Технологический процесс устройства, выемки включает разработку грунта с погрузкой в транспортные средства или на бровку выемки, транспортировку грунта, планировка дна и откосов. Выбор способа разработки грунта и схемы комплексной механизации зависит от объемов и сроков выполнения работ, вида, грунта, размеров земляного сооружения и условий производства работ.
При комплексно-механизированной разработке грунта кроме ведущей землеройной машины в комплект включаются также вспомогательные машины для транспортировки грунта, планировки и т.д. В качестве ведущей машины при разработке постоянных выемок значительной глубины, котлованов и траншей больших размеров принимают одноковшовый экскаватор. Для транспортировки грунта используют чаще всего автосамосвалы, а также железнодорожный, конвейерный и гидравлический. Количество транспортных средств и схема их подачи к экскаватору назначаются из условия обеспечения бесперебойной работы экскаватора.
Для зачистки дна выемки, разравнивания грунта и обратной засыпки пазух используются, как правило, бульдозеры.
В зависимости от расположения экскаватора относительно его перемещения в процессе разработки грунта проходка может быть лобовой или боковой. Траншеи разрабатываются за одну лобовую проходку. Разработка котлованов выполняется одной или несколькими параллельными и проходками. При значительной глубине выемки она разрабатывается сами, постепенно углубляясь до проектной отметки.
Экскаваторы с рабочим оборудованием «обратная лопата» и драглайн применяют для разработки выемок (котлованов, траншеи и др.) любой ширины и глубиной, не превышающей максимальной глубины резания. Поярусная разработка выемки при этом виде оборудования, как правило, не практикуется. Экскаватор размещается выше забоя, что облегчает разработка мокрых и обводненных грунтов.
В строительстве наибольшее распространение получили многоковшовые экскаваторы продольного копания, которые применяют для разработки траншей при устройстве инженерных коммуникаций с глубиной прокладки до 3,5 м. экскаваторы поперечного копания используют, как правило, при разработке карьеров, больших котлованов, прокладке каналов, планировке откосов постоянных выемок значительных размеров и т.д.
Технологические возможности этих машин зависят от конструкции рабочего органа. Он может быть выполнен в виде ковшового ротора или рамы с ковшовой цепью. Последние обеспечивают разработку траншей на большую глубину. Схемы работы экскаваторов и пробили траншей представлены на рис.
Производительность экскаватора зависит от скоростей движения машины и рабочего органа, которые, в свою очередь, определяются видом разрабатываемого грунта, профилем и размерами траншей. Разработка траншей многоковшовыми экскаваторами эффективна в грунте; не имеющем камней и остатков корнёй древесной растительности.
В силу конструктивных особенностей многоковшовых экскаваторов дно разрабатываемой выемки повторяет продольный профиль поверхности, по которой движется экскаватор. Для получения траншеи с заданным уклоном требуется регулирование заглубления рабочего органа в зависимости от изменения отметок дневной поверхности по трассе прокладки коммуникаций. Это регулирование осуществляется с использованием полуавтоматических и автоматических устройств, устанавливаемых на экскаваторе или устройства на основе фотоэлементов.
При планировке площадок и разработке выемок с укладкой грунта в насыпь или отвал целесообразно применение землеройно-транспортных машин. Наиболее эффективны для этих целей скреперы и бульдозеры, которые могут также применяться при разработке траншей и неглубоких котлованов простой конфигурации.
Планировку площадок и возведение земляного полотна дорог предпочтительнее выполнять скреперами. Технологические возможности скрепера определяются емкостью ковша и типом ходовой части. В настоящее время применяют прицепные, полуприцепные и самоходные скреперы с емкостью ковша 6, 8, 10 и 15 
. Скреперы большой емкости ковша при прочих равных условиях имеют более высокую производительность в расчете на I емкости ковша и обеспечивают оптимальное транспортирование грунта на большие расстояния. Целесообразная дальность транспортирования грунта прицепными скреперами /0,3-1,0 км/ значительно меньше по сравнению с полуприцепными и самоходными /3-5 км/.
При наборе грунта скрепер испытывает наибольшее сопротивление движению, поэтому необходимо выбирать оптимальны режим резания. Для сокращения времени этой операции набор грунта следует осуществлять при прямолинейном движении, желательно под уклон, совершая резание по шахматно-гребенчатой схеме и резание клиновидным или гребенчатым забоем. В тяжелых грунтах применяют предварительное рыхление на толщину резания. Повысить производительность скрепера можно, используя на участке набора тракторы-толкачи, что обеспечивает загрузку ковша с «шапкой» и сокращение времени набора грунта.
Бульдозеры широко применяют для разработки грунта и его перемещения на расстояние до 100 м, для разравнивания грунта в насыпях и отвалах, снятия растительного слоя и т.д. Технологические возможности бульдозеров определяются классом базовой машины, т.е. тяговым усилием трактора или тягача, на котором смонтирован отвал, и системой управления рабочим оборудованием. Чем выше класс машины, тем больше размеры установленного на ней отвала и, как следствие, выше производительность. Гидравлическая система управления отвалом обеспечивает большую точность высотных отметок при планировке и более широкие возможности автоматизации работы бульдозера.
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами — бульдозерами, скреперами, грейдерами
К землеройно-транспортным машинам относят погрузчики, скреперы, бульдозеры, грейдеры, грейдер-элеваторы.
Бульдозеры и скреперы за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружают в насыпь и возвращаются в забой порожняком. Стоимость работ, выполняемых этими машинами, в 3-4 раза меньше стоимости работ, выполняемых одноковшовыми экскаваторами.
Скреперы – наиболее высокопроизводительные землеройнотранспортные машины. Эксплуатационные возможности позволяют использовать их при отрывании котлованов и планировке поверхностей. В настоящее время применяют прицепные (с объемом ковша 3; 7 и 8 м 3 ), полуприцепные (с объемом ковша 4,5 м3) и самоходные (с объемом ковша 8; 15 и 25 м3) скреперы (рис.6.15). Прицепные и полуприцепные скреперы наиболее эффективно применять при транспортировании грунта на расстояние от 100 м до 1000 м, а самоходные — от 300 м до 3000 м.
Скреперы подразделяют на прицепные, полуприцепные, самоходные Главный параметр – вместимость ковша, м. Основные технологические параметры: грузоподъемность, ширина и глубина резания, толщина отсыпаемого слоя. В настоящее время в строительстве применяют скреперы с вместимостью ковша 3…15 м3. В мировой практике производства земляных работ используют скреперы, имеющие вместимость ковша до 60 м.
Ширина резания скреперов с вместимостью ковша 4…25 м колеблется в пределах 2200…2800 мм. Максимальная глубина резания для этих машин составляет 250…400 мм. Для более точного выполнения процессов планировки грунта и разработки грунта в земляных сооружениях типа «планировочная площадь» может применяться система автоматического управления положением ковша скрепера в зависимости от рельефа местности.
Рабочий орган скрепера – ковш с ножевым устройством, который осуществляет послойное резание грунта с одновременным набором его в ковш. Переход в транспортное состояние осуществляется подъемом ковша с одновременным его закрытием.
Выгрузка производится в процессе движения скрепера послойно путем наклона ковша скрепера или перемещения задней стенки ковша – свободной или принудительной разгрузкой. Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12… 0,35 м и шириной 1,65… 2,75 м (для скреперов с объемом ковша 3… 8 м3). Наибольшая толщина отсыпаемого слоя 0,35… 0,5 м.
Классификация скреперов:
При помощи скрепера могут быть механизированы следующие процессы производства земляных работ: разработка и укладка грунта в земляные сооружения различных типов; перемещение грунта на расстояние от 100 до 5000 м; снятие и перемещение растительного слоя; послойное разравнивание грунта.
Рис. 1 — Самоходный скрепер МоАЗ-6014
Самоходный скрепер МоАЗ-6014
Грузоподъемность, т — 16
Масса скрепера самоходного полная, т — 36
Максимальная скорость снаряженного скрепера, км/ч — 44
Максимальная толщина слоя отсыпки, м — 0,45
Ширина резания, м — 2,82
Работа скрепера осуществляется по следующей схеме: набор грунта ковшом скрепера, перемещение нагруженного скрепера в насыпь, разгрузка ковша с разравниванием и частичным уплотнением, возвращение порожним ходом к выемке и повторение цикла.
В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта и от местных условий применяют следующие траектории движения скреперов: эллиптическую, спиральную, «восьмеркой», зигзагообразную, челночно-поперечную и челночно-продольную (рис. 2).
Рис. 2 — Схемы движения скреперов: а) эллипс; б) спираль; в) «восьмерка»; г) «зигзаг»; д) челночно-поперечная; е) челночно-продольная
Эллиптическая схема наиболее проста и применяется в большинстве случаев при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. Наибольший эффект имеет при возведении насыпей или разработке выемок на линейно-протяженном строительстве с высотой насыпи или глубиной выемок не более 2 м, когда не требуется устройства выездов или съездов.
Спиральная (кольцевая) схема является разновидностью эллиптической, она наиболее подходит при возведении широких насыпей высотой 2…2,5 м из двухсторонних резервов или при разработке широких выемок глубиной до 2,6 м. Схему часто применяют для устройства насыпей шириной, равной или большей длины пути разгрузки ковша. При этом не требуются съезды и выезды с площадки, основное движение скреперов перпендикулярно оси возводимого сооружения, уменьшается дальность транспортировки, повышается производительность.
Движение скрепера по «восьмерке» применяют при тех же условиях, что и эллиптическую схему. Отличием является то, что скрепер при своем движении по «восьмерке» чередует правые и левые повороты, что улучшает технико-эксплуатационные показатели и почти вдвое сокращает время на повороты, повышая тем самым на 3…5 % производительность скрепера.
Зигзаг используют при возведении протяженных насыпей (дорог, плотин) высотой до 6 м из рядом расположенных выемок при протяженности рабочих участков не менее 200 м. При этой схеме уменьшается число поворотов, сокращается продолжительность одного цикла, возрастает производительность по сравнению с эллиптической схемой на 15…20 %.
Челночно-поперечная схема применяется при возведении насыпей из двухсторонних выемок, а также при разработке выемок на глубину до 1,5 м с перемещением грунта в двусторонние отвалы. Набор грунта осуществляется перпендикулярно оси выемки при движении скрепера как в одну, так и в другую сторону. Схема сокращает число поворотов скрепера, длину пути груженого и порожнего хода. По сравнению с эллиптической схемой производительность скрепера выше на 20…25 %.
Челночно-продольную схему движения скреперов применяют при возведении насыпей до 5…6 м, с заложением откосов не круче 1:2, с транспортировкой грунта из двусторонних резервов. При этой схеме холостой пробег сокращается до минимума.
При вертикальной планировке площадей рекомендуются эллиптическая, спиральная и челночно-поперечная схемы движения скреперов.
Тяжелые грунты, а также грунты с примесями, разработка которых затруднена, предварительно рыхлят на толщину срезаемой стружки. Для этого применяют рыхлители, являющиеся навесным или прицепным оборудованием к гусеничному трактору. Рыхлитель оборудован пятью стойками-ножами, а при рыхлении особо плотных грунтов – тремя (2-ю и 4-ю снимают).
Скрепер срезает ковшом стружку грунта толщиной 0,12…0,35 м и шириной (для разных типов машин 1,65…2,75 м). Наибольшая толщина отсыпаемого слоя 0,35…0,5 м. Для равномерной толщины отсыпаемого слоя грунта разгрузку осуществляют только в процессе движения скрепера. Скреперы заполняют ковш на пути длиной 12…20 м, длина пути разгрузки меньше и находится в пределах 9..15 м. Для увеличения толщины стружки, сокращения времени и более полного наполнения ковша грунтом применяют тракторы-толкачи (один толкач на 2…6 скреперов).
Применяют следующие схемы резания грунта скрепером в зависимости от вида и сцепления грунта:
Скреперы – мощные и устойчивые машины. В груженом состоянии они могут преодолевать подъем до 18 % и в порожнем – до 40 %; скрепер может спускаться под уклон до 45 %, двигаться при поперечном уклоне до 30 %.
Бульдозер – это землеройно-транспортная машина, разрабатывающая и транспортирующая грунт при помощи отвала с ножом. Бульдозер применяется для планировочных работ, разработки котлованов, траншей и т.д.
У некоторых бульдозеров отвал может поворачиваться под углом. Для уменьшения потерь грунта отвалы снабжаются открылками. К отвалу может крепиться и откосник для планировки откосов. Основные типы бульдозерных отвалов представлены на рис. 3:
Рис. 3 — Основные типы бульдозерных отвалов: 1 — прямой поворотный; 2 — прямой неповоротный; 3 — полусферический; 4 — сферический; 5 – сферический для сыпучих материалов; 6 — с толкающей плитой
Рис. 4 — Бульдозер Б14 производства ЧТЗ с полусферическим отвалом
Рис. 5 — Бульдозер Б10ПМ производства ЧТЗ
Основные параметры бульдозера Б14 и навесного оборудования (рис. 4):
Бульдозерное оборудование с полусферическим отвалом (Е) – 1 цифра
Бульдозерное оборудование с прямым отвалом (В) – 2 цифра
Ширина отвала А, мм 3730 3700
Высота отвала В, мм 1500 1345
Объем призмы волочения, куб.м. 7,5 4,75
Максимальное заглубление N, мм 550 520
Трехзубый рыхлитель (Р) Однозубый рыхлитель (Н) Максимальное заглубление Н, мм 500 650
Масса эксплуатационная, кг: трактора с бульдозерно-рыхлительным оборудованием 24520 23630
Цикл работы бульдозера состоит из операций:
Разравнивают грунт передним и задним ходом машины. Вырезаемый из забоя грунт накапливается перед отвалом, формируя призму грунта, которую называют призмой волочения.
Применение бульдозеров для планировочных работ целесообразно при перемещении грунта на расстояние до 100 м. При большей дальности транспортирования бульдозеры становятся неэффективными, так как в процессе перемещения большая часть грунта теряется. Потери, зависящие от дальности перемещения, могут доходить до 30 % и более от объема призмы волочения. Экономически целесообразная дальность перемещения грунта не превышает 60–80 м для гусеничных и 100–140 м для пневмоколесных машин.
При дальности перемещения до 50 м бульдозеры разрабатывают и перемещают грунт без промежуточного вала. Из выемки в насыпь грунт перемещается за один приём. При необходимости перемещения грунта на расстояние более 50 м через каждые 20…25 м устраиваются промежуточные валы, что уменьшает потери грунта.
При планировке площадок могут быть использованы два основных способа работ – траншейный и послойный (рис. 6).
Рис. 6 — Схема резания и перемещения грунта бульдозером: а) продольная при резании под уклон; б) то же, при горизонтальном участке; в) то же, траншейным способом; г) то же, послойным способом; 1 – участок резания; 2 – то же, при перемещении; 3 – то же, разгрузки; 4 – насыпь; 5 – выемка
При траншейном способе выемку разбивают на ярусы высотой 0,4…0,5 м. Каждый участок на ширину отвала бульдозера разрабатывают за 2…3 проходки по нему. Между соседними участками оставляют полосу неразработанного грунта шириной до 0,6 м. Этот грунт служит стенками траншеи при их разработке, способствуя более полному заполнению отвала. Эти полосы разрабатывают в последнюю очередь перед окончательной планировкой площадки. Данный способ исключает значительные потери грунта при его перемещении и поэтому более производителен.
При послойном способе выемку разрабатывают слоями на толщину снимаемой стружки за один проход бульдозера последовательно по всей ширине выемки или отдельным его частям. Этот способ используют при сложном очертании площадок и при небольшой глубине срезки.
Отсыпка грунта в насыпь начинается с наиболее удаленных участков послойно с одновременным уплотнением или грудами без уплотнения. Возвращение в забой происходит обычно задним ходом без разворота с опущенным отвалом, что способствует разравниванию и промежуточному уплотнению грунта. Особо плотные грунты перед разработкой их бульдозерами следует рыхлить. При этом используют рыхлительное оборудование в виде одного, двух или трех зубьев-рыхлителей, которым оснащается бульдозер (рис. 5).
Автогрейдеры – универсальные высокопроизводительные машины, применяются для профилирования грунтовых дорог, планировки и отделки земляного полотна, устройства водоотводных канав, возведения невысоких насыпей из резервов, планировки территории с перемещением грунта до 25 м (рис. 7). Все операции, выполняемые автогрейдером, делятся на три вида: зарезание грунта ножом отвала; перемещение и отделка поверхности, включая планировку; разравнивание грунта и срез откосов.
Рис. 7 — Автогрейдер Амкодор rd-165h с системой нивелирования
Возведение невысоких дорожных насыпей из боковых резервов начинают с пробивки ножом автогрейдера первой борозды по линии контура подошвы насыпи, которая заранее обозначается колышками и вехами. После этого автогрейдер начинает срезать грунт в резерве от внутренней бровки и укладывать его насыпь.
Автогрейдер позволяет разрабатывать канавы глубиной до 1,1 м и шириной по дну 0,4…1 м.
Грейдер-элеватор используют для возведения насыпей не выше 1,1 м, для устройства канав не глубже 1 м, на планировке, иногда для погрузки грунта в транспортные средства. Грейдер-элеватор может работать на местности с поперечным уклоном не более 18° и преимущественно в связных грунтах естественной влажности; тяжёлые грунты необходимо рыхлить. Грунты, содержащие гальку, крупные корни, камни и валуны, разрабатывать грейдер-элеваторами нельзя. В зависимости от грунта режущий диск грейдер-элеватора устанавливают под соответствующими углами захвата и резания. При последовательных круговых движениях грейдер-элеватора грунт из выемки перемещается в насыпь транспортёром (рис. 8).
Рис. 8 — Грейдер-элеватор
Толщина слоя, снимаемого за один проход, зависит от группы грунта, диаметра диска и составляет 0,1…0,5 м. Транспортёр, расположенный наклонно к направлению движения, перемещает грунт по горизонтали до 9 м и не выше 3 м.
Широкие насыпи можно делать грейдер-элеваторами совместно с автогрейдерами. Отсыпку насыпи на высоту до 0,8 м производит грейдерэлеватор, а на большую высоту – автогрейдер, передвигающий вдоль насыпи валики грунта, отсыпаемые грейдер-элеватором, и профилирующий их на насыпи.
Разработка грунта землеройно-транспортными машинами (бульдозерами, скреперами). Область применения, основные схемы работы. Эксплуатационная производительность и пути ее повышения
Землеройно-транспортные машины относятся к машинам циклического действия. Цикл работы:
набор (резание) грунта;
перемещение к месту выгрузки;
обратный (холостой) ход в забой.
Основными видами землеройно-транспортных машин являются скреперы и бульдозеры.
Скрепер является землеройно-транспортной машиной цикличного действия, предназначенной для послойного резания грунта, транспортирования его к месту укладки и разгрузки в сооружение или в отвал.
Скрепер представляет собой ковш с передней режущей кромкой, укрепленной на раме с пневмоколесным ходом. Дышлом скрепер присоединяется к гусеничному трактору или пневмоколесному тягачу. При опускании ковш передней режущей кромкой врезается в грунт. При движении скрепер непрерывно срезает слой грунта, заполненный ковш закрывается передней заслонкой. Управление ковшом скрепера может быть канатным или гидравлическим.
Скреперы разделяются на прицепные, полуприцепные и самоходные. Прицепные скреперы обычно работают с гусеничными тракторами, а полуприцепные — с одноосными (реже двухосными) пневмоколесными тягачами. Самоходные скреперы имеют собственную силовую установку. Объем ковша скрепера составляет от 2,7 до 15 м3. Ковши скреперов бывают с принудительной, полупринудительной и свободной разгрузкой. Принудительная разгрузка ковша скрепера осуществляется выдвижением задней стенки ковша. Полупринудительная разгрузка выполняется поворотом днища и задней стенки ковша относительно шарнира. Грунт выгружается под действием собственного веса и давления задней стенки ковша, поворачивающейся относительно шарнира в передней части ковша.
Рациональная дальность продольного перемещения грунта для прицепных скреперов до 1000 м и для самоходных — до 2—3 км и в отдельных случаях — до 5 км.
Скреперы используются при производстве земляных работ по возведению насыпей, устройству выемок, планировке больших площадей. По сравнению с другими землеройными машинами скреперы, особенно самоходные, имеют ряд достоинств:
а) осуществляют тонкослойное резание грунта, что позволяет механизировать мелкие планировочные работы по заданным отметкам;
б) могут послойно отсыпать доставляемый грунт при возведении насыпей, дамб, плотин с уплотнением этих слоев колесами скрепера;
в) значительно снижают стоимость разработки, транспортирования и укладки грунта в насыпях по сравнению с выполнением этих работ одноковшовыми экскаваторами и автосамосвалами при небольшой дальности транспортирования грунта.
Основные схемы работы скреперов
Скреперы набирают грунт при прямолинейном движении.
В зависимости от вида грунта различают следующие способы набора грунта:
а) Способ набора грунта постоянной толщины тонкой прямой стружкой применяют на любых связных грунтах при работе под уклон.
б) Клиновой, т.е. с переменной толщиной стружки, — при разработке любых связных грунтов на горизонтальных участках.
в) Гребенчатый с переменным заглублением и выглублением ковша — при разработке сухих суглинистых и глинистых грунтов на горизонтальных участках. Клевковый с переменным заглублением ковша скрепера на возможно большую глубину и последующим полным его выглублением (разновидность гребенчатого способа) — при разработке сухих песчаных и супесчаных грунтов на горизонтальных и наклонных участках.
Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12-0,35 м и шириной 1,65-2,75 м. Толщина отсыпаемого слоя 0,35-0,5 м. Для обеспечения равномерной толщины отсыпаемого слоя грунта ковш разгружают только при движении скрепера.
Для увеличения толщины стружки, сокращения затрат времени и пути наполнения ковша применяют тракторы-толкачи, число которых зависит от типа скрепера, вместимости ковша и дальности транспортировки (1 толкач обслуживает 2-6 скреперов). Длина пути наполнения ковша при совместной работе скрепера и толкача в супесчаных и суглинистых грунтах сокращается до 10-12 м, в глинистых — до 15-18 м при нормальной длине пути наполнения 22-26 м. При этом толщина стружки увеличивается на 20-25%. Трактор-толкач особенно эффективен при разработке плотных и тяжелых грунтов, когда усилия тягача скрепера при наборе грунта не хватает.
Последовательность скреперных проходок может быть разной, на практике чаще всего используют схемы разработки грунта последовательными проходками (полоса рядом с полосой), проходками через полосу и ребристо-шахматными проходками. Разработка по схеме «полоса рядом с полосой» нерациональна из-за потерь грунта в виде боковых валиков. Разработка грунта проходками через полосу (рис а) и по ребристо-шахматной схеме (рис. б) уменьшает рассыпание при резании и способствует лучшему наполнению ковша.
В зависимости от характера возводимого сооружения, взаимного расположения мест разработки и укладки грунта, а также от местных условий применяют следующие траектории движения скреперов:
Наиболее простая — эллиптическая схема, она применяется в большинстве случаев при планировочных работах в промышленном и гражданском строительстве. Наибольший эффект дает при возведении насыпей или разработке выемок на линейно-протяженном строительстве с высотой насыпи или глубиной выемок не более 2 м, т.е. когда не требуется устройство выездов.
Спиральная схема представляет собой разновидность эллиптической, она применяется при возведении широких насыпей из двухсторонних резервов или широких выемок высотой или глубиной до 2,5 м. Не требует устройства съездов и выездов. Поскольку отсыпка грунта по этой схеме производится перпендикулярно оси возводимого сооружения, сокращается дальность транспортировки, что увеличивает производительность.
Схема движения скрепера по «восьмерке» применяется в подобных условиях, что и эллиптическая. Отличием является то, что скрепер при движении по «восьмерке» чередует правые и левые повороты, что улучшает технико-эксплуатационные показатели и почти вдвое сокращает время на повороты. Производительность скрепера повышается на 3-5%.
Схема движения скрепера по зигзагу применяется при возведении насыпей высотой до 6 м из резервов по длине захвата 200 м и более. Уменьшается число поворотов и дальность возки грунта, до 15% повышается производительность скрепера по сравнению с организацией работы по эллиптической схеме.
Челночно-поперечную схему применяют на возведении насыпей высотой менее 1,5 м при работе из двухсторонних резервов. Движение скреперов аналогично движению по эллиптической схеме, но по сравнению с эллиптической схемой производительность скрепера в этом случае выше на 20-25%.
Челночно-продольная схема движения скреперов применяется при возведении насыпей до 5-6 м с заложением откосов не круче 1:2 с транспортировкой грунта из двухсторонних резервов. Холостой пробег скрепера при этой схеме сокращается до минимума.
При вертикальной планировке площадей рекомендуются эллиптическая, спиральная и челночно-поперечная схемы движения скреперов.
Транспортирование грунта скрепером должно осуществляться с наибольшей скоростью, которая зависит от состояния землевозных путей, мощности и конструкции тягача.
Временные землевозные дороги, особенно в грузовом направлении, должны иметь минимальное число поворотов и подъемов. Разгрузка грунта производится при движении скрепера на прямых участках пути. При послойной укладке грунта разгрузка ведется на минимальных скоростях, а при разгрузке грунта опрокидыванием ковша — на скоростях транспортирования. Продолжительность груженого и холостого ходов скрепера, даже (при незначительной дальности перемещения грунта, составляет до 70% от времени цикла, поэтому особенно важно добиться экономии времени на этих операциях. Выбирая схему движения скреперов, необходимо стремиться к сокращению количества разворотов, уменьшению углов подъема, особенно при движении скрепера при загруженном состоянии, увеличению скорости движения. Желательно, чтобы длина забоя и фронт разгрузки позволяли обеспечить полную; загрузку и разгрузку ковша. Места укладки и разработки грунта рекомендуется выбирать таким образом, чтобы путь загруженного скрепера был кратчайшим и не имел крутых поворотов.
Бульдозеры представляют собой навесное оборудование на базовый гусеничный или пневмоколесный трактор (двухосный колесный тягач), включающее отвал с ножами, толкающее устройство в виде брусьев или рамы и систему управления отвалом.
Современные бульдозеры являются конструктивно подобными машинами, базовые тракторы и навесное оборудование которых широко унифицированы. Главный параметр бульдозеров — тяговый класс базового трактора (тягача).
Бульдозеры применяют для послойной разработки и перемещения грунтов I. IV категорий, а также предварительно разрыхленных скальных и мерзлых грунтов. С их помощью выполняют планировку строительных площадок, возведение насыпей, разработку выемок и котлованов, нарезку террас на косогорах, разравнивание грунта, отсыпаемого другими машинами, копание траншей под фундаменты и коммуникации, засыпку рвов, ям, траншей, котлованов и пазух фундаментов зданий, расчистку территорий от снега, камней, кустарника, пней, мелких деревьев, строительного мусора и т.п. Широкое использование бульдозеров в строительном производстве определяется простотой их конструкции, надежностью и экономичностью в эксплуатации, высокими производительностью, мобильностью и универсальностью.
общего назначения, используемые для выполнения основных видов землеройно-транспортных и вспомогательных работ в различных грунтовых и климатических условиях, и
специальные, применяемые для выполнения целевых работ в специфических грунтовых или технологических условиях (бульдозеры-толкачи, подземные и подводные бульдозеры);
в зависимости от тягового класса (номинальному тяговому усилию) базовых машин:
малогабаритные (класс до 0,9),
легкие (классов 1,4. 4),
средние (классов 6. 15),
тяжелые (классов 25. 35) и
сверхтяжелые (класса свыше 35);
по типу ходового устройства — гусеничные и пневмоколесные;
по конструкции рабочего органа:
с неповоротным в плане отвалом, постоянно расположенным перпендикулярно продольной оси базовой машины, и
с поворотным отвалом, который может устанавливаться перпендикулярно или под углом до 53° в обе стороны к продольной оси машины;
по типу системы управления отвалом — с гидравлическим и механическим (канатно-блочным) управлением.
При канатно-блочной системе управления подъем отвала осуществляется зубчато-фрикционной лебедкой через канатный полиспаст, опускание — под действием собственной силы тяжести отвала. При гидравлической системе управления подъем и опускание отвала осуществляются принудительно одним или двумя гидроцилиндрами двустороннего действия. Бульдозеры с механическим управлением в настоящее время промышленностью не выпускаются.
Рабочий цикл бульдозера: при движении машины вперед отвал с помощью системы управления заглубляется в грунт, срезает ножами слой грунта и перемещает впереди себя образовавшуюся грунтовую призму волоком по поверхности земли к месту разгрузки; после отсыпки грунта отвал поднимается в транспортное положение, машина возвращается к месту набора грунта, после чего цикл повторяется. Максимально возможный объем призмы волочения современные бульдозеры набирают на участке длиной 6. 10 м. Экономически целесообразная дальность перемещения грунта не превышает 60. 80 м для гусеничных бульдозеров и 100. 140 м для пневмоколесных машин. Преимущественное распространение получили гусеничные бульдозеры, обладающие высокими тяговыми усилиями и проходимостью. Чем выше тяговый класс машины, тем больший объем земляных работ она способна выполнять и разрабатывать более прочные грунты.
Производительность бульдозеров зависит от выбора рациональной схемы резания и перемещения грунта и сокращения рабочего цикла. Во всех случаях, когда это позволяет рельеф местности, резание и перемещение грунта надо вести под уклон. Для сокращения потерь грунта при перемещении на расстояние свыше 50 м применяют спаренную работу бульдозеров.
Разработку грунта бульдозерами ведут послойно или по траншейной схемам, при этом, возможны (подобно скреперу, см. рис. выше) следующие способы срезания стружки:
-стружкой постоянной толщины – для всех видов грунта при их наборе на подъеме или для грунтов со значительным сопротивлением копанию;
-клиновым, т.е. с переменной толщиной стружки – для грунтов с малым сопротивлением копанию;
-гребенчатый, с попеременным заглублением отвала – для плотных и сухих грунтов.
Послойный способ работы бульдозера предполагает последовательную срезку грунта по всей площадке с рабочим ходом в одном направлении, холостой ход располагается под углом к рабочему, и бульдозер сдвигается на ширину отвала
Траншейный способ предполагает разработку грунта траншеями на ширину отвала. Работа бульдозера может быть организована по маятниковой иличелночной схемам. При маятниковой схеме (Lср ≥ 50…70 м) бульдозер возвращается к месту набора грунта передним ходом с разворотами. При челночной схеме (Lср
