 |
4. Проектирование технологии, организация труда и технологические расчеты при производстве земляных работ
|
|
|
|
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ, ОРГАНИЗАЦИЯ ТРУДА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Технологические схемы производства земляных работ для каждого производственного участка проектируются в зависимости от принятого способа производства работ и типа ведущих машин.
4. 1. Проектирование технологических схем производства земляных работ
4. 1. 1. Производство работ скреперами
Разработка выемок скреперами ведется от бровок выемки к середине продольными слоями. При этом, для супеси, целесообразно использовать гребенчатую схему резанья грунта (рисунок 4. 1).
Рисунок 4. 1 – Гребенчатая схема резанья грунта
При производстве земляных работ скреперами на эффективность их использования особенно влияет правильный выбор схем движения и рациональных способов наполнения ковша скрепера при его работе в забое. Скреперные дороги прокладываются за пределами возводимого земляного полотна. При выборе схемы движения необходимо предусмотреть наикратчайший путь при перемещении грунта. Длина забоя должна обеспечивать полную загрузку ковша.
Дороги предназначены для одностороннего движения. При продольной возке грунта из выемки в насыпь скреперы движутся один за другим по кольцевой схеме: с грузом по насыпи, затем, после разгрузки, до ближайшего съезда и обратно – за пределами насыпи.
Рисунок 4. 2 – Эллиптическая схема движения скреперов
Съезды и выезды устраиваются для регулирования средней дальности перемещения грунта. При высоте насыпи до 2 м они устраиваются прямыми, при высоте более 2 м – косыми. Ширина съездов и выездов зависит от типа скрепера и принимается от 4, 5 до 5, 5 м. Расстояние между съездами, выездами зависит от рабочих отметок. При рабочих отметках до двух метров, включительно, оно принимается равным 65 м. При рабочих отметках 2< h< 6 это расстояние находится в диапазоне от 65 до 130 м. Для съездов и выездов можно использовать нулевые места
|
|
|
Разгрузка грунта в насыпь осуществляется равномерно по ее ширине продольными полосами, начиная от бровок, по направлению к оси насыпи, что обеспечивает тщательное уплотнение грунта и необходимую безопасность движения скреперов по краю насыпи. Грунт, перемещаемый из выемки в насыпь, во избежание пересыхания или переувлажнения нужно разравнивать и уплотнять до окончания каждой смены. Послойное разравнивание грунта производится бульдозерами или автогрейдерами (рисунок 4. 3).
| |
Рисунок 4. 3 – Технологическая схема сооружения железнодорожного земляного полотна прицепным скрепером марки ДЗ-26, работающим с толкачом: 1 – скрепер ДЗ-26; 2 – пневмокаток ДУ-16В; 3 – бульдозер-толкач на базе трактора ДЭТ-250М; B = 12 м; Bо = 7, 6 м
Для лучшего использования всех машин комплекта при возведении насыпи из выемки она делится на две захватки по ширине. На второй захватке идет отсыпка грунта, на первой – разравнивание и уплотнение ранее отсыпанного.
Рисунок 4. 4 – Схема разбивки насыпи на захватки
4. 1. 2. Производство работ экскаваторами с оборудованием прямая лопата
В данной работе экскаватор с оборудованием прямая лопата используем при разработке выемок и карьера с погрузкой грунта в транспортные средства и дальнейшим перемещением грунта в насыпи.
Условия работы экскаваторов в забоях и формы проходок рассматриваем применительно к типам экскаваторов, так как конкретные формы и размеры забоев зависят от технологических характеристик экскаваторов, в том числе от траектории движения их рабочего органа – ковша. Для прямой лопаты высота забоя назначается из условия рационального наполнения ковша. Наибольшую высоту забоя принимаем равной наибольшей высоте копания. По мере отработки забой перемещается в пространстве, а за экскаватором остается траншея определенной формы – проходка. При разработке траншеи экскаватор прорезает массив, продвигаясь вперед за счет фронтальной разработки траншеи. Первая траншея открывает доступ к разрабатываемой толще и обеспечивает въезд транспортных машин. Размеры и продольный уклон первой траншеи определяются технологическими показателями экскаватора и условиями работы транспортных средств.
|
|
|
Рисунок 4. 3 – Технологическая схема сооружения железнодорожного земляного полотна с использованием экскаватора прямая лопата ЭО-5124:
1 – направление движения груженых автосамосвалов; 2 – подача автосамосвалов под разгрузку; 3 – место выгрузки грунта; 4 – разравнивание выгруженного грунта бульдозером; 5 – подача автосамосвалов под погрузку; 6 – пионерная траншея; 7 – уплотнение грунта пневмокатком; I - IV – последовательность проходки выемки
Лобовая проходка неблагоприятна в том отношении, что при расположении транспортных средств позади экскаватора необходим поворот с большим углом (≈ 180º ) для разгрузки ковша (рисунок 4. 4, а). Кроме того, многочисленные маневры транспортных средств в траншее часто затруднены, что обуславливает некоторое замедление работы и снижение выработки. Поэтому после разрезки массива выемки лобовой проходкой приступают к дальнейшей разработке одного из бортов разрезной траншеи боковыми проходками, которые создают лучшие условия для работы. Разработка ведется при установке экскаватора и автосамосвала на одном уровне при угле поворота 30°…60° (рисунок 4. 4, б). При увеличении угла поворота на каждые 2° сверх 60° длительность рабочего цикла возрастает на 1%. Разработка выемки ведется с низовой стороны, что обеспечивает отвод воды из забоя.
Рисунок 4. 4 – Схемы забоев: а – лобовой; б – боковой; 1 – экскаватор;
2 – автосамосвал
4. 2. Тяговый расчет при работе скрепера ДЗ -26, Vк = 10 м3
Работа скрепера с тягачом или в прицепе с трактором возможна при соблюдении условия, выраженного уравнением:
|
|
|
, (4. 1)
где Рк - сила тяги тягача или трактора, H;
W- общее сопротивление грунта при работе скрепера, H.
Рисунок 4. 5 – Схема сил сопротивления при наборе грунта скреперами
, (4. 2)
где WT - сопротивление перемещению груженого скрепера, H;
Wр - сопротивление резанью грунта, H;
Wн - сопротивление наполнению при подъеме и перемещении грунта внутри ковша, H;
Wп - сопротивление перемещению призмы волочения, H.
, (4. 3)
где Gс - вес скрепера, H;
Gr - вес грунта в ковше, H.
, (4. 4)
где qэ - геометрическая емкость ковша, (q1 = 10 м3);
g – гравитационная постоянная (g=9, 81 м/с2 );
ρ – плотность грунта в естественном залегании, (ρ =1650 кг/м3);
Кн - коэффициент заполнения грунтом ковша скрепера, (Кн=0, 9);
Кр - коэффициент разрыхления грунта, (Кр=1, 15);
f - коэффициент сопротивления качению, равный в уплотненном грунте 0, 1;
i - уклон поверхности пути, -0, 07.
(Н);
(Н);
(Н).
, (4. 5)
где k - удельное сопротивление грунта резанью, (k=9000 Н/м2);
b - ширина резанья, (b=2, 8 м);
h - толщина стружки, (h=0, 3 м).
(Н).
, (4. 6)
где wн’- сопротивление от веса столба грунта, поднимающегося в ковше, Н;
wн’’- сопротивление трению грунта по грунту, Н.
, (4. 7)
где Н- высота наполнения ковша, (Н = 2м).
(Н).
; (4. 8)
, (4. 9)
где φ 2 - угол внутреннего трения грунта (φ 2 =25°).
(Н);
(Н).
; (4. 10)
где Y = 0, 6 - коэффициент объема призмы волочения перед заслонкой и ножами ковша;
|
|
|
μ 2 = 0, 4- коэффициент трения грунта по грунту.
(Н);
Найдем общее сопротивление грунта при работе скрепера:
153660, 24(Н).
Найдем силу тяги тягача или трактора:
, (4. 11)
где N – мощность тягача, (132 кВт);
V1 – скорость скрепера на первой передаче, (1, 5км/ч);
η – коэффициент полезного действия, (0, 95);
(Н).
Так как сила тяги трактора больше, чем общее сопротивление грунта при работе скрепера (Рк > W), то срезание стружки толщиной 0, 3 м обеспечено. Бульдозер-толкач на базе трактора ДЭТ-250М используем для увеличения скорости набора грунта.
|
|
|
