Stroi-doska.ru

Строй Доска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Разработка выемок с откосами

Способы выемки и отсыпки отвалов разработки одноковшовыми экскаваторами с бестранспортной вскрышей

Способы выемки. Выемку пород экскаватором-драглайном производят наклонными или горизонтальными стружками с расположением экскаватора в лобовой части забоя, сбоку или по диагонали.

На рис. 49, а изображена выемка наклонными стружками. Выемку начинают с наиболее удаленной от экскаватора части забоя. Вначале ковш заполняют во время подтяжек по горизонтальной поверхности, при этом улучшается врезание ковша и ускоряется его заполнение. Затем стружки подрезают со все возрастающими углами наклона. С увеличением этого угла, уменьшается усилие внедрения зубьев ковша в породу, осложняется заполнение ковша, а также снижается устойчивость откоса забоя. По этим причинам угол откоса забоя стремятся не увеличивать более 40 град, а в неустойчивых породах и при высоте уступа более 12 м уменьшают до 30—35 град. При выемке пород в глубоких забоях ковш можно заполнить на половине протяженности забоя, что позволяет сократить время на его подтягивание и этим увеличить производительность экскаватора. Выемка наклонными стружками упрощает работу машиниста и повышает производительность экскаватора, поэтому этот способ имеет наибольшее распространение. Основной его недостаток заключается в том, что во время выемки породы отдельные пропластки забоя смешиваются.

где s — шаг передвижки экскаватора, м;

с — ширина бровки у забоя, м;

Д — длина гусеничного хода, м;

в — угол откоса забоя, град.

Длина пути зачерпывания пород ковшом зависит в основном от шага передвижки экскаватора s. Величина шага в зависимости от емкости ковша, крепости пород и длины стрелы составляет 3—15 м, т. е. не более 0,3 длины стрелы. При определении шага передвижки можно пользоваться упрощенным уравнением

где е — коэффициент длины забоя; в зависимости от емкости ковша и крепости пород его принимают равным 3—5;

E — емкость ковша, м3.

На рис. 49, б изображена выемка пород горизонтальными стружками; для этого во время подтяжки ковша непрерывно выпускают подъемный канат и удерживают ковш на одном уровне. Такая работа требует от машиниста большого внимания и опыта, поэтому время на заполнение ковша несколько увеличивается. Выемка горизонтальными стружками затрудняется с увеличением глубины, а для достижения хорошего наполнения ковша необходим большой шаг передвижки экскаватора, поскольку ковш заполняется только на горизонтальной площадке забоя. Данный способ целесообразно использовать тогда, когда необходима раздельная выемка пластов небольшой мощности, а также при зачистке плотика.

Экскаватором-драглайном можно осуществлять выемку пород, лежащих и выше рабочей площадки. Усилие, под воздействием которого зубья ковша внедряются в породы, уменьшается с увеличением высоты забоя, вследствие чего уменьшается и наполнение ковша. Поэтому выемку пород выше рабочей площадки применяют тогда, когда некоторое снижение производительности экскаватора покрывается другими преимуществами. Например, при размещении экскаватора на промежуточном горизонте (см. рис. 47), когда лучше используется радиус разгрузки, так как величина АT уменьшается [см. уравнение (65)]. Для того чтобы производительность экскаватора снижалась незначительно, необходимо высоту верхнего забоя принимать по формуле

где е — коэффициент высоты забоя, который обычно не превышает 0,3—0,5.

Способы выемки подразделяют также по расположению экскаватора в забое. При сплошной выемке торфов с размещением отвалов в выработанном пространстве экскаватор располагают только в лобовой части забоя (см. рис. 47) возможно ближе к откосу, но обязательно на устойчивой площадке за пределами границы оседания площадки, т. е. левее точки 15 и призмы обрушения 14; 15; 16. Торфа отсыпают в отвал при повороте экскаватора на угол 60— 100 град.

Во время проходки канав и траншей выемку обычно производят наклонными стружками, а экскаватор располагают в лобовом, боковом, диагональном или в боковом забое с зубчатым ходом (рис. 50).

При выемке в лобовом забое (рис. 50, а) экскаватор располагают в начале выработки около продольной оси или на самой оси. Ковш опускают на дно выработки и для заполнения его подтягивают в направлении продольной оси выработки. Такое расположение экскаватора позволяет размещать породу в отвалы по обоим бортам выработки и проходить выработки наибольшей глубины с более крутыми откосами бортов. Ширина выработки ограничивается емкостью отвалов. Породу начинают разгружать в отвал на борт, расположенный ближе к месту выемки, так как угол поворота в этом случае будет наименьший, а производительность экскаватора более высокой.

Отвалы могут иметь треугольное или трапециевидное сечение. Отсыпка отвала треугольного сечения (рис. 50, а) позволяет провести выработку с наименьшими углами откоса. При укладке пород в отвалы равномерно вдоль бортов выработки площадь сечения отвалов равна сечению выработки, умноженному на коэффициент разрыхления. Необходимые радиус и высота разгрузки экскаватора определяются уравнениями:

где D — коэффициент, зависящий от расположения экскаватора и отвала;

b — ширина основания выработки, м;

H — глубина выработки, м;

вр — угол откоса борта выработки, град;

е — зазор между гребнем отвала и ковшом, м.

Если отвалы укладываются по обоим бортам выработки, а экскаватор находится в положении I (рис. 50, а), т. е. при выемке лобовым забоем, коэффициент равен

где с — наименьшая ширина бровки у борта выработки, м.

Если экскаватор расположен у бровки выработки в положении II (рис. 50, а), т. е. выемка производится диагональным забоем и отвалы укладываются по одному борту, то

При радиусе разгрузки, несколько большем, чем необходимо по уравнению (71), можно отсыпать плоские отвалы трапециевидного сечения.

Читать еще:  Отделка проема входной двери откосами

При боковой выемке (рис. 50, б) экскаватор располагают сбоку выработки, а ковш перемещают поперек нее. Ковш врезается в породу, начиная от поверхности, постепенно увеличивая при этом глубину выработки, что несколько затрудняет его заполнение; откос в сторону экскаватора не может быть более 40 град. Вследствие этого при боковой выемке уменьшается глубина проходимых выработок. Важной особенностью этого способа является увеличение площади для размещения отвала, поскольку его отсыпают при углах поворота экскаватора 70—180 град, т. е. до возможного предела.

На рис. 50, а пунктиром изображена диагональная выемка, когда экскаватор располагают наискось забоя. Диагональная выемка позволяет проходить выработки большей глубины, чем боковая; отвал при этом размещают по одному борту.

При выборе расположения оси экскаватора относительно забоя следует стремиться уменьшить угол поворота экскаватора для разгрузки пород, а также облегчить заполнение ковша и отсыпку отвала. Этого можно достигнуть, располагая ось перемещения экскаватора в вершине треугольника, две стороны которого равны радиусу разгрузки, а третья — кратчайшему расстоянию между центром тяжести пород забоя и осью среднего положения ковша при разгрузке пород в отвал.

Проходку выработок шагающими экскаваторами, у которых легко можно изменять направление движения, производят также зубчатообразным ходом (рис. 50, в). Зубчатообразный ход применяют при лобовой и боковой выемке. Боковое перемещение экскаватора составляет 0,25—0,5 радиуса разгрузки. Выемка с зубчатообразным ходом позволяет увеличить ширину выработок на 0,3—0,5 радиуса разгрузки.

Производительность экскаватора может быть увеличена скоростной отработкой забоя. Этого достигают сокращением продолжительности каждой операции в работе экскаватора и совмещением их. При скоростной работе сначала подрезают стружку толщиной 25—30 см для ковша емкостью 1,5 м3 с таким расчетом, чтобы по мере наполнения ковша уменьшать ее толщину. Ковш стремятся заполнить на коротких расстояниях перемещения (около 5 м), избегая волочения по забою уже загруженного ковша.

Для сокращения времени на зачерпывание при повороте экскаватора к забою натягивают тяговый канат так, чтобы во время соприкосновения ковша с забоем он уже был полностью натянут; подъемный канат во время перемещения ковша по забою сильно не ослабляют. Подтягивать ковш необходимо равномерно, наблюдая за сопротивлением пород черпанию по загрузке двигателя. Во избежание обрыва каната или порчи лент фрикциона при встрече с мерзлой коркой или валунами надо приподнять ковш. Поворот начинают од-временно с подъемом ковша, чтобы он сразу же начал поворачиваться к месту разгрузки. При этом постепенно выпускают тяговый канат, не давая породе просыпаться из ковша. Нужного наклона ковша, при котором порода не высыпается, достигают укорачивая разгрузочный канат.

Рычаги обратного поворота платформы включают до подхода стрелы к месту разгрузки, после чего опускают тяговый канат. При этом ковш обгоняет стрелу, и порода по инерции разгружается несколько дальше за гребень, скатываясь вниз под откос отвала. Во время обратного поворота тяговый канат выбирают с таким расчетом, чтобы ковш точно лег в заранее намеченное место забоя и сразу же можно было приступить к набору породы. При совмещении операций время на подачу ковша к месту разгрузки сокращается на 10—15% и за смену выдают на 70—150 ковшей больше.

Простои экскаватора также сокращаются, если одновременно с выемкой торфов выравнивать путь передвижения экскаватора.

Во время боковой выемки с углом поворота 160—170 град для больших экскаваторов целесообразна работа с углом поворота на 360 град. Это исключает необходимость перемены направления вращения платформы экскаватора и позволяет сократить время оборота машины. Породу при этом разгружают на ходу. Следует стремиться к тому, чтобы экскаватор стоял в забое горизонтально. Это облегчает управление им и уменьшает неравномерность износа механизма поворота.

Способы отсыпки отвалов. Укладывать породу в отвал можно различными способами (рис. 51). Когда породу необходимо переместить возможно дальше от забоя, отсыпают конусные отвалы (рис. 51, а). Плоские отвалы отсыпают тогда, когда нужно увеличить емкость отвала или предполагается последующая установка экскаватора на отвале. Чтобы сократить средний угол поворота при разгрузке, отсыпку отвала целесообразно начать от его основания наклонными слоями, сразу создавая основной откос в сторону забоя (рис. 51, б и в). Из схемы видно, что при такой отсыпке ось среднего угла поворота находится левее центра тяжести сечения и располагается на расстоянии х = 0,35 d0 от основания при треугольном отвале и на расстоянии х = 0,5 (d0 — hctg b1) при плоском отвале. Такой способ отсыпки применим в случае, когда гребень отвала можно разместить от экскаватора на расстоянии, равном или меньшем радиуса разгрузки экскаватора. Если требуется расположить отвал возможно дальше от экскаватора, торфа укладывают за гребень отвала.

Отсыпка горизонтальными слоями увеличивает средний угол поворота, поэтому ее применяют в особых случаях, когда такой способ создает другие преимущества (например, во время отсыпки земляного тела плотин и перемычек или при сооружении дорожных насыпей, где необходима плотная укладка пород).

Вспомогательные процессы при производстве земляных работ — временное укрепление стенок выемок

Временное укрепление стенок выемок.При возведении подземной части зданий и сооружений особые требования предъявляются к откосам и стенкам выемок. Необходи­мость их крепления, а также конструкции крепления зависят от гид­рогеологических условий и конструкции подземной части возводимо­го сооружения.

Вертикальные стенки в грунтах естественной влажности при отсут­ствии грунтовых вод допускаются без крепления: при глубине выемок в песчаных и крупнообломочных грунтах не более 1 м, в супесях -1,25 м, в суглинках и глинах — 1,5 м, в особо плотных грунтах -2 м.

Читать еще:  Отклонение дверного откоса по вертикали

При больших глубинах для предотвращения обвалов и оползней стенок выемок устраивают откосы, параметры которых определяются и регламентируются СНиПом. Необходимость устройства откосов ве­дет к значительному увеличению габаритов земляного сооружения и соответственно объемов разработки грунта, повышению материальных и трудовых затрат.

Для уменьшения объемов земляных работ, а также в случаях, когда разработка выемок с откосами невозможна из-за стесненности площад­ки или наличия грунтовых вод, устраивают выемки с вертикальными стенками.

Временное крепление стенок земляного сооружения может быть выполнено в виде деревянного или металлического шпунта, деревян­ных щитов с опорными стойками при подкосном креплении стенок (рис. 6.9).

Шпунтовое ограждение является наиболее надежным, но и самым дорогим из существующих способов. Применяют шпунт при разработ­ке выемок в водонасыщенных грунтах вблизи существующих зданий и сооружений. Шпунт, металлический или деревянный, забивают в грунт на глубину, превышающую глубину будущего котлована на 2. 3 м (величина расчетная), чем обеспечивают устойчивое и естест­венное состояние грунта за пределами выемки. В качестве металличе­ских стоек используют прокатные профили (швеллер, двутавр, трубы) или специально выпускаемый прокат (рис. 6.9, д).

Шпунт может быть сплошным в виде единой стенки, если шпунт прерывистый, то между стойками по мере отрывки котлована забива­ют деревянную забирку — щиты, отдельные доски, брусья.

Рис. 6.9. Способы крепления стенок выемок:

а — подкосное; б — анкерное; в — консольное; г -консольное из буронабивных свай или «стены в грунте»; д — из различных типов стальных шпунтов; е — распорное с горизонтальными щитами и прозорами; ж — консольно-распорное; з — инвентарная трубчатая распорная рама; и — инвентар­ные щиты ограждений (забирка); 1 — стойка; 2 — забирка из досок; 3 — подкос; 4 — бобышка; 5 -анкер; 6 — оттяжка; 7 — шпунтовая стенка; 8 — буронабивные сваи; 9 — то же, в обсадной трубе; 10 — типы шпунта; 11, 13 — распорки; 12 — стойка распорной рамы; 14,15 — наружная и внутрен­няя трубы; 16 — стяжная муфта; 17 — щиты забирки

Распорное крепление применимо для узких траншей (рис. 9.9, ж) глу­биной 2. 4 м в сухих и маловлажных грунтах и состоит из вертикальных стоек, горизонтальных досок, дощатых (сплошных или несплошных) щи­тов и распорок, прижимающих стойки и щиты к стенкам траншеи. Стойки, как и распорки, устанавливают по длине траншеи через 1,5. 1,7 м одна от другой и по высоте — через 0,6. 0,7 м. При связных фунтах естественной влажности и глубине до 3 м горизонтальную забирку устраивают из досок толщиной 5 см с прозорами на ширину доски, при большей глубине за­бирку делают сплошной из щитов. Распорное крепление трудоемко и за­трудняет производство работ в траншее, особенно при прокладке коммуни­каций, если позволяют условия, то применяют другие виды креплений.

Вместо деревянных стоек и раскосов используют стальные трубча­тые стойки и телескопические распорки, длина которых изменяется за счет вращения винтовых муфт. Эти инвентарные распорные рамы эф­фективны ввиду их малой массы, легкого монтажа и демонтажа. Ме­таллические трубчатые стойки по высоте имеют отверстия для крепле­ния распорок. Распорка телескопического типа (рис. 6.9, з) состоит из наружной и внутренних труб, поворотной муфты и опорных частей. В зависимости от ширины траншеи расстояние между стойками уста­навливают путем выдвижения внутренней трубы из наружной, которое фиксируется болтом-стопором, вставляемым в совмещенное отверстие труб. Полное прижатие щитов к стенкам выемки осуществляют пово­ротом до упора муфты с винтовой нарезкой.

Анкерное крепление.Для восприятия опрокидывающих момен­тов, возникающих от действия грунта на шпунтовые, свайные и другие ограждения выемок, применяют анкерные устройства (грунтовые анке­ры). Анкеры устраивают в одном или нескольких уровнях по высоте откоса под углом к горизонту до 25°.

Основная деталь анкера -растягиваемый элемент (тяга) выполняется из металла. Анкерную тягу одним концом крепят к конструкции стенки, а другим — в грунтовой массив за пределы возможной призмы обрушения и закрепляют там при помощи инъецируемого в грунт рас­твора (рис. 6.9, б). Грунтовой анкер устраивают следующим образом.

После разработки котлована до определенной отметки под углом к го­ризонту забуривают скважину диаметром 20. 30 см и глубиной 8. 20 м, часто применяя при этом обсадные трубы. Тягу заводят в скважину, после чего в нее инъецируют раствор, замоноличивая анкер по всей длине или только в нижней его части. Когда раствор затвердеет, анкер натягивают. Грунтовые анкеры располагают через 3. 5 м.

Конструкции анкеров отличаются материалом, из которого изго­товлена тяга, несущей способностью и способом закрепления в грунте.

Наиболее простое и часто встречаемое анкерное крепление выполня­ется следующим образом. На уровне дна котлована или траншеи вдоль стенок забивают с шагом 1,5. 2,0 м (в зависимости от глубины котлована и влажности грунта) стойки на глубину 0,5. 1,0 м ниже уровня дна кот­лована. Эти стойки на уровне верха котлована оттягивают анкерными тя­гами в виде двух пластин, на расстояние, превышающее угол естествен­ного откоса и прикрепляют эти пластины к наклонно забитому анкеру. За установленными и закрепленными стойками укладывают щиты или до­щатую забирку. Анкерные тяги несколько заглубляют в грунт, чтобы они не мешали передвижению людей по бровке котлована.

Подкосное креплениеобычно устраивают при отрывке широких котлованов с расположением внутри котлована. Крепление состоит из щитов или досок, прижатых к грунту стойками, раскрепленными под­косами с защемлением с помощью упоров. Вертикальные стойки при­обретают устойчивость за счет наклонных подкосов и горизонтальных распорок, при этом получившийся треугольник устойчив от скольже­ния благодаря забиваемым наклонным анкерам в угле соединения рас­порки и подкоса. Дощатые щиты устанавливают между стенками кот­лована и стойками, свободное расстояние между ними засыпают зем­лей для создания цельной единой конструкции, которая всегда будет устойчивой. Подобное крепление используют ограниченно, так как подкосы и упоры, расположенные в котловане, усложняют производст­во основных работ.

Читать еще:  Как устанавливать откосы своими руками

По мере выполнения или окончания работ крепление котлованов и траншей разбирают снизу вверх.

Лекция 12

Технология монолитного бетона и железобетона.

Разработка выемок с откосами

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

РАЗРАБОТКА ВЫЕМОК ЛОБОВЫМ ЗАБОЕМ ЭКСКАВАТОРОМ Э0-3322Б, ОБОРУДОВАННЫМ ОБРАТНОЙ ЛОПАТОЙ И ПОГРУЗКА ГРУНТА В ОТВАЛ

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на разработку выемок лобовым забоем экскаватором Э0-3322Б, оборудованным обратной лопатой и погрузка грунта в отвал.

РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ ЗЕМЛЕРОЙНЫМИ МАШИНАМИ

Технологический процесс устройства выемки включает разработку грунта с погрузкой в транспортные средства или на бровку выемки, транспортировку грунта, планировку дна и откосов.

Выбор способа разработки грунта и схемы комплексной механизации зависит от объемов и сроков выполнения работ, вида грунта, геометрических параметров земляного сооружения и условий производства работ.

При комплексно-механизированной разработке грунта кроме ведущей землеройной машины в компле кт вкл ючаются 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 транспорт, 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.

Технологические возможности экскаватора зависят от вида рабочего оборудования, системы его привода и главного параметра-емкости ковша. Рекомендации по выбору емкости ковша и других параметров экскаватора в зависимости от объема выемки приводятся в нормативной и справочной литературе по земляным работам.

Для выемок значительных объемов принимают экскаваторы с большой емкостью ковша. При разработке обводненных грунтов предпочтительнее применять экскаваторы с рабочим оборудованием «обратная лопата», «драглайн». Разработку грунта в глубоких траншеях с креплением вертикальных стенок, а также в опускных колодцах целесообразно производить грейферным ковшом.

Экскаваторы с гидравлической системой привода рабочего оборудования позволяют обеспечить высокую точность геометрических параметров выемки и большие возможности автоматизации процесса работы машины.

Пространство, в котором размещается экскаватор и происходит разработка грунта, называют экскаваторным забоем. Профиль экскаваторных забоев и их геометрические параметры для основных видов рабочего оборудования экскаватора представлены на рис.1.

Рис.1. Профили забоя экскаваторов с различным рабочим оборудованием:

а — прямая лопата с канатным управлением рабочим оборудованием; б обратная лопата; в драглайн; г — грейфер; д профиль забоя прямой лопаты с гидравлической системой управления; е то же, обратная лопата; ж грейфер;

— радиус копания; радиус выгрузки; + — высота копания ; — — глубина копания; — высота выгрузки

При проектировании производства работ размеры забоя назначают из условий обеспечения максимальной производительности экскаватора за счет сокращения времени рабочего цикла. Для этого высота (глубина) забоя должна обеспечивать заполнение ковша с «шапкой» за одну операцию резания грунта, угол поворота для разгрузки ковша должен быть минимальным и т.д.

Выемка, образующаяся в результате последовательной разработки грунта при периодическом передвижении экскаватора в забое, называется экскаваторной проходкой.

В зависимости от расположения экскаватора относительно забоя и его перемещения в процессе разработки грунта проходка может быть лобовой (торцовой) или боковой.

Траншеи разрабатываются, как правило, за одну лобовую проходку. Разработка котлованов выполняется одной или несколькими параллельными проходками. При значительной глубине выемки она разрабатывается ярусами, постепенно углубляясь до образования проектного контура котлована (рис.2).

Рис.2. Схемы экскаваторных проходок с рабочим оборудованием «прямая лопата»:

а — лобовая (торцовая) проходка; б — то же, с двусторонним расположением транспорта; в — уширенная лобовая проходка с движением экскаватора «зигзаг» ;г — поперечно-торцовая проходка; д — боковая проходка; е — разработка котлована по ярусам:

I, II, III, IV — яруса разработки;

1 — экскаватор; 2 — автосамосвал; 3 — направление движения транспорта

В зависимости от геометрических параметров выемки и характеристики рабочего оборудования экскаватора назначают вид, размеры и количество проходок.

Одноковшовые экскаваторы с рабочим оборудованием «прямая лопата» целесообразно применять для разработки выемок значительных размеров при отсутствии грунтовых вод или незначительном их притоке.

При разработке грунта с погрузкой в транспорт «прямая лопата» — наиболее производительный вид рабочего оборудования. Экскаватор с таким оборудованием размещается на подошве забоя и разрабатывает грунт выше уровня стоянки. Разработка грунта, как правило, осуществляется с погрузкой в транспортные средства, которые могут располагаться на одном уровне с экскаватором или выше подошвы забоя.

В зависимости от ширины котлована лобовая проходка экскаватора может быть прямолинейной, зигзагообразной и поперечно-торцовой. Боковая проходка применяется при разработке широких котлованов. Очертания выемки при различных проходках представлены на рис.2. Ширина лобовых проходок определяется по формулам:

для лобовой прямолинейной

;

;

;

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector