Технология стр. пр.. Головное издательство издательского объединения

• Название: Головное издательство издательского объединения
• Анкор: Технология стр. пр..doc
• Дата: 13.12.2017
• Размер: 18.72 Mb.
• Имя файла: Технология стр. пр..doc
• Тип: Документы; #11230
• страница: 7 из 45

Глава 4 ПЛАНИРОВКА ПЛОЩАДОК

§ 1. Общие сведения

Для преобразования естественного рель­ефа площадок, отведенных под строи­тельство зданий и сооружений или для благоустройства территорий, вы­полняют земляные работы, предусмот­ренные проектом планировки.

Основные работы включают разработ­ку грунта на участках выемки, транс­портирование и укладку его с уплотне­нием в насыпи, окончательную плани­ровку площадки и откосов. Плотные грунты при необходимости рыхлят. Од­новременно выполняют вспомогатель­ные работы: оборудуют забой, передви-' гают на новые позиции осветительные вышки и т. п.

Способы выполнения ведущих процес­сов—выемки и транспортирования f грунта — зависят от объема и сроков выполнения работ, характеристики грун-[;тов, рельефа местности, рабочих отме-|ток площадки, местных и климатических {условий.

Планировку площадки производят

бульдозерами, скреперами, одноковшо­выми экскаваторами и средствами гид­ромеханизации.

§ 2. Планировка площадок бульдозерами

Бульдозеры применяют для разработ­ки грунта и перемещения его на расстоя­ние до 70 м, а в отдельных случаях при мощности трактора 200 кВт и более — до 150 м. При большей дальности буль­дозеры становятся неэффективными, так как в процессе перемещения значитель­ная часть грунта теряется.

Тяжелые и полускальные грунты обыч­но предварительно разрыхляют при­цепными или навесными тракторными рыхлителями, а также откидными зубь­ями, установленными на тыльной сто­роне отвала бульдозера. Плотные грун­ты (тяжелые суглинки, мягкие глины), а также грунты, промерзшие на глуби­ну до 15 см, можно разрабатывать без предварительного рыхления бульдозе­рами с гидравлическим управлением, в которых опускание отвала и заглуб­ление его осуществляются принуди­тельно.

В зависимости от трудности разработ­ки бульдозерами грунты обычно делят на три группы: I — грунт раститель­ного слоя и суглинки; II — песчаные грунты, тяжелые суглинки и мягкие глины; III—тяжелые глины и сыпу­чие (дюнные) пески. Разрыхленные по­лускальные и скальные грунты, в зави­симости от их кусковатости, относят к отдельной группе.

Для уменьшения потерь грунта при разработке сыпучих грунтов отвалы снаб­жают боковыми щитками (открылка­ми). К отвалу можно также крепить дополнительное навесное оборудование (откосник) для планировки- откосов за­ложением от 1 : 1,5 до 1:3 и длиной до 6,5 м.

Сменную эксплуатационную произ­водительность, м³/смену, определяют по формуле

П_э = -™^- Vk_ck_yKJlk_B, (III.38)

Гц

где с — продолжительность смены, ч; V— объем грунта в плотном теле,

перемещаемого отвалом, м⁸:

^vnwk' ^(IIU9)

здесь а — длина отвала, м; Н — высота отвала, м; ф — угол естественного от­коса грунта, град; k_p— коэффициент разрыхления грунта; k_c— коэффициент сохранения грунта во время его тран­спортирования, принимаемый по фор­муле

6_С= 1—0,005/; '(111.40)

I— расстояние перемещения грунта, м; £_Укл — коэффициент влияния уклона на участке; &_в — коэффициент использова­ния машины по времени, учитывающий потери" времени на ее обслуживание и уход за ней, на перемещение с одного участка на другой и т. п.; t_a— дли­тельность цикла, с, состоящая из про­должительности резания, перемещения грунта с разгрузкой его, обратного хода.

Как следует из формулы (II 1.38), для обеспечения высокой производитель­ности бульдозера необходимо увеличи­вать объем__гдунта V,перемещаемого отвалом с""""сохранением его на отвале к концу рабочего хода, и сокращать про­должительность цикла t_n. Это достига­ется выбором рациональной схемы работы машины. При резании и перемещении грунта под уклон 10...15 % стружкой прямо­угольного сечения возможно большей тол­щины производительность возрастает примерно в 1,5...2 разаза счет увеличе­ния объема транспортируемого грунта перед отвалом и скорости движения бульдозера. Поэтому при отсутствии естественного уклона рекомендуется ис­кусственно создавать его первыми тре-мя-четырьмя проходками бульдозера. На горизонтальных участ­ках резание производят клино­видной стружкой, а при разработке плотных грунтов — гребенчатым про­филем (рис. III.7. й). В последнем случае машинист бульдозера сначала заглуб­ляет нож на максимальную глубину, затем (вследствие перегрузки двигате­ля трактора) частично его приподнима­ет и снова заглубляет, повторяя этот прием несколько раз, но с меньшим.на­чальным заглублением до полного на-

копления грунта впереди отвала. Буль­дозеры, оборудованные автоматической системой управления отвалом «Авто­план», обеспечивают оптимальный режим резания и хорошее качество планировоч­ных работ.

С целью уменьшения потерь грунта в пути применяют траншейный способ производства дабот.- Буль­дозер, многократно проходя по одному и тому же следу, вырабатывает тран­шею глубиной до 0,5 м, стенки которой препятствуют рассыпанию грунта (рис. III.7, б). Оставшиеся между тран­шеями перемычки нетронутого грунта шириной 0,4...0,6 м затем срезают и выемку углубляют тем же способом. Применяют также спаренную (рис. III. 7, в), или групповую, работу бульдо­зеров, когда два или три бульдозера ря­дом, с одинаковой скоростью, на рас­стоянии до 0,5 м друг от друга, пере­мещают один общий вал грунта.

Резание и перемещение грунта floJjQ-M— целесообразно выполнять по челночной (маятниковой; схеме: —отсыпав грунтТ бульдозер возвращается задним ходом. Это позволяет экономить время на по­вороты и уменьшает износ ходовой час­ти трактора. Однако перемещать грунт по этой схеме на большие расстояния нерационально из-за увеличения потерь времени на холостой ход вследствие малой задней скорости трактора. В та­ких случаях лучше разрабатывать грунт по эллиптической схеме с двумя поворо­тами или сТсТр&йставм-через каждые 20...25 м промежуточных валов. По мере накопления грунта каждый вал перемещают дальше — непосредствен­но в насыпь или в следующий промежу-- точный вал.

Грунт, уложенный бульдозером, раз­равнивают и окончательно планируют приподнятым отвалом (его пятой или тыльной стороной) при движении назад.

§ 3. Планировка площадок скреперами

Скрепер является высокопроизводи­тельной машиной цикличного действия, выполняющей комплекс земляных ра­бот — разработку, транспортирование*и укладку грунта слоем заданной тол-

Рис. III.7. Планировка площадок бульдозерами:

а — схемы резания грунта; б — траншейный способ разработки грунта; в — групповая работа бульдозеров;

₍1 —• резание тонкой стружкой одинаковой толщины; 2 — то же, клиновидным профилем*. 3 — то же, гребенча-

I тым; 4 — грунт, перемещенный одиночным бульдозером; 5 — дополнительный объем грунта, перемещаемого

двумя бульдозерами, двигающимися рядом; 1...VII— последовательность разработки траншей



щины с частичным уплотнением его. По сравнению с другими землеройно-транспортными машинами скреперы бо­лее удобны в эксплуатации, легки в уп­равлении, надежнее в работе.

Прицепные скреперы (с гусеничными тракторами) с ковшом вместимостью до 5 м³ применяют при транспортировании грунта на расстояние до 300 м; с ков­шом вместимостью 6... 10 м³ —до 750 м и с ковшом вместимостью 15 м³ — до 1000 м. Полу прицепные скреперы с ко­лесными тягачами и самоходные скрепе­ры целесообразно использовать при пе­ремещении грунта на 0,5...5 км. Эти скреперы, в отличие от прицепных, име­ют высокую скорость передвижения и мобильность.

Чтобы быстрее и более полно («с шап­кой») заполнить ковш прицепного или самоходного скрепера, ввиду недоста­точного сцепного веса, применяют трак­тор-толкач (гусеничный или колесный трактор мощностью до 330 кВт), обо­рудованный спереди толкающим уст­ройством. Число скреперов, обслужи­ваемых одним трактором-толкачом, за­висит от их типа, скорости движения и расстояния перемещения грунта.

По трудности разработки скреперами грунты делят на две группы: I — расти­тельный слой грунта и легкие суглин­ки всех видов, II — глины, тяжелые суглинки и песчаные грунты. Разрых­ленные полускальные и скальные грун­ты в зависимости от их кусковатости относятся к отдельной группе.

Резание грунта и наполнение ков­ша — наиболее сложные операции в цикле работы скрепера. Как и при ра­боте бульдозеров, скреперами грунт можно резать стружкой прямоуголь­ного сечения, клиновидным и гребенча­тым профилем (см. рис. III.7, а).

Резание стружкой прямоугольного се­чения толщиной 10...25 см производят в песчаных грунтах и при снятии расти­тельного слоя, а также при наполнении ковша под уклон.

Резание стружкой клиновидного про­филя при максимальном заглублении ножа (до 30 см) сокращает путь реза­ния и является наиболее производитель­ным, но осуществить подобный режим работы скрепера довольно трудно. По­этому чаще всего грунт режут струж-

кой гребенчатого профиля. Для этого машинист скрепера, ориентируясь на обороты двигателя, маневрирует ков­шом в зависимости от хода его наполне­ния. Вначале ковш врезается в грунт на максимально возможную глубину (30...40 см), но как только двигатель начинает сбавлять число оборотов (это заметно по шкале тахометра) вследст­вие увеличения веса скрепера и соп­ротивления наполненного ковша, ма­шинист выглубляет ковш примерно на 70 %. После восстановления нормаль­ной работы двигателя ковш снова вре­зается в грунт. Так в процессе резания эти операции повторяются несколько раз до полной загрузки ковша грунтом.

Последовательность скреперных про­ходов может быть весьма разнообраз­на, но на практике обычно применяют схемы: полоса рядом с полосой, через полосу, ребристо-шахматным порядком (рис. Ш.8, а).

Разработка грунта по схеме полоса рядом с полосой прицепными или полуприцепными

скреперами с обычными прямо­угольными ножами не эффективна из-за потерь грунта в виде боковых валиков. Разработка проходками через полосу и по ребристо-шахматной схеме умень­шает рассыпание грунта при резании и улучшает условия наполнения ков­ша. При ребристо-шахматной разра­ботке стружка со второго ряда прохо­док к концу наполнения ковша умень­шается по ширине, что снижает сопро­тивление резанию и наполнению ковша, способствует энергичному поступ­лению грунта в ковш и его наполнению «с шапкой».

Резание грунта самоходными скреперами производят по схе­мам полоса рядом с полосой и через по­лосу (рис. II 1.9, а). Ступенчатая фор­ма ножа позволяет вырезать стружку с утолщенной средней частью, образую­щей небольшую траншею, которая не дает грунту рассыпаться по сторонам.

Наполнение ковша при чрезмерно тол­стой стружке или значительном заглуб­лении ковша приводит к буксованию колес или гусениц тягача и трактора-толкача и к остановке двигателя, по­этому важно поддерживать оптималь­ную глубину резания, при которой



Рис. 111.8. Планировка площадок скреперами:

I — схемы разработки грунта (цифрами показана последовательность разработки полос); б — схема работы {скреперов по спирали на участке с чередующимися насыпями и выемками; в — то же. по эллипсу при планирво-Ike площадки; г — схема загрузки скреперов «по цепочке»; / — разработка грунта по схеме полоса рядом с по-Ьпсой; 2 — то же, через полосу; 3,4 — схемы взаимодействия трактора-толкача со скрепером; 5 — то же, ребрис-Ею-шахматными проходками; 6 — форма стружки; 7, 7' — набор грунта; 8, 8' — разгрузка; /, //, /// — учас­тки набора грунта скреперами №№ 1, 2, 3; IV, V, VI— порожний ход скреперов №№ 1, 2, 3
колеса скрепера не буксуют. Работа на таком выгодном режиме возможна, если на скрепере установить автоматический прибор типа «Стабилоплан», который, кроме этого, позволяет более рациональ­но использовать мощность двигателя и облегчить труд машиниста.

При наборе грунта с помощью тракто­ра-толкача холостой ход его должен быть как можно меньше (рис. Ш.8, а, 3, 4). Если фронт работ достаточно велик, ускорение перехода трактора-толкача от одного скрепера к другому дости­гается при загрузке «по цепочке» {рис. Ш.8, г).

Самоходные скреперы, в том числе и скреперы с мотор-колесами, набира­ют грунт только с помощью трактора-толкача. Пневмоколесный трактор-тол­кач (рис. III.9, в) с буфером-амортиза­тором может начинать процесс толка­ния с ходу при скорости 10... 12 км/ч.

В скреперных поездах из двух-трех скреперов (рис. III.9, б) лучше, чем в одиночных скреперах, используется сцеп­ной вес ввиду большего числа веду­щих колес; благодаря этому они могут

разрабатывать грунт без помощи толкача.

Для повышения производительности скрепера используют уклон местности естественный или создаваемый. При дви­жении скрепера под уклон 5... 12 % грунт можно резать более толстым сло­ем и заполнять ковш на более коротком пути; при этом время наполнения ков­ша сокращается в 1,3—1,5 раза по сравнению с резанием горизонтальными слоями. Песчаные грунты для увеличе­ния заполнения ковша рекомендуется разрабатывать на подъеме до 5 %.

При планировке площадок скреперы движутся по кривым, напоминающим эллиш^-»л¥""спираль (рис. Ш.8, в).

Грунт в насыпь разгружают горизон­тальными слоями толщиной 100...350 мм в зависимости от свойств грунта и средств его уплотнения. Разгрузку целесооб­разно начинать с ближних мест для того, чтобы при отсыпке более отдален­ных мест проходками скрепера частич­но уплотнять ранее отсыпанный грунт.

Сменную эксплуатационную произво­дительность скрепера, м³/смену, опре-

58



Рис. Ш.9. Планировка площадок самоходными скреперами:

о — схема резания грунта; б — схема загрузки, скреперного поезда без толкача; в — схема загрузки скрепера трактором-толкачом; I...X— последовательность разработки; 1 — резание по схеме полоса рядом с поло­сой; 2 — то же, через полосу; 3 — загрузка переднего скрепера, задний действует как толкач; 4 — загрузка заднего скрепера, передний выполняет роль тягача; 5 — путь возврата толкача в исходную позицию; в — участ­ки пути скрепера и толкача перед началом загрузки
деляют по формуле

Гц

где с — продолжительность смены, ч; q—вместимость ковша, м⁸; ^ = kjk_p— коэффициент наполнения ковша плотным грунтом (k_H— коэффициент на­полнения ковша рыхлым грунтом; k_p— коэффициент разрыхления грунта в ков­ше); kh— коэффициент влияния глу­бины выемки и высоты насыпи на произ­водительность самоходного скрепера(для прицепных скреперов kh = 1); k_B— ко­эффициент использования скрепера по времени; /_ц — длительность цикла при разработке первых горизонтов и отсып­ке первых слоев, с:

'ц = К + t, + t_p+ t_n + t_noB; (111.42)

здесь U, t_r, t_p, t_n, t_noB— продолжитель­ность загрузки ковша, движения груже­ного скрепера, разгрузки скрепера, дви­жения порожнего скрепера и время на повороты, с.

Окончательную планировку произво­дят при помощи тех же скреперов, ко­торыми выполняли основные земляные работы. Опущенный ковш ножом среза­ет мелкие неровности и засыпает сре­занным грунтом небольшие углубления, тем самым выравнивая поверхность грунта.

§ 4. Планировка площадок экскаваторами

Экскаваторы, оборудованные прямой ,| лопатой, в комплекте с транспортными средствами применяют при планировке площадок, когда рабочие отметки поз­воляют наполнить ковш за один прием копания, а грунт надо перевозить на значительное расстояние.

По трудности разработки одноковшо­выми экскаваторами грунты делят на шесть групп: I — грунт растительного | слоя, лесс и песок всех видов; II — су-]| глинок с примесью гравия и мягкой глины; III — тяжелая ломовая глина; IV — твердая глина; V — предваритель­но разрыхленные мерзлые грунты; VI — то же, скальные грунты.

На планировочных работах чаще всего используют экскаватор с ковшом

вместимостью 0,5... 1 м³. Для разработ­ки плотных и разрыхленных скальных грунтов применяют ковш с зубьями, позволяющими попутно рыхлить грунт; для легких и мягких грунтов эффектив­ны сменные ковши несколько большей вместимости со сплошной режущей кром­кой. Грунты IV—V групп разрабаты­вают гидравлическими экскаваторами, удельное усилие копания Kfкоторых в 1,5...2 раза выше по сравнению со зна­чением Kfэкскаваторов с механическим приводом.

Экскаватор с ковшом требуемой вмес­тимости подбирают в зависимости от объемов работ, характеристики грунта и рабочих отметок забоя.

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.

Наименьшая высота забоя, обеспе­чивающая наполнение ковша экска­ватора грунтом «с шапкой» при разра­ботке прямой лопатой, должна быть не менее трехкратной высоты ковша, а наибольшая — не больше максимальной высоты копания экскаватора.

Разработку грунта производят про­ходками.

Планировать площадки экскавато­ром с прямой лопатой лучше всего боковыми проходками с подачей транс­порта на уровне подошвы забоя парал­лельно оси перемещения экскаватора, но навстречу ему (рис. ШЛО, а).

Параметры забоя и проходок устанав­ливаются ППР в соответствии с техни­ческой характеристикой экскаватора (ра­диусы резания, выгрузки, высота вы­грузки, длина рабочей передвижки и др.) и зависят от геометрических раз­меров планируемой площадки, вида транспортных средств, расположения транспортных путей, группы грунта.

Наименьшая длительность цикла до­стигается при угле поворота экскава­тора 70...90°.

Экскаватор располагают в забое так, чтобы ось его перемещения находилась от бровки внутреннего откоса на рас­стоянии

B^yW^H, (111:43)



Рис. III.10. Планировка площадок экскаваторами:

а — схема забоя при разработке грунта боковой проходкой; б — совместная работа экскаватора с бульдозером при небольшой толщине срезаемого слоя; R_B— радиус выгрузки; В — расстояние между проходками экска­ватора; R— наибольший радиус резания; #_ст — то же, на уровне стоянки; I— шаг передвижки; 1 — стоян­ка экскаватора; 2 — центр тяжести забоя; 3 —■ ось предыдущей проходки экскаватора; 4 — вешка; 5 — на­правление перемещения грунта бульдозером

где R— наибольший радиус копания, м; 1_П— длина рабочей передвижки, м.

При работе гидравлических экскава^ торов величина 5_г может быть принята равной радиусу копания на уровне сто­янки R_n, который значительно боль­ше по сравнению с канатными экскава­торами.

Расстояние от оси до подошвы внеш­него откоса не должно превышать

В₂= 0,7Я_ст. (111.44)

При относительно малой высоте за­боя целесообразно в комплекте с экс­каватором использовать бульдозер (рис. ШЛО, б). Последний разрабатыва­ет и перемещает грунт к рабочему месту экскаватора, окучивает его, создавая достаточную высоту забоя для эффектив­ного использования экскаватора.

Эксплуатационную сменную произ­водительность экскаватора, м³/смену, оп­ределяют по формуле

П₉ = -^£&А, (ш.45)

'ц.р 60

где —— техническое количество цик-

'ц.р

лов в 1 мин; с — продолжительность смены, ч; /_ц._р — длительность рабо-

чего цикла, с; Е — вместимость ковша, м³; k_x— коэффициент наполнения ков­ша грунтом в плотном теле; k_B— коэф­фициент использования экскаватора по времени в течение смены, учитывающий вспомогательные операции по обеспе­чению нормальной работы экскавато­ра, заправку горючесмазочными мате­риалами, уход за машиной в процессе работы (мелкий крепежный ремонт, смаз­ка), вывод экскаватора за пределы опас­ной зоны на время взрыва при разработ­ке мерзлых и скальных грунтов и т. п.

Экскаватор с ковшом вместимостью до 0,65 м³ обслуживает один машинист, с ковшом большей вместимости — ма­шинист и его помощник.

Грунт от экскаватора чаще всего транс­портируют самосвалами (ввиду хо­рошей их маневренности), реже — трак­торными прицепами, ленточными кон­вейерами, железнодорожными составами и гидравлическим способом.

Количество транспортных единиц (са­мосвалов, самосвалов с прицепами, со­ставов) при условии непрерывной ра­боты экскаватора определяют по форму­ле

N = t_u/t_n,(III.46)



Рис. ill. 11. Разработка грунта гидромониторными установками:

а — встречным забоем снизу вверх с транспортированием пульпы землесосной установкой; б — попутным за­боем сверху вниз; в — встречным забоем снизу вверх с дополнительным размывом через скважину; г, д — гидро­мониторы ближнего боя на тракторном ходу; / — насосная станция; 2 — магистральный водовод; 3 — земле­сосная установка; 4 — колодец (зумпф); 5 — гидромониторы; 6 — забой; 7 — канавы для отвода пульпы
где ^_ц — длительность цикла работы • транспортной единицы, мин:

I t_n=t_u+-^L + tp.,; (Ш.47)

I t_n— длительность погрузки транспорт-1 ной единицы, мин; / — дальность возки I грунта, км; v_cp—средняя расчетная 1 скорость движения с грузом и порожня-I ком, км/ч; /р._м — длительность раз-ртрузки с маневрированием, мин. 1 Для эффективного использования экс-Цкаватора и транспортных средств це-Ьлесообразно принимать вместимость ■Транспортной единицы равной 4... 10 ■йбъемам ковша экскаватора. В Откосы площадки можно планировать Гидравлическим экскаватором с те-■Ьеекопическим рабочим оборудованием №- специальным экскаватором-планиров-Вциком. Экскаватор-планировщик, пе-■«мещаясь вдоль бровки откоса на рас-Итоянии 2...2,5 м от нее, движением ков-Нва (последний, прикрепленный к телескопической стреле, держится на весу) от низа откоса к бровке срезает лишний грунт, который погружается в транспорт­ные средства.

§ 5. Производство работ гидромеханическим способом

Гидромеханическим называют такой способ производства земляных работ, при котором грунт разрабатывают, тран­спортируют и укладывают в тело соору­жения или в отвал с помощью воды.

При гидромеханической разработке грунтов достигаются высокий уровень производительности труда, непрерыв­ность подачи грунта, в том числе и в труд­нодоступные участки, возможность раз­работки обводненных и подземных выемок без осушительных и водопонижа-ющих работ. Применение этого спосо­ба требует прокладки трубопроводов и электросетей, устройства обвалований, эстакад, строительства подстанций и

других сооружений. Поэтому гидроме­ханический способ разработки грунтов экономически оправдан при наличии значительных объемов земляных работ, легкоразмываемых грунтов, достаточных ресурсов воды и электроэнергии.

При планировке размывают грунт на участках выемок и укладывают его в насыпь. Но чаще всего гидромеханиче­ским способом намывают большие пло­щадки (территории) грунтом из карье­ров, расположенных на суше или на дне реки (водоема). При разработке грунта на суше применяют гидромони­торные установки (рис. II 1.11), а при подводной разработке — земснаряды (рис. III.12).

Гидромониторная установка состоит из гидромониторов, присоединенных к магистральному трубопроводу, по ко­торому из насосной станции подают во­ду. Гидромонитор представляет собой стальной ствол, колена которого позво­ляют поворачивать его в вертикальной и горизонтальной плоскостях под боль­шим углом в направлении нужной точки забоя. На конец ствола каждого гид-

ромонитора навинчивается насадок, фор­мирующий выбрасываемую с большой кинетической энергией струю, которая превращает грунт в гидросмесь — пуль­пу, направляемую самотеком по лот­кам или канавам в насыпь. При распо­ложении насыпи выше уровня забоя, а также для увеличения дальности по­дачи пульпы ее перекачивают по пуль­попроводу землесосной установкой (рис. III. 11, а).

Удельный расход воды на 1 м³ грунта в зависимости от высоты забоя для мел­козернистых песков — 3...6 м³, крупно­зернистых песков — 7...9 м³, суглин­ков и глин — 7... 14 м³. При разработке песчано-гравелисто-галечных смесей тре­буется до 22 м³ воды.

Расход воды и скорость струи регули­руют сменными насадками диаметром от 50 до 200 мм, у выхода из которых рабочее давление для разных типов гидромониторов составляет от 0,2 до 15 МПа.

Производительность по воде, т. е. количество воды, выбрасываемое гид­ромонитором для размыва грунта в за-



Рис. 111.12. Разработка грунта плавучим земснарядом с намывом площадки:

а — схема работы земснаряда; б — схема намыва площадки; / — всасывающее устройство; 2 — баржа с на­сосной установкой; 3 — папильонажные сваи; 4 — плавучий пульповод; 5 — береговой пульповод на эста­каде; 6. — обвалование; 7 — намываемая площадка; 8 — водоотводные коллекторы; 9 — водоотводные колод­цы; 10, IV— магистральные пульповоды; 12, 13 — распределительные пульповоды, наращиваемые в процес­се намыва; 14, 15 — первый и второй ярусы намыва
бое, м³/с, определяют по формуле

Q_B = Fv = FiiV2gW, (111.48)

|. где F— площадь поперечного сечения насадка у выхода, м²; v— скорость истечения воды из насадка, м/с; \л = = 0,9...0,93 —коэффициент расхода; g— ускорение свободного падения, м/с²; Н — напор у насадка, Па.

Производительность гидромонитора по -грунту, м³/ч,

Q_rp = 3600<2_вЛ7_УД, (111.49)

; где <7_УД — удельный расход воды, м³, > требуемый для размыва и транспорти-s. рования 1 м³ грунта. ; Различают две схемы раз­мыва грунта гидромониторами: встречным забоем — снизу вверх (рис. 111.11, а) и попутным забоем — сверху вниз (рис. II 1.11, б).

При встречном забое гидромонитор устанавливают на подошве забоя и ведут размыв в направлении, обратном стоку пульпы. Процессы разработки песков и глин существенно различаются. Не­связный грунт смывают струей со всей ширины откоса, крутизна которого равна углу естественного откоса. В связных грунтах рабочий откос забоя близок к вертикали. В этом случае забой сначала подрезают снизу до его обрушения, затем смывают обрушенный грунт.

Подрезка забоя — наиболее трудо­емкая операция; на 1 м³ породы расхо­дуется до 50 м³ воды. Высокая произ­водительность гидромонитора обеспе­чивается за счет периодических обвалов грунта.

Производительность гидромониторов увеличивается также при нагнетании |.воды в скважины по трубам под давле­нием до 0,7 МПа (рис. III. 11, в). Насы­щенный водою грунт легче размыва-|;ется гидромонитором. Этот метод осо-|бенно эффективен при разработке порис-]тых лессовых грунтов. При этом высота |забоя может быть увеличена до 20 м. |Тяжелые грунты рекомендуется пред­варительно рыхлить бульдозерами. Исходя из требований техники безо-исности, минимальное приближение ги­дромонитора до уступа забоя, м, опре-1яют зависимостью

L_min><ph,(111.50)

где ф — коэффициент приближения ги­дромонитора к забою: для гидромони­тора с ручным управлением ф =0,8... 1,2; с дистанционным ф =0,5; для самоходного с дистанционным управле­нием ф = 0,3.

Наибольшую разрушающую силу струя имеет на расстоянии 3...4 м от на­садка. Поэтому рационально применять гидромониторы ближнего боя при вы­соте забоя не менее 3 м.

С увеличением расстояния размыва­ющая способность струи уменьшается. Из условия компактности струи, обла­дающей еще достаточной разрушающей силой, определяют максимальное рас­стояние гидромонитора от забоя, м,

L_max = (0,2 ... 0,4)//, (111.51)

где верхний предел коэффициента (0,4) принимают для напора Н и насадка до 0,8 МПа и нижний (0,2) — для напора свыше 0,8 МПа.

После выработки элемента забоя глу­биной

^п ⁼ ^тпах — Z-min (III.52)

гидромонитор передвигают на новую позицию.

Недостаток разработки грунта встреч­ным забоем заключается в образова­нии недомывов, для зачистки которых дополнительно требуется бульдозер.

При попутном забое гидромонитор устанавливают на верхней бровке за­боя. Направление струи гидромонито­ров совпадает с направлением движения пульпы. Струей воды сначала размыва­ют осевую канаву для отвода пульпы, затем — забой в непосредственной бли­зости от гидромонитора и откоса кана­вы. Ширина разрабатываемого элемента забоя 10...15 м.

Достоинством разработки грунта по­путным забоем является то, что гидро­мониторы находятся в сухом месте; струя гидромонитора используется для улучшения отвода пульпы к приемным устройствам. Недостаток этого спосо­ба — значительное снижение произво­дительности ввиду затруднительной под­резки грунта и обрушения забоя. Поэтому большее распространение полу­чил первый способ работы — встреч­ным забоем, который особенно эффек­тивен при разработке плотных и связ-

ных грунтов. Попутным забоем обычно разрабатывают рыхлые суглинистые и песчаные грунты.

В последних моделях гидромониторов применяется дистанционное управле­ние; в сочетании с гусеничным ходом (рис. II 1.11, г, д) это позволяет произ­водить работы в непосредственной бли­зости от забоя, чем достигается интен­сивное разрушение грунта. - Транспортировать пуль-п у можно самдтеком, когда ве­личина уклонов стоков, зависящая от вида грунта и крупности его частиц, обеспечивает движение ее с частицами грунта во взвешенном состоянии.

При транспортировании под напо­ром пульпу, собираемую в колодце (зумпфе), перекачивают грунтовым на­сосом (землесосом) или гидроэлеватором в насыпь. Грунтовой насос представля­ет собой центробежный насос для пере­качки воды с твердыми частицами. Гид­роэлеватор — это водоструйный насос, в корпусе которого в результате боль­шой скорости движения воды создает­ся разрежение. Под его влиянием гид­росмесь всасывается в насос, смешивает­ся со струей воды и подается по напор­ному трубопроводу к месту укладки грунта.

Скорость движения пульпы в пульпо­проводе во избежание заиливания труб должна быть выше критической (крити­ческая скорость потока соответствует на­чалу осаждения твердых частиц на дно).

Земснарядами площадки намывают в результате подачи пульпы со дна во­доемов по напорным трубопроводам в насыпи.

Земснаряд (рис. III.12, а) представ­ляет собой баржу, оборудованную грун-тозаборным устройством для свобод­ного всасывания или всасывания с по­путным рыхлением (фрезами, гидрорых­лителями и пр.), грунтовым насосом, плавучим пульпопроводом на понто­нах, соединенным с береговым пульпо­проводом, папильонажными сваями и лебедками с якорями для фиксации ра­бочего положения.

Разработку грунта на­чинают с погружения до заданной от­метки всасывающего устройства. В про­цессе его заглубления земснаряд пери­одически отводят назад и в сторону для

расширения воронки. Для дальнейшей разработки выемки земснаряд папильо-нируют, т. е. перемещают его в забое свайно-канатным способом с помощью трбсов по дуге окружности, канатным способом — манипуляцией лебедками с периодической перекладкой якорей или свайно-бесканатным способом — пово­ротом грунтозаборного устройства во­круг вертикальной оси с подачей зем­снаряда вперед отталкиванием от на­порной сваи.

На планировочных работах обычно применяют земснаряды производитель­ностью до 150 м³/ч, подающие пульпу на расстояние до 3,5 км.

Для разработки 1 м³ песчаных грун­тов расходуется 7... 11 м³ воды, песча-но-гравийных и суглинистых — от 14 до 22 м³.

Укладка грунта в на­сыпь основана на выпадении взвешен­ных его частиц из пульпы при сниже­нии скорости потока до 0,3...0,03 см/с после выпуска пульпы в отстойные бас­сейны, устраиваемые на месте будущей насыпи (рис. III. 12, б).

Насыпи, на которых предполагается строить какие-либо сооружения, намы­вают слоями толщиной 0,5...2,5 м пес­чаными или песчано-гравелистыми грун­тами. Перед началом намыва по контуру будущей насыпи бульдозером устраи­вают обвалование из местного грунта, причем если намываемого слоя менее 2 м, заблаговременно до намыва возво­дят фундаменты; по намываемой по­верхности прокладывают водопровод­ные и канализационные сети.

Если рельеф территории неровный, намыв начинают с самых низких отме­ток, где насыпь будет иметь максималь­ную высоту. При высоте насыпи бо­лее 5,5 м намыв ведут в два яруса (рис. III.12, б).

Непрерывное ведение работ обеспе­чивается намывом грунта участками-картами. Во время перекладки труб и устройства второго яруса обвалования на одной карте намывают грунт на смежной и т. д. Для удаления осветлен­ной воды из карт устраивают водоотвод­ные колодцы, по трубам которых вода стекает за пределы насыпи.

В пересеченных местностях, когда ис­пользование мобильных транспортных

средств осложняется трудностями уст­ройства дорог, целесообразно приме­нять комбинированный способ разработ­ки грунта, предусматривающий гид­равлическое транспортирование грун­та, разрабатываемого экскаватором. Грунт погружают в передвижной бункер конвейера, с которого он поступает в приемный бункер передвижного зем­лесоса. Здесь грунт размывается и уда­ляется самотёком по лоткам или пе­рекачивается по напорному пульповоду в насыпь.

§ 6. Уплотнение грунта

Уплотнение грунта выполняют при планировке площадок, возведении насы­пей, обратной засыпке траншей и пазух фундаментов, устройстве оснований под полы и т. п.

Грунты уплотняют слоями одинако­вой толщины. Для этого отсыпанный грунт разравнивают бульдозерами или грейдерами. Толщина разравниваемых слоев зависит от условий производства работ, вида грунта и должна соответ­ствовать возможностям применяемых уп­лотняющих машин.

Требуемая степень уплотнения грун­та достигается с наименьшими затра­тами при оптимальной влажности грун­та, поэтому сухие грунты нужно пред­варительно увлажнять (поливочными машинами и реже вручную резиновыми шлангами, присоединенными к водо­проводу), а переувлажненные — осу­шать.

Укладку грунта и его уплотнение про­изводят на захватках (картах), раз­меры которых должны обеспечивать достаточный фронт работ, но не допус­кать высыхания подготовленного к уп­лотнению грунта. Например, при ус­тройстве насыпей из грунтов, достав­ляемых автосамосвалами, площадку раз­бивают на три карты: на первой грунт разгружают, на второй — разравнива­ют, на третьей — уплотняют.

Уплотняют грунт укаткой, трамбова­нием и вибрированием. кулачковыми катками (рис. III. 13, а), которые передают на грунт дав­ление, значительно превосходящее пре-•дел его прочности. Такими машинами

массой до 5 т уплотняют слой грунта толщиной 10...20 см при восьми—-во­семнадцати проходках катка по одному следу, а тяжелыми (25...30 т) —слой толщиной 50...65 см при четырех —де­сяти проходках по одному следу.

Катками на пневмоколесном ходу (при­цепными и самоходными) в результате длительного действия нагрузки от сжа­тия шин уплотняют песчаные и гли­нистые грунты (рис. III. 13, б). Катками средней массы (до Ют) уплотняют слои толщиной 10...25 см при двух —десяти проходках катка по одному следу, кат­ками большой массы (до 45 т) — слои толщиной 25...50 см при том же коли­честве проходок по одному следу.

Кулачковыми катками и катками на пневмоколесном ходу уплотнение про­изводят путем последовательных зам­кнутых проходок катка по всей пло­щади насыпи с перекрытием каждой проходкой предыдущей на 0,15...0,25 м (рис. II 1.13, а). Закончив укатку всей площади, процесс повторяют столько раз, сколько по проекту требуется про­ходок катка по одному следу для дости­жения необходимой плотности.

Катками с гладкими металлически­ми вальцами уплотняют связные грун­ты слоем до 15 см и песчано-гравелис-тые смеси при толщине отсыпаемого слоя от 5 до 15 см. Применение таких катков целесообразно, когда верхний слой насыпи является основанием фун­даментов или подъездных путей, а также при засыпке верхней части пазух в стес­ненных условиях (рис. III.13, в). Ниж­ние слои пазухи толщиной 15...20 см вокруг фундамента уплотняют пневмати­ческими или электрическими трамбовка­ми (рис. III.13, в).

Трамбовочными плитами массой 2... ...7 т, подвешенными к кранам или экс­каваторам, уплотняют песчаные и гли­нистые грунты при толщине отсыпае­мого слоя'0,4...1 м и количестве уда­ров от 1 до 5 (рис. II 1.13, г). Недостат­ком этого способа является повышенная изнашиваемость крана или экскава­тора.

Вибрационными катками уплотняют песчаные грунты слоями толщиной 0,4... ...0,5 м при возмущающей силе от 50 до 100 кН и до 1,5 м при возмущающей силе 180...280 кН. Для достижения

необходимой плотности число прохо­док по одному следу принимают от 2 до 6. Уплотнение осуществляют по кру­говой схеме или челночным способом.

Предварительно насыщенные водой пе­ски уплотняют глубинными вибратора­ми, смонтированными в виде пакета из нескольких штук на подвешенной к кра­ну раме.

Увеличить глубину проработки слоя грунта можно комбинированным уплот­нением, например, сначала кулачковы­ми катками, затем катками на пневмоко-лесном ходу.

В каждом конкретном случае способ уплотнения грунта и тип грунтоуплотня-ющей машины выбирают на основании технико-экономического сравнения ва-

риантов с учетом свойств уплотняемого грунта, требуемой плотности при опре­деленном количестве проходок или уда­ров грунтоуплотняющих машин, объ­ема, сроков и условий производства работ.