Машинами

Для розробки і переміщення ґрунту на великі відстані застосовують землерийно-транспортні машини. До них відносяться бульдозери, скрепери і грейдери. Ці машини успішно використовують, коли одночасно з розробкою ґрунту в неглибоких протяжних виїмках необхідне його пошарове відсипання в насип. Такий процес здійснюється при відсипанні насипів, плануванні площадок різного призначення, рекультивації земель у період будівництва магістральних трубопроводів і по закінченні розробки кар'єрів.

Бульдозерами розробляють ґрунт пошарово у неглибоких виїмках (до 2 м) з переміщенням у відвал чи безпосередньо в насип висотою до 2 м, здійснюють попереднє вирівнювання майданчиків, укосів, виїмок і насипів, а також виконують зворотне засипання траншей і пазух котлованів, окучування ґрунту в зоні навантажувальних робіт. Бульдозер використовують як штовхач і тягач для підвищення продуктивності скреперів.

У виїмках розробку ведуть пошарово, ярусами відповідно до товщини шару, який зрізують за одну проходку.

Різання ґрунту відвалом бульдозера можна виконувати по одній з трьох схем (рис.3.11): стружкою постійної товщини, гребінчастим профілем, клинчастим профілем. Перша схема застосовується при розробці слабких ґрунтів, друга – у більш щільних ґрунтах, оскільки при гребінчастому профілі забезпечується більш повне завантаження машини й стійка робота двигуна. Третя схема найбільш вигідна при наявності ухилу місцевості в напрямку різання ґрунту. Найбільш часто використовують схему, згідно з якою бульдозер рухається зворотно-поступально з бічним переміщенням на наступну захватку, рухаючись заднім ходом.

Рис.3.11 – Схеми різання ґрунту:

а – постійною стружкою; б – гребінчастим профілем; в – клинчастим профілем

У неглибоких виїмках розробку ґрунту ведуть пошарово (до 30 см), у широких і на майданчиках застосовують кілька технологічних схем, що забезпечують найбільшу продуктивність бульдозерів. При відсипанні ґрунту, який розроблюють пошарово, з переміщенням його з котловану чи резерву до відвалу, кавальєру або безпосередньо до насипу більш раціональною є поперечна схема з ярусно-траншейною розробкою (рис.3.12, а - в). Суть цієї технології полягає в тому, що кожен наступний прохід бульдозера в межах одного ярусу виконується зі зміщенням уздовж виробки на відстань, що перевищує ширину відвалу на 0,4-0,6 м. У результаті між суміжними проходками залишаються вертикальні стінки, що перешкоджають висипанню ґрунту за межі призми волочіння. У другу чергу виконується зрізання вертикальних стінок.

У випадку влаштування вузьких виїмок і траншей (рис.3.12, г) найбільш раціональною є поздовжня схема розробки ґрунту на всю глибину. За цією схемою роботу здійснюють захватками довжиною не більше 50 м.

Якщо відстань переміщення ґрунту перевищує 50 м, то незалежно від напрямку ходу бульдозера щодо осі виробки застосовують схему, що передбачає влаштування проміжних валів.

З метою зниження непродуктивних втрат ґрунту на шляху його переміщення в насип або відвал застосовують бригадну форму організації декількох бульдозерів, розташовуваних уздовж виробки уступом. При цьому величина бічного зміщення кожного наступного бульдозера щодо попереднього повинна складати 0,7...0,8 ширини відвалу. Ґрунт краще переміщати по природній поверхні, а не по порушеній, що знижує затрати енергії.

Розробка ґрунту скреперами. Скрепери належать до найбільш високопродуктивних землерийно-транспортних машин. Їх застосовують для влаштування лінійно-протяжних земляних споруд (виїмок і насипів доріг, каналів, дамб і т.п.), а також планування площадок різного призначення і розробки неглибоких котлованів.

Рис. 3.12 – Розробка ґрунту бульдозерами:

а – суцільним шаром; б – смугами; в – східчасто-ярусним способом: І, ІІ, ІІІ – яруси;

1, 2, 3, 4 – послідовність проходів.

Скрепери розділяються на причіпні, напівпричіпні й самохідні. Вибір типу скрепера залежить від виду і стану розроблюваного ґрунту, об’єму робіт і дальності транспортування. При довжині переміщення ґрунту до 500 м і загальному об’ємі до 40 тис. м³, 40-80 тис. м³ і понад 80 тис. м³ доцільно застосовувати причіпні скрепери з ковшем місткістю відповідно 7, 10 і 15 м³. При дальності транспортування понад 500 м, а також при відсипанні насипів з резервів мають перевагу причіпні скрепери з ковшем місткістю 10 м³.

Скреперами виконують розробку, транспортування та укладання піщаних, супіщаних, лесових, суглинних, глинистих та інших ґрунтів, що не мають валунів, домішка гальки і щебеню в об’ємі не повинна перевищувати 10%. Скрепер знімає ковшем стружку ґрунту товщиною 0,12...0,32 і шириною 1,65...2,75 м (для скреперів з місткістю ковша 2,25...9 м³). Товщина шару, що відсипається, – 0,22...0,55 м. Розроблювані скреперами суглинні й глинисті ґрунти необхідно попередньо розпушувати.

Повний робочий цикл скрепера включає наповнення ковша, переміщення ґрунту до місця розвантаження та укладання рівним шаром заданої товщини (рис.3.13).

Залежно від розмірів земляної споруди, взаємного розташування виїмок і насипів застосовують різні схеми роботи скреперів (рис.3.14).

Рис. 3.13 – Схема завантаження, транспортування і розвантаження ґрунту скрепером:

а – загальна схема; 1,2 – ділянки завантаження і транспортування; 3 – ділянка розвантаження; б – у піщаних ґрунтах

Розробляти ґрунт необхідно згідно з найбільш раціональною схемою руху скрепера. Найбільш поширені такі схеми (рис.3.14) руху по:

- еліпсу – застосовується, як правило, при вирівнюванні майданчиків та відсипанні насипів з резервів при обмеженій довжині захваток;

- вісімці – раціональна, якщо фронт робіт дозволяє протягом циклу здійснювати двічі забір ґрунту в резерв і його розвантаженні в насипі;

- спіралі – доцільна при зведенні низьких насипів, а також улаштуванні з'їздів з невеликим обсягом робіт;

- зиґзаґу – доцільна при розробці ґрунту в резервах великої довжини;

- човникова – можлива при концентрованому переміщенні ґрунтових мас і великому віддаленні одна від одної.

Можуть застосовуватися також інші схеми руху, що являють собою комбінацію раніше наведених.

Грейдерами розробляють і переміщують ґрунт при: профілюванні дорожнього полотна, плануванні майданчиків та укосів земляних споруд, зачищенні дна котловану й копанні каналів глибиною до 0,7 м. У процесі зведення насипу з резерву, що розробляють (рис.3.15), похилий ніж автогрейдера зрізає ґрунт убік насипу.

У процесі виконання другої проходки цей ґрунт переміщується в цьому ж напрямку далі. У зв’язку з цим ефективно застосовують два грейдери, один з яких зрізує ґрунт, а другий його переміщує. Автогрейдери раціонально використовуються при довжині проходки 400...500 м. До початку розробки щільні ґрунти розпушують тракторним розпушувачем. Грейдером можна не тільки розробляти ґрунт, але й успішно вирівнювати до проектної позначки. Для виконання різних операцій кути нахилу ножа змінюють у таких межах: кут нахилу 2..10⁰,

кут різання 35...60⁰, кут захвату 30...70⁰.

Рис.3.14 – Схеми розробки ґрунту скреперами:

а – еліпсною; б – вісімкою; в – по спіралі; г – по зиґзаґу; д – поперечно-човниковою

Рис.3.15 – Схема розробки резерву автогрейдером:

α – кут захвату; β – кут різання; γ – кут нахилу

Оптимальний режим роботи землерийно-транспортних машин забезпечується системами автоматичного регулювання швидкості їхнього руху залежно від щільності й опору ґрунтів, які розробляються. При використанні автогрейдерів на планувальних роботах застосовують пристрої, що автоматично контролюють заглиблення ножа в ґрунт.