Выбор и разработка технологических схем разработки котлованов одноковшовыми экскаваторами (проектирование экскаваторного забоя). Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами От чего зависит размер проходки экскаватора

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов - это универсальные машины, которые могут быть оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. В зависимости от вида привода рабочего органа экскаваторы различают на канатные и гидравлические. В настоящее время наиболее часто используют гидравлические экскаваторы.

Использование сменного рабочего оборудования дает возможность механизировать такие процессы, как: зачистка дна выемок; дробление и удаление негабаритов и валунов; отделка поверхности откосов земляного сооружения, дна выемок; послойное уплотнение грунта в стесненных условиях, при устройстве обратных засыпок; рыхление мерзлого и трудноразрабатываемого грунта.

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер.

Способы разработки грунта одноковшовыми экскаваторами опре-деляют в основном видом применяемого на них сменного рабочего обору-дования. Выбор способа зависит от размеров и объемов земляных сооруже-ний, свойств грунта, наличия грунтовых вод, вечной мерзлоты и др.

При разработке широких котлованов с погрузкой грунта в транс-портные средства (например, при строительстве отстойников, фильтров, ре-зервуаров, аэротенков и т.п.) чаще применяют экскаваторы, оборудованные прямой лопатой. Обратную лопату используют для разработки траншей, не-больших котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства или в от-вал. Драглайн применяют для разработки котлованов, траншей и каналов, устройства насыпей из грунта резерва, а грейфер - для разработки глубоких котлованов с вертикальными стенками или подачи грунта при засыпке па-зух.

Пространство, в котором размещается экскаватор и производится выемка грунта, называют забоем. Его форма и размеры зависят от рабочих параметров экскаватора и принятой схемы разработки грунта (рис. 4.16).

Экскаватор с прямой лопатой перемеща-ется по дну выемки, копает «от себя» снизу вверх с погрузкой разрабатыва-емого грунта на транспортные средства. Наиболее часто применяют экска-ваторы с ковшами вместимостью 0,4 ... 2,5 м 3 . Вместимость ковша выбира-ют в зависимости от объемов работ, глубины котлована и характеристик грунта. Для наиболее полного заполнения ковша высота забоя должна быть не меньше трехкратной высоты ковша. Экскаваторы с прямой лопатой наи-более эффективно работают в сухих забоях, а в мокрых (при высоком уров-не грунтовых вод) надо применять водоотвод или водопонижение.

Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. По характеру разработки грунта проходки могут быть лобовыми (торцовыми) и боковы-ми. При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабаты-вает грунт впереди себя и по обе стороны от оси, а при боковой с одной сто-роны по ходу движения. Характер проходки зависит от глубины и ширины котлована и условий его разработки. Лобовыми проходками разрабатывают выемки на крутых склонах или когда глубина выемки не позволяет загру-жать транспортные средства, расположенные на берме выемки.

Неширокие котлованы (шириной до 1,5R) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства (рис. 4.16, а), при ширине котлована от 1,5R до 1,9R разработку ведут лобо-вой проходкой с двухсторонней подачей транспортных средств (рис. 4.16, б). Наибольшая ширина лобовой проходки поверху для экскава-тора с прямой лопатой при движении его по прямой определяется по фор-муле

где R 0 - оптимальный радиус резания экскаватора, принимается равным от 0,8 до 0,9 максимального радиуса резания, м; l п - длина рабочей пере-движки экскаватора, принимается 0,75 длины рукояти экскаватора, м.

Котлованы шириной от 1,9R до 2,5R разрабатывают уширенной лобовой проходкой с передвижкой экскаватора по зигзагу (рис.4.16, в), а до 3R - с передвижкой его поперек котлована (рис. 4.16, г), т.е. поперечно-торцовой проходкой. Широкие котлованы (более 3,5R) разрабатывают вна-чале лобовой, затем боковыми проходками. Наибольшая ширина проходки при этом равна:

для зигзагообразной

для поперечно-торцовой

для боковой

Рис. 4.16 - Схемы проходок одноковшового экскаватора

а - д - с прямой лопатой, е - м - с обратной лопатой, л - при траншеи, м - работа экскаватора-драглайн

где R c - радиус резания на уровне стоянки; n -количество поперечных пере-движек экскаватора; m - коэффициент откоса; Н - высота забоя.

При глубине выемки, превышающей оптимальную вы-соту забоя, грунт разрабатывают по ярусам (уступам) в последовательнос-ти, определяемой профилем выемки.

Разработку грунта экскаваторами с обратной лопатой осуще-ствляют торцовыми или боковыми проходами с перемещением экскаватора по верху забоя «на себя» с копанием грунта ниже уровня его стоянки (см. рис.4.16, е - к). Последняя особенность важна в тех случаях, когда грунты ув-лажненные или мокрые. Возможно также вести разработку грунта из под воды. При этом в зависимости от ширины котлованов разработку грунта осуществляют с прямолинейной, зигзагообразной лобовой, поперечно-торцевой и боковой проходкой.

Ширина лобовой проходки по верху при односторонней выгрузке грунта составляет:

где R max - наибольший радиус резания, м;

l n - длина рабочей передвижки экскаватора, м; для экскаватора-драглайна принимается равным 1/5 вылета стрелы;

R Т - наибольший радиус выгрузки грунта в транспорт;

b k - ширина транспортных средств или отвала грунта.

При двухсторонней выгрузке грунта, м:

Ширина проходки понизу, м:

где m - коэффициент откоса;

Н - высота забоя, м.

Ширина лобовой уширенной зигзагообразной проходки, при 1,7R≤ В ≤3R определяется по формуле:

Ширина лобовой уширенной поперечной проходки, при 3R≤ В ≤3,5R определяется по формуле:

При В ≥ 3.5 - после первой лобовой проходки продолжают дальше разрабатывать одной или несколькими боковыми проходками. Ширина каждой боковой проходки равна, м:

где R n —радиус резания по дну котлована.

Разработанный грунт обычно отсыпают в отвал на бровку и частич-но (излишки, ненужные для обратной засыпки) на транспорт. Ширину про-ходки при погрузке грунта в транспортные средства принимают (1,2 ... 1,3)R, а при отсыпке в отвал - (0,7 ... 0,8) R, так как ограничивает вместимость от-вала. При отрывке траншей разработку грунта рекомендуется начинать со стороны откоса к середине траншеи, что снижает сопротивление грунта ре-занию. Траншеи с шириной по дну до 1 м разрабатывают за одну проходку (торцовую) с перемещением экскаватора по оси траншеи.

Экскаваторами-драглайнами , имеющими удлиненную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросе, разрабатывают грунт с отсыпкой его в отвал или на транспортные средства при устройстве глубоких котлованов, каналов, траншей. Разработку грунта производят ниже уровня стоянки экс-каватора с работой его «на себя»; ковш заполняют в процессе протаскива-ния его по грунту (рис. 4.16, м, л; рис 4.17). Широкие выемки разрабатывают за несколь-ко лобовых проходок или применяют такие технологические приемы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцовую проходку, а также челноч-ный способ работы экскаватора. При устройстве широких котлованов, а так-же насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку, ширина которой составляет около (0,7 ... 0,8)R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки - 180°.

Рис. 4.17 - Схемы работы экскаватора с «обратной лопатой»

а - лобовая проходка экскаватора при погрузке грунта в транспорт, подаваемый по дну забоя, б - то же, подаваемый на уровне стоянки экскаватора и во временный отвал, в - боковой проходкой; 1 - экскаватор, 2 - автосамосвал, 3 - направление движения транспорта, 4 - отвал

Экскаватором с грейферным ковшом вместимостью 0,3 ... 4 м 3 , свободно подвешенным на тросе, разрабатывают выемки в радиусе 8 ... 24 м на глубине 7 ... 15 м при подъеме грейфера на высоту 6 ... 14 м. Обычно разрабатываются легкие грунты I и II групп, а более тяжелые - при их пред-варительном разрыхлении. Такие экскаваторы применяют для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками, например при ус-тройстве опускных колодцев водозабора, заглубленных насосных станций, противофильтрационных завес и т.п.

Для экскаваторов оборудованных прямой лопатой применяют лобовую или боковую проходку. В этом случае разработка ведется с подошвы выемки, а забойная стенка находится выше уровня стоянки экскаватора (рис. 5).

Для экскаваторов оборудованных обратной лопатой или ковшом типа драглайн проходки применяют торцовые или боковые (рис. 6).

Экскаваторным забоем называют площадку где находится экскаватор, часть кавальера, часть площадки куда выгружается грунт для обратной засыпки и площадки для стоянки транспорта, которым увозят избыточный грунт. Экскаваторные забои, соответственно, могут быть лобовые, торцовые, боковые.

В торцовой и лобовой проходке ось движения экскаватора совпадает с осью выработки. Экскаватор, перемещаясь со стоянки на стоянку, разрабатывает то левую, то правую часть проходки. Угол между крайними положениями стрелы при резании не должен быть более 90 (оптимально около 70). Увеличение угла между крайними положениями стрелы приводит к резкому уменьшению производительности машины, так как значительное время цикла экскавации уходит на непроизводительное перемещение стрелы и ковша. Чем меньше угол между крайними положениями стрелы, тем выше производительность, но и меньше ширина проходки.

Ширина нормальной лобовой проходки поверху определяется из выражения:

где
- рабочий радиус резания экскаватора, м

- длина перемещения (или передвижки) экскаватора со стоянки на стоянку, м

Длина передвижки определяется как разность между максимальным и минимальным радиусами резания на глубине копания экскаватора:

В предварительных расчетах можно пользоваться ориентировочными значениями длины передвижки из следующей таблицы.

Примечание: длина передвижки экскаватора, оборудованного ковшом типа драглайн принимается равной 1/5 длины стрелы.

Боковой забой (боковая проходка) образуется при смещении экскаватора относительно оси разработки. Величина смещения может быть продиктована, например, необходимостью выгрузки грунта непосредственно в кавальер, как показано на рисунке 6а. Здесь объем грунта из принятой боковой проходки равен объему обратной засыпки. Поэтому грунт остальной части котлована, вырабатываемый зигзагообразной торцевой проходкой, вывозится. Максимальная ширина боковой проходки по одну сторону от оси определяется по формуле:

Ширину каждой последующей боковой проходки после первой находят из выражения:

где
- наибольший радиус резания на уровне стоянки экскаватора, м.

Боковыми проходками можно разрабатывать довольно широкие котлованы, выполняя их последовательно, одну за другой.

Лобовые (и торцевые) забои могут выполняться разной ширины: нормальной, с зигзагообразным перемещением экскаватора (рис. 6а) и с поперечной перестановкой экскаватора.

В целом при разработке котлованов может быть несколько проходок разных видов; их комбинация может рационально назначаться проектировщиком и зависит от размеров выемки и схемы размещения вынимаемого грунта.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием

Большинство одноковшовых строительных экскаваторов - это универсальные машины, которые бывают оснащены различными видами сменного рабочего оборудования. Учитывая зависимость отвида привода рабочего органа экскаваторы различают на канатные и гидравлические. Сегодня наиболее часто используют гидравлические экскаваторы.

Строительные экскаваторы выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Наиболее распространенными видами рабочего оборудования являются прямая, обратная лопаты, драглайн и грейфер.

Способы разработки грунта одноковшовыми экскаваторами определяют в основном видом применяемого на них сменного рабочего оборудования. Выбор способа зависит от размеров и объёмов земляных сооружений, свойств грунта͵ наличия грунтовых вод, вечной мерзлоты и др.

При разработке широких котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства (к примеру, при строительстве отстойников, фильтров, резервуаров, аэротенков и т.п.) чаще применяют экскаваторы, оборудованные прямой лопатой. Обратную лопату используют для разработки траншей, небольших котлованов с погрузкой грунта в транспортные средства или в отвал. Драглайн применяют для разработки котлованов, траншей и каналов, устройства насыпей из грунта резерва, а грейфер - для разработки глубоких котлованов с вертикальными стенками или подачи грунта при засыпке пазух.

Пространство, в котором размещается экскаватор и производится выемка грунта͵ называют забоем. Его форма и размеры зависят от рабочих параметров экскаватора и принятой схемы разработки грунта (рис. 4.16).

Экскаватор с прямой лопатой перемещается по дну выемки, копает ʼʼот себяʼʼ снизу вверх с погрузкой разрабатываемого грунта на транспортные средства. Наиболее часто применяют экскаваторы с ковшами вместимостью 0,4 ... 2,5 м 3 . Вместимость ковша выбирают исходя из объёмов работ, глубины котлована и характеристик грунта. Стоит сказать, что для наиболее полного заполнения ковша высота забоя должна быть не меньше трехкратной высоты ковша. Экскаваторы с прямой лопатой наиболее эффективно работают в сухих забоях, а в мокрых (при высоком уровне грунтовых вод) нужно применять водоотвод или водопонижение. Выемку, образованную одним ходом экскаватора, называют проходкой. По характеру разработки грунта проходки бывают лобовыми (торцовыми) и боковыми. При лобовой проходке экскаватор движется по оси выемки и разрабатывает грунт впереди себя и по обе стороны от оси, а при боковой с одной стороны по ходу движения. Характер проходки зависит от глубины и ширины котлована и условий его разработки. Лобовыми проходками разрабатывают выемки на крутых склонах или когда глубина выемки не позволяет загружать транспортные средства, расположенные на берме выемки.

Неширокие котлованы (шириной до 1,5R) разрабатывают лобовой проходкой с односторонней погрузкой в транспортные средства (рис. 4.16, а), при ширине котлована от 1,5R до 1,9R разработку ведут лобовой проходкой с двухсторонней подачей транспортных средств (рис. 4.16, б). Наибольшая ширина лобовой проходки поверху для экскаватора с прямой лопатой при движении его по прямой определяется по формуле

где R 0 - оптимальный радиус резания экскаватора, принимается равным от 0,8 до 0,9 максимального радиуса резания, м; l п - длина рабочей передвижки экскаватора, принимается 0,75 длины рукояти экскаватора, м.

Котлованы шириной от 1,9R до 2,5R разрабатывают уширенной лобовой проходкой с передвижкой экскаватора по зигзагу (рис.4.16, в), а до 3R - с передвижкой его поперек котлована (рис. 4.16, г), ᴛ.ᴇ. поперечно-торцовой проходкой. Широкие котлованы (более 3,5R) разрабатывают вначале лобовой, затем боковыми проходками. Наибольшая ширина проходки при этом равна:

для зигзагообразной

для поперечно-торцовой

для боковой

Рис. 4.16 – Схемы проходок одноковшового экскаватора

а - д – с прямой лопатой, е - м – с обратной лопатой, л – при траншеи, м – работа экскаватора-драглайн

где R c - радиус резания на уровне стоянки; n -количество поперечных передвижек экскаватора; m - коэффициент откоса; Н - высота забоя.

При глубине выемки, превышающей оптимальную высоту забоя, грунт разрабатывают по ярусам (уступам) в последовательности, определяемой профилем выемки.

Разработку грунта экскаваторами с обратной лопатой осуществляют торцовыми или боковыми проходами с перемещением экскаватора по верху забоя ʼʼна себяʼʼ с копанием грунта ниже уровня его стоянки (см. рис.4.16, е - к). Последняя особенность важна в тех случаях, когда грунты увлажненные или мокрые. Возможно также вести разработку грунта из под воды. При этом исходя из ширины котлованов разработку грунта осуществляют с прямолинейной, зигзагообразной лобовой, поперечно-торцевой и боковой проходкой.

Ширина лобовой проходки по верху при односторонней выгрузке грунта составляет:

где R max - наибольший радиус резания, м;

l n - длина рабочей передвижки экскаватора, м; для экскаватора-драглайна принимается равным 1/5 вылета стрелы;

R Т - наибольший радиус выгрузки грунта в транспорт;

b k - ширина транспортных средств или отвала грунта.

При двухсторонней выгрузке грунта͵ м:

Ширина проходки понизу, м:

где m - коэффициент откоса;

Н - высота забоя, м.

Ширина лобовой уширенной зигзагообразной проходки, при 1,7R≤ В ≤3R определяется по формуле:

Ширина лобовой уширенной поперечной проходки, при 3R≤ В ≤3,5R определяется по формуле:

где R n -радиус резания по дну котлована.

Разработанный грунт обычно отсыпают в отвал на бровку и частично (излишки, ненужные для обратной засыпки) на транспорт. Ширину проходки при погрузке грунта в транспортные средства принимают (1,2 ... 1,3)R, а при отсыпке в отвал - (0,7 ... 0,8)R, так как ограничивает вместимость отвала. При отрывке траншей разработку грунта рекомендуется начинать со стороны откоса к середине траншеи, что снижает сопротивление грунта резанию. Траншеи с шириной по дну до 1 м разрабатывают за одну проходку (торцовую) с перемещением экскаватора по оси траншеи.

Экскаваторами-драглайнами , имеющими удлиненную стрелу и ковш, свободно подвешенный на тросе, разрабатывают грунт с отсыпкой его в отвал или на транспортные средства при устройстве глубоких котлованов, каналов, траншей. Разработку грунта производят ниже уровня стоянки экскаватора с работой его ʼʼна себяʼʼ; ковш заполняют в процессе протаскивания его по грунту (рис. 4.16, м, л; рис 4.17). Широкие выемки разрабатывают за несколько лобовых проходок или применяют такие технологические приемы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцовую проходку, а также челночный способ работы экскаватора. При устройстве широких котлованов, а также насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку, ширина которой составляет около (0,7 ... 0,8)R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки - 180°.

Рис. 4.17 – Схемы работы экскаватора с ʼʼобратной лопатойʼʼ

Экскаватором с грейферным ковшом вместимостью 0,3 ... 4 м 3 , свободно подвешенным на тросе, разрабатывают выемки в радиусе 8 ... 24 м на глубине 7 ... 15 м при подъеме грейфера на высоту 6 ... 14 м. Обычно разрабатываются легкие грунты I и II групп, а более тяжелые - при их предварительном разрыхлении. Такие экскаваторы применяют для разработки глубоких выемок с вертикальными стенками, к примеру при устройстве опускных колодцев водозабора, заглубленных насосных станций, противофильтрационных завес и т.п.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. Расчет проходок экскаваторов с различным рабочим оборудованием" 2017, 2018.

Технология и организация производства работ экскаватором

Технологическая схема производства земляных работ одноковшовыми экскаваторами складывается из четырех основных рабочих процессов: разработка и выемка грунта; перемещение его к месту укладки; укладка грунта в насыпь или отвал; отделка земляного сооружения, т.е. доведение выемки и насыпи до проектного профиля. При организации работ и рабочих мест, производстве работ руководствуются требованиями СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Часть 1. Общие требования» и СНиП 12-04-2002 «Безопасность труда в строительстве. Часть 2. Строительное производство». Машинисту экскаватора перед началом работ выдают технологическую карту и наряд на выполнение работ.

Разработка и выемка грунта. Одноковшовыми экскаваторами грунт в забое разрабатывают несколькими проходками. Параметры проходок и забоев должны обеспечивать возможность работы экскаватора с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего цикла экскавации (копание, поворот платформы с груженым ковшом, разгрузка ковша, поворот платформы в забой и опускание ковша в положение резания).

Продолжительность цикла экскавации - один из основных факторов, влияющих на производительность экскаватора. При этом особое значение
имеют операции поворота платформы, занимающие до 60 % продолжительности цикла. Для сокращения времени на выполнение рабочего цикла экскавации:

Ширина проходок должна обеспечивать работу экскаватора при среднем значении углов поворота в пределах 70°;

Глубина (высота) забоев должна быть не менее длины стружки грунта, необходимой для заполнения ковша;

Длина проходок должна обеспечивать наименьшее число вводов экскаватора в забой и выводов из забоя;

Радиус копания должен быть в пределах 0,7 - 0,9 наибольшего радиуса копания для данного типа экскаватора;

Копание грунта производят при полной мощности двигателя; по возможности максимально совмещают рабочие операции; при разработке грунтов I - III категорий применяют ковши увеличенной вместимости.

При использовании прямой лопаты грунт разрабатывают выше уровня стоянки экскаватора лобовой или боковой проходкой (рис. 7.2). При лобовой проходке малой ширины экскаватор перемещается по центру, а при большой - зигзагообразно. Мягкие грунты разрабатывают так, чтобы каждое последующее копание перекрывало предыдущее; твердые грунты - в шахматном порядке; глубокие выемки - уступами, при этом сначала разрабатывают пионерную траншею лобовым или расширенным забоем, а затем - боковыми забоями. Подошва каждого уступа должна иметь уклон в сторону разработки для отвода ливневых вод. Прямой лопатой с поворотным ковшом ковш заполняют движением, близким к прямолинейному, с последующим поворотом его «на себя». Разработку забоя или погрузку сыпучих материалов осуществляют с верхней части забоя. Поворотом рукояти и ковша или только поворотом ковша наполняют его, поворачивают «на себя», поднимают стрелу, выводят ковш из забоя, поворачивают платформу на выгрузку и разгружают ковш.

При использовании обратной лопаты грунт разрабатывают в основном ниже уровня стоянки экскаватора лобовой проходной (рис. 7.3), а при очистке каналов, зачистке откосов котлованов - боковой. При разработке широких котлованов грунт разрабатывают лобовой проходкой, при этом экскаватор перемещают зигзагообразно или параллельно. Размеры проходок зависят от параметров обратной лопаты. Наполняют ковш поворотом ковша «к себе» или поворотом рукояти «к себе» с последующим поворотом ковша. Толщину резания грунта регулируют подъемом или опусканием стрелы. Заполненный ковш поднимают из забоя, поднимая стрелу и поворачивая рукоять «от себя». После вывода ковша из забоя поворачивают платформу в сторону разгрузки. Разгружают ковш поворотом его «от себя». При погрузке грунта в транспортные средства ширина проходки составляет 1,2 -

1,3 наибольшего радиуса копания, при отсыпке в отвал 0,5 - 0,8 этого же радиуса, причем ось рабочего перемещения экскаватора смещают в сторону подхода транспортных средств. Экскаватор и транспортные средства во

время разгрузки ковша устанавливают так, чтобы угол между осью экскаватора и осью транспортного средства был не более 40°, а угол поворота экскаватора для большей производительности - не более 70°.

Для вывоза грунта из забоя применяют самосвалы.

3.1. Определение вида проходок (лобовая: по прямой, по зигзагу, уширенная; боковая).

Разработка грунта экскаватором прямая лопата производится боковым и лобовым (тупиковым)

забоем. При боковом забое транспортные средства располагаются на уровне подошвы забоя или выше его и имеют сквозной проезд, расположенный параллельно пути перемещения экскаватора только на уровне подошвы забоя сзади или сбоку от экскаватора; схема транспортных путей при этом - тупиковая.

Разработка выемок способом лобового забоя создаёт тяжёлые условия для работы транспорта. Много времени затрачивается на развороты автомашин и подачу их под погрузку задним ходом. Средний угол поворота платформы экскаватора для погрузки грунта в транспортные средства, особенно при работе в узких забоях, может достигать 180°, что увеличивает время рабочего цикла и снижает производительность экскаватора. Поэтому ширину лобового забоя целесообразно увеличить до размеров, в 2,5 – 3,5 раза превышающих наибольший радиус резания грунта экскаватором, и разработку вести путём перемещения экскаватора по зигзагу или поперёк котлована (рис.21).

Уширенный лобовой забой улучшает условия подачи транспорта и

позволяет работать с углом поворота экскаватора в пределах 90 – 110° вместо 180°, что в итоге повышает производительность экскаватора и работающих с ним в комплекте автомобилей-самосвалов.

Уширенный лобовой забой следует применять только в тех случаях, когда по местным условиям нельзя применять боковой забой либо

при устройстве съезда в котлован и отрывке пионерной траншеи. Уширенным лобовым забоем рекомендуется пользоваться также в тех случаях, когда параметры экскаватора позволяют за одну проходку отрыть котлован, в котором можно производить разворот автосамосвалов и уменьшить углы поворота экскаватора на выгрузку.

При производстве работ боковым забоем транспортные пути расположены параллельно оси перемещения экскаватора, что позволяет подавать транспортные средства под погрузку без разворотов и значительно уменьшить угол поворота стрелы экскаватора при погрузке. А это в свою очередь увеличивает производительность экскаватора и работающих с ним транспортных средств.

В широких выемках (котлованах), разрабатываемых несколькими

проходками, лобовым уширенным забоем выполняется лишь пионерная

траншея, а вся дальнейшая разработка грунта в выемке, как правило, производится способом бокового забоя.

Рис. 21. Разработка грунта экскаватором прямая лопата:

а) лобовая проходка с односторонней погрузкой грунта в автосамосвалы;

б) лобовая проходка с двусторонней погрузкой грунта в автосамосвалы;

в) лобовая проходка с перемещением экскаватора по зигзагу;

г) уширенная проходка с перемещением экскаватора поперёк котлована .

а) при B£1,5R – лобовая проходка с односторонней погрузкой грунта в транспорт, рис. 21а.

б) при 1,5R£B£1,8R – с двухсторонней подачей транспортных средств, рис. 21 б.

Наибольшая ширина лобовой проходки составит

B£2 , (46)

где R оп. – оптимальный радиус резания, принимаемый равным от

0,8 до 0,9 наибольшего радиуса резания;

l n – длина рабочей передвижки экскаватора, принимается

равной 0,75 длин рукояти экскаватора или 2м.

в) при 2R£B£2,5R – уширенная лобовая с перемещением экскаватора по зигзагу, рис. 21 в.

Ширина зигзагообразной лобовой проходки по верху составляет

B з = 2 , (47)

г) при 2,5R£B£3,5R – поперечно-лобовая проходка с двухсторонней погрузкой в транспорт, рис. 21 г.

Ширина поперечно-лобовой проходки

д) при B³3,5R – после первой лобовой проходки продолжается разработка одной или несколькими боковыми проходками.

Ширина каждой боковой проходки равна, рис.22

В б =В 1 +0,7R ст, (49)

Рис. 22. Разработка котлована боковой проходкой экскаватором прямая лопата

Экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, используются для разработки грунтов ниже уровня стоянки экскаватора и применяются при разработке траншей и небольших неглубоких котлованов (например, под отдельно стоящие фундаменты). Разработка грунта осуществляется лобовыми и боковыми проходками. При этом лобовые проходки применяются в основном при разработке траншей, а боковые – при разработке широких котлованов. Разработку грунта можно осуществлять как в отвал, так и с погрузкой в транспортные средства. В последнем случае экскаваторы с обратной лопатой имеют преимущество по сравнению с экскаваторами с прямой лопатой, т.к. не требуется спуск автомашин в котлованы. Кроме того, экскаваторы с обратной лопатой имеют возможность отрывать траншеи с вертикальными стенками (в соответствующих грунтах). Экскаваторы с обратной лопатой при разработке грунта могут передвигаться вдоль и поперёк котлована, а также зигзагом, рис.23

Рис. 23. Разработка котлована экскаватором обратная лопата:

а) лобовая проходка по прямой; б) лобовая проходка по зигзагу;

в) лобовая уширенная проходка.

а) B£1,6-1,7R – лобовая проходка по прямой

Ширина лобовой проходки по верху при односторонней выгрузке грунта составляет:

B=b 1 +b 2 = , (50)

где R max – наибольший радиус резания, м;

l п – длина рабочей передвижки экскаватора, 2м;

R т – наибольший радиус выгрузки грунта в транспорт;

b k – ширина транспортных средств или отвала грунта.

При двухсторонней выгрузке грунта, м,

B=2b 1 =2(R ст - -1) , (51)

Ширина проходки понизу, м,

В 1 =В - 2mH , (52)

где m – коэффициент откоса;

H – высота забоя, м.

б) 1,7R£В£3R – лобовая уширенная по зигзагу

в) 3R£B£3,5R –лобовая уширенная поперечная проходка.

Ширина лобовой уширенной поперечной проходки определяется по формуле

г) B³3,5 – после первой лобовой проходки продолжают дальше разрабатывать одной или несколькими боковыми проходками.

Ширина каждой боковой проходки равна,м,

где R n – радиус резания по дну котлована.

Драглайн.

Выемки разрабатываются экскаватором-драглайном за несколько боковых или за одну лобовую проходку. Размеры забоя для драглайна определяются так же, как и при разработке грунта экскаватором с обратной лопатой.

Дополнительно применяют поперечно челночный и продольно челночный способ (с подачей транспорта по подошве забоя).

При работе экскаватора, оборудованного драглайном, грунт разрабатывается ниже уровня стоянки и грузится в автосамосвалы, устанавливаемые на уровне стоянки экскаватора или в забое (при работе челночным методом). Перед началом работы участки пути, по которым передвигается драглайн, выравниваются бульдозером или автогрейдером. Площадки на местах стоянок экскаватора после перемещения должны иметь горизонтальную поверхность.

В зависимости от ширины котлована и рабочих параметров экскаватора первая проходка выполняется лобовым забоем с перемещением экскаватора по оси отрываемой траншеи или уширенным лобовым забоем с перемещением экскаватора по зигзагообразной линии. Эти схемы применяются главным образом в тех случаях, когда такой проходкой можно отрыть котлован на полную ширину. В остальных случаях первая проходка осуществляется узким лобовым забоем с установкой экскаватора на оси, совмещенной с нижней бровкой котлована.

После отрывки пионерной траншеи, выполненной за первую проходку экскаватора, разработка грунта в котловане ведётся последовательно боковыми продольными забоями с погрузкой грунта в автосамосвалы, устанавливаемые на уровне стоянки экскаватора или в котловане (рис., м).

Расстояние перемещения экскаватора между стоянками принимается равным 1/5 длины стрелы.

При погрузке грунта на транспортные средства, подаваемые к экскаватору на одном с ним уровне, средний угол поворота экскаватора должен быть равен 70°. При разработке грунта навымет ширина проходок должна быть такой, чтобы величина угла поворота при работе не превышала 90°.

Широкие выемки разрабатывают за несколько лобовых проходок или применяют такие технологические приемы, как перемещение по зигзагу или поперечно-торцовую проходку, а также челночный способ работы экскаватора. При устройстве широких котлованов, а также насыпей из грунта резерва в ряде случаев применяют боковую проходку,

ширина которой составляет около (0,7 – 0,8)R, а поворот стрелы экскаватора для разгрузки – 180°.

Преимуществом боковых забоев является возможность перемещения грунта на значительно большие расстояния, чем при работе в лобовых забоях. Однако ширина боковых забоев меньше лобовых, а глубина не превышает 2/3 полной глубины резания.

При разработке грунта в отвал на расстояние, превышающее радиус разгрузки ковша, следует применять бульдозеры для перемещения грунта от места выгрузки из ковша до места укладки в сооружение или отвалы.

Для разработки широких котлованов, когда состояние грунта и размеры проходки драглайна позволяют подавать автомобили-самосвалы по дну проходки, рекомендуется применение челночных способов погрузки грунта. При этих способах автосамосвалы подаются в забой по дну выемки или котлована.

При поперечно-челночной схеме набор грунта производится поочерёдно с каждой стороны автосамосвала. При этом ковш разгружается без остановки поворота стрелы (без реверсирования) в момент нахождения его над кузовом самосвала.

Поперечно-челночная схема обеспечивает уменьшение угла поворота стрелы экскаватора-драглайна до 10 – 15°.

При продольно-челночной схеме грунт набирают перед торцовой

(задней) стенкой кузова самосвала и, подняв ковш, разгружают его над кузовом. При работе по этой схеме поворотные движения экскаватора фактически отсутствуют.

В результате применения челночных способов погрузки грунта

уменьшаются высота подъёма ковша и угол поворота стрелы, что значительно сокращает рабочий цикл экскаватора и повышает его производительность.

Пример:

Требуется определить тип экскаватора для разработки котлована, выбрать типы проходок, рассчитать размеры проходок и их количество, которое необходимо для того, чтобы разработать котлован при следующих данных: V котл = 4500 м 3 , размеры котлована поверху 40×60 м, H котл = 1,85 м, m отк = 0,5.

Так как V котл = 4500 м 3 для разработки котлована принимаем одно-

ковшовый экскаватор, оборудованный обратной лопатой с ёмкостью ковша 0,5 м 3 марки ЭО 5015А (табл. П.3). Согласно ЕНиР § Е 2-1-9 табл. 1 (см. также соответствующие таблицы приложения) экскаватор ЭО 5015А имеет следующие технические характеристики:

- ёмкость ковша – 0,5 м 3 ;

Наибольшая глубина копания – 4,5 м;

Наибольший радиус копания – 7,3 м;

Наибольшая высота выгрузки – 3,9 м.

Ширина котлована В = 40м ³3,5R = 3,5 7,3 = 25,6.

Следовательно, разработка котлована будет вестись боковыми проходками.

Первая проходка – лобовая. Определим её ширину по формуле, подставив следующие значения R ст =7,3 м, L n = 2 м, R вт = 6,0 м, b к = 2,64 м – для МАЗ-503 (табл. П.7)

В 1 = = 10,7 м,