для увеличения скорости передвижения с объекта на объект существуют экскаваторы на пневмоходу. Механизм втягивания стрелы у них приспособлен для копания грунта, планировки и зачистки поверхностей, погрузки сыпучих материалов и штучных грузов.
Погрузчики на гусеничном и пневмоколесном ходу (рис.19), как и прямая лопата, работают выше уровня стоянки машины движением ковша от себя. Вместимость ковша погрузчика в 1,5... 2 раза больше вместимости ковша прямой лопаты, что позволяет существенно повысить производительность экскаватора. Движение режущей кромки отвала по прямолинейной горизонтальной траектории позволяет планировать площадку, на которой работает машина. Благодаря возможности перемещения грунта на небольшие расстояния работа одноковшовых погрузчиков бывает особо эффективной в стесненных условиях. Ковш наполняется ступенчатым, экскавационным, раздельным и совмещенным способами (см. рис.19, I-IV соответственно).
Рис.5.19. Схемы разработки грунта одноковшовыми погрузчиками
а - на пневмоходу;
б - на гусеничном ходу,
в, г, д - соответственно поворотная, челночная и совмещенная схемы разработки грунта.
«Обратная лопата», используется при черпании на себя. Грунт разрабатывается ниже уровня стоянки. Данный способ применяется для отрывки траншей котлованов незначительной глубины.
Особенности:
1. – используется лобовой или боковой забой;
2. – поярусная разработка грунта не используется.
Особенности заключаются в виде грунта:
1. – в несвязных грунтах (песок, супесь) глубина забоя 1-1,7м;
2. – связные грунта (глина, суглинок) – от 1,5-2,5м.
Особенности разработки недобора грунта (недобор грунта от 5 до 30см):
данный недобор производится бульдозерами или экскаваторами, зачистными ковшами. Точность зачистки составляет ±2см.
1. – наполнять ковш максимально, при каждом черпании грунта;
2. меньше затрачивается время на вспомогательные операции (передвижка, очистка ковша).
Технические характеристики:
Наибольшая высота резания;
Наибольший радиус резания на уровне стоянки;
Наибольший радиус резания.
Технические характеристики определяются на основании паспортных данных данного экскаватора.
Все земляные работы, выполняемые одноковшовыми экскаваторами, разделяются на две группы: бестранспортные и транспортные.
Бестранспортными схемами называются такие схемы, при которых экскаватор разрабатывает грунт и укладывает его в отвал (насыпь), кавальер или в земляное сооружение. При простой бестранспортной схеме разработки грунт укладывается в отвал или кавальер без последующей его перевалки (переэкскавации), при сложной - во временный (первичный) отвал и подлежит частичной или полной переэкскавации.
Транспортными являются схемы, при которых грунт грузится экскаватором в автосамосвалы (рис.1) и отвозится в заданное место. При этом возможны различные схемы движения транспорта: тупиковые (автосамосвалы подъезжают к экскаватору и возвращаются по тому же пути) и сквозные (автосамосвалы подъезжают к экскаватору без маневрирования и после погрузки уезжают по дороге, являющейся продолжением въездного пути).
Рис.1. Транспортные схемы работы экскаватора, оборудованного прямой лопатой
а - лобовая широкая проходка с погрузкой грунта в автотранспорт, перемещающийся по подошве забоя; б - боковая проходка с погрузкой грунта в автотранспорт
Схема производства работ зависит от особенностей строительства. Например, в водохозяйственном, нефтегазопроводном и транспортном строительстве преобладают бестранспортные схемы, а в промышленном и жилищном - транспортные.
Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами производят проходками. Число проходок, забоев и их параметры предусматривают в проектах и технологических картах производства земляных работ для каждого конкретного объекта в соответствии с параметрами земляных сооружений (по рабочим чертежам) и с оптимальными рабочими размерами оборудования экскаваторов.
Разработка грунта осуществляется лобовыми или боковыми проходками. При лобовой проходке экскаватор, ось хода которого совпадает с осью земляного сооружения или находится в площади ее сечения, разрабатывает три откоса выемки - два боковых и торцевой.
Боковые проходки бывают двух типов: закрытая (рис.2, а, б), когда ось хода экскаватора располагается сбоку сечения выемки (экскаватор разрабатывает, три откоса - два боковых и торцевой) и открытая (рис.2, в), когда экскаватор перемещается вдоль полосы и разрабатывает два откоса (боковой и торцевой).
Рис.2. Схема разработки выемок экскаватором, оборудованным обратной лопатой
а - боковой закрытой проходкой и одинаковой крутизной откосов; б - то же, с разной крутизной откосов; в - боковой открытой проходкой
Забоем называют рабочую зону экскаватора, включающую площадку, на которой находится экскаватор, часть массива грунта, отрываемого с одной стоянки, и площадку для стоянки транспортных средств под погрузкой.
Параметры проходок и забоев должны обеспечивать возможность работы ковшом с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего цикла экскавации. Для этого принимают ширину проходок (забоев) с таким расчетом, чтобы экскаватор мог работать при средней величине углов поворота не более 70 ; глубину (высоту) забоев - не меньше длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша "с шапкой" за один прием черпания (копания); длину проходов - с учетом возможно меньшего количества переходов экскаватора в забое. Уклоны проходок предусматриваются такими, чтобы предотвратить приток и скопление в забоях грунтовых и поверхностных вод.