Рыхление и разработка мерзлых грунтов, блочные методы разработки

Механическая разработка мерзлого грунта осуществляется непосредственно машинами статического действия с предварительным рыхлением грунтов или нарезкой в них щелей. Работа экскаваторов прямая или обратная лопата без предварительного рыхления грунта допускается при глубине промерзания до 0,25 м ковшом объемом 0,5...0,8 м3, до 0,4 м — ковшом объемом более 1 м3. Экскаватором драглайн разрабатывают грунт при глубине промерзания 0,1...0,15 м (ковшом объемом не менее 1 м' с зубьями и не менее 0,5 м3 с режущей кромкой). Без предварительного рыхления мерзлого грунта разработку ведут также с помощью экскаваторов непрерывного действия (цепные и роторные).

 При большей глубине промерзания (от 0,4 до 2 м) разработку грунта ведут с предварительным рыхлением машинами статического и динамического действия.

 К рыхлителям статического действия относятся навесные рыхлители на тракторах, землеройно-фрезерные машины и специально оборудованные экскаваторы обратная лопата. Разработка мерзлого грунта с помощью рыхлителей целесообразна на больших площадях при устройстве котлованов и широких траншей (более 8 м). Работа выполняется обычно рыхлителями в комплекте с бульдозером и экскаватором. При больших глубинах промерзания мерзлый грунт разрабатывают послойно (от 0,4 до 1 м) с последующей погрузкой экскаватором в транспорт.

 Рыхлителями динамического действия являются подвесные шар-молот и клин-молот свободного падения, навесные одно-, двух- и трехклинный рыхлители, дизель-молот с клином, вибромолот, пневмо- и гидромолоты.

 Рыхлители динамического действия отличаются от рыхлителей статического действия большими массой и высотой подъема ударной части. Машины динамического действия работают по принципу крупного скола мерзлого грунта. При глубине промерзания более 1 м рыхление выполняется послойно с окучиванием грунта верхнего слоя бульдозером. Размер выемки должен быть не меньше ширины полосы (1,5...3 м), разрабатываемой рыхлителем.

 При разработке мерзлого грунта с предварительным нарезанием щелей используются машины, оборудованные барами, дисковыми фрезами или пилами, либо одноцепные экскаваторы.

 Такой метод применим при отрывке траншей и котлованов любых размеров. В связи с нарезкой мерзлого грунта на блоки или полосы данный метод называется блочным. Рассматривают мелко-и крупноблочный методы. Мелкоблочный используют при разработке небольших котлованов и траншей и погрузкой грунта экскаватором в транспорт или работой на вымет. При глубине промерзания до 1,3 м и нарезке щелей через 0,4...05 м грунт разрабатывают экскаватором обратная лопата с ковшом вместимостью 0,65 м3 и выше. При ширине траншеи поверху до 2 м достаточно сделать только продольные прорези, при ширине свыше 2 м нарезают и поперечные (под углом 30°) щели. Широкие котлованы разрабатывают только лобовыми проходками. При крупноблочном методе мерзлые грунты нарезают на блоки массой 4...10 т с последующим удалением их из выемок кранами, тракторами (бульдозерами) или электролебедками.

 Рыхление мерзлого грунта взрывным методом применяют при глубине промерзания свыше 0,4 м. Основными способами такого рыхления являются: щелевой, шпуровой и скважинный.

 Щелевой способ используют при любой глубине промерзания грунта. Щели шириной 15...30 см и глубиной (0,9...0,95) hпр нарезают с шагом (0,9... 1,3) hпр. Количество щелей зависит от размеров выемки. Заряд закладывают через одну щель.

 Шпуровой способ применяют при глубине промерзания до 1,5 м. Шпуры диаметром до 75 мм располагают в углах квадратной сетки с размером сторон (0,7.. 1,3).

 Скважинный способ рыхления рационален при глубине промерзания более 1,5 м. Скважины диаметром 140 мм располагают рядами в шахматном порядке. Расстояние между скважинами в ряду принимают (0,9...1,1) hпр, между рядами — (1,1...1,3) hпр.

 Способность разрыхленного различными методами грунта с течением некоторого времени вновь смерзаться требует при разработке комплексного технологического процесса земляных работ учитывать время начала смерзания грунта в зависимости от температуры наружного воздуха (при —5°, —10°, —20° и —30°С время смерзания соответственно 90, 60, 40 и 20 мин).

Область применения и классификация скреперов.

Рабочий цикл скрепера.

Скрепер является землеройно-транспортной машиной. Его название происходит от английского глагола scrape (скрести). Скрепер срезает грунт послойно, а затем транспортирует его к месту выгрузки и при необходимости разравнивает и уплотняет его. При помощи скрепера грунт можно укладывать слоями определенной толщины в земляные сооружения либо просто в отвал.

Скрепер состоит из тяговой машины и рабочего оборудования (ковша) на пневмоколесах. В качестве тяговой машины используется трактор (гусеничный или пневмоколесный) или тягач.

Рабочий цикл скрепера выглядит следующим образом: срезание грунта и заполнение им ковша => транспортирование грунта к месту укладки => укладка грунта => возвращение к первоначальной позиции. Дальность вывоза грунта варьируется в пределе от 0,3 до 5 км.

Классификация скреперов.

Скреперы различаются между собой по способу сцепления тяговой машины и рабочего оборудования и могут быть:

 - прицепными (рабочее оборудование сцепляется с гусеничным или колесным трактором и нагрузка от рабочего оборудования и грунта предается на опорную поверхность через собственные ходовые устройства),

 - полуприцепными (нагрузка от рабочего оборудования и грунта частично передается тяговой машине),

 - самоходными (тяговая машина и рабочее оборудование являются единым целым).

Также существуют скреперные поезда из нескольких скреперных агрегатов.

По емкости ковша скреперы бывают:

 - малой вместимости (не более 3 кубометров),

 - средней вместимости (от 3 до 10 кубометров),

 - большой вместимости (более 10 кубометров).

По способу загрузки ковша скреперы делятся на:

 - загружающиеся от силы тяги,

 - загружающиеся при помощи механического скребкового элеватора.

Также различаются скреперы и по способу разгрузки ковша:

 - с самосвальной разгрузкой (ковш опрокидывается вперед или назад),

 - с полупринудительной разгрузкой (происходит опрокидывание днища и задней стенки ковша),

 - с принудительной разгрузкой (задняя стенка ковша выдвигается вперед),

 - с щелевой разгрузкой (днище ковша раздвигается).

Конструкции ковшей скреперов также могут отличаться друг от друга. Они бывают:

 - одностворчатые,

 - двустворчатые,

 - грейферные,

 - телескопические.

По типу ходовой части скреперы делятся на гусеничные и колесные.

В зависимости от количества ходовых осей скреперы могут быть одноосными, двухосными и трехосными.