Файл: Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие.pdf

Т о н н е л ь н ы е экскаваторы, используемые главным образом для погрузки породы на вагонетки в штольнях, представляют со­

экскаваторы снабжаются универсальным и сменным оборудовани­ ем, позволяющим в зависимости от стоящих задач и категории разрабатываемых грунтов применить наиболее эффективное в дан­

ных условиях.

Многоковшовые экскаваторы в отличие от одноковшовых представляют собой машину непрерывного действия, разрабаты­ вающую грунты не выше V категории.

По виду рабочего оборудования многоковшовые экскаваторы делятся на цепные и фрезерные (роторные).

В ц е п н о м многоковшовом экскаваторе ковши прикреплены к цепи, приводимой в движение многогранным ведущим бараба­ ном. Цепь поддерживается и направляется несущей рамой, под­ вешенной к корпусу экскаватора, которая может быть опущена ниже уровня стояния самого экскаватора (нижнее черпание) или поднята выше его (верхнее черпание). Ковши экскаватора, разра­ батывая грунт, черпают его и доставляют в бункер, откуда он при помощи лотка или транспортера непрерывно поступает на транс­ порт.

Различают многоковшовые экскаваторы поперечного и про­ дольного черпания. Первые из них служат для разработки кана­ лов и планировки откосов. При этом если несущая рама является многошарнирной, то такой экскаватор может разрабатывать не только прямолинейный, но и сложный профиль откоса.

Многоковшовые экскаваторы продольного черпания служат для разработки траншей. В зависимости от своих размеров и про­ изводительности многоковшовые экскаваторы выпускаются на гу­ сеничном, колесном и рельсовом ходу.

Разновидностью многоковшовых экскаваторов, применяемых для подводного черпания, являются плавучие землечерпательницы.

Р о т о р н ы е (фрезерные) экскаваторы (рис. 12) разрабаты­ вают грунт рыхлителем и извлекают его специальными устройст­ вами, снабженными ковшами. Перемещение грунта к месту выгрузки производится ленточными транспортерами, причем эта выгрузка может вестись как на транспорт, так и в отвал.

В настоящее время созданы весьма совершенные и высокопро­ изводительные роторные экскаваторы, применяемые как для про­ дольной разработки траншей и канав, так и для извлечения полезных ископаемых и вскрышных грунтов.

Скреперы представляют собой тяжелые ковши, наполняемые при рабочем ходе путем черпания. Среди них различают канат­ ные и колесные скреперы.

37

Рис. 13. Прицепной скрепер:

а — при загрузке ковша; б — в транспортном положении

направлении. При обратном, холостом, движении ковш освобож­ дается от грунта. Канатные скреперы могут разрабатывать толь­ ко относительно слабые грунты (до III категории) и передвигать их на небольшие расстояния.

38

(путем срезания грунта), а затем, приподняв ковш в транспорт­ ное положение, отвозить грунт на место укладки. Колесные скре­ перы обычно работают на прицепе к гусеничному или колесному трактору или тягачу. В связи с тем что в процессе заполнения ковша требуется значительно большая тяговая мощность, чем для движения скрепера в транспортном положении, в забое ра­ ботают специальные тракторы-толкачи, которые особенно полез­

ны при работе скреперов большого объема и в грунтах трудной разрабатываемое™ (выше III категории). Наиболее распростра­ ненными в дорожно-строительной практике являются скреперы с емкостью ковша 6 м3, а при крупном гидротехническом строи­ тельстве и на вскрышных работах применяют скреперы с емко­ стью ковша 15—25 м3 и даже больше.

В последнее время кроме прицепных стали выпускаться и самоходные скреперы.

Практика применения колесных скреперов показывает, что использование их при дальности возки свыше 4—5 км оказывает­ ся нерентабельным.

Кроме собственно землеройных машин при земляных работах (дорожных, планировочных и др.) применяют еще механизмы, служащие главным образом для поверхностного выравнивания и перемещения земляных масс. К числу таких механизмов, способ­

ных разрабатывать грунты до III категории относятся бульдозеры и грейдеры.

Бульдозер (рис. 14) представляет собой трактор, оборудован­ ный отвалом, устанавливаемым перпендикулярно или под углом

39

к оси трактора. Отвал, располагаемый впереди машины, является основным рабочим органом. С помощью этого механизма можно разрабатывать на косогорах выемки, вести планировку террито­ рии (путем срезки и засыпки неровностей), засыпать рвы, ямы и канавы, расчищать территорию от снега, кустарника и т. и.

Бульдозеры широко применяются во всех видах строительст­ ва, а особенно в дорожном.

Грейдеры, выпускаемые преимущественно в самоходном ва­ рианте и называемые автогрейдерами, также имеют отвал в ка­ честве основного рабочего органа. Но размещается он между передними и задними колесами и служит для среза, перемещения и выравнивания грунта по дорожному полотну, при планировке территорий и других подобных работах.

При дорожных работах, кроме простого автогрейдера, при­ меняют еще и грейдеры-элеваторы, разрабатывающие грунт с по­ мощью грейдерного отвала, а затем поднимающие его транспор­ терным устройством и отсыпающие либо прямо в отвал в стороне от дороги, либо в транспортное средство, движущееся с ним. Грейдеры-элеваторы применяют как при дорожном строительстве, так и при разработке каналов оросительных систем, возведении дамб, земляных плотин и разработке карьеров.

Гидромеханическая разработка

Гидромеханическая разработка основана на способности движущейся воды размывать грунты и увлекать грунтовые части-

Рис. 15. Гидромонитор:

/ — сопло; 2 — ствол; 3 — шарниры для вращения; / — гидроцилиндры; 5 — пульт управления

цы при своем движении. Существуют два основных способа гид­ ромеханизации: размыв струей и всасывание грунта из забоя. Пер­

вый из этих способов носит название гидромониторного, а вто­ рой — землесосного.

Размыв грунта струей производится с помощью механизмагидромонитора^ (рис. 15), служащего для создания струи воды, выбрасываемой под большим напором и с большой скоростью.

4 0

Диаметр насадок, выбрасывающих струю, составляет 50—250 мм, а рабочее давление 5—25 атм. При работе гидромонитора в зави­ симости от его производительности расходуется от нескольких со­ тен до 4—5 тыс. м3 воды в час, для чего в комплекте гидромеха­ нического оборудования имеются высоконапорные насосы боль­ шой производительности.

Гидромониторная разработка грунта ведется двумя способа­ ми: размыв «сверху вниз» и «снизу вверх». В первом случае гид-

Рис. 16. Схема гидромониторных работ:

и смывает грунт. Этот способ применим только в легкоразмываемых грунтах.

При размыве «снизу вверх» гидромонитор устанавливается на подошве забоя и подрабатывает массив грунта снизу. При этом верхняя часть массива обрушивается вниз, где разрушается и раз­ мывается. Таким способом разрабатывают как легкоразмываемые грунты, так и более плотные.

Наибольший эффект размыва грунта получается, когда гидро­ монитор располагается на возможно более близком расстоянии от забоя и дает достаточно широкую струю. Это объясняется тем, что при удалении от гидромонитора энергия струи уменьшается и размывающее ее действие падает, а тонкая струя захватывает лишь небольшой объем грунта. Однако в производственных усло­ виях не всегда удается располагать гидромониторы очень близко от забоя, поэтому мощность их используется не полностью. Раз­

41

работка грунтов гидромониторами производится обычно для за­ боев, расположенных выше уровня воды.

Размытый грунт в виде смеси с водой, называемой пульпой, стекает по забою в прудок, откуда забирается и транспортирует­ ся на место укладки. Общая схема гидромониторной разработки, транспортировки и укладки грунта приведена на рис. 16.

Эффективность гидромониторного размыва в большой степе­ ни зависит от того, какой грунт разрабатывают. Практика веде­ ния подобных работ дает следующее примерное деление грунтов по их сопротивляемости размыву. В качестве критерия размываехмости взято давление струи на грунт (в кг/см2), достаточное для разрушения его естественной структуры и размыва.

Эти данные показывают, что разработка этим методом тяже­ лых грунтов требует очень высоких давлений струи и потому не всегда является целесообразной.

Рис. 17. Землесос:

Разработка грунта землесосами (рис. 17) осуществляется пу­ тем всасывания насосом смеси грунта с водой (пульпы). Эта смесь для легких несвязных грунтов получается в процессе прос­ того всасывания, а для более тяжелых, плотных и связных грунтов ■— после раздробления их механическим рыхлителем (фрезерным

42