Земляное полотно на косогорах устраивают в виде насыпи, полувыемки-полунасыпи, выемки. Строительные машины и оборудование Планировка земляного полотна насыпей и выемок, конусов и откосов

2.1. До возведения земляного полотна типа полувыемка-полунасыпь (рис. 1) необходимо:

· · восстановить и закрепить трассу дороги;

· · разбить и закрепить полосу отвода;

· · очистить территорию в пределах полосы отвода и карьеров от кустарника, пней и крупных камней;

· · разбить земляное полотно;

· · устроить временный водоотвод.

2.2. Работы по возведению земляного полотна ведутся в разработанной технологической последовательности (табл. 2) поточным методом на двух захватках длиной 125 м и на третьей захватке длиной 300 м при заключительных работах (рис. 4).

2.3. На первой захватке

срезка растительного слоя грунта в пределах косогора бульдозером ДЗ-171;

устройство нагорной канавы универсальной землеройно-планировочной машиной - экскаватором-планировщиком ЭО-3533.

Бульдозером срезают и удаляют растительный грунт по челночной схеме, начиная с верхней части косогора, перемещая его вниз, за пределы полосы отвода, и укладывают в отвал для последующего использования. Толщина растительного слоя грунта в технологической карте принята 20 см.

Рис. 1 . Поперечный профиль земляного полотна типа полувыемка -полунасыпь

Нагорную канаву разрабатывают экскаватором-планировщиком ЭО-3533 с ковшом вместимостью 0,5 м 3 . Экскаватор устанавливают на специально устроенной на косогоре «полке». При разработке канавы экскаватор передвигается вдоль оси дороги. Проектная глубина канавы указывается на колышках, закрепляющих положение её оси.

Разработка профиля нагорной канавы (рис. 2) производится в следующей последовательности: ковшом, установленным под углом откоса, срезают грунт по контуру одного, а затем - по контуру другого откоса; оставшийся по оси канавы грунт выбирают нормально установленным ковшом с зачисткой дна. Вырытый грунт отсыпают в банкет с низовой стороны нагорной канавы.

Рис. 2 . Схема разработки профиля нагорной канавы экскаватором -планировщиком ЭО -3533 :

1 - 3 - последовательность экскавации грунта

Планировка грунта в банкете при необходимости выполняется отвалом экскаватора ЭО-3533 при второй проходке.

2.4. На второй захватке выполняются следующие технологические операции:

· · нарезка уступов бульдозером;

· · разработка грунта в выемке с перемещением его в насыпьбульдозером;

· · послойное разравнивание грунта бульдозером;

· · увлажнение уплотняемого слоя грунта водой с помощьюполивомоечной машины (при необходимости);

· · послойное уплотнение насыпи самоходным катком на пневмошинах.

Уступы нарезают бульдозером с поворотным отвалом Т-4АП2 ОБГН-4М на участках длиной 60 - 70 м. Нижний уступ нарезают шире устраиваемых выше уступов (шириной до 6 м). Следующий нарезают бульдозером, передвигающимся по насыпи, отсыпанной на высоту первого уступа, и т.д. (рис. 3).

Рис. 3 . Нарезка уступов бульдозером с поворотным отвалом :

1 - уступ ; 2 - отсыпанные слои насыпи

Ширина уступа может составлять 2 - 4 м, высота - 0,5 - 2,0 м. Верху уступов в основании насыпи придают поперечный уклон в сторону оси дороги 0,01 - 0,02, стенки уступов при высоте до 1 м делают вертикальными, а при высоте до 2 м - с наклоном 1:0,5.

Полувыемку разрабатывают бульдозером с поворотным отвалом. Разработку грунта начинают с её верхней части, устраивая площадку шириной не менее 3 м (рис. 5). Затем срезают грунт слоями толщиной 0,3 - 0,4 м с перемещением его вдоль откоса на расстояние 10 м.

Рис. 4 . Технологический план потока по возведению земляного полотна типа полувыемка -полунасыпь

Срезанный грунт бульдозером с неповоротным отвалом ДЗ-171 перемещают вниз по косогору на устроенный уступ. Затем грунт перемещают бульдозером по уступу на расстояние до 20 м, разравнивая его слоями 0,3 - 0,4 м.

Рис. 5 . Последовательность разработки полувыемки на косогоре

После отсыпки первого слоя на участке 30 м приступают к его уплотнению. Бульдозерами продолжают отсыпку первого слоя насыпи по вышеизложенной технологии на следующем участке такой же длины.

После отсыпки слоя на втором участке бульдозеры возвращаются на первый и выполняют работы по отсыпке очередного слоя по ранее уплотнённому.

Разработку грунта на косогоре и отсыпку следующих слоев производят в аналогичной последовательности.

Насыпь предусмотрено отсыпать на 0,5 м шире проектного очертания исходя из условий уплотнения грунта в краевых частях. Лишний грунт убирают при планировке откосов.

Уплотнение отсыпанного слоя выполняется самоходным катком на пневмошинах ДУ-101 за десять проходов по одному следу по челночной схеме. Начинать уплотнение следует на расстоянии не менее 1,5 - 2,0 м от бровки насыпи с постепенным приближением к откосу при каждом последующем проходе. При этом не допускается приближение кромки уплотняющего органа катка к бровке насыпи ближе 0,3 м. После этого укатку продолжают от края к середине насыпи с перекрытием предыдущего следа на 1/3 ширины.

Таблица 1

Первый и последний проходы по полосе укатки пневмокаток выполняет со скоростью 2,0 - 2,5 км/ч, промежуточные проходы -5 - 8 км/ч.

Давление в шинах катка должно быть одинаковым и составлять: для связных грунтов в начале уплотнения - 0,2 - 0,3 МПа; на заключительном этапе для супесей - 0,3 - 0,4 МПа, для суглинков и глин 0,6 - 0,8 МПа; для песков на всех стадиях уплотнения - 0,2 - 0,3 МПа.

Плотность грунта после укатки слоя должна соответствовать установленным требованиям нормативных документов. При этом коэффициент уплотнения грунта в зависимости от проектной глубины расположения слоя от поверхности покрытия дорожной одежды должен соответствовать требованиям, приведенным в табл. 1.

Не следует допускать переувлажнение грунта, а при интенсивных дождях возведение насыпи из глинистых грунтов следует приостанавливать. Перед длительным перерывом в работе необходимо обеспечить водоотвод с поверхности незаконченной насыпи.

Сухие и слабовлажные грунты следует увлажнять принятой в карте поливомоечной машиной МД-433-03. Слой уплотняемого грунта должен полностью пропитаться водой. Технологической картой предусмотрен расход воды, равный 3 % от массы отсыпаемого в насыпь грунта.

2.5. На третьей захватке выполняются следующие технологические операции:

· · срезка излишков грунта с откоса насыпи и планировка поверхности откоса насыпи экскаватором-планировщиком;

· · планировка поверхности откоса полувыемки автогрейдером;

· · планировка верха земляного полотна автогрейдером;

· · нарезка кювета автогрейдером;

· · окончательное уплотнение верха земляного полотна пневмокатком.

Срезка излишков грунта с откосов насыпи и планировка поверхности откоса насыпи выполняются экскаватором-планировщиком ЭО-3533.

Перед срезкой грунта с откоса верхняя площадка насыпи должна быть спланирована, а бровка обозначена колышками через 20 м.

Срезаемый с откоса грунт используется в присыпных обочинах.

Для обеспечения проектного положения откоса сразу после срезки грунта через каждые 50 м устанавливают откосники и обозначают линии бровок.

Планировка поверхности откоса полувыемки выполняется автогрейдером ДЗ-122.

Планировка верха земляного полотна осуществляется также автогрейдером ДЗ-122 за четыре прохода по одному следу по челночной схеме.

Перед началом планировки необходимо проверить и восстановить положение оси и бровок земляного полотна в плане на прямых, переходных и основных кривых, а также в продольном профиле.

Планировку начинают с наиболее низких участков (в продольном профиле), планируя верх насыпи путём последовательных проходов автогрейдера, начиная от краёв с постепенным смещением к середине. Перекрытие предыдущего следа составляет 0,3 - 0,5 м. Угол захвата ножа автогрейдера устанавливается на 45 - 55° в сторону оси дороги.

Кювет нарезают автогрейдером ДЗ-122 при движении вдоль земляного полотна, строго следя за соблюдением проектного уклона. Угол резания при этом должен быть в пределах 35 - 45°.

Окончательное уплотнение верха земляного полотна производят самоходным пневмокатком ДУ-101 за четыре прохода по одному следу, по круговой схеме с перекрытием следов на 1/3. Необходимое давление в шинах пневмокатка указано в п. 2.4.

Технологическая последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребных ресурсов приведена в табл. 2, состав отряда - в табл. 3.

Технологический план потока по устройству полувыемки-полунасыпи приведен на рис. 4. Технология операционного контроля качества работ при устройстве полувыемки-полунасыпи приведена в табл. 4.

Таблица 2

Технологическая последовательность процессов с расчетом объемов работ и потребных ресурсов

Таблица 3

Состав отряда

Таблица 4

Технология операционного контроля качества работ при возведении земляного полотна высотой 3 м типа полувыемка-полунасыпь

БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА

К управлению дорожными машинами допускаются лица, достигшие 18 лет, имеющие удостоверение на право управления данной машиной и знающие требования безопасного ведения работ.

При работе по возведению насыпей земляного полотна бульдозерами запрещается:

· · производить земляные работы до очистки участка от леса, пней, валунов и разбивки границ полосы отвода;

· · производить разработку грунта бульдозером на расстоянии ближе 1 м от расположения подземных коммуникаций;

· · производить без разрешения (ордера на разрытие) от организаций, эксплуатирующих эти коммуникации;

· · перемещать грунт на подъем или под уклон более 30°;

· · поворачивать бульдозер с загруженным или заглубленным отвалом;

· · работать в глинистых грунтах в дождливую погоду;

· · находиться на раме рыхлителя в момент опускания зубьев в грунт и во время их подъема.

Во избежание обрушения грунта (сползания насыпи) и опрокидывания бульдозера при сталкивании грунта под откос насыпи или засыпке траншей отвал бульдозера не выдвигается за край откоса, а при устройстве насыпи расстояние от края гусеницы или колеса бульдозера до бровки насыпи должно быть не менее 1 м. При производстве работ по устройству земляного полотна бульдозером руководствуются следующей технической литературой:

1. СНиП III-4-80. Техника безопасности в строительстве.

2. СНиП 12-03-2001. Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования.

3. ТОИ Р-218-05-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста автогрейдера (прицепного грейдера).

4. ТОИ Р-218-07-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста катка.

5. ТОИ Р-218-26-94. Типовая инструкция по охране труда для машиниста автополивомоечной машины.

6. ТОИ Р-218-06-93. Типовая инструкция по охране труда для машиниста бульдозера.

7. Спельман Е.П. Техника безопасности при эксплуатации строительных машин и средств малой механизации. - М.: Стройиздат, 1986. - 271 с.: ил.

Технологическая карта № 7

Выбор способа производства земляных работ зависит от свойств грунта, объемов работ, вида земляных сооружений, гидрогеологических условий и других факторов. Технологический процесс выполнения земляных работ состоит из разработки грунта, транспортировки, укладки в отвал или насыпь, уплотнения и планировки. Для механизации земляных работ применяют одноковшовые строительные экскаваторы с гибкой и жесткой подвеской рабочего оборудования в виде прямой и обратной лопаты, драглайна, грейфера, землеройно-планировочного, планировочного и погрузочного устройств; экскаваторы непрерывного действия, к которым относятся цепные многоковшовые, цепные скребковые, роторные многоковшовые и роторные бесковшовые (фрезерные); бульдозеры, скреперы, грейдеры (прицепные и самоходные), грейдеры-элеваторы, рыхлители, бурильные машины. В комплект машин для механизированной разработки грунта кроме ведущей землеройной машины включаются также вспомогательные машины для транспортировки грунта, подчистки выемки дна, уплотнения грунта, отделки откосов, предварительного рыхления грунта и т. п. в зависимости от вида работ.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами

В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 4 м3. При выполнении больших объемов земляных работ на гидротехническом строительстве применяются более мощные экскаваторы с вместимостью ковша до 16 м3 и более.

Экскаваторы на колесном ходу рекомендуется применять при работах на грунтах с высокой несущей способностью при рассредоточенных объемах работ, при работах в городских условиях с частыми перебазировками; экскаваторы на гусеничном ходу применяют при сосредоточенных объемах работ при редких перебазировках, при работах на слабых грунтах и разработке скальных пород; навесные экскаваторы на пневмоколесных тракторах - при рассредоточенных объемах работ и при работе в условиях бездорожья.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами ведется проходками. Число проходок, забоев и их параметры предусматриваются в проектах и технологических картах производства земляных работ для каждого конкретного объекта в соответствии с параметрами земляных сооружений (по рабочим чертежам) с оптимальными рабочими размерами оборудования экскаваторов.

Одноковшовые экскаваторы относятся к машинам цикличного действия. Время рабочего цикла определяется суммой отдельных операций: продолжительность заполнения ковша, поворот на выгрузку, разгрузку и поворот в забой. Наименьшие затраты времени на выполнение рабочего цикла обеспечиваются при следующих условиях:

• ширина проходок (забоев) принимается с таким расчетом, чтобы обеспечить работу экскаватора со средним поворотом не более 70 градусов;
• глубина (высота) забоев должна быть не меньше длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша с шапкой за один прием копания;
• длина проходок принимается с учетом возможно меньшего числа вводов и выводов экскаватора в забой и из забоя.

Забоем называется рабочая зона экскаватора. К этой зоне относится площадка, где размещается экскаватор, часть поверхности разрабатываемого массива и место установки транспортных средств или площадка для укладки разрабатываемого грунта. Геометрические размеры и форма забоя зависят от оборудования экскаватора и его параметров, размеров выемки, видов транспорта и принятой схемы разработки грунта. В технических характеристиках экскаваторов любой марки приведены, как правило, максимальные их показатели: радиусы резания, выгрузки, высота выгрузки и др. При производстве земляных работ принимают оптимальные рабочие параметры, составляющие 0,9 максимальных паспортных данных. Оптимальная высота (глубина) забоя должна быть достаточной для заполнения ковша экскаватора за одно черпание, она должна быть равна вертикальному расстоянию от горизонта стоянки экскаватора до уровня напорного вала, умноженному на коэффициент 1,2. Если высота забоя относительно мала (например, при разработке планировочной выемки), целесообразно использовать экскаватор вместе с бульдозером: бульдозер разрабатывает грунт и перемещает его к рабочему месту экскаватора, затем окучивает грунт, обеспечивая при этом достаточную высоту забоя. Экскаватор и транспортные средства должны быть расположены так, чтобы средний угол поворота экскаватора от места заполнения ковша до места его выгрузки был минимальным, так как на поворот стрелы расходуется до 70% рабочего времени цикла экскаватора.

По мере разработки грунта в забое экскаватор перемещается, отработанные участки называются проходками. По направлению движения экскаватора относительно продольной оси выемки различают продольный (с лобовым или торцовым забоем) и поперечный (боковой) способы разработки. Продольный способ состоит в разработке выемки проходками, направление которых выбирается по наибольшей стороне выемки. Лобовой забой применяется при разработке съезда в котлован и при рытье начала выемки на крутых косогорах. При лобовом забое грунт разрабатывается на всю ширину проходки. Торцевой забой применяется при разработке выемок ниже уровня стоянки экскаватора, при этом экскаватор, передвигаясь задним ходом по поверхности земли или на уровне, расположенном выше дна выемки, разрабатывает торец выемки. Боковые забои применяются для разработки выемки прямой лопатой, при этом пути транспортных средств устраиваются параллельно оси перемещения экскаватора или выше подошвы забоя. При боковом способе полная ширина проходки может быть получена путем последовательной разработки ряда проходок. Поперечным (боковым) способом разрабатывают выемки с отсыпкой грунта в направлении, перпендикулярном оси выемки. Поперечный способ применяется при разработке протяженных нешироких выемок с отсыпкой кавальеров или при устройстве насыпей из боковых резервов.

Некоторые виды выемок (например, планировочные) можно разрабатывать боковым забоем с движением транспорта на одном уровне с экскаватором. Иногда для перехода к разработке с боковым забоем необходимо вначале отрывать так называемую пионерную траншею, которую экскаватор начинает разрабатывать, спустившись на дно забоя по пандусу. Если высота выгрузки экскаватора больше или равна сумме глубины выемки, высоты борта самосвала и «шапки» над бортом (0,5 м), пионерную траншею разрабатывают боковым забоем при движении транспорта по дневной поверхности на расстоянии не менее 1 м от края выемки. При значительных в плане размерах выемки ее разрабатывают поперечными проходками вдоль меньшей стороны, при этом обеспечивается минимальная длина пионерной траншеи, что позволяет организовать наиболее производительное кольцевое движение транспорта. Выемки, глубина которых превосходит максимальную глубину забоя для данного типа экскаватора, разрабатывают в несколько ярусов. При этом нижний ярус разрабатывают аналогично верхнему, а автомобили подают к экскаватору так, чтобы ковш находился на кузов сзади. Трасса движения автомобиля в этом случае должна быть параллельна оси проходки экскаватора, но направлена в противоположную сторону.

Экскаватор, оборудованный обратной лопатой, применяется при разработке грунта ниже уровня стоянки и наиболее часто используется при рытье траншей для укладки подземных коммуникаций и небольших котлованов под фундаменты и другие сооружения. При работе с обратной лопатой также применяют торцовый или боковой забой. Наиболее целесообразно применять экскаватор с обратной лопатой для разработки котлованов глубиной не более 5,5 м и траншей до 7 м. Жесткое крепление ковша обратной лопаты дает ему возможность рыть узкие траншеи с вертикальными стенками. Глубина разрабатываемых узких траншей больше, чем глубина котлованов, так как экскаватор может опускать стрелу с рукоятью в самое нижнее положение, сохраняя устойчивость.

Экскаватор с рабочим оборудованием драглайн применяется при разработке больших и глубоких котлованов, при возведении насыпи из резервов и т. п. Преимуществами драглайна являются большой радиус действия и глубина копания до 16-20 м, возможность разрабатывать забои с большим притоком грунтовых вод. Драглайн разрабатывает выемки торцовыми или боковыми проходками. Для торцовой и боковой проходок организация работ драглайна аналогична работе обратной лопаты. При этом сохраняется такое же соотношение максимальной глубины резания. Драглайн обычно передвигается между стоянками на 1/5 длины стрелы. Разработка грунта драглайном чаще всего производится в отвал (односторонний или двусторонний), реже - на транспорт.

Экскаваторы отрывают котлованы и траншеи на глубину, несколько меньшую проектной, оставляя так называемый недобор. Недобор оставляют, чтобы избежать повреждения основания и не допускать переборов грунта, он составляет обычно 5-10 см. Для повышения эффективности работы экскаватора применяют скребковый нож, насаженный на ковш. Это приспособление позволяет механизировать операции по зачистке дна котлованов и траншей и вести их с погрешностью не более плюс-минус 2 см, что исключает необходимость ручных доработок.

Разработка грунта экскаваторами непрерывного действия осуществляется при отсутствии в грунтах камней, корней и т. п. До начала работы вдоль трассы траншеи бульдозером планируется полоса земли шириной не менее ширины гусеничного хода, затем разбивается и закрепляется ось траншеи, после чего начинается отрывка ее со стороны низких отметок (для стока воды). Многоковшовые экскаваторы разрабатывают траншеи ограниченных размеров и, как правило, с вертикальными стенками.

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

Основными видами землеройно-транспортных машин являются бульдозеры, скреперы и грейдеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Производство земляных работ бульдозерами

Бульдозеры применяются в строительстве для разработки грунта в неглубоких и протяженных выемках и резервах для перемещения его в насыпи на расстояние до 100 м (при применении более мощных машин расстояние перемещения грунта может быть увеличено), а также на расчистке территории и планировочных работах, на зачистке оснований под насыпи и фундаменты зданий и сооружений, при устройстве подъездных путей, разработке грунта на косогорах и т. п.

Рис. 7. :
а - обычное резание; б - гребенчатое резание

В практике земляных работ имеется несколько способов резания грунта бульдозером (рис. 7):

• обычное резание - нож вначале заглубляется на предельную для данного грунта глубину и по мере загрузки постепенно поднимается, так как растет сопротивление призмы волочения, на которое расходуется тяговое усилие трактора;
• гребенчатое резание - отвал заполняется несколькими чередующимися заглублениями и поднятиями.

Гребенчатая схема позволяет уменьшить длину резания за счет увеличения средней глубины стружки. Кроме того, при каждом заглублении ножа скалывается грунт под призмой волочения и на отвале уплотняется уже срезанный грунт. Благодаря этому сокращается время резания и увеличивается объем грунта на отвале.

При производстве земляных работ бульдозерами успешно применяется способ резания под уклон, основанный на рациональном использовании тягового усилия трактора. Суть его в том, что при движении трактора под уклон высвобождается часть тягового усилия, необходимого для перемещения самой машины, за счет чего грунт можно разрушать более толстым слоем. При работе бульдозера под уклон облегчается скалывание грунта, снижается сопротивление призмы волочения, которая движется частично под действием собственного веса. При отсутствии естественного уклона его можно создавать первыми проходками бульдозера. При работе под уклон 10-15 градусов производительность возрастает примерно в 1,5-1,7 раза.

Рис. 8. :
а - однослойным зарезанием; б - траншейным зарезанием. Цифрами указана очередность резания

Бульдозер работает по схемам, приведенным на рис. 8. Однослойным резанием с перекрытием полос на 0,3-0,5 м снимают растительный слой. Затем бульдозер перемещает грунт в отвал или промежуточный вал и возвращается к месту нового резания без разворота, задним ходом (челночная схема), или с двумя поворотами. Траншейная разработка производится с оставлением перемычек шириной 0,4 м в связных грунтах и 0,6 м в малосвязных. Глубина траншей принимается 0,4-0,6 м. Перемычки разрабатываются после прохода каждой траншеи.

Производство земляных работ скреперами

Эксплуатационные возможности скреперов позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей, при устройстве различных выемок и насыпей. Скреперы классифицируются:

• по геометрическому объему ковша - малый (до 3 м3), средний (от 3 до 10 м3) и большой (свыше 10 м3);
• по роду агрегатирования с тягачом - прицепные и самоходные (в том числе полуприцепные и седельные);
• по способу загрузки ковша - загружаемые за счет силы тяги тягача и с механической (элеваторной) загрузкой;
• по способу разгрузки ковша - со свободной, полупринудительной и принудительной разгрузкой;
• по способу привода рабочих органов - гидравлические и канатные.

Скреперами ведут разработку, транспортирование (дальность транспортирования грунта колеблется от 50 м до 3 км) и укладку песчаных, супесчаных, лессовых, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов, а примесь гальки и щебня не должна превышать 10%. В зависимости от категории грунтов резать их наиболее эффективно на прямолинейном участке пути при движении под уклон 3-7 градусов. Толщина разрабатываемого слоя в зависимости от мощности скрепера колеблется от 0,15 до 0,3 м. Разгружают скрепер на прямолинейном участке, при этом поверхность грунта разравнивают днищем скрепера.

Рис. 9. :
а - с наполнением ковша стружкой постоянной толщины; б - с наполнением ковша стружкой переменного сечения; в - гребенчатый способ наполнения ковша стружкой; г - наполнение ковша способом клевков

Различают несколько способов срезания стружки при работе скрепера (рис. 9):

• стружкой постоянной толщины. Способ применяют при планировочных работах;
• стружкой переменного сечения. При этом грунт срезается с постепенным уменьшением толщины стружки по мере наполнения ковша, т. е. с постепенным выглублением ножа скрепера к концу набора;
• гребенчатым способом. При этом грунт срезается с попеременным заглублением и постепенным подъемом ковша скрепера: на разных стадиях толщина стружки меняется от 0,2-0,3 м до 0,08-0,12 м;
• клевками. Наполнение ковша осуществляется путем многократного заглубления ножей скрепера на возможно большую глубину. Способ применяют при работе в рыхлых сыпучих грунтах.

В зависимости от размеров земляного сооружения, взаимного расположения выемок и насыпей применяют различные схемы работы скреперов. Наиболее распространенной является схема работы по эллипсу. При этом скрепер каждый раз поворачивается в одну сторону.

Рис. 10. :
а - траншейно-гребенчатый; б - ребристо-шахматный

При работе в широких и длинных забоях наполнение ковша скрепера осуществляется траншейно-гребенчатым и ребристо-шахматным способами. При траншейно-гребенчатом способе (рис. 10) разработка забоя ведется от края резерва или выемки параллельными полосами постоянной глубины 0,1-0,2 м, одинаковыми по длине. Между полосами первого ряда оставляют полосы несрезанного грунта - гребни, по ширине равные половине ширины ковша. Во втором ряду проходов забирают грунт на полную ширину ковша, срезая гребень и образовывая под ним траншею. Толщина стружки в этом случае в середине ковша 0,2-0,4 м, а по краям 0,1-0,2 м.

При ребристо-шахматном способе (рис. 10) разработка забоя производится от края выемки или резерва параллельными полосами так, чтобы между проходками скрепера оставались полосы не срезанного грунта, равные по ширине половине ширины ковша.

Второй ряд проходок разрабатывают, отступая от начала первого ряда на половину длины проходки первого ряда. Работу скрепера следует сочетать с работой бульдозера, используя их для разработки повышенных участков и перемещения грунта на небольшие расстояния в пониженные места.

Производство земляных работ грейдерами

Грейдеры используют при планировке территории, откосов земляных сооружений, зачистке дна котлованов и отрывке канав глубиной до 0,7 м, при возведении протяженных насыпей высотой до 1 м и нижнего слоя более высоких насыпей из резерва. Автогрейдерами профилируют дорожное полотно, проезды и дороги. Наиболее эффективно использовать автогрейдеры при длине проходки 400-500 м. Плотные грунты до разработки грейдером предварительно разрыхляются. При возведении насыпи из разрабатываемого резерва наклонный нож сдвигает срезанный грунт в сторону насыпи. При следующей проходке грейдера этот грунт перемещается еще дальше в том же направлении, поэтому целесообразно организовывать работу двумя грейдерами, один из которых срезает, а другой перемещает срезанный грунт.

При возведении насыпей и профилированного дорожного полотна зарезание грунта начинают от внутренней бровки резерва и ведут послойно: сначала вырезают стружку треугольной формы, затем до конца слоя стружка получается прямоугольной. При разработке широких резервов в грунтах, не требующих предварительного разрыхления, зарезание начинают от внешней бровки резерва и ведут послойно, при всех проходах стружка треугольной формы; возможен другой способ: стружка при этом получается треугольной и четырехугольной формы.

При выполнении различных операций углы наклонов грейдера изменяются в следующих пределах: угол захвата - 30-70 градусов, угол резания - 35-60 градусов, угол наклона - 2-18 градусов. В практике строительства применяется несколько способов укладки грунта:

• грунт укладывают слоями, отсыпая его от бровки к оси дороги (профилировочные работы в нулевых отметках при высоте насыпи, не превышающей 0,1-0,15 м);
• валики размещают один возле другого с соприкосновением их только основаниями (отсыпка насыпей высотой 0,15-0,25 м);
• каждый последующий валик частично прижимают к ранее уложенному, перекрывая его основанием на 20-25%; гребни этих двух валиков располагаются на расстоянии 0,3-0,4 м один от другого (отсыпка насыпей высотой до 0,3-0,4 м);
• каждый последующий валик прижимается к ранее уложенному без всякого зазора; новый валик перемещают отвалом вплотную к ранее уложенному с захватом его на 5-10 см; образуется один широкий плотный вал выше первого валика на 10-15 см (отсыпка насыпей высотой до 0,5-0,6 м).

Разработка мерзлых грунтов

Мерзлые грунты обладают следующими основными свойствами: повышенной механической прочностью, пластическими деформациями, пучинистостью и повышенным электросопротивлением. Проявление этих свойств зависит от вида грунта, его влажности и температуры. Песчаные, крупнозернистые и гравийные грунты, залегающие мощным слоем, как правило, содержат мало воды и при отрицательных температурах почти не смерзаются, поэтому их зимняя разработка почти не отличается от летней. При разработке зимой котлованов и траншей в сухих сыпучих грунтах они не образуют вертикальных откосов, не пучинятся и не дают просадок весной. Пылеватые, глинистые и влажные грунты при замерзании значительно меняют свои свойства. Глубина и скорость промерзания зависит от степени влажности грунта. Земляные работы зимой осуществляются следующими методами:

• методом предварительной подготовки грунтов с последующей их разработкой обычными способами;
• методом предварительной нарезки мерзлых грунтов на блоки;
• методом разработки грунтов без предварительной подготовки.

Предварительная подготовка грунта для разработки зимой заключается в предохранении его от промерзания, оттаивании мерзлого грунта и предварительном рыхлении мерзлого грунта. Наиболее простой способ защиты поверхности грунта от промерзания состоит в утеплении его термоизоляционными материалами; для этого используются торфяная мелочь, стружки и опилки, шлак, соломенные маты и т. п., которые укладываются слоем 20-40 см непосредственно по грунту. Поверхностное утепление применяют в основном для небольших по площади выемок.

Для утепления значительных по площади участков применяется механическое рыхление, при котором грунт вспахивается тракторными плугами или рыхлителями на глубину 20-35 см с последующим боронованием на глубину 15-20 см.

Механическое рыхление мерзлого грунта при глубине промерзания до 0,25 м производится тяжелыми рыхлителями. При промерзании до 0,6-0,7 м при отрывке небольших котлованов и траншей применяют так называемое рыхление раскалыванием. Ударные мерзлоторыхлители хорошо работают при низких температурах грунта, когда для него характерны хрупкие деформации, способствующие его раскалыванию под действием удара. Для рыхления грунта при большой глубине промерзания (до 1,3 м) используется дизель-молот с клином. Разработка мерзлого грунта резанием заключается в нарезке взаимно перпендикулярных борозд глубиной, составляющей 0,8 глубины промерзания. Размер блока должен быть на 10-15% меньше размера ковша экскаватора.

Оттаивание мерзлого грунта осуществляется при помощи горячей воды, пара, электрического тока или огневым способом. Оттаивание является наиболее сложным, трудоемким и дорогим способом, поэтому к нему прибегают в исключительных случаях, например, при проведении аварийных работ.

© 2000 - 2009 Oleg V. сайт™

Постройка земляного полотна в сильно пересеченной и горной местности

Опытные работы по комплексной механизации постройки земляного полотна были проведены ДОРНИИ не только в равнинной и слабо пересеченной местностях, но и в условиях горного и сильно пересеченного рельефа.

Рельеф местности, где велись работы, имеет типично горный характер, поскольку дороги в нем запроектированы в основном по крутым косогорам и оврагам с серпантинами, частично с подпорными стенками и с применением в отдельных местах буровзрывных работ.

Грунтовые условия в этом районе характеризуются преобладанием сильно щебенистых грунтов III и IV категорий, перемежающихся отдельными участками скальных пород (известняков). Условия механизации земляных работ в этом районе резко отличаются от обычных условий равнинной и мало пересеченной местностей; использование грейдер-элеваторов в этих условиях исключается совсем, а применение грейдеров и автогрейдеров возможно только в самом ограниченном размере для отделочных работ. Основными машинами, пригодными для работы в горных условиях, являются: экскаватор, работающий прямой лопатой без транспорта, бульдозер и скрепер. Основной тип земляного полотна в горной местности представляет собой полунасыпь-пол у выемку на косогорах, часто перерезаемых оврагами, в которых расположены искусственные сооружения (трубы) с подходами в виде сравнительно высоких и небольших по протяжению насыпей. Таким образом весь комплекс работ по постройке земляного полотна в этих условиях складывается из:
а) разработки сравнительно пологих косогоров в гюлунасыпь-полувыемку,
б) разработки крутых косогоров,
в) устройства насыпей в оврагах для подходов к искусственным сооружениям.

В районе строительства указанный комплекс работ осложнялся тем, что все косогоры были покрыты густым лиственным лесом.

Рис. 25. Схема валки леса с корчевкой при помощи натяжного троса: 1-трактор, 2 - трос Валка леса снизу

Применение для косогорных работ экскаваторов и бульдозеров позволяет избавиться во многих случаях от ряда наиболее тяжелых подготовительных работ - корчевки пней и вычесывания корневой системы из верхних слоев грунта дорожной полосы. Обязательной во всех случаях постройки полотна в горном рельефе при наличии леса является работа по валке леса и очистке полосы от кустарника. Валка леса может быть произведена одновременно с корчевкой, что в горных условиях является вполне рентабельным. Условия рельефа при косогорах крутизной 35° и выше часто не позволяют доставить средства механизации непосредственно на трассу строящейся дороги и заставляют располагать их ниже или выше трассы дороги на имеющихся временных дорогах.

Разберем эти случаи.

При расположении временной дороги ниже трассы основной дороги (рис. 25), выгодно производить валку леса совместно с корчевкой, захватывая корчующим тросом одновременно 10-15 деревьев, как показано на рис. 26. В этом случае, после валки леса с корня не понадобится больше никаких подготовительных работ, поскольку хлы-сты сваленных деревьев за один прием с валкой и корчевкой убираются с дорожной полосы. При расположении подъездной временной дороги выше трассы (рис. 26) валку леса прямой тягой тросом вверх производить нецелесообразно и очень трудно. В таких случаях требуется применение блока и анкерного пня, расположенного ниже трассы, как указано на рис. 26. Как и в первом случае корчевка с одновременной валкой леса здесь выгоднее, поскольку требует только трактора и троса. Отдельная валка леса электропилами, очевидно, в этих случаях с организационной стороны будет нерентабельна, поскольку потребует, с одной стороны, доставки на место работ электростанции и пил, а с другой, вызовет необходимость лишней операции по уборке с дорожной полосы сваленных деревьев, что в условиях горной местности создаст дополнительные организационные трудности. При пологих косогорах можно также применять указанный выше способ одновременной валки и корчевки леса. Раздельная валка леса пилами может оказаться рентабельной только тогда, когда произрастающий лес состоит из настолько крупных и толстых деревьев, что корчевка их трактором будет представлять значительные трудности.

Рис. 26. Схема валки леса с корчевкой при помощи натяжного троса:
1 - трактор; 2- трос, 3 - блок, 4 - анкер Валка леса сверху

После уборки сваленных древесных стволов с полосы производства работ можно приступить к осуществлению основных земляных работ. Разработка пологих косогоров с крутизной до 20° должна производиться в основном бульдозерами, поскольку применение для нее экскаваторов невыгодно, потому что црследним придется работать, главным образом, в забоях малой высоты, что будет снижать их выработку. Разработка пологих косогоров при наличии бульдозеров поворотного типа может осуществляться по двум принципиально различным основным схемам работ.

Первую схему можно применять при поворотных бульдозерах Д-161 или Д-149. Она заключается в предварительной разработке косогора послойно с постепенным перемещением грунта из выемки в насыпь.

Последующими проходами производится зарезание правым краем ножа на 30-50 см от линии каждого предыдущего зарезания. После 3-4 зарезаний образуется масса грунта, достаточная для полноценного прохода по перемещению грунта в насыпь без зарезания. При разработке каждого слоя зарезания первый проход обычно бывает не вполне полноценным.

Длина обрабатываемого участка должна быть возможно большей для того, чтобы сократить количество перестановок ножа при обратном ходе. На каждую перестановку в среднем затрачивается около 1 минуты.

Эта схема обладает рядом существенных неудобств, заключающихся в следующем.
1. Схема может быть осуществлена только при наличии поворотных бульдозеров. Обычными бульдозерами работать по этой схеме нельзя.
2. Схема требует многократного перемещения грунта до укладки на место несколькими проходами. В результате выполнения этой схемы, каждая частица грунта совершает перемещение не только в поперечном, но и в продольном направлении. Поэтому конструктивные особенности бульдозеров используются недостаточно целесообразно и производительность их снижается.
3. В начале работ поворотный бульдозер должен работать с сравнительно большим перекосом по отношению к своей продольной оси.

При косогорности свыше 12-15% такой перекос может вызывать сход трактора гусениц. При косогорности в 18% работа с перекосом становится совершенно невозможной из-за частого схода трактора с гусениц.

Рис. 27. Схема разработки косогора с уклоном в 20° в полунасыпь-пол увыемку

4. Схема требует частых перестановок угла захвата отвала (при каждом повороте машины), что также сказывается отрицательно на рациональном использовании, машин.

Все эти отрицательные стороны такой схемы работ позволяют считать ее нецелесообразной для широкого использования на производстве, несмотря на то, что она рекомендуется некоторыми авторами.

Вторая схема применима при разработки косогоров-крутизной до 20 и даже 25° (при опытном операторе) и заключается в том, что разработка косогора ведется с первого же прохода путем поперечного перемещения грунта бульдозером. Порядок разработки косогора по этой схеме показан на конкретном примере.

Поставив бульдозер перпендикулярно оси дороги, так, чтобы его нож был расположен в 5 м от точки перехода полувыемки в полунасыпь, произведем первое зарезание. Отодвинув бульдозер еще на 5 м, произведем второе зарезание, которое вместе с первым в данном случае перекроет всю поверхность косогора, подлежащую разработке в полувыемку.

Следующие (3,4 и 5) зарезания произведем в таком же порядке. Очевидно, что зарезание, помеченное на рис. 27 № 6, произвести бульдозером нельзя, так как образовалась крутая ступень между поверхностью косогора за пределами полувыемки и поверхностью грунта в полувыемке после производства первых зарезаний. Поэтому срезку грунта в секциях 6, 8, 10 и т. д. придется производить с углом захвата 67° левым концом ножа или автогрейдёром. Таким образом, окончательная разработка косогора для бокового кювета может быть произведена при совместной работе бульдозера и лишь частично поворотного бульдозера и автогрейдера; устройство кювета выполняется рядом дополнительных проходов автогрейдера в процессе отделки уже готового вчерне земляного полотна. Эта схема лишена большей части недостатков первой схемы и может быть рекомендована для широкого применения.

Если баланс земляных масс позволяет вести разработку косогора с более пологим откосом полувыемки (до 25°), схему можно значительно упростить и всю основную работу проделать бульдозером без участия более сложных машин типа Д-149 или Д-161.

Во многих случаях разработка резервов для устройства подходов к искусственным сооружениям на косогор-ных участках Дороги в местах пересечения ее оврагами затруднительна, и возникает необходимость подготовки резервов в процессе разработки косогоров. Как частное решение этой задачи, может быть предложен способ разработки косогора с уширенным кюветом, используемым в качестве резерва для засыпки труб в оврагах.

При косогорах, заросших лесом, первые проходы бульдозера подле валки леса производятся специально с целью корчевки оставшихся пней и уборки верхнего растительного покрова. Таким образом, при разработке пологих косогоров следует применять комплекс машин в составе тракторов для корчевки, бульдозеров, скрепера, рыхлителя Д-162 (для рыхления плотных грунтов перед скреперными работами) и автогрейдера для отделочных работ.

Разработку крутых косогоров нельзя произвести одними бульдозерами, так как бульдозеры не могут работать на больших уклонах ни по направлению склона, ни тем более, в направлении вдоль косогора из-за неизбежного схода тракторов с гусениц.

Из числа имеющихся в наличии машин наиболее подходящими для разработки крутых косогоров являются экскаваторы, работающие прямой лопатой с емкостью ковша от 0,5 до 1,0 м3. На опытных работах 1948 г. разработка крутых косогоров была произведена в основном экскаваторами с емкостью ковша 0,5 м3. Экскаваторы с емкостью ковша 1 м3 могут работать не только в грунтах III , IV и V категории, но и в предварительно разрыхленных грунтах высшей категории. Производительность этих экскаваторов почти вдвое превышает производительность экскаваторов с ковшом емкостью 0,5 м3, но меньшая подвижность их как на строительной площадке, так и при переброске с объекта на объект весьма снижает эффективность применения их на линейных дорожных работах.

Разработка крутых косогоров не может быть доведена экскаваторами до конца. В лучшем случае лишь 50-60% объема земляных работ на косогоре укладывается на место экскаватором, остальная часть работ должна быть выполнена бульдозерами или их разновидностями (Д-149 и Д-161), и частично другими машинами. Таким образом, при разработке крутых косогоров еще в большей степени, чем в других условиях рельефа требуется комплексная работа ряда машин, составляющих механизированное звено. Разработка косогора начинается с подготовки площадки, с которой начинается пионерная траншея, необходимая для захода экскаватора на отметку будущего земляного полотна (рис. 28).

Рис. 28. Начало разработки пионерной траншеи экскаватором с ковшом емкостью 0,5 м3

Пионерная траншея проходится обычно с подъемом до 10-12%; она разрабатывается прямой лопатой на ширину, необходимую для прохода экскаватора, т. е. на 2,5-3,5 м. После того как экскаватор дойдет до отметки земляного полотна, он должен начать разработку основной траншеи, откладывая грунт с низовой стороны косогора. Ширина разрабатываемой траншеи не должна превышать 4,5-5 м в целях увеличения выработки экскаватора по протяжению дороги. На опытных работах 1948 г. в отдельных случаях стахановцы-экскаваторщики (тт. Ефименко и Гаврюшин) добивались выработки до 100 пог. м за рабочий день при производительности до 500 м3 в смену, что составляло около 200% нормы. После экскаватора разработку отсыпанного им вала производили бульдозеры, причем выработка последних по разравниванию вала и расширению сделанной экскаватором траншеи в несколько раз превышала в пог. м выработку экскаватора. Таким образом, в целях более равномерной загрузки машин, участвующих в отряде по разработке косогора, следует стремиться уменьшить ширину траншеи, разрабатываемой экскаватором, для увеличения его выработки по длине дороги и одновременно для большей загрузки бульдозеров. Опыт показал, что один бульдозер легко может обслужить работу 2-3 экскаваторов даже с некоторым запасом времени на самостоятельную работу по разработке менее крутых участков косогора.

При уклоне менее 30° разработка косогора указанным способом возможна с устройством земляного полотна в полунасыпи-полувыемке без подпорной стенки, но с обязательным устройством хотя бы одного уступа для упора грунта полунасыпи. На опытных работах 1948 г. уступы устраивались вручную, чего, конечно, при комплексной механизации работ не следует в дальнейшем допускать. Надо иметь в‘виду, что уступы могут быть сделаны и механизированным способом при помощи малых экскаваторов с емкостью ковша 0,25 м3. На рис. 29 показано расположение уступов: основного - для полотна дороги и вспомогательного, вырабатываемого малым экскаватором,- для упора откоса насыпи.

При косогорах круче 33° устройство полунасыпи-полувыемки без подпорных стенок невозможно, если требуется выдержать полуторное заложение откоса полунасыпи.

Если устройство подпорной стенки по подсчетам оказывается не экономичным, и если учесть, что при определении техно-экономических показателей устройства подпорной стенки необходимо считаться со снижением степени механизации и выработки на одного рабочего в натуральных показателях, то разработку косогора следует вести без полунасыпи, чтобы вся полка полотна дороги находилась на материке в выемке (рис. 30). В этом случае весь грунт, вырабатываемый экскаватором и после него бульдозером, пойдет под откос косогора на выброс без оформления его в кавальер.

Рис. 29. Схема расположения уступов для упора грунта при косогорных работах

Необходимо сделать оговорку, что при постройке дорог в горах, сложенных из массивных каменных пород, во многих случаях устройство подпорных стенок может оказаться значительно выгоднее расширения выемок, так как работа в плотных скальных грунтах требует значительного количества сравнительно дорогих и трудоемких буровзрывных работ. За последние годы в практике Министерства путей сообщения и других ведомств часто стали применяться массовые взрывы на выброс выемок и полувыемок. Поскольку эти работы носят специфический характер и в дорожных условиях требуют специального оборудования, специалистов, взрывчатых материалов и т. д.- в настоя щей работе вопрос этот не разбирается, тем более, что буровзрывным работам на строительстве путей сообщения посвящена достаточно обширная литература.

Рис. 30. Поперечный профиль дороги на косогоре в выемке

Рис. 31. Разработка траншеи для спуска экскаватора в овраг

Перейдем теперь к вопросу устройства переходов через овраги при горной дороге, трассируемой по склонам крутых косогоров. Уже упоминалось, что во многих случаях закладка специальных резервов для устройства этих насыпей затрудняется местными условиями. В частности невозможность закладки отдельных резервов имела место почти на всех пересечениях оврагов трассой горной дороги, строившейся в 1948 г.

Разработка косогоров при подходах трассы дороги к оврагу может быть организована таким образом, чтобы создать запас грунта на самой трассе дороги с тем, чтобы в дальнейшем скреперами с продольной возкой подать его в насыпь. Этого можно достичь путем разработки косогора у подхода к оврагу на отметках более высоких, чем для проектируемого полотна дороги.

Определив заранее, путем соответствующего расчета, объем грунта, потребный для образования насыпи, разработку косогора при подходе к оврагу следует с определенного расчетом места вести выше проектной отметки до самого спуска в овраг. Подойдя к спуску, следует разработать пионерную траншею для спуска экскаватора в овраг и перехода через него понизу (рис. 31). С другой стороны оврага начало разработки косогора начинается также с более высокой отметки. В поперечнике соотношение проектного поперечника дороги и фактически разрабатываемого экскаватором при подходе к оврагу, показан на рис. 32.

Рис. 32. Схема соотношения проектного поперечника дороги и поперечника, фактически разрабатываемого экскаватором при подходе к оврагу: 1 - вал грунта, разрабатываемый бульдозером под откос, 2 - полнунасыпь, 3 - резерв для скрепера, h - высота подъема траншеи, I - откос траншеи экскаватора

Весь грунт, недобранный экскаватором по высоте при таком способе разработки косогора, легко подается в насыпь бульдозером и скрепером (рис. 33). Бульдозер подает вал грунта, разработанный экскаватором, вниз, з овраг и смягчает спуск до пределов, при которых в работу может быть включен скрепер.

Работа бульдозеров при разработке крутых косогоров производится по схемам, несколько отличающимся от тех, которые применяются в равнинной и слабо пересеченной местностях. Она заключается в разравнивании сравнительно высоких валов грунта, разработанного ранее экскаватором, в подготовке фронта работы скреперов и, где это возможно, площадок для установки экскаваторов в забой.

Наиболее распространенной операцией, осуществляемой бульдозерами при разработке крутых косогоров, является передвижка под откос и разравнивание валов насыпанного экскаватором грунта для расширения пробиг той им полки до требуемой проектом ширины дорожного полотна.

Рис. 33. Разработка скрепером валов грунта, отсыпанных экскаватором

Из этой таблицы видно, что при косогорности до 12° экскаватор укладывает на место только около 10% вырабатываемого им грунта. Таким образом, при косогорах с малым уклоном до 90% выработки экскаватора требуют вторичной переработки, что свидетельствует о явной невыгодности использования экскаваторов при разработке пологих косогоров.

При уклонах косогора 24° и выше экскаватор укладывает на место уже около 30-35% выработанного им грунта. Площадь сечения разрабатываемой им траншеи в зависимости от крутизны косогора колеблется от 8,5 до 20 с лишним м2, причем размеры вала, подлежащего дальнейшей обработке бульдозером, достигают 17 м3 на пог. м дороги. Для окончания сделанной экскаватором за 1 час работы требуется затратить от 0,17 до 0,27 ма-шино-часа работы бульдозера.

Следовательно, в среднем один бульдозер может обслужить работу 4 экскаваторов. Очевидно, что при увеличении емкости ковша экскаватора до 1 м3 количество экскаваторов, обслуживаемых одним бульдозером, уменьшается в среднем до 2. Кроме того, эти данные свидетельствуют и о том, что уменьшение сечения траншеи, вырабатываемой экскаватором, увеличит скорость постройки земляного полотна в пог. м и полнее загрузит бульдозеры.

Разработка валов, насыпанных экскаватором, может быть произведена бульдозерами Д-157 или Д-161. Работа поворотного бульдозера более эффективна и в производственных условиях более удобна, так как для его операций требуется меньшая ширина траншеи (для работы бульдозера Д-157 необходимо обеспечитьширину траншеи около 6 м, а для Д-161 достаточно 4,5 м). Бульдозер начинает разработку с поднятым, ножом и толкает грунт вперед (рис. 34). В этот момент грунт, находящийся выше ножа бульдозера, ссыпается вниз. Получается разработка вала подкопом. На грунт, ссыпавшийся вниз, опускается нож бульдозера. За один-два прохода грунт сваливается под откос, и траншея, разработанная экскаватором, расширяется. Из табл. 18 видно, насколько велика производительность бульдозеров на этой работе. Для разработки вала объемом 57,4 м3 в рыхлом теле (при среднем коэ-фициенте разрыхления 1,3) требуется всего 0,23 маш.-час. работы бульдозера, т. е. производительность бульдозера составляет около 140 м3 за час чистой работы, а для разработки вала объемом 50,6 м3 - 0,2 маш.-часа, т. е. производительность в этом случае составит 115 м3/час. В среднем производительность бульдозеров Д-157 и Д-161 при обработке валов под откос составит около 1200 м3 в смену.

В тех случаях, когда требуется вал свалить не под откос, а продвинуть его вдоль косогора для засыпки какого-либо понижения, разработку вала следует вести в два приема: первым приемом бульдозер, поднимаясь с торцевой стороны на гребень вала, слегка приглаживает и расширяет верхнюю часть вала, чтобы на него мог впоследствии подняться трактор со скрепером для дальнейшей продольной транспортировки грунта.

Поэтому в задачу бульдозериста входит не только приглаживание гребня вала с его расширением поверху не менее чем до 3 м, но и уположивание въезда и съезда с вала для создания удобного фронта работ скреперу.

В тех случаях, когда длина продольного перемещения грунта невелика, бульдозер может самостоятельно нроиз-зести работу по перемещению грунта на место. При высоких и сравнительно узких валах эта работа производится подкопом с установкой ножа при первом проходе примерно по середине высоты вала - для осыпания грунта, а затем нож заглубляется в грунт на половину или треть своей длины, на всю высоту отвала и передвигается с грунтом вдоль оси дороги.

Рис. 34. Передвижение валов, насыпанных экскаватором или бульдозерами

Производительность бульдозера при такой разработке валов тоже очень велика и при расстояниях перемещения 30-40 м составляет от 800 до 1000 м3 в смену.

Таким образом, определился состав отряда для производства работ по постройке дороги в горной местности: основной машиной этого отряда является экскаватор. При работе на крутых косогорах лучше работать одним экскаватором емкостью ковша 1 м3 на основной полке и одним малым экскаватором с емкостью ковша 0,25 м3г включенным в отряд специально для устройства уступов.

Для обслуживания такого маленького отряда необходимо назначать только один бульдозер, но и он будет не полностью нагружен.

Поэтому целесообразно составлять отряд из двух экскаваторных звеньев (4 экскаватора), обслуживаемых одним бульдозером и одним скрепером.

В состав такого отряда должны быть включены рыхлитель Д-162 (для обеспечения работы скреперов в тяжелых каменистых грунтах) и запас троса для валки леса.

Фронт работ такого отряда должен составлять не менее 1-1,5 км, причем экскаваторные звенья должны работать с разрывом между собой не менее 1 км, чтобы избежать частых перебросок этих тяжелых машин.

К атегория: - Механизация земляных работ

Бульдозеры выполняют операции следующим образом. По-слойную разработку и перемещение материалов производят при расстоянии транспортирования 50... 150 м. Большие расстояния перемещения экономически выгодны для тяжелых бульдозеров. При поверхностной разработке грунтов и полезных ископаемых характерны челночные движения машины, чередующие рабочий ход и отъезд назад порожняком. Грунт целесообразно набирать и перевозить по одному проходу с образованием боковых вали-ков, траншейным способом, спаренной работой бульдозеров, образованием нескольких призм. В легких грунтовых условиях применяют дополнительное сменное оборудование бульдозера (открылки, уширители, удлинители).

Возведение насыпей осуществляют двумя способами: попе-речными проходами из резерваи продольными одно-сторонними движениями машины.

При поперечном перемещении грунта из резервов целесо-образно использовать траншейный способ разработки материа-лов и спаренную работу нескольких машин. Первые призмы по-дают в центр насыпи, последующие — ближе к ее краям.

Призмы волочения укладывают вприжим. Подъемы откосов насыпи, по которым подается грунт, не должны превышать 30%. При больших подъемах насыпи работа неэффективна.

Рис. 137. Основные земляные бульдозерные работы.

Смотрите также:

Продольными движениями бульдозера в направлении про-дольной оси насыпи целесообразно подавать грунт под уклон. Высота насыпи в этом случае может быть до 4...5 м.

Разработку выемок производят продольными двусторонними проходамии поперечными ходами. Продольный двусторонний способ обеспечивает большую про-изводительность бульдозеров. Его применяют при небольшой протяженности выемок и в случаях, когда грунт, вынутый из вы-емки, полностью укладывают в прилегающие насыпи. Попе-речный способ разработки выемки применяют, когда излишки грунта укладывают в кавальеры вдоль будущего полотна дороги.

Отрывку каналов, ирригационных сооружений, траншей, кот-лованов производят поперечными ходами бульдозера с посте-пенным смещением машины вдоль сооружений. Грунт укладывают в кавальеры по всей протяженности каналов, создавая с обеих сторон валы земли. Разрабатывают грунт в па-раллельных траншеях глубиной не более габаритной высоты ма-шины. Расстояние между траншеями до 0,4...0,6 м. После отры-вки разрушают межтраншейную перемычку. В этом случае эффективна групповая работа машин спаренными параллельны-ми ходами.

Планировочные работы проводят на ровной поверхности, сре-зая небольшие бугры и засыпая впадины, ямы, овраги. Большие впадины засыпают с соседних косогоров продольными прохода-ми. Последние проходы делают со смещением на V4 ширины отвала, чтобы исключить появление боковых вали-ков. После грубой передней планировки целесо-образно провести отделку поверхности при заднем ходе бульдо-зера и «плавающем» положении отвала. Для большей точности целесообразно применять взаимно перпенди-кулярные проходы бульдозеров.

Пробивку террас и полок на косогорах осуществляют бульдо-зерами с неповоротными и поворотным отвалами. Наиболее эффективен и безопасен способ перемещения грунта с косогора в полунасыпь поперечными проходами машины под уклон. Его применяют при пологих склонах косогоров. При больших углах наклона косогоров используют продольный спо-соб. В этом случае отвал бульдозера, установленный с перекосом, пробивает сначала проход 1, затем 2, 3, 4 и 5. Рабо-та продольными проходами более производительна, однако не-обходимо проявлять особую осторожность, так как возможно поперечное сползание или опрокидывание машины по склону. Поэтому в целях безопасности проведения работ учитывают по-перечную устойчивость бульдозера.

http://stroj-mash.ru/images/1/image128.jpg" alt="" width="464" height="174">

Рис. 140. Схемы рыхления грунтов:

а — продольно-кольцевая, б — спиральная, в—чел-ночная со смещением, г— продольно-поперечная.

Выбор схемы рыхления зависит от прочности и природы раз-рабатываемых пород.

При рыхлении грунтов IV категории и прочных пород целе-сообразно работу машин организовывать по продольно-кольце-вой и спиральной схемам, так как они обеспечивают наиболь-шую производительность машины. Челночную и продольно-по-перечную схемы применяют при рыхлении скальных пород и вечномерзлых грунтов. Последнюю схему используют, когда необходимо получить разрыхленную породу меньших размеров. Ее дополнительно дробят гусеницы трактора.

Площади мерзлых грунтов разрабатывают послойно на мак-симально возможную глубину.

При глубине промерзания пород 50...70 см можно рыхлить массив тремя зубьями. Если глубина разработки пород больше, то одним зубом за два или три прохода с глубиной рыхления 30...40 см за каждый цикл. При работах на мерзлых породах си-ла тяги машины снижается на 35...45% за счет уменьшения коэффициента сцепления ходовой части с грунтом.

Грунты рыхлят на рабочей передаче трактора со скоростью 0,9...2,7 км/ч. По окончании рабочего цикла выглубляют рыхли-тель и проверяют наличие съемного наконечника. При утере на-конечника можно повредить носок стойки и он не будет удержи-вать наконечник. В этом случае стойку заменяют.

Рис. 141. Способы разработки грун-тов и добычи полезных иско-паемых:

а— траншейный с подачей в авто-транспорт погрузчиком, б - под уклон с погрузкой из штабеля в транспорт экскаватором, с— двумя бульдозерами-рыхлителями с отсыпкой и из отвала в автотранспорт погрузчиком;

1 — буль-дозер-рыхлитель; 2— погрузчик, 3— ав-тотранспорт, 4— экскаватор.

Разрыхленные грунты и породы убирают землеройно-транспортными машинами. Наиболее эффективна разработка про-чных, мерзлых пород и полезных ископаемых бульдозером-рых-лителем.

Существует несколько рациональных схем организации ра-боты бульдозера-рыхлителя в сочетании с погрузчиками и экска-ваторами.

При разработке массива траншейным способом бульдозер-рыхлитель 1 послойно рыхлит породу на дне траншеи. Затем бульдозерным оборудованием при поднятом рыхлителе порода перемещается в штабель челночными движениями ма-шины. Из штабеля одноковшовым погрузчиком 2 раздробленный материал погружается в автотранспорт 3 и отвозится к месту складирования или переработки.

Более рациональна схема разрыхления и уборки пород буль-дозером под уклон. Штабель материала образуют у подошвы уклона. Из штабеля экскаватор или погрузчик загру-жает породу в автотранспорт. Производительность агрегата в этом случае выше.

Чтобы согласовать производительность погрузочных средств, иногда применяют два бульдозера-рыхлителя, ко-торые сначала продольно-поперечными ходами рыхлят дно траншеи, а затем один бульдозер подает материал к месту скла-дирования, а другой заталкивает его в штабель, из которого по-грузчик забирает породу и заполняет автотранспорт.

При добыче полезных ископаемых открытым способом применяют комплексный отряд машин, в который входят 3...5 бульдозеров-рыхлителей, экскаватор или погрузчик и не-сколько самосвалов. Чтобы не было простоев, один бульдозер-рыхлитель 3 только рыхлит площадку. Несколько бульдозеров 2 параллельно сдвигают разрыхленную пустую породу 4 в шта-бель, из которого экскаватор 1 загружает ее в автотранспорт 4и транспортируется в отвал. После уборки пустой породы анало-гичным способом разрабатывают полезные ископаемые.

Рис. 142. Добыча полезных ископаемых открытым способом с предваритель-ным рыхлением:

1 — экскаватор или погрузчик, 2 — бульдозеры, 3 - бульдозер-рыхлитель, 4 — пустая порода, 5 — автотранспорт, 6 — полезные ископаемые.

V . Подготовка оснований под насыпи

1. Срезка растительного грунта и нарезка уступов на косогорах

На горизонтальной местности, а также на косогорах крутизной до 1:10 насыпи высотой более 0,5 м на сухом и прочном основании отсыпают непосредственно на естественную поверхность, а в основании насыпей высотой до 0,5 м удаляют растительный покров (дерн).

При крутизне косогора от 1:10 до 1:5 в основании насыпей высотой до 1,0 м и на нулевых местах также удаляют дерн, а в основании насыпей высотой более 1 м дерн не срезают, но перед отсыпкой насыпи из глинистых грунтов рыхлят поверхность основания.

В пределах косогоров крутизной от 1:5 до 1:3 независимо от высоты насыпи устраивают уступы шириной от 2 до 4 м, но не менее 1 м, и высотой до 2 м с поперечным уклоном в низовую сторону 0,01-0,02.

Удаление растительного покрова и нарезку уступов выполняют бульдозерами или автогрейдерами.

На косогоре растительный грунт целесообразно срезать при рабочем движении бульдозера или автогрейдера сверху вниз. При этом грунт укладывают с низовой стороны насыпи в берму или вывозят.

Нарезку уступов можно производить до возведения насыпей сверху вниз (рис. 29, а), начиная от нагорной границы откоса насыпи или в процессе возведения насыпи снизу вверх (рис. 29, б), начиная от подгорной границы откоса насыпи. В первом случае ширина уступов должна быть не менее 3 м (из расчета установки бульдозера), а во втором случае она может быть уменьшена до 1 м. нижний уступ в обоих случаях необходимо делать шириной не менее 4 м с целью размещения выгружаемого из автомобилей-самосвалов грунта и грунтоуплотняющей машины при возведении насыпи.

Уступы нарезают с помощью бульдозера или автогрейдера. Наиболее эффективным является универсальный бульдозер с отвалом, устанавливаемым под углом к его продольной оси.

При нарезке уступов сверху вниз до возведения насыпи грунт перемещают бульдозером в продольном или поперечном направлении. В последнем случае его укладывают в берму.

Нарезку уступов снизу вверх производят по мере возведения насыпи. Сначала нарезают нижний уступ, на месте которого отсыпают затем слои насыпи. После отсыпки слоя грунта до уровня верха уступа нарезают следующий уступ и т. д. Грунт уступа разравнивают по ширине отсыпанного слоя, если он пригоден для укладки в насыпь, или удаляют за пределы насыпи.

Для придания уступам поперечного уклона целесообразно использовать автогрейдер.

2. Устройство траншей и дренажных прорезей на болотах

Грунты слабых оснований при высоте насыпей до 2 м предварительно осушают или вырезают. На болотах предусматривают частичное или полное удаление торфа из основания насыпей с засыпкой образуемых траншей грунтами, пригодными для возведения насыпей.

Траншеи глубиной до 4 м, как правило, разрабатывают экскаваторами-драглайнами типа Э-652 с ковшом ЦНИИСа емкостью 0,8 м3.

На болотах с недостаточной несущей способностью работы по подготовке основания целесообразно выполнять в зимнее время. В летнее время экскаваторы перемещаются по переносным щитам. Целесообразно использовать экскаваторы и бульдозеры с уширенными гусеницами.

Торф, вынутый из траншеи экскаватором, перемещается затем бульдозером и разравнивается слоем толщиной 0,5 м. при невозможности использования бульдозера из-за недостаточной несущей способности поверхности болота торф перекидывают экскаватором или оставляют неразровненным в зиму, разравнивают его бульдозером в весеннее время по мере оттаивания.

Разработку траншеи экскаватором в зависимости от ее ширины производят торцовым (рис. 30, а) или боковым (рис. 30, б) забоем за одну или несколько проходок.

Производительность экскаватора в торцовом забое выше, чем в боковом.

Схему разработки траншеи с торцовым забоем применяют в случаях, не требующих предварительного устройства водоотводных канав.

По схеме разработки с боковым забоем одновременно с разработкой траншеи можно устраивать водоотводную канаву со стороны хода экскаватора.

В обеих схемах экскаватором-драглайном типа Э-652 со стрелой длиной 13м устраивают траншеи шириной до 12м и глубиной 2,5м.

Разработку траншей шириной до 25м (рис.30, в ) осуществляют боковым забоем двумя проходками. Экскаватор, передвигается сбоку от траншеи, разрабатывает ее на половину ширины, а затем на обратном пути разрабатывает вторую половину. При каждом проходе экскаватора возможно устраивать водоотводную канаву.

Траншеи шириной более 25м (рис.30, г ) устраивают тремя проходками экскаватора. Одновременно с разработкой частей траншеи можно устраивать водоотводные канавы.

Траншеи глубиной до 1м на сухих болотах с подстилающими плотными грунтами при ширине основания насыпи более 12м эффективно разрабатывать бульдозерами. При этом целесообразно применять бульдозеры на уширенном гусеничном ходу, а также с отвалами совкового типа.

Выторфовывание грунта бульдозерами выполняют поперечными проходками. Торф перемещают за пределы размещения водоотводных канав и разравнивают слоем толщиной до 0,5м. Водоотводные канавы устраивают вслед за выторфовыванием.

На болотах для обеспечения вертикального дренирования основания насыпей, а также для ускорения консолидации (упрочнения) грунтов основания и повышения их устойчивости иногда устраивают продольные дренажные прорезы.

Для устройства дренажных прорезей используют экскаваторы-драглайны, экскаваторы-обратные лопаты, а также траншейные многоковшовые экскаваторы.

Драглайны применяют в летнее время при глубине болота до 4м. Траншейные многоковшовые экскаваторы используют на болотах глубиной не более 3м как в летнее, так и в зимнее время, причем в летнее время – на уширенном гусеничном ходу, а зимой – со специальным сменным рабочим оборудованием, предназначенным для разработки мерзлых грунтов.

Экскаваторы-обратные лопаты типа Э-652 можно применять для устройства дренажных прорезей в зимнее время на болотах глубиной до 4 м и при толщине промерзания не более 0,3 м.

Вынутый из прорези торф перемещают бульдозером и разравнивают слоем толщиной до 0,5 м.

Вслед за отрывкой прорези засыпают дренирующим грунтом (одновременно с возведением насыпи).

3. Подготовка оснований под насыпи на марях, участках с подземными льдами, курумах и каменных россыпях.

Подготовка оснований под насыпи на марях заключается в обеспечении отвода поверхностной воды, исключении возможности ее скопления у подошвы откоса, засыпки пониженных мест, а также озер термокарстового происхождения, находящихся около насыпи.

Засыпку производят местным глинистым грунтом по мере отсыпки нижнего слоя насыпи. Глинистый грунт, доставленный автомобилями0=самосвалами по отсыпанному слою насыпи, выгружают около пониженного мета и надвигают затем бульдозером.

Верх насыпи оформляют в виде бермы высотой над поверхностью мари 0,2-0,3 м с поперечным уклоном 0,02-0,04 в сторону от насыпи.

В пределах марей выторфовывание, как правило, не предусматривают.

В зоне вечной мерзлоты на участках насыпей выстой до 1 м, а также на нулевых местах, в основании которых залегают переувлажненные глинистые грунты, предусматривают вырезку этих грунтов на глубину не мене половины толщины Дея тельного слоя с приданием дну траншеи продольного уклона не менее 0,005.

Вырезку грунтов в талом состоянии производят бульдозерами. Мерзлые грунты предварительно разрыхляют навесными рыхлителями на бульдозерах мощностью 300 л. с. и более или взрывным способом. Разрыхленный грунт сдвигают бульдозерами в валы, из которых погружают его экскаватором в автомобили-самосвалы и увозят за пределы насыпи.

Работы по рыхлению вечномерзлых грунтов при высокой положительной температуре воздуха целесообразно выполнять с некоторым интервалом (по времени) между рыхлениями отдельных слоев грунта. За время между уборкой разрыхленного слоя грунта и рыхлением следующего слоя прочность мерзлого грунта уменьшается и его разрыхление требует меньших усилий.

При наличии просадочных оснований на участках подземных льдов как подготовительный период, так и в процессе возведения насыпей следует принимать меры к максимальному сохранению естественных условий полосы отвода, чтобы не допускать протаивания льда и связанных с ним просадок насыпей. Для этого необходимо:

не нарушать растительно-моховой покров в основании насыпей и в полосе отвода;

валку деревьев производить в минимально необходимом количестве;

не допускать осушение заболоченной местности и устройства продольных и поперечных прорезей в основании и у подошвы откоса насыпи;

возводить насыпи после промерзания деятельного слоя и до наступления положительных температур отсыпать ее на высоту не менее 1,2 м;

систематически удалять снег со всей площади основания, что способствует увеличению глубины промерзания грунта основания;

выделять участки с подземными льдами в запретную зону и в процессе строительства и эксплуатации не допускать в этой зоне движение транспорта вне дорог, возведение различных сооружений, сенокошения и т. д.

На участках залегания подземного льда непосредственно под деятельным слоем в некоторых случаях предусматривают полное или частичное удаление этого льда из основания насыпей на определенную ширину. При полном удалении льда траншею заполняю дренирующим грунтом, а при частичном удалении льда – глинистым грунтом. В последнем случае толщина насыпного грунта вместе с насыпью над оставшимся льдом должна быть не менее 4 м. откосом траншеи придают уклон 1:0,2.

Процесс удаления грунта деятельного слоя указан выше. Лед разрыхляют взрывным способом, а отдельные прослои и линзы льда – навесными рыхлителями на бульдозерах мощностью 300 л. с. и более. Разрыхленный лед сдвигают бульдозером в валы и погружают экскаватором в автомобили-самосвалы. В зимнее время разрыхление грунта деятельного слоя и льда взрыванием следует производить одновременно.

Засыпку траншеи осуществляют с доставкой грунта автомобилями-самосвалами. В летнее время первый слой грунта необходимо отсыпать без заезда автомобилей-самосвалов на поверхность льда или вечномерзлого грунта траншеи. Для этого выгруженный автомобилями-самосвалами грунт надвигают вперед бульдозером. Автомобили-самосвалы разворачиваются под разгрузку на ранее спланированном грунте около места выгрузки. Отсыпаемый грунт послойно уплотняют грунтоуплотняющими машинами до установленной нормы плотности.