Главная → Статьи

Комплексная механизация земляных работ

При комплексной механизации земляных работ разработку грунта осуществляют комплектом машин, в состав которого кроме ведущей (основной) землеройной машины входят машины для транспортирования грунта, подчистки дна выемок и отделки откосов, уплотнения насыпей, предварительного рыхления грунта и др.

Состав комплекта машин и их количество зависят от объема и сроков работ, свойств грунтов, вида земляного сооружения и способа выполнения работ: с помощью землеройных и землеройно-транспортных машин, средств гидромеханизации, взрывом или закрытым способом. Окончательное решение о способе выполнения работ и необходимом комплекте машин принимают на основании сопоставления возможных вариантов по основным технико-экономическим показателям: стоимости разработки 1 м3 грунта и трудоемкости работ.

Разработка грунта экскаваторами. При этом способе ведущей землеройной машиной в комплекте машин могут быть: одноковшовые экскаваторы, оборудованные ковшами типа прямой или обратной лопаты, драглайном, грейфером; многоковшовые или роторные экскаваторы непрерывного действия.

Вспомогательными машинами могут быть землеройно-транспорт-ные машины: бульдозеры, скреперы, грейдеры, предназначенные Для подчистки дна котлованов, отделки откосов, предварительного Рыхления грунта и др. В комплект обязательно включают машины Для перевозки грунта: автосамосвалы грузоподъемностью от 5 до 40 т, саморазгружающиеся железнодорожные вагоны, а при небольших расстояниях грунт перемещают при помощи конвейеров, бульдозеров или тракторов с прицепами-самосвалами грузоподъемностью до 20 т.

Рис. 1. Тип экскаваторов
а — драглайн: б — прямая лопата

Выбор Еедущей машины — экскаватора зависит от вида и объемов работ.

Экскаваторы с прямой лопатой (емкость ковша от 0,15 до 15 м3) используют для отработки котлованов и траншей в сухих грунтах 1—111 групп с погрузкой грунта на транспортные средства.

Экскаваторы с обратной лопатой выпускают с емкостью ковша 0,15—1,4 м3 и применяют при работе в сухих и переувлажненных грунтах для устройства траншей, котлованов и с погрузкой грунта в транспорт и в отвал.

Экскаваторы, оборудованные драглайном (емкость ковша 0,25—2 м3), широко используют в строительстве при устройстве глубоких котлованов, траншей, каналов, насыпей, при добыче песка и гравия со дна рек и озер.

Многоковшовые и роторные экскаваторы служат в основном для устройства траншей в связных грунтах (суглинках, глинах). При этом создание траншей с вертикальными стенками для укладки трубопроводов возможно без креплений на глубину не более 3 м. Для устройства траншей с откосами на многоковшовые экскаваторы устанавливают дополнительные ножи, а на роторные— откосники. Наличие сменного оборудования позволяет’ отрывать траншеи шириной по дну 0,9—1,1 м и поверху до 3,2 м.

До начала выемки грунта экскаваторами на местности устанавливают вешки, которые обозначают оси траншей или контуры котлованов, границы отвалов грунта, а также места остановки транспорта при погрузке грунта.

Рабочую зону экскаватора называют экскаваторным забоем.

Выемку грунта экскаваторами ведут проходками, количество которых зависит от глубины и размеров выемки в плане, а также 0т рабочих параметров экскаватора (длины стрелы, глубины черпания). Размеры проходок назначают из условия минимальной затраты времени на выполнение рабочего цикла. Цикл работы экскаватора складывается из времени, необходимого на набор грунта в ковш, подъема ковша, перемещения его к месту разгрузки, разгрузки и обратного поворота стрелы с опусканием ковша в рабочее положение.

Число рабочих циклов у одноковшовых экскаваторов составляет от 3 до 4 в минуту. Поэтому в целях достижения наибольшей производительности экскаваторов имеет значение экономия секунд на каждой операции и очень важно правильно определить размеры забоев, уступов и места остановки транспорта.

Сокращение времени рабочего цикла зависит от квалификации экскаваторщика и его умения совмещать операции.

Разработка грунтов скреперами, бульдозерами и грейдерами. К преимуществам перечисленных землеройно-транспортных машин относятся: комплексное выполнение одной машиной всех операций по выемке, транспортированию, укладке и разравниванию грунта; сравнительно низкая стоимость работ; высокая производительность.

Скреперы широко применяют для разработки грунтов при строительстве дорог, на планировочных и вскрышных работах, а также при устройстве выемок и насыпей в грунтах непереувлажненных I—-III групп и в более плотных с предварительным рыхлением. Скреперы выпускают двух типов: прицепные и самоходные с ковшом емкостью до 15 м3. Прицепные скреперы с тракторными тягачами используют при перевозке грунта по пересеченной местности на расстояние до 1000 м. Самоходные скреперы с колесными тягачами имеют большую скорость и служат для перемещения грунта на расстояние до 5000 м. К недостаткам самоходных скреперов следует отнести необходимость использования трактора-толкача при наборе грунта в ковш.

Бульдозеры выгоднее использовать при перемещении грунта на расстояние 50—100 м. В строительстве они осуществляют самые разнообразные работы: рытье неглубоких выемок с перемещением грунта на небольшие расстояния и сооружение невысоких насыпей, расчистку территории и планировочные работы, зачистку оснований под насыпи и фундаменты зданий и сооружений, Устройство подъездных путей, отработку грунта на косогорах, обратную засыпку траншей и пазух фундаментов и т. д. Кроме того, бульдозер очень часто служит как вспомогательная машина в комплекте с другими.

Бульдозер срезает грунт послойно толщиной 10—20 см и перемещает его к месту укладки, а затем возвращается в исходное положение без разворота.

Грейдеры используют при планировке территории, возведении дорожных насыпей, профилировании дорожного полотна, зачистке котлованов и отделке откосов.

Уплотнение насыпей грунтов. При возведении насыпей, подсы-пок под полы промышленных зданий, обратной засыпке траншей и пазух фундаментов грунты уплотняют с целью увеличения несущей способности и повышения водонепроницаемости. Уплотнение бывает поверхностным и глубинным. Существует три способа уплотнения грунтов: трамбованием, укаткой и виброуплотнение.

Во всех случаях грунты уплотняют послойно. Толщина слоя 10—20 см, при необходимости грунт предварительно увлажняют. Грунтоуплотняющими машинами служат пневматические и электрические трамбовки, виброплиты, виброкатки, тяжелые дорожные самоходные и прицепные катки.

В процессе грунтоуплотнительных работ необходим контроль качества уплотнения, который осуществляют специальными приборами или путем отбора проб.

Закрытые способы производства земляных работ. В отдельных случаях при прокладке коммуникаций под железными и автомобильными дорогами, под сооружениями и под городскими улицами, при строительстве метрополитена и шахт применяют закрытые способы выполнения работ: щитовые проходки, проколы, горизонтальное бурение скважин, вдавливание трубопроводов.

Щитовые проходки применяют при прокладке канализационных коллекторов на большой глубине и используют механизированные щитовые комплексы (КЩ) диаметром от 2,1 до 5,2 м.

Способом прокола укладывают трубопроводы диаметром до 300 мм и длиной до 30—40 м.

Способом вдавливания с последующим извлечением грунта из трубы прокладывают трубопроводы диаметром до 1400 мм. В этом случае необходимо соблюдать условие, при котором рабочий может находиться в трубе диаметром не менее 800 мм и должен быть обеспечен надежной сигнализацией.

Гидромеханизация земляных работ. При дноуглубительных работах, при заготовках речного песка, при выполнении больших объемов вскрышных работ в карьерах применяют два способа гидравлической выемки грунта: землесосными снарядами и гидромониторный.

Землесосными снарядами, оснащенными мощными грунтовыми насосами, грунт можно забирать с глубины до 16 м простым всасыванием или с предварительным механическим рыхлением ротором. При растекании пульпы по карте ча-стины грунта оседают, а осветленная вода по отводным канавам стекает в водоем.

При гидромониторной разработке воду под большим давлением подают к гидромонитору. Вытекающая из гидромонитора с большой скоростью (20—70 м/с) струя воды разрушает грунт. Размытый грунт стекает в виде водогрунтовой смеси (пульпы) D специальное углубление (зумпф), из которого затем грунтовым насосом перекачивают пульпу по трубам к месту укладки.

Разработку грунта в зимнее время необходимо выполнять по специальному проекту производства работ и обосновывать технико-экономическим расчетом.

Разработку мерзлого грунта одноковшовыми экскаваторами (прямая и обратная лопаты) без предварительного рыхления допускают при толщине мерзлого слоя до 0,25 м ковшом емкостью 0,5—0,65 м3 и 0,4 м ковшом емкостью 1 — 1,25 м3. При промерзании грунта на глубину более указанной выше его необходимо предварительно подготовить для разработки одним из следующих способов: предварительным рыхлением грунта до промерзания, оттаиванием и рыхлением мерзлого грунта.

Выбор и обоснование способа подготовки зависят от объемов и условий работ, сроков их выполнения и наличия оборудования.

От промерзания грунт можно предохранять предварительным рыхлением до его промерзания (вспахивание, боронование, перелопачивание экскаватором), засолением, покрытием поверхности грунта теплоизоляционными материалами; удержанием снегового покрова. Утепляют грунт опилками, сухим торфом или шлаком, а также синтетическими покрытиями на площади в контуре будущих траншеи, котлована или выемки с уширением с каждой стороны на величину глубины промерзания. Толщину слоя утеплителя определяют расчетом.

Рыхление мерзлого грунта должно быть осуществлено механическим или взрывным способом. Для механического рыхления и разработки мерзлых грунтов следует применять: при отработке траншей — машины ударного действия, дисковые эскаваторы и фрезерные машины, роторные и цепные экскаваторы со специальным рабочим оборудованием, а при устройстве котлованов и карьеров— машины ударного действия, навесные рыхлители и землеройно-Фрезерные машины для послойной отработки, баровые (резательные) машины для нарезки мерзлых грунтов на блоки. Рыхление мерзлых грунтов взрывом возможно при глубине их промерзания более 0,4 м (преимущественно на незастроенных площадках).

Фронт работ для каждого экскаватора при выемке грунта, разрыхленного механическим или буровзрывным способом, следует разделить на два блока: в пределах одного ведут выемку грунта, а в пределах другого—его рыхление или буровые работы.

Оттаивание мерзлых грунтов для последующей разработки применяют в стесненных условиях, труднодоступных местах и при незначительных объемах работ (до 50 м3), а также в случае невозможности использования других, более экономичных способов. При глубине промерзания более чем 0,4 м грунт оттаивают радиальным способом, устанавливая нагреватели в толще мерзлого грунта. При меньшей глубине промерзания в необходимых случаях возможно применение поверхностного оттаивания при помощи электро-паропрогрева или огня.

Грунт оснований котлованов и траншей, отрытых в зимних условиях, необходимо предохранять от промерзания, прикрывая его утеплителями. Основание следует зачищать непосредственно перед возведением фундаментов или укладкой трубопроводов.

Обратную засыпку котлованов и траншей следует выполнять с учетом следующих требований: количество мерзлых комьев в грунте, которым засыпают пазухи между стенками котлованов (траншей) и возведенных в них сооружений, не должно превышать 15% обшего объема засыпки; засыпка пазух внутри зданий мерзлым грунтом не допускается.

Траншеи, отрытые в зимнее время, следует засыпать немедленно после укладки труб, не допуская повреждения их изоляции.

В зимних условиях грунт необходимо уплотнять преимущественно трамбующими машинами или плитами тяжелого типа, которые позволяют выполнять работы на небольших захватках и при значительной толщине уплотняемых слоев грунта.

Охрана труда при производстве земляных работ. При земляных работах необходимо неуклонно выполнять правила техники безопасности, предусмотренные СНиП III-4-70.

Перед началом работ следует получить письменное разрешение на выполнение земляных работ вблизи подземных коммуникаций от организаций, отвечающих за эксплуатацию подземного хозяйства. Работы вблизи газопроводов и электрических кабелей, находящихся под напряжением, необходимо вести под наблюдением производителя работ и работников газо- и электрохозяйства. В непосредственной близости от подземных сетей можно работать только вручную.

При составлении технологических карт выполнение отдельных операций следует проектировать только способами, обеспечивающими безопасность работающих. Для спуска рабочих в котлован или траншеи необходимо устанавливать надежные трапы с перилами. В темное время суток забой и место погрузки грунта должны быть освещены переносными прожекторами на опорах или другими средствами. Нельзя вести выемку грунта из забоя с козырьком (нависающим в верхней части забоя грунтом). Ковш экскаватора во время разгрузки не должен находиться над кабиной, если она не защищена. При работе на рыхлении мерзлого грунта кабины машиниста экскаватора или рыхлящей машины должны быть защищены металлической сеткой.

Работы по электрооттаиванию грунта следует вести на огражденной площадке под руководством главного энергетика или главного иНженера строительного управления. У отогреваемой площадки должны круглосуточно дежурить электромонтеры, снабженные средствами защиты от поражения током. Временные линии из голого провода надо подвешивать к изоляторам на высоте не менее 4 м, а изолированные провода укладывать на высоте 0,8 м.

Работы с химическими веществами можно выполнять лишь в брезентовой одежде, резиновых сапогах и рукавицах, в защитных очках.

Во время работы гидромонитора нельзя находиться в его рабочей зоне и в пределах полуторной дальности действия струи, а также в зоне возможного обрушения грунта наверху забоя в пределах не менее трехдневной выработки. Эти зоны необходимо ограждать предупредительными знаками. После монтажа гидромонитор проверяют на давление, в 1,5 раза превосходящее рабочее.

Земляные работы часто начинают в период развертывания строительства в отдалении от жилья, рабочие находятся под открытым небом, в мокром грунте— все это создает большие трудности, особенно в зимний период. Поэтому необходимо создать хорошие бытовые условия для рабочих: обеспечить их горячей пищей, оборудовать помещения для отдыха и обогрева людей, сушки одежды, организовать санитарные посты по оказанию первой помощи при обмораживаниях, травмах и т. д.

Ваш отзыв