Организация механизированных работ при сооружении земляного полотна железнодорожного пути (стр. 2 )

На каждой из отсеченных волн кривой объемов строят прямоуголь­ник с основанием на распределительной линии с таким расчетом, что­бы заштрихованные площадки справа и слева от каждой из его боковых сторон в пределах полуволн были приблизительно равны. Длина основания прямоугольника будет равна расстоянию между центрами тяжести равновеликих объёмов выемки и насыпи l0. В этом случае средняя дальность продольной возки грунта

lcp = l0 + Dl,

где l0 – величина, определяемая графическим методом по графику суммарных объёмов земляных работ, м;

Dl – расстояние, учитывающее дополнительный пробег машин на развороты и маневрирование (Dl = 100 для скреперов, для автомобилей – 200 м).

Оставшийся грунт из выемок должен быть перемещён в кавальеры.

Затем проектируют насыпи, отсыпаемые поперечной возкой. Невысокие насыпи (до 3 м) могут быть отсыпаны из резерва, а для отсыпки высоких насыпей необходимо наметить карьеры. Обычно карьеры закладывают в повышенных местах вблизи трассы железной дороги или в выемках за счёт их уширения.

Средняя дальность поперечной возки зависит от размеров поперечных сечений резерва и насыпи или кавальера и выемки. Она несколько больше среднего расстояния между въездом и съездом на насыпь и зависит от высоты насыпи (см. таблицу 2).

Таблица 2 – Средняя дальность поперечной возки

Средняя высота насыпи участка, м	Расстояние между въездами, м	Средняя дальность возки, м	Средняя высота насыпи участка, м	Расстояние между въездами, м	Средняя дальность возки, м
1	50	55	4	95	110
2	65	70	5	110	130
3	80	90	6	130	150

Если высота насыпи и глубина выемки более 6 м, то затраты на сооружение въездов и съездов оказываются столь значительными, что рациональнее использовать комбинированный способ возки грунта, т. е. въезд (съезд) устраивать там, где высота насыпи не превышает 6 м (поперечная возка), а дальнейшее движение организовать по насыпи до места укладки грунта (продольная возка).

 

Рисунок 3 - – График суммарных объёмов земляных работ

В результате распределения земляных масс весь участок строящейся железной дороги разбивается на ряд рабочих участков. Для каждого из них определяется рабочая кубатура и средняя дальность возки, данные заносятся в таблицу 3.

Таблица 3 – Характеристика рабочих участков

№ рабочего участка	Вид возки грунта	Рабочая кубатура V, м3	Дальность средней возки lср, м	Максимальная рабочая отметка, м	Возможные варианты комплектов землеройных машин
выемки	насыпи

7 Разработка вариантов комплексной механизации

Для каждого рабочего участка в проекте необходимо обосновать наиболее рациональный способ работ и выбрать для последующего сра­внения по два землеройных комплекта с разными ведущими машинами.

Если из-за существующих ограничений возможно применение только одного типа ведущей машины, то в сравниваемых комплектах машин при­нимают две разные модели ведущей машины.

При выборе вариантов механизации работ следует руководствоваться следующим.

Для разработки выемок и возведения насыпей используют различ­ные типы землеройных и землеройно-транспортных машин в зависимости от соответствия их технических и эксплуатационных характеристик проектным данным отдельных массивов (рабочим отметкам, расстоянию перемещения грунта, группе и состоянию грунта, объему работ и др.). Основные варианты комплексной механизации работ при возведении зе­мляного полотна (по названию ведущей машины): бульдозерный, cкрeперный, экскаваторно-отвальный, экскаваторно-транспортный, гpeйдep-элеваторный, гидромеханизированный, буровзрывной.

Бульдозерным комплектом возводят насыпи из резервов высотой до 2 м, разрабатывают выемки и перемещают грунт в насыпь на рассто­яние до 100 м. Наиболее перспективны модели бульдозеров на базе гу­сеничных тракторов мощностью 95...370 кВт и пневмоколесных тягачей мощностью 147...405 кВт с гидравлическим управлением. Использова­ние мощных тягачей позволяет расширить применение бульдозеров. В песчаных грунтах их оборудуют отвалами совкового типа, что позволя­ет увеличить рациональную дальность возки грунта до 200 м и повы­сить производительность на 30 %. Для увеличения объема грунта, пе­ремещаемого бульдозером, и уменьшения его потерь целесообразно от­валы оборудовать боковыми щитками, yширителями и открылками, раз­рабатывать грунт траншейным способом, спаривать или страивать буль­дозеры.

Скреперным комплектом возводят насыпи из резервов и разраба­тывают выемки, перемещая грунт в кавальеры (поперечная возка) при рабочих отметках до 6 м. Выемки и карьеры с перемещением грунта в насыпь (продольная возка) разрабатывают при любых рабочих отметках. В этом случае прицепные скреперы целесообразны при расстоянии возки до 500, самоходные – до 3000 м. Скреперами разрабатывают грунт I и II групп без рыхления, грунты III группы предварительно разрыхляют. В глинистых грунтах с повышенной влажностью, сильно налипающих на ковш, а также в сухих песчаных грунтах скреперы при­менять не рекомендуется. В железнодорожном строительстве наиболее эффективны прицепные скреперы с ковшами вместимостью 8…15 м3 и самоходные с ковшами вместимостью 8…25 м3. Экономические пока­затели работы скреперов при разработке выемок с продольной возкой грунта выше, чем у экскаваторных комплектов, поэтому в последнее время наметилась тенденция к росту удельного веса скреперных работ.

Экскаваторно-отвальным комплектом возводят насыпи высотой не более 8 м, перемещая грунт из резерва, и разрабатывают выемки глубиной не более 12 м с укладкой грунта в кавальеры. Ведущая машина в компле­кте – экскаватор-драглайн с ковшом вместимостью 0,65…1,5 м3. Наи­большая высота отсыпаемой экскаватором насыпи зависит от длины и наклона стрелы, а также от расположения и глубины резерва. Наибольшая глубина выемки, разрабатываемой экскаватором, зависит от длины и угла наклона стрелы, а также от способа разработки.

Экскаваторно-транспортным комплектом разрабатывают выемки, карьеры, резервы и возводят насыпи при любых рабочих отметках с транспортировкой грунта от 0,25 до 5 км, а при отсутствии местных грунтов – и на более дальние расстояния. Одноковшовый экскаватор можно использовать с любым навесным оборудованием (прямая лопата, обратная лопата, драглайн) с ковшом вместимостью 0,65…2,5 м3. Грунт с погрузкой в автомобили-самосвалы можно разрабатывать роторными экскаваторами и грейдер-элеваторами. Транспортируется грунт автомобилями-самосвалами, землевозами грузоподъемностью 12 т, железнодорожным транспортом (состав думпкаров грузоподъем-ностью 60 т). Наиболее эффективен комплект при дальности возки грунта свыше 2000 м.

Элеваторный комплект целесообразен преимущественно на равнинной местности при разработке грунта в резервах и перемещении его в насыпи высотой до 3 м. Грейдер-элеваторами можно также разрабатывать грунт в карьерах с погрузкой его в автомобили-самосвалы. Сухие плотные грунты при разработке грейдер-элеваторами рекомендуется предварительно рыхлить, так как грейдер-элеваторы плохо работают в сыпучих песках, переувлажненных, глинистых грунтах и при наличии каменных включений. Грейдер-элеваторы эффективны при возведении насыпи из двухсторонних резервов с длиной фронта работ 400...2000 м и при объеме земляных работ на одном объекте не менее 10 000 мЗ.

Гидромеханизированный комплект наиболее эффективно используется на объектах с объемом работ более 100 000 м3 при устройстве высоких насыпей на подходе к мостам, намыве дренирующего грунта со дна водостоков с целью последующей погрузки его в транспортные средства и перевозки в насыпь, при возведении насыпей в труднодоступных заболоченных местах. Гидромеханизированным способом намывают дамбы, перемычки, контрбанкеты, территории под строительство, делают выемки. Непременное условие для применения средств гидромеханизации – водные источники, дешевая электроэнергия и грунты, поддающиеся разработке гидроустановками, гидравлическому транспортированию и намыву.

Буровзрывным комплектом разрабатывают выемки в скальных грунтах V группы и выше, в мерзлых грунтах при глубине промерзания более 0,4 м, а также грунты в карьере, при вытеснении илистых или торфяных грунтов из-под насыпей, возводимых на болотах и т. д.

Землеройный комплект состоит из ведущей машины (например, экскаватора, скрепера, бульдозера и др.), а также машин и механизмов, обслуживающих ведущую машину и выполняющих транспортные и вспомогательные работы. Рациональный землеройный комплект выбирается по характеристикам ведущей машины и рабочих участков.

Состав землеройных комплектов приведен в приложении Б. Рациональные пределы применения различных моделей скреперов указаны в таблице 4.

Таблица 4 – Рациональные пределы применения скреперов

Скрепер прицепной	Скрепер самоходный
Ковш ёмкостью, м3	Дальность возки, м	Объём работ, тыс. м3	Ковш ёмкостью, м3	Дальность возки, м	Объём работ, тыс. м3
8	До 500	40	8	500…3000	40
10	40…80	15	40…80
15	Более 80	Более 15	Более 80

Один из наиболее эффективных способов ускорения наполнения ковша скрепера – подталкивание. Число тракторов-толкачей зависит от числа скреперов в комплекте и дальности возки грунта (см. таблицу 5).