Разработка грунта механическим методом

Производство земляных работ включает следующие строительные процессы: разработка грунта в выемке, перемещение и укладка грунта в насыпь. Если машина только разрабатывает грунт, то она называется землеройной. Если же машина разрабатывает и перемещает грунт, то она называется землеройно-транспортной.

Разработка грунта землеройными машинами (одноковшовые экскаваторы цикличного и непрерывного действия).

Широкое применение получили одноковшовые экскаваторы. Около 50 % землеройных работ выполняются ими.

Процесс разработки грунта экскаватором включает следующие операции: резание грунта, подъем заполненного грунтом ковша, поворот экскаватора к месту выгрузки грунта из ковша, обратный порот экскаватора, опускание и подача ковша для нового набора грунта.

Основные рабочие параметры одноковшовых экскаваторов: наибольшая высота колонн + Н, глубина копания (резания) – Н, наибольший и наименьший радиусы копания на уровне стоянки экскаватора R _maxи R _min, радиус выгрузки R_в, высота выгрузки Н_{в .}

Одноковшовые экскаваторы разрабатывают грунт, перемещаясь с одной стоянки к другой с определенным шагом. Пространство, включающее площадку, на которой стоит экскаватор, часть массива грунта, разрабатываемого с одной стоянки, и площадку, на которой устанавливается транспорт под погрузку (или отвал грунта), носит название забоя.

Одноковшовые экскаваторы в зависимости от разрабатываемого объема грунта, глубины выемки, способа разработки грунта (выше или ниже стоянки экскаватора) применяют следующих типов: с прямой лопатой, с обратной лопатой, драглайн, грейфер.

Экскаватор с прямой лопатой. Он разрабатывает грунт, расположенный выше уровня стоянки экскаватора с погрузкой в транспортные средства. Применяют следующие способы разработки грунта лобовыми и боковыми проходками.

Сущность лобовой проходки состоит в том, что экскаватор вынимает грунт впереди себя и грузит в транспорт, находящийся на уровне стоянки экскаватора.

Используют следующие схемы разработки грунта лобовой проходкой:

– узкая (торцевая), если ширина котлована (В) составляет (1,5–1,9) оптимального радиуса резания (R_o); R_o = 0,9 R _max (рис. 4.2 а);

– уширенная по зигзагу, если ширина котлована равна (2–2,5) R_o (рис. 4.2 б);

– уширенная, с перемещением экскаватора поперек выемки, если ширина котлована (В) равна (2,5–3,5) R_o (рис. 4.2 в).

Рис. 4.2. Разработка грунта лобовой проходкой

При лобовой проходке экскаватор перемещается параллельно продольной оси котлована. Ширина лобовой проходки по верху определяется по формуле:

– при торцевой схеме

; (4.1)

– при схеме по зигзагу

; (4.2)

– при перемещении поперек ширины выемки

. (4.3)

Рис. 4.3. Боковая проходка

Боковой способ разработки выемки. Сущность указанного способа заключается в том, что экскаватор разрабатывает грунт, в основном, с одной стороны перемещения и частично впереди себя (рис. 4.3).

(4.4)

(4.5)

(4.6)

(4.7)

Рис 4.4. Лобовой способ проходки

При этом транспортное средство устанавливается под погрузку сбоку разработки, уменьшая тем самым угол поворота стрелы экскаватора при погрузке грунта; следовательно, повышается производительность работы экскаватора. Поэтому применение боковой проходки в сравнении с лобовой является более эффективным.

Экскаватор с обратной лопатой, применяется при разработке грунтов, находящихся ниже уровня стоянки экскаватора; используется при разработке выемок небольшого объема и глубины. Применяются оба способа проходок: лобовой и боковой (рис. 4.4).