Общая характеристика рабочего процесса. Классификация машин для земляных работ

емляные работы являются составной частью строительства большинства инженерных сооружении. Они включают в себя: отрывку котлованов, траншей и мелиоративных каналов; возведение насыпей, плотин; устройство закрытых проходок в грунте в виде шахт и туннелей под различные подземные сооружения; бурение горизонтальных, наклонных и вертикальных скважин при бестраншейной прокладке трубопроводов под насыпями железных и шоссейных дорог, для установки свийных опор в плотных грунтах, для закладки зарядов взрывчатых веществ при разработке грунтов взрывом и т. п.

По характеру рабочего процесса, составу операций и последовательности их выполнения земляные сооружения делят на выемки и насыпи. Выемка образуется в результате удаления излишков грунта за ее пределы, а насыпь — путем отсыпки грунта, внесенного извне, с его послойным уплотнением. Последняя операция обусловлена необходимостью восстановления плотного состояния грунта в насыпи, которое было им утрачено при отделении от массива вследствие разрыхления. Удаленный из выемок грунт укладывают в отвалы, а для отсыпки насыпей его доставляют из карьеров или резервов,    расположенных    вблизи    сооружаемой насыпи. Если выемки чередуются с насыпями, как, например, в дорожном строительстве, то извлекаемый из выемок грунт обычно используют для отсыпки насыпей. Для каждой из перечисленных технологических схем производства земляных работ — выемка-отвал, резерв-насыпь — характерны операции отделения гранта от массива, его перемещения и отсыпки. При возведении насыпей добавляется операция уплотнения грунта, а общей для насыпей и выемок является планировочная операция, которой эти инженерные сооружения доводятся до проектных размеров. При планировке срезаются выступы и засыпаются впадины подобно разработке резервов и отсыпке насыпей, но только в размерах микрорельефа планируемой поверхности. Ту же структуру рабочего процесса имеет разработка карьеров строительных материалов (песка, гравия и т.п.), а также добыча полезных ископаемых открытым способом. Отличие заключается в том, что ни выемка (забои), ни отвал не являются инженерными сооружениями, а планировку дна " карьера (подошвы забоя) выполняют,лишь для удобства передвижения по нему машин и подготовки устойчивого основания для их работы.

Отделение грунта от массива — разрушение — является основной операцией процесса его разработки. Наибольшее распространение в строительстве (около 85 % от общего объема земляных работ) получил механический способ разрушения грунтов,   при   шторам   грунт   отделяется от массива вследствие контактного силового воздействия на него землеройного рабочего органа. Энергоемкость этого способа составляет 0,05...0,6 кВт-ч/м3. Прочные грунты и горные породы разрушают взрывом с использованием взрывчатых веществ, которые закладывают в специально пробуренные скважины. Этот способ наиболее дорогой, но позволяет существенно сократить сроки производства работ. Около 12 % грунтов разрабатывают гидромеханическим способом путем отделения грунта от массива струей воды под высоким давлением или в сочетании с механическим способом. Энергоемкость процесса составляет 0,15...2 кВт-ч/мл.

Рабочие органы машин, предназначенные только для отделения грунта от массива механическим способом, используют лишь в случае разработки весьма прочных грунтов на стадии их предвэритель-ного-разрыхления. Большей частью рабочие органы также перемещают и отсыпают грунт в отвалы, насыпи или транспортные средства, выполняя эти операции после отделения грунта от массива и его захвата или совмещая полностью или частично перечисленные операции во времени. Грунт может перемещаться к месту отсыпки только за счет движений рабочего органа или за счет перемещения всей машины. В конструкциях землеройных машин непрерывного действия завершающую стадию транспортирования грунта выполняет специальный транспортирующий орган, например, типа ленточ-.ного конвейера. Отсыпают грунт путем освобождения от него рабочего или транспортирующего органа в конце транспортной операции. В случае гидромеханической разработки грунт переносится к месту намыва в потоке воды, а при взрывном способе он отбрасывается в стороны расширяющимися газами, образующимися вследствие взрыва. Грубую планировку земляных поверхностей выполняют теми же землеройными рабочими органами путем более четкой координации их движения, а для точной планировки применяют специальные рабочие органы или машины. Уплотнение грунта заключается в компактной укладке его частиц, вследствие  чего уменьшается  объем  грунта   и

увеличивается его плотность. Для этого применяют специальные машины и оборудование. Частично грунт может уплотняться также перемещающимися по его поверхности транспортными средствами.

В общем комплексе работ на строительном объекте земляные работы чаще всего выполняют раньше других. В этом случае им предшествует подготовка строительной площадки — удаление камней, срезка кустарника, корчевка пней, планировка и засыпка ям и т. п. Большую часть УТИХ работ выполняют землеройными машинами, оборудованными специальными рабочими органами. В связи с этим машины для подготовительных работ рассматривают вместе с машинами для земляных работ. К подготовительным работам также относят предшествующее разработке рыхление прочных и мерзлых грунтов.

Машины для земляных работ классифицируют по назначению, режиму работы, степени подвижности и другим признакам. Классификация п о н а з и а ч е н И ю условна, поскольку приводы, ходовые устройства и другие структурные элементы современных машин позволяют использовать одну и ту же их базовую часть для работы с различными видами сменного рабочего оборудования, нередко различного по назначению- Универсальность машин существенно расширяет область их применения, способствует их лучшему использованию по времени, особенно в условиях небольших объемов однотипных работ, выполняемых строительной организацией, более эффективной организации технического обслуживания. Универсальные машины классифицируют по основным видам выполняемых ими работ, определяемым по технико-эксплуатационным, экономическим и другим соображениям. Различают землеройные машины для отрывки и перемещения грунта в пределах зоны досягаемости рабочего оборудования (одно- и многоковшовые экскаваторы), землеройно-транепортные машины для послойной разработки грунта и перемещения его на большие расстояния (бульдозеры, скреперы, грейдеры, грейдер-элеваторыК машины для подготовительных работ, машины и оборудование для уплотнения грунтов, для бурения скважин, в том числе в прочных и мерзлых грунтах при их разрушении взрывом, оборудование для гидромеханической разработки, а также машины и оборудование д.'1я разработка грунтов в особых условиях. Машины для планировочных работ относятся к группе земдеройно-транснирпшх машин и частично к экскаваторам   (-жскаваторы-планировщикп).

По р е ж и м у р а б о т ы рассматриваемые машины бывают ЦИКЛИЧНОГО и непрерывного действия. К последним относятся многоковшовые экскаваторы, некоторые виды .чемлеройно-транепортных машин, оборудование для гидромеханической разработки грунтов, а также некоторые ввды машин для работы к особых условиях. Остальные машины работают н цикличном режиме, выполняя операции рабочего цикла последовательно или с их частичным совмещением во времени.

II о с т е п е н и п о д в и ж н о с г и машины для земляных работ относятся большей частью к передвижным самоходным или прицепным, за исключением некоторых видов оборудования для уплотнения грунтов, бурения скважин под взрыв,   оборудования   гидромеханизации, а также некоторых машин и оборудования для работьп в особых условиях. Эти машины длительное время работают на одной строительной площадке, они не имеют собственных ходовых устройств и по этим признакам относятся к полустационарным. По другим признакам на машины для земляных работ распространяются положения, приведенные ранее в общей классификации строительных машин.