Приклад підрахунку об’ємів ґрунту в укосах насипу й виїмки 6 страница

де С — тривалість зміни, год; t_ц — тривалість циклу, с; Е — місткість ковша, м³; К₁ — коефіцієнт наповнення ковша ґрунтом у щільному тілі;
К_ч — коефіцієнт використання екскаватора протягом зміни, який враховує допоміжні операції із забезпечення нормальної роботи екскаватора (заправлення паливно-мастильними матеріалами, догляд за машиною під час роботи), відведення екскаватора за межі безпечної зони під час вибуху при розробці скельних ґрунтів тощо.

Екскаватор з ковшем місткістю до 1,0 м³ обслуговує один машиніст, місткістю понад 1,0 м³ — машиніст та його помічник. Ґрунт від екскаватора найчастіше перевозять автосамоскидами, тракторними причепами, стрічковими конвеєрами, залізницею, гідравлічними засобами.

Кількість транспортних одиниць за умовами безперебійної роботи екскаватора визначається за формулами (10.27):

(10.27)

де t_ц — тривалість циклу роботи транспортної одиниці; l — відстань перевезення ґрунту, км; V_ср — середня розрахункова швидкість руху
завантаженого та порожнього, км/год; t_р.м — тривалість розвантаження з маневруванням, хв.

10.7. Виконання робіт скреперами

Скреперами ведуть розробку, транспортування і пошарове відсипання ґрунту на місці укладання (рис. 10.31). При достатній вологості ґрунтів і рівномірному русі скреперів за всією площею, що насипається, можна отримати і достатньо хороше ущільнення ґрунту в насипах (табл. 10.6).

У будівництві скрепери застосовують: для розробки ґрунту у виїмках (канали, котловани, кар’єри, резерви і т. д.); для влаштування насипних земляних споруд (земляні дамби, ділянки каналів у греблях або цілком у насипах, греблі обвалувань); для розкривних робіт і робіт, пов’язаних з підготовкою основ споруд (зняття рослинного ґрунту, розкривні роботи в кар’єрах, видалення непридатних ґрунтів з площ основ дамб); для планувальних робіт на зрошуваних ділянках та будівельних майданчиках.

Таблиця 10.6

Основні параметри скреперів, необхідні для проектування
та виконання робіт

* Разом з одноосним тягачем.

Наша промисловість випускає скрепери з ковшами різної місткості — від 3 до 15 м³, працюють ще потужніші машини з ковшами 25–40 м³ і більше (табл. 10.6).

Набір ґрунту скреперами можна вести тільки на прямолінійних ділянках завдовжки, достатньою для розміщення довжини шляху набору і скреперного агрегату (рис. 10.31). До моменту початку набору тягач і частина скрепера перебуватимуть вже на смузі набору ґрунту. Після закінчення набору тягач і частина скрепера вийдуть за межі ділянки, на якій зрізався ґрунт. У зв’язку з цим мінімальна довжина прямолінійної ділянки шляху для набору ґрунту повинна бути не менше:

L_min = l_н + l_ск + l_т (10.28)

де l_н — довжина шляху набору ґрунту; l_cк, 1_т — довжина скрепера і тягача.

Довжину шляхів набору і вивантаження можна обчислити за формулами, що виводяться з умови рівності об’ємів зрізаного ґрунту і ґрунту, що в ковші (рис. 10.31 а).

Довжина (м) шляху набору ґрунту:

(10.29)

довжина (м) шляху вивантаження ґрунту:

(10.30)

де q — геометрична місткість ковша, м³; b_н — ширина смуги захоплення ґрунту ножами скрепера (ширина ковша), м; h — середня товщина стружки ґрунту за час набору, м (табл. 27); h_сл — середня товщина шару відсипання ґрунту в насип, м; К_н — коефіцієнт наповнення ковша ґрунтом;
К_р — коефіцієнт розпушування ґрунту; К_п — коефіцієнт втрат ґрунту при наборі (= 1,2); K_h — коефіцієнт нерівномірності товщини стружки (= 0,7).

Товщина шару укладання ґрунту залежить від конструктивних особливостей скрепера і вимог, що пред’являються технологією подальшої обробки ґрунту (розрівнювання, зволоження, ущільнення).

Якщо ґрунт відсипають в якісний насип, то товщину шару укладання призначають, виходячи з технічних можливостей засобів ущільнення ґрунту. Товщина шару укладання регулюється установкою на необхідній висоті ножа скрепера, що виконує в даному випадку роль розрівнювача. Середні значення довжин набору і вивантаження ґрунту сучасними скреперами наведені в таблиці 10.7.

Вибір скреперів для виконання робіт і схеми їх руху. Приймаючи для виконання робіт скрепери, треба враховувати наступне:

· ґрунтові умови — скрепери погано працюють на сухих і важких глинистих ґрунтах; не можуть бути використані в ґрунтах з крупними кам’янистими включеннями, за наявності пнів, крупного коріння;

· вологість ґрунтів — на вологих і липких ґрунтах коефіцієнт наповнення знижується до 0,3–0,5; за наявності ґрунтових вод скрепери застосовувати не можна;

· дальність переміщення ґрунту — для причіпних скреперів до
400–800 м, для самохідних — до 5000 м (табл. 10.8);

· ухили шляху по місцевості виїздів з виїмки і на насип;

· розміри виїмки і насипу — скрепер повинен мати ширину ріжучої кромки меншу за ширину виїмки, по дну і вільно розміщуватися по ширині насипу (із запасом не менше 0,5 м з боків);

· достатність місця для маневрування скрепера в межах виїмки і на насипі з урахуванням практичного значення радіуса повороту;

· загальний обсяг робіт і обсяг робіт, що доводиться на один скрепер в умовах роботи на даному об’єкті.

Таблиця 10.7

Середні значення довжин шляхів набору і вивантаження ґрунту

Ефективність переміщення ґрунту скреперами у великій мірі залежить від умов їх пересування, тобто від стану шляхів. З погіршенням дорожніх умов знижується ефективність використання самохідних скреперів, тому вигідно застосовувати для польових доріг — причіпні до гусеничних тягачів.

Розробка ґрунту у виїмці можлива двома способами — поздовжнім і поперечним. Останній застосовують при ширині виїмки, достатньої для набору ґрунту.

При будівництві земляних споруд великої протяжності (канали, греблі, дороги) робочі пересування скреперів можливі по одній з наступних схем: по кільцю, вісімці, змійці.

При русі по кільцевій схемі скрепером зазвичай відсипається ґрунт на тій же довжині ділянки виїмки, на якій ведеться його розробка.

Залежно від відстані між осями виїмки і насипу можуть бути різні випадки середніх положень шляхів набору і різні контури шляхів переміщення на поворотах.

Таблиця 10.8

Граничні відстані перевезення ґрунту автосамоскидами і скреперами

Рис. 10.30. Області застосування скреперів залежно від відстані перевезення і стану шляхів: 1 — причіпних на гусеничних тракторах; 2 — самохідних; 3 — самохідних з елеваторним завантаженням

Рис. 10.31. Робочий процес скрепера: а — положення ковша під час
набору ґрунту; б — транспортування грунту; в — вивантаження ґрунту;
г — схема визначення мінімальної довжини прямої ділянки шляху,
необхідного для набору ґрунту.

Граничні ухили ділянок шляхів для руху скреперів мають наступні значення: підйоми — 0,12…0,15; спуски — 0,25…0,3; поперечні ухили шляхів — 0,08…0,12. Менші значення ухилів відносяться до самохідних скреперів.

З укосами виїмки або насипу виїзди можуть сполучатися під прямим кутом до бровок або розташовуватися вздовж укосу. Останні вимагають виконання менших обсягів додаткових робіт. Число виїздів і частота їх розміщення істотно впливають на обсяг додаткових робіт.

При будівництві протяжних об’єктів, в’їзди і з’їзди розміщують на відстанях, кратних довжині набору.

Основним показником при виборі тієї або іншої схеми руху скреперів служить середня дальність транспортування. За середню дальність транспортування ґрунту приймають довжину, рівну половині всього шляху, пройденого скрепером за один цикл.

Продуктивність скреперів. Її підраховують (м³/год) за формулою, загальною для всіх машин циклічної дії:

П = q n Kн Kв / Kр, (10.31)

де q — геометрична місткість ковша, м³; n — число циклів скрепера за одиницю часу (в даному випадку за годину); К_н — коефіцієнт наповнення ковша (0,85…0,95); К_р — коефіцієнт розпушування грунту; Кв— коефіцієнт використання робочого часу.

Число циклів за годину:

n = 3600 / tц, (10.32)

де t_ц — тривалість циклу, с.

У свою чергу t_ц складається з ряду елементів циклу:

tц = tн + tг.x + tв + tx.x , (10.33)

де t_н, t_г.x, t_в, t_x.x — відповідно тривалості набору ґрунту, навантаженого ходу, вивантаження, порожнього ходу.

Тривалість кожної з складових циклу визначають діленням відповідної довжини шляху на швидкість руху:

(10.34)

де l_н, l_в , l_г.x, l_х.x — довжини ділянок шляху набору, вивантаження, навантаженого і порожнього ходу, м; v_н, v_в, v_г.x, v_х.x — відповідні елементам циклу швидкості руху тягача при наборі, вивантаженні, навантаженому і порожньому ході, вибрані відповідно до тягових опорів на різних ділянках шляху руху скрепера, м/с; К_з — коефіцієнт, що враховує збільшення тривалості елементів циклу за рахунок розгону при рушанні з місця, уповільнення при зупинці і перемиканні передач, пробуксовка при русі по ґрунту, К₃=0,85.

Змінну експлуатаційну продуктивність можна визначити і за іншою формулою:

(10.35)

де Т — тривалість зміни; q — геометрична місткість ковша, м³; К_н — коефіцієнт наповнення ковша скрепера (табл. 10.9); К_в — коефіцієнт використання змінного часу, К_в = 0,8; Т_ц — тривалість циклу роботи скрепера:

Tц = lн /vн + lгр /vгр + lр /vр + lп /vп + Тпов , (10.36)

Тут l_н — довжина шляху, що проходить скрепер при наборі ґрунту, м. Значення l_н можуть бути прийняті з табл. 10.10; v_н — швидкість руху скрепера при наборі ґрунту:

vн = (0,65 − 0,8) v_max; (10.37)

v₁ — паспортна швидкість тягача на першій передачі коробки швидкостей, м/хв; l_гр — довжина шляху, що проходить завантажений скрепер (визначається за кресленнями споруд відповідно до прийнятої схеми роботи скрепера), м; v_гр — швидкість руху завантаженого скрепера, м/хв:

vгр = (0,50 − 0,75) vmax , (10.38)

v_max — найбільша паспортна швидкість тягача, м/хв; l_р — довжина шляху, що проходить скрепер при розвантаженні ковша, м:

lр = qKн /ha ; (10.39)

h — товщина шару ґрунту (у розпушеному стані), що укладається, м. Визначається технічними характеристиками скрепера і машини, що ущільнює ґрунт (з двох значень вибирається найменше); а — ширина захоплення ковша скрепера (паспортні дані), м; v_р — швидкість руху скрепера при розвантаженні ковша, м/хв:

vр = 0,75 vmax; (10.40)

l_п — довжина шляху, що проходить порожній скрепер, м. Визначається за кресленнями споруд відповідно до прийнятої схеми роботи скрепера;
v_п — швидкість руху порожнього скрепера, м/хв:

vп = (0,75 − 0,85) vтах ; (10.41)

Т_пов — час, що витрачається на повороти скрепера, хв:

(10.42)

n — число поворотів (залежить від прийнятої схеми руху скрепера);
t₁ = 12…15 с — тривалість одного повороту; К_р — коефіцієнт розпушування грунту в ковші скрепера.

Як видно з формул, продуктивність скрепера може збільшитися за рахунок більшої місткості ковша і ступеня його наповнення, за рахунок підвищення швидкості руху, кращого використання скрепера по часу та інших чинників.

Досвід роботи скреперів показав, що тривалість навантаженого і холостого ходів, навіть при невеликій дальності переміщення, складає приблизно 70–80% від часу циклу, тому особливо важливо добитися економії часу на цих операціях (рис. 10.33).

Крім збільшення швидкості пересування скреперів, на скорочення часу циклу впливає вибір схеми руху скрепера. Відомо — декілька раціональних схем, основні з них: еліптична, «вісімка», зигзагоподібна, спіральна, поздовжньо-човникова і поперечно-човникова.

Рух по еліпсу (рис. 10.33 а) рекомендується при зведенні невеликих насипів (1…1,5 м) з бічних резервів при короткому фронті робіт або при влаштуванні виїмок, якщо кавальєри розташовуються з одного боку виїмки.

Таблиця 10.9

Значення коефіцієнта наповнення ковша К_н

Таблиця10.10

Значення найбільшої довжини шляху набору

Таблиця 10.11

Значення коефіцієнта К_р залежно від виду ґрунту

Рух по «вісімці» рекомендується при зведенні високих насипів, розташуванні резервів як з однієї, так і з двох сторін або при розробці виїмок, коли кавальєри розташовуються з обох сторін.

При русі по схемі «вісімка» на один цикл доводяться два набори, два розвантаження і два повороти на 180°. Повороти чергуються то вліво, то вправо, що виключає односторонній знос ходового устаткування.

При русі по еліпсу на одне розвантаження і одне завантаження скрепер робить два повороти на 180°. Для того, щоб при цьому не зношувалася одна сторона ходової частини, напрям руху скрепера міняють: половину зміни скрепер повертається в один бік, а другу половину зміни — в інший.

Спіральна і зигзагоподібна схеми руху є різновидами відповідно еліптичної і «вісімки». Спіральна схема використовується при зведенні насипів з двосторонніх резервів, коли ширина насипу більша довжини розвантажувального шляху (рис. 10.33). Зигзагоподібна застосовується при зведенні насипів з одностороннього або двостороннього резерву великої протяжності. При цій схемі скорочується число поворотів і чергується їх напрям (рис.10.36 ).

Рис 10.32. Заходи по збільшенню продуктивності скреперів:

а — бір грунту з штовхачем; б — набір грунту під укос; в, г — схеми зрізу грунту з постійною товщиною стружки і відступами; д — шахматно-гребічата схема різання з перемінною шириною стружки

Рис. 10.33. Схеми руху скрепера: а — по еліпсу; б — по «вісімці»

Рис. 10.34.Схема завантаження скреперів «по ланцюжку»

Рис. 10.35. Спіральна схема руху скрепера: 1, 2 — відповідно місця завантаження і розвантаження скрепера; 3 — шлях руху скрепера; 4 — насип, що зводиться	Рис. 10.36.Зигзагоподібна схема руху скрепера: 1, 2 — відповідно місця для завантаження і розвантаження скрепера; 3 — насип, що зводиться

Конфігурація земляних споруд істотно впливає на область застосування скреперів. Виїмки, котловани, що мають форму прямокутника без виступів і кишень у плані і без перепадів у профілі, є найбільш характерними земляними спорудами, розробка ґрунту в яких може бути повністю виконана скреперами. При наявності виступів і кишень розробка ґрунту в останніх виконується екскаваторами.

Поздовжньо-човникова схема використовується при зведенні насипів з двосторонніх резервів і розробці каналів з переміщенням ґрунту в двосторонні відвали, при розробці виїмок і каналів завглибшки 1…1,5 м з переміщенням ґрунту в двосторонні відвали.

При роботі скрепера за будь-якою схемою крутизна в’їздів на насип не повинна перевищувати 20%, а ширина їх — бути меншою 4 м. Відстань між з’їздами і в’їздами при робочих відмітках насипу від 2 до 5 м відповідно 50 і 100 м.

Таблиця 10.12

Техніко-експлуатаційна характеристика скреперів

10.8. Розроблення ґрунту гідромеханічним способом

Гідромеханічним називають такий спосіб виконання земляних робіт, за яким розроблення, транспортування та укладання ґрунту вико­нують за допомогою води. Його застосування потребує наявності на­сосної станції, прокладки напірних трубопроводів, улаштування обва­лування, естакад, водовідвідних канав та інших споруд. Тому цей спосіб розробки ґрунтів вигідний, якщо є значні обсяги земляних робіт, легкорозмивні ґрунти та достатні ресурси води.

Гідромеханічним способом ґрунт розмивають на ділянках виїмок та укладають його в насип. Однак найчастіше намивають великі території ґрунтом із кар’єрів, розміщених на суші, чи з дна водойми. Розробляю­чи ґрунт на суші, застосовують гідромоніторні установки (рис. 10.37), а при підводному розробленні — землесосні снаряди (рис. 10.38).

Гідромоніторна установка складається з гідромоніторів, з’єднаних з магістральним трубопроводом, по якому із насосної станції подають воду. Гідромонітор — це сталевий ствол, коліна якого дають змогу по­вертати його у вертикальній та горизонтальній площинах під великими кутами у напрямку потрібної точки забою. На кінець ствола кожного гідромонітора накручується насадка, що формує струмину, яка вики­дається з великою кінетичною енергією. Ця струмина перетворює ґрунт на гідросуміш — пульпу, яка спрямовується самопливом по лотоках чи канавах у насип. У разі розміщення насипу вище рівня забою, а також для збільшення дальності подачі пульпи її перекачують по пульпопро­воду землесоса.

Питомі витрати води на 1 м³ ґрунту залежно від висоти забою ста­новлять: для дрібнозернистих пісків 4...6 м³, великозернистих пісків 7...9 м³, суглинків та глин 7...14 м³. Для розроблення піщано-гравелисто-галькових сумішей потрібно до 22 м³ води.

Витрати води та швидкість струмини регулюють змінними насадка­ми діаметром 50...200 мм, на виході з яких робочий тиск становить для різних типів гідромоніторів від 3,5 до 15 МПа.

Розрізняють дві схеми розмиву ґрунту гідромоніторами: зустріч­ним забоєм — знизу вверх (рис. 10.37, а) та попутним забоєм — зверху вниз
(рис. 10.37, б).

Найбільш поширений зустрічний забій, коли гідромонітор встанов­люють на підошві забою і розмивають у напрямку, зворотному стоку пульпи.

Процеси розроблення пісків та глин значно відрізняються один від одного. У незв’язних ґрунтах струминою змивають ґрунт з усієї ширини укосу, крутість якого дорівнює куту природного укосу. У зв’язних ґрун­тах робочий укіс забою наближається до вертикалі. У цьому випадку забій спочатку підрізають знизу до його обвалення, після чого змивають обвалений ґрунт.

Поиск по сайту: