Глава 12. Технология производства земляных работ

12.1. Технология производства работ одноковшовыми экскаваторами

Рабочий орган одноковшового экскаватора, предназначается для разработки грунта и представляет собой сосуд кубической формы с одной открытой стенкой. Рабочая часть ковша представляет собой режущий периметр. Передняя стенка оборудована зубьями.

Строительные экскаваторы выпускаются универсальными – они имеют несколько видов сменного рабочего оборудования. Экскаваторы по массе, вместимости ковша и параметрам имеют несколько размерных групп. Экскаваторы с ковшом вместимостью до 0,4 – 1,0 м³ широко применяются в строительстве. Они предназначаются для выполнения мелких рассредоточенных работ Экскаватор с соответствующей вместимостью ковша (табл. 9) выбирается в зависимости от объема работ и заданного срока строительства, а рабочее оборудование – от характера выполняемых работ.

Прямая лопата осуществляет набор грунта, расположенного выше уровня стоянки экскаватора при различной схеме движения ковша: на механических экскаваторах – при повороте рукояти с ковшом; на гидравлических – поворотом рукояти или ковша. Схемы движения рабочего органа определяют характер изменения (в процессе движения) усилий на зубьях ковша.

Драглайн, обратная лопата, разрабатывает грунты, расположенного ниже уровня стоянки экскаваторов (рытье котлованов, возведение насыпей).

Область применения основных видов сменного рабочего оборудования экскаваторов приведена в табл. 12.1.

Бестранспортными называются схемы производства работ, в которых экскаватор, разрабатывая грунт, укладывает его в отвал, кавальер или в земляное сооружение. Они бывают простые и сложные. При простой бестранспортной схеме разработки грунт укладывается в кавальер или насыпь без последующей его перевалки (переэкскавации) при сложной – во временный (первичный) отвал и подлежит частичной или полной переэкскавации.

В транспортных схемах грунт грузится экскаватором в автомобили-самосвалы и транспортируется. Существуют схемы движения грунтовозного транспорта: тупиковые (автомобили-самосвалы подходят к экскаватору и возвращаются по тому же пути) и сквозные (автомобили подъезжают к экскаватору без маневрирования и уезжают после подгрузки грунта по дороге, являющейся продолжением въездного пути).

Одноковшовые экскаваторы (ЭО) распространены достаточно широко благодаря их универсальности, способности разрабатывать грунты с самыми различными свойствами, разной влажности, при наличии включений.

Таблица 12.1.

Область применения одноковшовых экскаваторов

в строительстве

Вид оборудования	Основные виды выполняемых работ	Особенности применения экскаватора
Драглайн	Разработка грунта в выемках каналов, котлованов в отвал; уширение каналов без перерыва подачи воды; добыча песка и гравия из-под воды; разработка грунта в котлованах с погрузкой в транспортные средства; разборка земляных перемычек; вскрышные работы	Разработка грунта только ниже уровня стояния; возможна экскавация сухих, переувлажненных грунтов из-под воды; требуется рыхление плотных грунтов; отсыпка грунта преимущественно в отвал; при необходимости возможна погрузка в транспортные средства
Прямая лопата	Разработка грунта и строительных материалов в карьерах с погрузкой в транспортные средства; разработка грунта в выемках крупных котлованов и каналов с погрузкой в транспортные средства; погрузка разрыхленных скальных и полускальных грунтов	Разработка грунтов только выше уровня стоянки со дна забоя; разработка только с погрузкой грунта на транспортные средства; возможна экскавация любых грунтов (включая скальные после рыхления взрывным способом); нельзя применять в мокрых забоях и при наличии грунтовых вод
Обратная лопата	Разработка грунта в траншеях под трубопроводы и закрытый горизонтальный дренаж; разработка грунта в выемках некрупных каналов и котлованов в отвал, очистка каналов от заиления	Разработка грунта только ниже уровня стояния; возможна экскавация грунтов любой влажности, в том числе черпание из-под воды отсыпка грунта в основном в отвал; при погрузке в транспортные средства применяют гидравлические обратные лопаты

Для земляных работ в строительстве применяют одноковшовые экскаваторы с рабочим оборудование драглайн, прямая и обратная лопата.

При разработке грунта одноковшовыми экскаваторами работы ведут позиционно, забоем – зона, в которой действует экскаватор на данной позиции. По окончании копания грунта в данном забое экскаватор перемещается на новую позицию.

Таблица 12.2.

Основные размеры (м) экскаваторов серии Э и ЭО, влияющие

на габариты разрабатываемых выемок

Параметры	Вместимость стандартных ковшей, м^3
	0,15…0,2	0,25…0,4	0,5…0,65	1,0…1,25
Длина стрелы:
драглайна	7,5	10,5	10 и 13	12,5 и 15
прямой лопаты
обратной лопаты
Высота пяты стрелы	–	1,45	1,52	1,7
Расстояние от пяты стрелы до оси вращения экскаватора	–	0,65	1,25	1,3

Процесс разработки грунта экскаватором складывается из следующих операций:

резание грунта и заполнение ковша, подъем ковша с грунтом, поворот экскаватора вокруг оси к месту выгрузки, выгрузки грунта из ковша, обратный поворот экскаватора в забой, опускание ковша и подача его в исходное положение для резания грунта.

Основные рабочие параметры одноковшовых экскаваторов следующие:

радиус резания R_p; радиус выгрузки R_в;

высота выгрузки Н_в; глубина резания Н_р.

Значения этих параметров, как правило, зависят от размеров рабочего оборудования, его вида и особенностей (рис.14.2.)

Радиус резания – это расстояние от оси вращения экскаватора до зубьев ковша при врезании его в грунт.

Высота выгрузки – расстояние от уровня стояния экскаватора до нижней части ковша в момент выгрузки грунта.

Глубина резания (копания) – наибольшая глубина выемки, которая может быть образована экскаватором с одной стоянки от поверхности разрабатываемого грунта до дна забоя.

Значения всех параметров изменяются при разных углах наклона стрелы, а у драглайнов и обратных лопат зависят от способа разработки грунта.