книги / Строительные машины (в вопросах и ответах)

рыхления мерзлых грунтов, взламывания асфальтобетонных дорожных покрытий, разборки старых зданий, снятия и укладки дорожных плит, труб, установки колодцев, погрузки негабаритов и т.п. Это оборудование, выпускаемое в двух исполнениях (с одно- и трезубым рыхлителем-захватом), устанавливают вместо ковша и рукояти обратной лопаты. Разработка грунта осуществляется при перемещении рукояти клыком-рыхлителем к экскаватору или поворотом клыка в обе стороны относительно рукояти гидроцилиндрами, работающими от гидросистемы машины.

Рис. 106. Оборудование захватно-клещевого типа: а – с однозубным; б – с трехзубным рыхлителями; 1 – рукоять; 2 – пара гидроцилиндров; 3 – гидроцилиндр; 4 – ковш прямой или обратной лопаты; 5 – двуплечный рычаг; 6 – двусторонний клык-рыхлитель; 7 – передние зубья; 8 – задние зубья; 9 – сварная рама; 10 – сменные боковые зубья;

11 – сменные центральные зубья

Для разрушения больших объемов мерзлого грунта (например, при прокладке линейных коммуникаций открытым способом) используют высокопроизводительные землерезные и землеройнофрезерные машины.

Землерезные машины (рис. 107) применяют для нарезания щелей шириной до 0,3 м в однородных, мерзлых и трудноразрабаты-

141

ваемых немерзлых прочных грунтах. Они представляют собой баровое, цепное и дискофрезерное рабочее оборудование. Баровые рабочие органы – цепные бары от угольных врубовых машин или комбайнов в виде бесконечной цепи с резцами, обегающей плоскую раму с приводкой и натяжкой звездочками. Барами прорезают вертикальные продольные щели в однородных мерзлых грунтах на глубину до 2,0 м шириной 0,14 м. Ими могут оборудоваться цепные траншейные экскаваторы. Барами прорезают массив мерзлого грунта на отдельные блоки массой 5…10 т, которые удаляют из забоя лебедками и кранами.

Главный параметр землерезных машин – максимальная глубина прорезаемой щели.

Основными достоинствами цепных и баровых землерезных машин являются простота конструкции, удобство в эксплуатации, небольшая металлоемкость, достаточно высокая (до 70 м3/ч) производительность, а недостатками – большие затраты мощности (до 60 % от всей потребляемой) на измельчение грунта и преодоление трения в цепях, низкая долговечность рабочего органа, работающего в абразивной среде.

Рис. 107. Однобаровая щелерезная машина: 1 – базовый трактор; 2 – механизмы привода; 3 – механизны заглебления; 4 – цепной рабочий орган

Дисковые щелерезные (дискофрезерные) машины (рис. 108) на-

резают в мерзлых грунтах щели шириной 80…120 мм на глубину до

142

1…2 м с помощью одного или двух оснащенных резцами дисков (роторов) диаметром до 3 м. Эти машины применяют для рытья узких траншей прямоугольного профиля под кабели электропередач и связи, трубопроводов малых диаметров, а также вскрытия асфальтовых дорожных покрытий. Дисковая щелерезная машина предназначена для рытья траншей и щелей шириной 0,28 м и глубиной до 1,3 м в мерзлых и плотных грунтах. Привод рабочего органа может быть механическим и гидравлическим. Скорость резания составляет 2…3 м/с.

Рис. 108. Дисковая щелерезная машина: 1 – кабина; 2 – раздаточная коробка; 3 – гидроцилиндры; 4, 8 – рамы; 5 – телескопическая тяга; 6 – высокомоментный гидромотор; 7 – зубчатый редуктор; 9 – зубчатый венец; 10 – зачистное устройство; 11 – зубодержатели; 12 – зубья; 13 – диск; 14 – опора рамы; 15 – плужки; 16 – выходная шестерня

Особенностью этих машин является то, что рабочий орган не имеет специального оборудования для транспортирования разработанного грунта. Вынесенный зубьями на поверхность грунт отодвигается в обе стороны от бровки траншеи плужками рамы и располагается валиком вдоль отрываемой траншеи.

143

Основные достоинства дискофрезерных машин по сравнению с баровыми и цепными – пониженная энергоемкость процесса резания за счет малого количества трущихся поверхностей ротора, а основные недостатки – высокая металлоемкость и ограниченная глубина копания, составляющая примерно 0,5 диаметра ротора.

Эксплуатационную производительность щеленарезных машин определяют по объему разрушенного грунта (м3/ч)

Пэ =hHBvKв,

где h – количество одновременно нарезаемых щелей; H, B – глубина и ширина прорезаемой щели, м; v – рабочая скорость движения машины, м/с;

Kв – коэффициент использования машины по времени.

Землеройно-фрезерные машины (рис. 109) применяют для по-

слойной разработки (фрезерования) мерзлых грунтов и твердых пород при выполнении планировочных работ, отрывке корыт под внутриквартальные дороги, трамвайные и подкрановые пути, а также разрушения асфальтобетонных покрытий с последующей экскавацией разрушенных материалов бульдозерным отвалом.

Рис. 109. Землеройно-фрезерная машина: 1 – бульдозерный отвал; 2 – противовес; 3 – базовый трактор; 4 – ходоуменьшитель; 5 – редуктор отбора мощьности; 6 – предохранительная муфта предельного момента; 7 – цепные передачи; 8 – бортовые редукторы; 9 – поперечная балка; 10 – привод фрезы; 11 – нижняя рама; 12 – гидроцилиндры

144

Главным параметром землеройно-фрезерных машин является ширина фрезеруемой за один проход полосы.

Рабочий орган землеройно-фрезерной машины – фреза диаметром 900…1020 мм, представляющая собой горизонтальный полый вал с приваренными перпендикулярно его оси кронштейнами, которые оснащены сменными режущими наконечниками (клыками) износостойкой твердосплавной наплавкой.

Современные землеройно-фрезерные машины за один проход обрабатывают полосу грунта шириной 2,6…3,4 м при глубине фрезерования до 0,25…0,35 м.

После каждого прохода фрезой разрушенный грунт убирается бульдозерным отвалом, производительность при разработке мерзлого грунта составляет 140…400 м3/ч. Основным недостатком земле- ройно-фрезерных машин является интенсивный абразивный износ режущих элементов.

46. Каковы основные способы бестраншейной прокладки коммуникаций? Оборудование

имашины, применяемые для этой цели

Кнаиболее распространенным бестраншейным способам прокладки коммуникаций относятся: горизонтальное механическое бурение, прокол и продавливание, щитовая проходка.

Способом горизонтального бурения (рис. 110) прокладывают под автомобильными и железными дорогами трубопроводы и защитные футляры для размещения в них рабочих трубопроводов, кабелей и других коммуникаций.

Установки горизонтального бурения осуществляют непрерывное механическое бурение фрезерной головкой горизонтальной скважины, совмещенное с одновременной прокладкой в ней защитной трубы-кожуха, через которую затем протаскивается рабочий трубопровод несколько меньшего диаметра. Эти установки обеспечивают прокладку в грунтах I…IV категорий труб-кожухов под трубопроводы диаметром 325…1420 мм при максимальной длине прокладки 40…60 м.

145

Установка горизонтального бурения состоит из двигателя внутреннего сгорания, механической или гидромеханической трансмиссии, тяговой лебедки, трубы-кожуха и шнека с буровой фрезерной головкой для разработки горизонтальной скважины.

Рис. 110. Установка горизонтального бурения типа УГБ: 1 – буровая фрезерная головка; 2 – якорь; 3 – обойма тягового полиспаста; 4 – канатный полиспаст; 5 – неподвижная рама; 6 – общая рама; 7 – тяговая лебедка; 8 – двигатель внутреннего сгорания; 9 – кран-трубоукладчик; 10 – механическая или гидромеханическая трансмиссия; 11 – сменные стяжные хомуты; 12 – трубы-кожуха; 13 – шнек; 14 – направляющие

тележки

Сухая транспортировка разработанного грунта из забоя в траншею осуществляется винтовым конвейером, состоящим из трубы-кожуха, внутри которой помещен шнек, не имеющий промежуточных опор. Длина конвейера соответствует протяженности перехода. Буровая головка обеспечивает бурение скважины большего (на 30…50 мм) диаметра по сравнению с наружным диаметром прокладываемой трубы-кожуха, что позволяет значительно уменьшить лобовое сопротивление подаче установки в забой.

146

При прокладке труб способом прокола образование скважины осуществляется за счет радикального вытеснения и уплотнения грунта (без его разработки) прокладываемой трубой, пневмопробойником или раскатчиком грунта. Различают прокол механический (статический) и вибропрокол.

При механическом проколе вдавливаемой в грунт трубе сообщается поступательное движение от продавливающего устройства или же она протаскивается через готовую скважину, полученную с помощью пневмопробойника или раскатчика грунта. В качестве продавливающих устройств при механическом проколе обычно используют насосно-домкратные установки.

Механический прокол применяют для прокладки трубопроводов различного назначения диаметром до 426 мм в глинистых и суглинистых грунтах, при максимальной протяженности проходок до

40…60 м.

Вибропрокол (рис. 111) применяют при прокладке трубопроводов в песчаных, супесчаных и водонасыщенных грунтах, в которых нельзя получить устойчивую горизонтальную скважину. Сущность вибропрокола заключается в том, что прокладываемой трубе (или ее наконечнику) одновременно с усилием подачи сообщаются направленные вдоль ее оси колебания, резко уменьшающие (в 8…10 раз) трение между грунтом и внедряемой в него трубой. В качестве возбудителей продольно-направленных колебаний используются вибраторы направленного действия и вибромолоты, которые кроме вибрации сообщают прокладываемой трубе ударные импульсы. Вибропроколом прокладывают трубы диаметром до 426 мм на длину до

25…50 м.

Пневматические пробойники (рис. 112, 113) широко использу-

ют для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций под действующими автомобильными и железными дорогами, трамвайными путями, улицами и площадями, зданиями и сооружениями, а также для изготовления набивных свай, глубинного уплотнения грунтов. Они представляют собой самодвижущиеся машины ударного действия и предназначены для проходки в грунтах I…III кате-

147

горий сквозных и глухих горизонтальных, вертикальных и наклонных скважин с уплотненными гладкими стенками и забивания в грунт стальных труб.

Рис. 111. Установка для вибропрокола: 1 – конусный инвентарный наконечник; 2 – тяговая реверсивная лебедка; 3 – анкерная рама; 4 – секционные направляющие; 5 – пригрузочный полиспаст; 6 – вибромолот; 7 – приводной электродвигатель; 8 – прокладываемая труба; 9 – пригрузочный полиспаст; 10 – наголовник вибромолота; 11 – ударник;

12 – дебелансы; 13 – наковальня; 14 – пружинная подвеска

Главным параметром пневмопробойников для проходки скважин является наружный диаметр корпуса, т.е. диаметр проходимой в грунте скважины, а у пневмопробойников для забивания в грунт труб – максимальный наружный диаметр забиваемой трубы.

Рис. 112. Пневматический пробойник для проходки скважин

148

Рис. 113. Пневмопробойник для забивания труб: 1 – наковальня; 2 – цилиндрический корпус; 3 – массивный ударник; 4 – золотниковое воздухораспределительное устройство; 5 – гибкий рукав

Каждый пневмопробойник состоит из цилиндрического корпуса с наковальней, массивного ударника, золотникового воздухораспределительного устройства и гибкого рукава для подвода сжатого воздуха от компрессора. Под действием сжатого воздуха, попеременно пропускаемого золотником в полости прямого и обратного ходов, ударник совершает возвратно-поступательное движение и наносит удары по наковальне корпуса, продвигая машину вперед. Возврат пробойника назад по пробитой скважине осуществляется изменением направленияударов спомощью реверсивного механизма.

Предусмотрен выпуск пневмопробойников для проходки скважин с наружным диаметром (без уширителя) 40; 50; 63; 80; 100; 125; 160 и 200 мм, для забивания труб – с максимальным диаметром за-

биваемых труб 400; 630; 800; 1000; 1250 и 1600 мм.

Машины для раскатки скважин в грунте (рис. 114). Все боль-

шее распространение получают грунтопроходные машины безударного действия с самозавинчивающимся рабочим органом для раскатки в грунте горизонтальных, вертикальных и наклонных скважин, который называется раскатчиком грунта.

Грунтопроходная установка для раскатки скважин состоит из привода (мотор-редуктора или гидромотора) и жестко соединенного с его выходным валом рабочего органа. Последний представляет собой консольный эксцентриковый вал, на шейках которого установлены свободно вращающиеся конические катки. Машины для рас-

149

катки скважин экологически безопасны, бесшумны в работе, не передают динамические нагрузки на строительные конструкции и действующие коммуникации, не оказывают вредного воздействия на обслуживающий персонал. Установка комплектуется набором раскатчиков диаметром 50, 80, 140, 200 и 230 мм и обеспечивает проходку горизонтальных скважин до 50 м.

а

б

Рис. 114. Машина для раскатки скважин: а – принципиальная схема; б – схема разворота катков; 1 – формируемая скважина; 2 – привод; 3 – эксцентриковый вал; 4 – свободно вращающиеся конические катки

Способом продавливания (рис. 115) прокладывают в грунтах I…III категорий стальные трубопроводы диаметром 529…1720 мм, а также сборные железобетонные коллекторы и туннели различного назначения на длину до 60…80 м. При продавливании трубопровод (футляр) вдавливают в массив грунта открытым концом, снабженным кольцевым ножом, а грунт, поступающий внутрь головного звена, разрабатывают и удаляют через прокладываемый трубопровод ручным или механизированным способом. В качестве продавливающих устройств применяют насосно-домкратные установки, состоящие из четного количества однотипных домкратов грузоподъемностью 170…500 т каждый с ходом штоков 1150…1600 мм. Уси-

150