3.3. Разработка котлована экскаватором прямая лопата.

Пионерную траншею, являющуюся продолжением наклонного входа в котлован, можно

разрабатывать как узким (ширина забоя поверху BПТ < 1,5Rкоп max), так и нормальным (BПТ =[(1,6…1,9) Rкоп max) лобовым забоем. Обычно используют нормальный забой, при котором облегчается маневрирование и установка под нагрузку автосамосвалов, угол поворота при разгрузке ковша, как и при работе в боковом забое, равен 90°, что позволяет считать производительность экскаватора при разработке лобового и бокового забоев одинаковой. Ширину пионерной траншеи понизу принимают равной двум радиусам копания на уровне стояния BПТ = 2RСТ Расчёты показывают, что при выполнении изложенных выше рекомендаций по размерам пионерной траншеи мы получаем очень крутые откосы (m = 0,4…0,5), что недопустимо по условиям безопасности работ. Поэтому, принимая bПТ = 2RСТ, следует вместе с тем разрабатывать максимально

широкую траншею поверху и принять BПТ = 2RСТ (для всех грунтов), допуская возможность оползня верхней части откоса в процессе разработки грунта.

Рис 6. Пионерная траншея и боковой забой прямой лопаты.

Определяем количество боковых забоев

Небольшой остаток можно распределить и на

пионерную траншею B_ПТ, сделав более пологими откосы несвязного грунта, и на боковые

забои, увеличив размер B1. Если остаток велик и до целой величины Bл не хватает 1…3 м,

целесообразно уменьшить пропорционально размер B1 всех боковых забоев и получить в

результате количество боковых забоев n_БЗ+1.

a1 = 226м

H_{коп макс} = 10,79м

Определим размеры пионерной траншеи

b_пт = 2*8,3 = 16,6 м

B_пт = 2*18,3 = 36,6 м

Определим размеры бокового забоя

B₁ = R_{коп max} (для несвязного грунта); B₁ =18,3м

B₂ = 0,7 R_{коп max} (для всех грунтов); B₁ =18,3*0,7=12,81м

B₁ + B₂ = 18,3м+12,8м=31,1м

B_л = B₁ + B₂ – mHр = 31,1 –1,3*9,71 = 18,5м

n_бз=(226-36,6)/18,5=10,7

Очевидно, что следует принять 11 забоев, при этом ширина забоя поверху Bл будет

меньше расчётной на 1,3 м.

Bл = (226-36,6)/18,5=1,3

Определим толщину “ленты” понизу B_л^н без учёта заложения откоса бокового забоя mH_р.

B_л^н =( a-b_пт )/n_бз =(200-16,6)/11 =16,7м

Разница на каждом боковом забое поверху и понизу 1,8 м и, соответственно, невязка в

1,8*11 = 19,8 м показывает, что в верхней части котлована мы будем иметь недоборы грунта по 9,9м с каждой стороны. Следует также иметь в виду, что при определении размера котлована поверху a1 мы приняли коэффициент заложения откоса (борта) котлована m = 1,3 м, реальная же крутизна временных откосов забоев может отличаться от расчётной.

3.4. Определение производительности экскаватора, подбор

автосамосвалов.

Производительность экскаватора определяют по формуле

П_ч^э =q*3600/t_ц *K_н *1/K_р *K_в

где q – объём ковша, м³;

t_ц – длительность цикла экскаватора, с;

K_Н – коэффициент наполнения ковша;

K_Р – коэффициент разрыхления грунта;

K_В – коэффициент использования рабочего времени.

Тогда П_ч^э =2*3600/22 *1 *1/1,3 *0,8 = 201,4 (м³/ч)

В данной работе применяем автосамосвал марки КрАЗ-256Б, с грузоподъемностью 12 т.

Характеристики данного автосамосвала приведены в таблице.

Грузоподъемность, т	12,0
Погрузочная высота, м	2.4
Габариты, м
- длина	8.1
- ширина	2.7
- высота	2.9
Полная масса, т	23.2

Производительность автосамосвала определяется по формуле:

Пчэ=q*60*Кв/tц

где q – объем грунта в кузове, перевозимый за один рейс, м³;

tц – длительность рейса, мин;

Кв – коэффициент использования рабочего времени Кв=0.85.

В данном проекте для грунта II категории (суглинок) и автосамосвала грузоподъемностью 12 тонн принимаем q_ц=8.9 м³ .

Длительность цикла определяют по формуле:

t_ц=t_м+t_з+t_р+t_гх+t_пх

где t_м, t_з, t_р, t_гх и t_пх – соответственно продолжительности операций маневрирования при погрузке, загрузке, разгрузке и соответствующего маневрирования, груженого хода, порожнего хода.

Продолжительность маневрирования при погрузке и продолжительность разгрузки с соответствующим маневрированием (t_м+t_р) принимаем 2 мин [1, стр.38].

Длительность погрузки грунта (tз) II категории в автосамосвал КрАЗ-256Б грузоподъемностью 12 тонн с использованием экскаватора

Volvo EC240B LR Prime, объем ковша которого равен 2 м3 составляет 1,9 мин. Продолжительность соответствующего маневрирования, груженого хода, порожнего хода (t_гх, t_пх, м) при движении автосамосвалов туда и обратно по одной трассе, принимаем:

t_{гх +} t_пх = 2*L/V_ср

где L=1.9 км – расстояние между пунктами погрузки и разгрузки;

V_ср – средняя расчетная скорость передвижения автосамосвалов.

Для грунтовых дорог при дальности перевозки равной 1.9 км, средняя расчетная скорость передвижения автосамосвалов V_ср принимаем равной 25 км/ч [1,табл. 16].

t_{гх +} t_пх = 2*1,9/25 = 0,15ч=9мин

t_ц = 2+1,9+9 = 12,9 мин.

Тогда, часовая производительность автосамосвала:

П_ч = 8.9·60·0.85/12,9 = 35,2 м³/ч

Число автосамосвалов, обслуживающих один экскаватор:

N_ас = П_ч ^экс/П_час (3.4.13)

N_ас = 201,4/35,2 = 6 ед.

5. Планировка дна котлована.

Планировка дна котлована необходима для устранения недобора грунта после экскавации и выравнивания слоя грунта перед уплотнением. После планировки бульдозер должен оставить такой слой грунта, который после уплотнения обеспечил бы получение проектной отметки дна котлована.

Планировка дна котлована выполняется бульдозером, который применялся для снятия растительного слоя - ДЗ-18, с тяговым усилием 10 тс. Характеристики данного бульдозера приведены в таблице 1.

Производительность бульдозера при планировочных работах определяется по формуле:

П_ч^э = 3600/t_ц *F*K_в

где F – площадь, планируемая за один проход бульдозером, м²;

tц – длительность цикла, с;

Кв – коэффициент использования рабочего времени, который должен учесть потери на повороты и холостой ход Кв=0,85

Площадь, планируемая за 1 проход бульдозером, определяем по формуле:

F= b (L-0.5)

где b – длина гона (захватки) – длина дна котлована, b =400 м;

L – длина отвала бульдозера, L=3.9 м;

0.5 м – перекрытие захваток и уменьшение ширины хода из-за перекоса отвала

F = 400·(3.9-0.5) = 1360 м² .

Длительность рабочего цикла бульдозера (tц, м) определяем по формуле:

t_ц=2*b/V_тр

где V_тр= 6,4 км/ч – скорость бульдозера при транспортировке грунта;

b =400 м – длина захватки.

t_ц=2*400*3600/6.4/1000=450c

Тогда эксплуатационная часовая производительность бульдозера (П_ч^э) составит:

П_ч^э = 3600/450 *1360*0,85=9248 (м³/ч)

5. Уплотнение дна котлована.

В данной работе уплотнение грунта котлована производится с применением самоходного пневмошинного катка марки ДУ-29. Характеристики данного катка приведены в таблице

Тип катка	Самох.
Толщина уплотняемого слоя, м	0,35
Ширина уплотняемой полосы, м 2,22
Скорость движения, км/ч	До 23
Количество проходов по одному следу	4…8
масса, т	30

Производительность катка определяется по формуле:

П_ч^э=h*(B-b)*v_cр*K_в /n

где v_cр – средняя скорость движения катка при уплотнении, vcр = 23 км/ч;

h – толщина уплотняемого слоя, h = 0.35 м;

B – ширина полосы уплотнения, B = 2.22 м;

b – перекрытие полос при уплотнении, принимаем b = 0,2 м;

n – количество проходов по одному следу;

Kв – коэффициент использования рабочего времени Kв=0.85

Часовая производительность катка составляет:

П_ч^э=1000*0.35(2.22-0.35)*23*0.85/8=1728 (м³/ч)