Разработка выемок и возведение насыпей землеройно-транспортными машинами

3.55. Разработки выемок землеройно-транспортными машинами с продольным перемещением грунта в насыпь в едином технологическом процессе позволяет обеспечить высокую производительность машин и рекомендуется во всех случаях, когда грунт из выемки пригоден для отсыпки насыпи.

ПОС должно быть предусмотрено распределение земляных масс из выемок и насыпи с указанием мест разработки и укладки грунта по пикетам и по слоям выемки и насыпи с учетом характеристик состава и состояния грунта. При отрицательном грунтовом балансе и неблагоприятных грунтах следует отдавать предпочтение более длинным захваткам укладки грунта из выемки в насыпь с последующей досыпкой насыпи из сосредоточенных резервов.

Рис. 3.9. Разбивка насыпи высотой более 1 м в горизонтальной местности:

1 - разметочные колья; 2 - уровень; 3 - зеркало

Рис. 3.10. Разбивка выемки:

1 - шаблон; 2-уровень; .3 - лекало

Для разработки и продольного перемещения грунта применяют бульдозеры, скреперы всех видов, а также высокопроизводительные комплекты землеройных машин непрерывного действия с перемещением грунта транспортерами. Применение гидромеханизации для продольного перемещения грунта описано в гл. 7.

3.56. Разбивку земляного полотна при продольном перемещении выполняют по вынесенным на местность пикетным знакам, знакам разбивки кривых и реперам на основании рабочих чертежей на устройство насыпей и выемок.

Разбивка выемки осуществляется кольями, устанавливаемыми по бровке откосов, и откосными лекалами, обозначающими уклон откосов, через 50 м на прямых участках и через 10-20 м - на кривых. В процессе разработки глубина выемок проверяется нивелированием от реперов. Разбивка насыпи выполняется кольями, устанавливаемыми по линии подошвы откоса с указанием высотных отметок, и откосными лекалами (см. п. 3.25). В процессе возведения насыпи высотные отметки промеряют нивелированием от реперов. Высотная и плановая разбивки должны восстанавливаться через каждые 1-1,5 м по высоте насыпи по мере ее наращивания.

Схемы разбивки глубоких выемок и высоких насыпей показаны на рис. 3.9, 3.10.

Рабочая разбивка, обозначающая направление и границы проходов землеройно-транспортных машин, длину захваток, места разворотов, пути движения выполняется с помощью временных колышков и инвентарных вешек, а также краевых борозд.

3.57. Разработку выемок с перемещением грунта в насыпь на расстояние до 100 м рационально производить бульдозерами. В целях повышении производительности машин разработку (кроме песчаных грунтов с влажностью ниже оптимальной) выполняют траншейно-гребенчатым способом (рис. 3.11). При этом разработку начинают с ближнего к насыпи конца выемки и перемещают в дальний конец отсыпаемой слой насыпи. Гребни между траншеями срезают, начиная с дальнего от насыпи участка, движением бульдозера под углом с перемещением грунта по ранее выработанной траншее.

После окончания разработки и перемещения грунта одного слоя выемки в таком же порядке разрабатывают и перемещают грунт нижележащих слоев.

При разработке нижнего слоя выемки сохраняют стенки крайних боковых траншей с целью перемещения по ним грунта, срезаемого с полок на откосах выемки (рис. 3.12).

3.58. В целях снижения потерь грунта при его перемещении по насыпи следует применять бульдозеры с открылками на отвале или с отвалами совкового типа.

Рис. 3.11. Траншейно-ярусная схема разработки грунта:

1 - ярусы разработки; 2 - слой отсыпаемой насыпи; 3 - траншея; 4 - стенки между траншеями

Рис. 3.12. Последовательность удаления стенок при разработке нижнего яруса и полос откосов выемки:

1-3 - ярусы; 4 - крайняя стенки; 5 - траншея; 6 - полки на откосе;
а - ширина захвата при проходе бульдозера

Целесообразна спаренная работа бульдозеров, при которой вырезание грунта и его перемещение по двум смежным траншеям в выемке производится одновременно двумя бульдозерами. После перемещения вырезанного грунта на начальный участок насыпи бульдозеры должны сблизится так, чтобы расстояние между отвалами не превышало 15020 см и в таком же положении они на одной скорости должны производить дальнейшее перемещение грунта общим валом к месту его укладки.

При дальности перемещения грунта бульдозером с отвалом без боковых открылков на расстояние более 25 м резко возрастают потери грунта в пути. В таких случаях рекомендуется последовательное перемещение грунта с образованием промежуточных накопительных валов, в которых бульдозер может осуществить полный набор грунта для дальнейшего перемещения.

3.59. Отсыпку каждого слоя в насыпи следует начинать с крайних боковых полос с последующим приближением полос отсыпки к оси дороги. При этом толщина слоя отсыпки должна соответствовать заданной толщине технологического слоя с запасом на уплотнении в 10-20%. Отсыпанный слой следует выравнивать автогрейдером. К концу смены должен быть полностью отсыпан, выровнен и уплотнен слой грунта по всему поперечному сечению земляного полотна, что обеспечивает сток воды в случае выпадения атмосферных осадков.

3.60. Разработку выемок протяжением более 100 м с транспортированием грунта в смежные с ними насыпи на расстояние до 600 м выполняют прицепными скреперами, работающими с гусеничными тягачами, а при расстояниях от 600 м до 1,5-3 км - полуприцепными скреперами, работающими с колесными тягачами и самоходными скреперами. Типы применяемых, скреперов должны соответствовать заданным темпам и объемам земляных работ (приложение 1).

3.61. При разработке выемки и продольном перемещении грунта в насыпь движение скреперов организуют по эллиптической схеме, обеспечивая их развороты без съезда с насыпи. В целях предварительного уплотнения грунта проходы скреперов следует распределять равномерно по ширине насыпи. Если грунт из выемки используют для возведения двух насыпей, расположенных по обеим ее сторонам, целесообразно организовать движение скреперов по сквозной схеме с разгрузкой грунта поочередно то в одну, то в другую насыпи с разворотами на них.

3.62. При разработке грунта в крупных выемках и сосредоточенных резервах с погрузкой его в транспортные средства могут использоваться экскаваторы с оборудованием прямая лопата (обратная лопата) или драглайн, грейдер-элеваторы, фронтальные погрузчики в сочетании с бульдозерами, средства гидромеханизации (см. п. 7).

Для транспортирования грунта из выемок и сосредоточенных резервов в насыпи могут использоваться автомобили-самосвалы, землеройные самоходные тележки-думперы, большегрузные саморазгружающиеся землевозы, прицепные и полуприцепные с автотягачами.

3.63. Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами (прямыми и обратными лопатами или драглайнами) производят проходками (забоями). Направление разработки, количество и параметры проходок по ширине выемки или резерва устанавливают в соответствии с геометрическими размерами выемки или рабочей зоны резерва и с оптимальными условиями работы экскаваторов, предназначенных для выполнения работ (рис. 3.15).

Рис. 3.1 Схема продольной разработки выемки

1 - выездная дорога; 2 - въездная дорога; 3 - разрезная траншея; 4 - забой I экскаватора; 5 - забой II экскаватора; I, II, III, IV - номера забоев

3.64. Параметры проходок должны обеспечивать возможность работы ковшом экскаватора принятого типа с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего цикла экскавации, состоящего из наполнения ковша грунтом, поворота к месту выгрузки и обратного поворота его к забою.

Для обеспечения указанного требования принимают: ширину забоев с таким расчетом, чтобы экскаватор мог работать при средней величине углов поворота не более 70°; глубину (высоту) забоев не меньше длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша с «шапкой» за один прием черпания; длину проходок с учетом возможно меньшего количества вводов и выводов экскаватора в забой и из забоя, сопряженных с потерями производительности машины; уклоны дна проходок, предпочитающие приток и скопление в забоях грунтовых и поверхностных вод.

3.65. Разработку выемки или резерва экскаватором с оборудованием прямая лопата начинают с отрывки пионерной траншеи до отметки, позволяющей обеспечить нормальный набор грунта экскаватором.

Разработку пионерной траншеи целесообразно осуществлять с применением бульдозера и скреперов. Бульдозером также планируют пути подъезда транспортных средств к экскаватору.

3.66. Размеры проходок (забоев) для разработки грунта экскаватором с оборудованием прямая лопата рекомендуется принимать по табл. 3.5.

3.67. При разработке экскаватором забоев, высота которых соответствует наибольшей высоте резания при глинистых грунтах возможно образование нависающих козырьков, которые необходимо немедленно обрушать, принимая все меры, обеспечивающие полную безопасность выполнения этой операции.

В сыпучих грунтах, в которых опасность образования «козырьков» исключена, высота забоя может быть увеличена сверх наибольшей высоты резания по табл. 3.4 на 1,5-2 м.

3.68. При разработке грунта экскаваторами с оборудованием прямая лопата грунт следует вырезать максимально толстой стружкой, но не допуская перегрузки и снижения оборотов двигателя экскаватора. Резание грунта ковшом лопаты стружками наибольшей толщины обеспечивается: наиболее выгодным наклоном ковша относительно продольной оси рукоятки применительно к разрабатываему грунту и высоте забоя: передвижением экскаватора за 1 раз по мере выработки забоя на величину не более 0,4 хода рукояти и работой при вылете ее, не превышающем 2/3 полной величины.

Таблица 3.5

Срезку грунта в уровне подошвы гусениц или колес экскаватора следует вести так, чтобы для передвижения машины не требовалось дополнительного выравнивания площадки.

3.69. При разработке выемок и резервов экскаватором с оборудованием драглайн во всех случаях, когда состояние грунта допускает движение транспортных средств по дну проходки, следует применять челночный способ погрузки грунта (рис. 3.14), при котором углы поворота платформы экскаватора не превышают 15°, а также исключается дополнительное время на разгрузку ковша и реверсирование поворотного движения после разгрузки

3.70. Глубина забоя при разработке экскаватором с оборудованием драглайн при угле наклона стрелы к горизонту 30-45° не должна превышать величины, приведенной в табл. 3.6.

При работе экскаватора с оборудованием драглайн с погрузкой грунта в транспортные средства, располагаемые в одном с ним уровне, максимальный угол поворота стрелы изменяется в пределах 70-180°.

Глубина забоя при этом, как правило, должна быть не более 2/3 максимальной глубины разработки, приведенной в табл. 3.4.

3.71. Разработка грунта драглайном должна осуществляться с вырезанием стружки максимальной толщины, что обеспечивается: регулировкой подвески ковша к подъемному и тяговому канату, а также длины цепей и опрокидного каната в соответствии с характером и состоянием грунта с целью обеспечения наиболее выгодного угла врезания режущих органов ковша; применением ковшей полукруглой формы со сплошной режущей кромкой, которые предаются в грунт с меньшим сопротивлением, чем ковши с зубьями; наиболее полным использованием мощности двигателя при номинальном числе оборотов; передвижением экскаватора за 1 раз на длину, не превышающую 1/5 длины стрелы; применением перфорированных ковшей при черпании грунта из-под воды.

3.72. Разработка выемок одноковшовыми экскаваторами должна осуществляться с недобором грунта до проектного очертания выемки во избежание нарушений естественной структуры грунта в основании и на откосах выемки.

Размеры недоборов грунта принимают по табл. 3.7 в зависимости от вида оборудования и вместимости ковша экскаватора. Объем недоборов входит в профильный объем выемки. Срезку недоборов в основании и на откосах насыпи следует осуществлять бульдозерами, автогрейдерами или экскаваторами-планировщиками с последующей погрузкой в транспортные средства экскаватором или погрузчиком и вывозкой в соседние насыпи или при невозможности этого в кавальер. Водоотводные канавы в выемках целесообразно отрывать в процессе удаления недобора.

3.73. При разработке значительных по протяженности и площади выемок или сосредоточенных резервов и мягких связных грунтах и достаточно больших объемах работ, гарантирующих полную сезонную загрузку машины, для разработки грунта и погрузки его в транспортные средства может быть эффективно применен грейдер-элеватор.

При этом разработку каждого слоя выемки или резерва осуществляют круговыми проходами грейдер-элеватора от оси разработки к ее краям. Длина прохода должна быть кратной длине загрузки одной транспортной единицы.

Рис. 3.14. Схема работы экскаватора с оборудованием драглайн при загрузке автомобилей-самосвалов грунтом челночным способом:

1 и 5 - ковш заполнен грунтом; 2 и 4 - ковш поднят на высоту разгрузки, ковш опущен в забой для заполнения грунтом; 3 - разгрузка ковша в момент прохождения стрелы над кузовом автомобиля

Таблица 3.6

Таблица 3.7

При смене транспортных единиц грейдер-элеватор продолжает движение без остановки.

3.74. Во многих случаях, особенно при несвязных или малосвязных грунтах, более эффективной в сравнении с разработкой экскаватором является технология разработки и окучивания грунта в выемках и резервах бульдозером с последующей погрузкой его в транспортные средства колесными или гусеничными одноковшовыми погрузчиками. Целесообразно совместное применение на таких работах бульдозеров мощностью 100 кВт (150 л. с.) и более, погрузчиков с большой вместимостью ковша и большегрузных саморазгружающихся транспортных средств.

3.75. Количество транспортных средств, необходимых для перевозки грунта, определяют расчетом для каждого конкретного случая с учетом фактических условий работы и дальности транспортирования грунта в насыпь.

3.76. При выборе транспортных средств для совместной работы с экскаваторами наилучшие технико-экономические показатели достигаются при условиях, когда:

вместимость транспортной единицы, превышает вместимость ковша экскаватора в 3-4 раза;

фронт погрузки у экскаватора обеспечивает возможность одновременного подъезда к нему двух транспортных единиц;

состояние путей транспортирования обеспечивает оптимально высокие скорости движения транспортных средств.

Въезды и съезды на отсыпаемые насыпи должны содержаться в состоянии, обеспечивающем полную безопасность движения, по ним транспортных средств.

3.77. Разработку экскаваторами глубоких выемок в условиях возможности вскрытия водоносных горизонтов следует осуществлять по возможности в летний период при минимальном дебите грунтовых вод. При этом, как правило, до наступления осеннего периода должны быть выполнены все предусмотренные проектом мероприятия по устройству дренажей и укреплению откосов.

В осенне-весенний периоды допускается разработка только верхней части глубоких выемок до горизонта, расположенного не менее чем на 1,5-2 м выше уровня грунтовых вод первого (сверху) водоносного горизонта. При этом по ширине выемку разрабатывают с недобором не менее чем на 1 м с каждой стороны.

Если по тем или иным причинам разработка выемки до наступления зимы не закончена, необходимо предусмотреть мероприятия по ее содержанию и период снеготаяния (прочистку временного водоотвода, уборку снега и т.п.). При этом до начала зимы дно выемки тщательно планируют и устраивают временный водоотвод.

Работы по устройству дренажей должны выполняться в процессе разработки выемок в едином комплексе.