Разработка выемок и возведение насыпей землеройно-транспортными машинами

7.7.1Разработка выемок землеройно-транспортными машинами с продольным перемещением грунта в насыпь в едином технологическом процессе позволяет обеспечить высокую производительность машин и рекомендуется во все случаях, когда грунт из выемки пригоден для отсыпки насыпи.

ПОС должно быть предусмотрено распределение земляных масс из выемок в насыпь с указанием мест разработки и укладки грунта по пикетам и по слоям выемкии насыпи с учетом характеристик состава и состояния грунта. При отрицательномгрунтовом балансе и неблагоприятных грунтах следует отдавать предпочтениеболее длинным захваткам укладки грунта из выемки в насыпь с последующей досыпкой из сосредоточенных резервов. Переувлажненные глинистые грунтыследует применять согласно 11.5 и 11.6.

Для разработки и продольного перемещения грунта применяют бульдозеры, скреперы всех видов, а также высокопроизводительные комплекты землеройных машин непрерывного действия. Применение гидромеханизации для продольного перемещения грунта приведено в 7.9 настоящего технического кодекса..

7.7.2Разбивку 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. 7.2.3). В процессе возведения насыпи высотные отметки проверяют нивелированием от реперов. Высотная и плановая разбивки должны быть восстановлены через каждые 1-1,5 м по высоте насыпи по мере ее наращивания.

Схемы разбивки глубоких выемок и высоких насыпей показаны на рисунках 7.4,7.5.

1 — разметочные колья; 2 — уровень: 3 — лекало; В — ширина земляного полотна

Рисунок 7.4 - Схема разбивки насыпи высотой более 1 м

1 - шаблон; 2 - уровень; 3 - лекало; B - ширина земляного полотна

Рисунок 7.5 - Разбивка выемки

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.

7.7.3Разработку выемок с перемещением грунта в насыпь на расстояние до 100 м рационально производить бульдозерами. В целях повышения производительности машин разработку грунтов (кроме песчаных грунтов с влажностью ниже оптимальной) выполняют траншейно-гребенчатым способом (рисунок 7.6). При этом разработку начинают с ближнего к насыпи конца выемки и перемещают в дальний конец отсыпаемого слоя насыпи. Гребни между траншеями срезают, начиная с дальнего от насыпи участка, движением бульдозера под углом с перемещением грунта по ранее выработанной траншее.

1 - ярусы разработки; 2 - слои отсыпаемой насыпи; 3 - траншеи; 4 - стенки между траншеями

Рисунок 7.6 - Траншейно-ярусная схема разработки грунта бульдозером

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

При разработке нижнего слоя выемки сохраняют стенки крайних боковых ей с целью перемещения по ним грунта, срезаемого с полок на откосах выемок (рисунок 7.7).

1-3 - ярусы; 4 - крайняя стенка; 5 - траншея; 6 — полки на откосе;

а - ширина захвата при проходе бульдозера

Рисунок 7.7 - Последовательность удаления стенок при разработке нижнего яруса и полок откосов выемки бульдозером

7.7.4В целях снижения потерь грунта при его перемещении по насыпи следует применять бульдозеры с открылками на отвале или с отвалами совкового типа.

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 сблизиться так, чтобы расстояние между отвалами не превышало 15-20 см, и в таком 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 осуществлять полный набор грунта для дальнейшего перемещения.

7.7.5Отсыпку каждого слоя в насыпи следует начинать с крайних боковые полос с последующим приближением полос отсыпки к оси дороги. При этом толщина слоя отсыпки должна соответствовать заданной толщине технологическом слоя с запасом на уплотнение в 10 % - 20 %. Отсыпанный слой следует выравнивать автогрейдером. К концу смены должен быть полностью отсыпан, выровнен иуплотнен слой грунта по всему поперечному сечению земляного полотна с уклоном к бровке 20 %о - для песчаных грунтов, 40 %о -.для глинистых., что обеспечивает сток воды в случае выпадения атмосферных осадков.

7.7.6При установлении мест разгрузки грунта участок насыпи на захватке разбивают по прямоугольной сетке размером L₁´ L₂(L₁ - размер ячейки сетки по ширине слоя, L₂ - то же по длине слоя). Сначала определяют количество точек n разгрузки грунта по ширине отсыпаемого слоя по формуле

(7.1)

где В - ширина отсыпаемого слоя, м

V- объем грунта в кузове транспортного средства, м³;

h - толщина отсыпаемого слоя, м.

Значение п - округляют до целого числа, далее находят расстояние и расстояние

7.7.7Разработку 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 расстоянии от 600 м до 1,5-3 км - полуприцепными скреперами, работающими с колесными тягачами исамоходными скреперами. Типы применяемых скреперов должны соответствовать заданным темпам и объемам земляных работ (см. приложение А).

7.7.8При разработке выемки и продольном перемещении грунта в насыпи движение скреперов организуют по эллиптической схеме, обеспечивая их развороты без съезда с насыпи. В целях предварительного уплотнения грунта проходи 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.

7.7.9При 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, фронтальные погрузчики в сочетании с бульдозерами, средствами гидромеханизации.

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

7.7.10Разработку грунта одноковшовыми экскаваторами (с оборудованием прямая и обратная лопата или драглайн) 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 или с оптимальными условиями работы экскаваторов, предназначенных для выполнения работ (рисунок 7.8).

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

Рисунок 7.8 - Схема продольной разработки выемки экскаватором

7.7.11Параметры проходок должны обеспечивать возможность работы ковшомэкскаватора принятого типа с наименьшими затратами времени на выполнение рабочего цикла экскавации, состоящего из наполнения ковша грунтом, поворота к месту выгрузки и обратного поворота к забою.

Дляобеспечения 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, предотвращающие приток и скопление в забоях грунтовых и поверхностных вод с устройством водоотводной канавы в месте расположения проектного кювета.

7.7.12Разработку 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.

7.7.13Размеры проходок (забоев) для разработки грунта экскаватором с оборудованием прямая лопата рекомендуется принимать по таблице 7.4.

Таблица 7.4 – Параметры разработки грунтов в карьере экскаватором

7.7.14При разработке экскаватором забоев, высота которых соответствует наибольшей высоте резания, при глинистых грунтах возможно образование нависающих «козырьков», которые необходимо немедленно обрушивать, принимая все меры, обеспечивающие полную безопасность выполнения этой операции.

В сыпучих грунтах, в которых опасность образования «козырьков» исключена, высота забоя может быть увеличена сверх высоты резания по таблице 7.4 на 1,5-2 м.

7.7.15При 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 разрабатываемому грунту и высоте забоя, передвижением экскаватора за один раз по мере выработки забоя на величину не более 0,4 хода рукоятки при вылете ее, не превышающем 2/3 полной величины.

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

7.7.16При 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 (рисунок 7.9), при котором углы поворота платформы экскаватора не превышают 15°, а также исключается дополнительное время на разгрузку ковша и реверсирование поворотного движения после разгрузки ковша.

7.7.17Глубина забоя при разработке экскаватором с оборудованием драглайн при угле наклона стрелы к горизонту 30°-45° не должна превышать величины, приведенной в таблице 7.5.

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 таблице 7.5.

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

Рисунок 7.9 - Схема работы экскаватора с оборудованием драглайн при загрузке автомобилей-самосвалов грунтом челночным способом

Таблица 7.5 – Глубина забоя при разработке карьера экскаватором с оборудованием типа драглайн

7.7.18Разработка грунта драглайном должна осуществляться с вырезанием стружки максимальной толщины, что обеспечивается: регулировкой подвески ковша к подъемному и тяговому канатам, а также длины цепей опрокидного каната в соответствии с характером и состоянием грунта с целью обеспечения наиболее выгодного угла врезания режущих органов ковша; применением ковшей поли круглой формы со сплошной режущей кромкой, которые врезаются в грунт с меньшим сопротивлением, чем ковши с зубьями; наиболее полным использованием мощности двигателя при номинальном числе оборотов; передвижением экскаватора за один раз на длину, не превышающую 1/3 длины стрелы; применением перфорированных ковшей при черпании грунта из-под воды.

7.7.19Разработка выемок одноковшовым экскаватором 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 таблице 7.6 в зависимости от вида оборудования и вместимости ковша экскаватора. Объем недоборов входит в профильный объем выемки. Срезку недоборов в основании и на откосах выемки 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.

Таблица 7.6 – Допускаемый недобор грунта при разработке выемок

7.7.20При разработке значительных по протяженности и площади выемок или сосредоточенных резервов в 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 грейдера-элеватора от оси разработки к ее краям. Длина прохода должна быть кратной длине загрузки одной транспортной единицы.

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

7.7.21Во 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 одноковшовыми погрузчиками. Целесообразно совместное применение на работах бульдозеров мощностью 100 кВт и более, погрузчиков с большой вместимостью ковша и большегрузных саморазгружающихся транспортных средств.

7.7.22Количество транспортных средств, необходимых для перевозки грунта, определяют расчетом для каждого случая с учетом фактических условий работы и дальности транспортирования грунта в насыпь.

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 одновременной; 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.

7.7.23Разработку 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 период 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 грунта. 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, то необходимо предусмотреть мероприятия по ее содержанию в 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.

7.7.24Для обеспечения проходимости автотранспорта при возведении насыпииз глинистых грунтов, а также при разработке выемок в глинистых грунтах необходимо предусмотреть устройство по верхнему слою земляного полотна технического слоя (технологической прослойки) из песчано-гравийной смеси, гравелистогоили крупного песка, супеси легкой крупной или шлака (золошлака) оптимального состава.