Zagospodarowanie gleb skalistych metodą zmechanizowaną. Metody zagospodarowania gleby. Cechy zagospodarowania gleby w trudno dostępnych miejscach

Charakterystyka gleby

Rozwój poprzez cięcie

Rodzaje koparek

Obsługa koparki jednonaczyniowej

Obsługa koparki wielonaczyniowej

Rozwój maszyn do robót ziemnych i transportu

Opis i zakres rozwoju hydromechanicznego

Rozwój hydromechaniczny z wykorzystaniem monitorów hydraulicznych

Opracowanie hydromechaniczne z wykorzystaniem pogłębiarek ssących

Rozwój zamarzniętych gleb

Podczas prac budowlanych i górniczych zagospodarowanie gleby odbywa się tradycyjnie na jeden z trzech sposobów: cięcie, szczelinowanie hydromechaniczne lub metoda wybuchowa.

Inżynier dokonuje wyboru na korzyść konkretnej metody w oparciu o nadchodzącą ilość pracy, charakter gleby, dostępne techniczne środki rozwoju itp.

Jeśli mała koparka z łatwością poradzi sobie z kopaniem dołu pod budowę wiejskiego domu, to przy wydobywaniu minerałów konieczne jest użycie całego kompleksu maszyn i mechanizmów. Co więcej, większość tych środków produkcji nie będzie bezpośrednio zaangażowana w rozwój gleby. Ich zadaniem jest obsługa procesu produkcyjnego i zapewnienie nieprzerwanej pracy.

Gleba to górna warstwa skorupy ziemskiej utworzona przez zwietrzałe skały. W zależności od gęstości i pochodzenia gleby można podzielić na:

Skalista (taka gleba jest odporna na wilgoć, wytrzymałość na rozciąganie jest większa niż 5 MPa). Do tej kategorii zalicza się granit, wapień, piaskowiec.
Półskała (wytrzymałość na rozciąganie do 5 MPa). Na przykład: glina, gips, margiel.
Grube - nieskonsolidowane fragmenty skał półskalistych i skalistych.
Piasek (reprezentuje rozproszone (do 2 milimetrów średnicy) cząstki skał).
Glina (drobne (o średnicy 0,005 milimetra) cząstki skały).

Ręczne wydobywanie gleby w okopach jest procesem dość pracochłonnym. W zasadzie nie można tego przeprowadzić przy wydobywaniu skał.

Skład gleb obejmuje części stałe, wodę i różne gazy (gromadzące się w porach). Wilgotność gleby jest wielkością charakteryzującą stosunek masy cieczy do masy substancji stałych na jednostkę objętości. Może zmieniać się w szerokim zakresie i przyjmować wartość od jednego (piasek) do dwustu procent (muł na dnie zbiorników).

Podczas rozwoju gleba zwiększa swoją objętość. Dzieje się tak z powodu tworzenia się porów i ubytków. Wielkość zmiany objętości charakteryzuje się współczynnikiem spulchnienia (stosunek objętości zajmowanej przez glebę przed pracą do objętości zajmowanej przez glebę po zagospodarowaniu). Z biegiem czasu gęstość spulchnionej gleby maleje (naturalne zagęszczenie). Możliwe jest także wymuszone zagęszczenie gruntu przy użyciu ciężkiego sprzętu budowlanego. Gęstość takiej gleby jest zbliżona do pierwotnej, choć nieco mniejsza. Różnicę tę można zaniedbać, zwłaszcza że z czasem zniknie, a sama gleba całkowicie przywróci swoje właściwości (wiek).

Właściwości mechaniczne gruntów (przede wszystkim wytrzymałość i zdolność do odkształcania) zależą od składu i charakteru połączenia między cząstkami. Podczas rozwoju połączenia ulegają zniszczeniu, a podczas zagęszczania są przywracane.

Do zagospodarowania gleby tą metodą wykorzystuje się maszyny do robót ziemnych i transportu oraz maszyny do robót ziemnych.

Podczas pracy narzędzie skrawające podlega bardzo dużym obciążeniom ciernym i mechanicznym. W takich warunkach konwencjonalny wciągnik konstrukcyjny nie wytrzyma długo. Dlatego krawędź tnąca korpusu roboczego jest wzmocniona elementami cermetalowymi lub stalami specjalnymi. Najbardziej wydajne w działaniu są kompozytowe płyty metalowo-ceramiczne. Ale ich koszt jest również dość wysoki. Dlatego najczęściej wiadra są wzmacniane lutowanymi elektrodami wykonanymi ze stopów odpornych na zużycie. Między innymi taka kadź wykazuje efekt samoostrzenia podczas pracy na skutek szybszego zużycia zwykłej stalowej części kadzi.

Takie maszyny odcinają pewną warstwę gleby. Pocięta masa transportowana jest specjalnym przenośnikiem na wysypisko lub od razu wsypywana na tył wywrotki w celu wywozu do kamieniołomu lub na inne budowy. Do tej kategorii zaliczają się wykopy koparką.

W zależności od konstrukcji i parametrów łyżki koparki dzielą się na następujące typy:

jednowiadro;
obrotowe i łańcuchowe (wielokubełkowe);
przemiał

Najpopularniejszym typem koparki jest koparka jednołyżkowa. Maszyna tego typu charakteryzuje się dużą wszechstronnością i bardzo dobrą manewrowością. Optymalna użyteczna objętość wiadra wynosi od 0,15 do 2 metrów sześciennych. Wykopywanie gleby koparką (jednołyżową) z bardziej masywną i pojemną łyżką jest nieopłacalne ekonomicznie, gdyż hydraulika i część mechaniczna sprzęt często ulega awarii z powodu dużego obciążenia.

Ponadto, w zależności od mechanizmu napędowego, maszyny do robót ziemnych dzielą się na gąsienicowe i samochodowe. Istnieją również tzw. koparki kroczące, a także pneumatyczne koparki kołowe. Jednak w praktyce takie maszyny spotyka się niezwykle rzadko, jeśli w ogóle. Nawet doświadczeni budowniczowie nie wszyscy mogą pochwalić się, że kiedykolwiek pracowali na tym samym placu budowy z tego typu maszynami.

Koparka tego typu może kopać ziemię na boki lub prosto. W pierwszym przypadku koparka wykonuje pracę wzdłuż osi ruchu. Ziemię zrzuca się na tył ciężarówki, która nadjeżdża z drugiej strony.

W drugim przypadku prace prowadzone są przed koparką, a pojazdy załadowcze zasilane są od tyłu.

Jeżeli konieczne jest wykonanie znacznego wykopu na dużą głębokość, wówczas nie ma alternatywy dla wykopu zmechanizowanego. Wszystkie prace prowadzone są poprzez rozwój w kilku etapach (poziomach). Poziom nie przekracza możliwości technologicznych konkretnego modelu koparki pod względem głębokości wykopu.

Ten typ maszyny jest doskonałym przykładem mechanizmu o działaniu ciągłym. Dlatego oczywiście wydajność takiej koparki jest o rząd wielkości wyższa niż wydajność konwencjonalnych maszyn z jedną łyżką. Należy jednak powiedzieć, że taki sprzęt jest używany tylko przy budowie projektów na dużą skalę. Tego typu sprzęt absolutnie nie nadaje się do uprawy gleby w małym rowie: jest bardzo drogie utrzymanie, bardzo duże zużycie paliwa.

Łyżki robocze można zamocować na łańcuchu lub na rotorze. Stąd wzięła się nazwa koparek: łańcuchowej i rotacyjnej.

Tego typu koparki można używać przy zagospodarowywaniu gleby grupy 2. Chociaż w praktyce zdarzają się przypadki, gdy takie maszyny z łatwością radzą sobie z glebami z grup 1...3. Gleba powinna być stosunkowo czysta, bez dużych kamieni i potężnych pniaków.

Jedna maszyna w jednym cyklu pracy urabia skałę i przemieszcza ją na niewielkie odległości. Do takich maszyn zaliczają się zgarniarki, równiarki i buldożery.

Skrobaki służą do wykonywania prac na dużą skalę. Maszyny te są bardzo wydajne i można je stosować na glebach typu 1…4. Jednak mimo niesamowitej mocy zgarniarka nie radzi sobie z gęstymi glebami. Dlatego takie gleby należy najpierw poluzować. W jednym przejeździe maszyna może usunąć warstwę gleby o grubości do 320 milimetrów. Konkretna wartość zależy od mocy, kształtu łyżki i modelu zgarniacza.

Dolna część łyżki zgarniającej wyposażona jest w nóż. To nie jest nóż, którego większość ludzi używa do krojenia jedzenia w kuchni. W tym przypadku zgrzewany jest pasek materiału odpornego na ścieranie i samowzmacniającego

Buldożery służą do wykonywania prac na małych głębokościach i na duże odległości. Tego typu maszyny służą również do czyszczenia i wyrównywania dna gruntu, co było wykonywane dużymi koparkami.

Na głębokości spychacz porusza się po poziomach. Głębokość warstwy równa jest wielkości warstwy, którą maszyna może usunąć w jednym przejściu. Bardzo ważne jest, aby ruch roboczy spychacza odbywał się na pochyłości. Odciąży to część obciążeń jednostki napędowe i zminimalizować prawdopodobieństwo awarii sprzętu.

Równiarki mają małą moc i potencjał. W większym stopniu wykorzystywane są do prac dekoracyjnych: budowy nasypów i skarp, wykonywania prac planistycznych.

W tym przypadku ręczne zagospodarowanie gleby nie wchodzi w rachubę. Jednak podobnie jak przy użyciu maszyn do robót ziemnych. Zakres zastosowania jest bardzo szeroki: od tworzenia sztucznych zbiorników po budowę dróg. Technologia umożliwia także rekultywację terenów pod zabudowę mieszkaniową i przemysłową na terenach podmokłych i przybrzeżnych narażonych na powodzie. Wszystkie procesy są zmechanizowane. Ta metoda zagospodarowania gleby wymaga stworzenia specjalnej infrastruktury, dlatego wskazane jest jej wykorzystanie tylko w przypadku bardzo dużych nadchodzących prac.

Istota tej metody zagospodarowania jest następująca: glebę zmywa się strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem (około 15 MPa). Powstała masa błotna (w żargonie fachowym miąższ) jest początkowo gromadzona w zbiornikach pośrednich, skąd jest pompowana rurociągiem w wybrane miejsce.

Z biegiem czasu wilgoć całkowicie odparowuje i tworzy się gęsta warstwa gleby. Jeśli zostanie zagęszczony walcem, taka gleba nadaje się całkiem pod budowę ciągów komunikacyjnych (drogi i linie kolejowe).

Wielką zaletą technologiczną tej metody jest możliwość opracowania gleb o niemal dowolnej kategorii złożoności.

Przy wykonywaniu prac na dnie zbiorników wyklucza się ręczne wydobywanie gruntu, jak przy użyciu tradycyjnych maszyn do robót ziemnych. Potrzebne są specjalne statki.

Pogłębiarka ssąca to jednostka pływająca wyposażona w specjalny sprzęt. Potężna pompa pompuje zerodowaną ziemię z dna zbiornika i transportuje ją rurociągiem albo do ładowni statku, na pomocniczy statek transportowy, albo wyrzuca silnym strumieniem daleko od miejsca wykopalisk.

Takie pogłębiarki ssące znalazły zastosowanie przy pogłębianiu i udrażnianiu torów wodnych statków na płytkich wodach, pogłębianiu rzek w celu zapewnienia niezakłóconej żeglugi, a także przy wydobywaniu diamentów z szelfów światowych oceanów.

Masa gleby jest zasysana przez rurę. Do odsysania mułu i miękkiej gleby rura nie jest wyposażona w dodatkowy zrywak. Obecność tego ostatniego jest konieczna przy rozwoju gęstych gleb. Metoda ta jest liderem pod względem trudności opracowania. Eksploatacja i utrzymanie transportu specjalnego, jego parkowanie na wodach portowych jest bardzo kosztowne. Kwalifikacjom personelu serwisowego stawiane są wysokie wymagania.

Kod zasobu

Nazwa składników kosztu

Jednostka wymierzony

Koszty pracy pracowników budowlanych

Przeciętny poziom pracy

PRZYBORY

Kamień brukowy

Do rozwoju w warunkach wiecznej zmarzliny, a także do produkcji skał skalistych, stosuje się potężne ukierunkowane eksplozje. TNT, amonit i myto mogą być użyte jako materiały wybuchowe.

Pociski wybuchowe można umieszczać na powierzchni lub głęboko we wcześniej wywierconych otworach lub w naturalnych zagłębieniach.

Przy zagospodarowaniu dużego basenu, a także przy zrzucaniu gleby stosuje się tak zwane ładunki odwiertowe. Pociski wybuchowe instaluje się we wstępnie wywierconych otworach. Minimalna średnica studni wynosi 200 milimetrów. Aby zwiększyć niszczycielską siłę ładunków, otwory wypełnia się od zewnątrz piaskiem lub drobną skałą (powstającą podczas wiercenia studni).

Ładunki odwiertowe stosuje się, gdy konieczne jest wydobycie niewielkiej objętości gruntu. Istnieje możliwość prowadzenia wydobycia zarówno odkrywkowego, jak i podziemnego. Odwierty są rodzajem rękawów. Mają średnicę od 25 do 75 milimetrów. Są one wypełnione materiałami wybuchowymi maksymalnie w dwóch trzecich. Pozostała przestrzeń jest wypełniona kamieniem (aby otrzymać ukierunkowaną falę uderzeniową i uzyskać jak największy korzystny efekt).

Opłaty komornicze. Ładunek ten stosuje się, gdy konieczne jest wydobycie znacznych objętości gruntu poprzez wykonanie ukierunkowanego uwolnienia. Istota tej metody jest następująca. Na terenie górniczym budowane są studnie pionowe lub tunele poziome, w których ścianach wierci się ślepe otwory do umieszczania ładunków. Po ułożeniu materiałów wybuchowych sztolnie i studnie zasypuje się ziemią (pozwala to na zwiększenie siły wybuchu). Kierunek uwolnienia jest zapewniony poprzez nierównomierne rozmieszczenie materiału wybuchowego. Zatem po jednej stronie może być kilka razy więcej otworów na ładunki. W tym celu można również wykorzystać niedopasowanie wybuchu.

Tzw. ładunek szczelinowy stosuje się głównie przy zagospodarowywaniu gleby w warunkach wiecznej zmarzliny. Jest mało prawdopodobne, że uda się przeprowadzić ukierunkowane uwolnienie takiej skały. Ale poluzowanie go, aby można go było później usunąć za pomocą spychacza lub koparki, jest całkiem możliwe. W tym celu stosuje się narzędzie zgodnie z zasadą działania i wygląd przypominający przecinarkę tarczową do metalu. Tylko, oczywiście, takie narzędzie ma wiele duże rozmiary. Taki frez wycina w ziemi osobliwe rowki w odległości do 2,5 metra od siebie. Materiał wybuchowy nie jest umieszczany w każdym rowku, ale w każdym innym – pusta, niewypełniona przestrzeń pełni rolę kompensatora. Fala uderzeniowa miażdży glebę i przemieszcza się w kierunku jamy. Taka praca wymaga starannego przygotowania i szczegółowego przestudiowania projektu.

Doświadczenia w budownictwie kolejowym oraz osiągnięcia teoretyczne w zakresie technologii budowy podtorz pozwalają na ustalenie następujących schematów technologicznych opracowania wyrobisk koparkami ze wstępnym spulchnieniem skały metodą strzałową:

– zabudowa czołowa koparkami od końców wykopu na całym jego przekroju;

– zabudowa czołowa koparkami od końców wyrobiska ze wstępnym strzałem i usunięciem spulchnionej skały górnej warstwy,

– wielopoziomowe wykopy czołowe przy użyciu koparek;

– zabudowa czołowa koparkami od końców wykopu ze wstępnym odstrzałem pod kątem uderzenia niszczącego (spęcznienia).

Doświadczenie pokazuje, że wiercenie wykopów należy wykonywać w warstwach o wysokości do 5,5...7,5 m. Wiercenie wykopów w warstwach o małych wysokościach ułatwia prace wiertnicze i zmniejsza zużycie narzędzia wiertniczego, a na łagodnych zboczach ułatwia prace wykończeniowe. Na stromych zboczach zabudowa wykopów w wysokich kondygnacjach lub na pełną głębokość może spowodować znaczne zaburzenia skarp. Dodatkowo przy głębokim wierceniu wymagany jest staranny montaż przewodu wiertniczego, gdyż nawet niewielkie (2...30 0) odchylenie od zadanego kąta wiercenia może spowodować znaczną zmianę odległości pomiędzy odwiertami (do 1,5 ...2 m lub więcej).

Główną maszyną kopiącą do zagospodarowania luźnej gleby skalistej podczas budowy podtorza jest koparka łopatowa prosta z łyżką o pojemności 1,0... 1,6 m 3. Na stromych wyrobiskach (o kubaturze ponad 100 tys. m3) ekonomiczne są koparki z łyżką o pojemności 2,0...2,5 m3, jednak w trudnych warunkach topograficznych terenów górskich przemieszczanie ciężkich koparek z łyżkami o pojemności pojemność 2,5 m3 jest trudna. Oprócz koparek, ładowarek i zgarniarek można używać do wydobywania skał o wysokim stopniu spulchnienia. Buldożery są szeroko stosowane w pracach pomocniczych.

Spulchnianie gleby metodą strzałową w wykopach odbywa się za pomocą wsadów otworowych. Objętość jednorazowo wydmuchanej gleby powinna zapewnić ciągłą pracę koparki przez tydzień lub dwa tygodnie. W masywach niezawierających wody oraz w okresach braku opadów racjonalne jest rozdmuch skały na całej długości wyrobisk w jednym etapie, jeśli pozwalają na to warunki lokalne i dostępne środki strzałowe.

Podczas piaskowania należy zwrócić szczególną uwagę na wymaganą jakość spulchnienia. Maksymalny wymiar odłamka skały strzałowej, zgodnie z warunkami możliwości urabiania gruntu koparką, nie powinien przekraczać 2/3 szerokości czerpaka. Wymagany stopień rozdrobnienia gruntu osiąga się różnymi metodami technicznymi (krótkotrwałe strzały, wsad o specjalnej konstrukcji, nachylony układ odwiertów, zwarte rozmieszczenie wsadów, zastosowanie studni o małej średnicy).

Uzyskanie stabilnych i równych spadków można uzyskać poprzez obróbkę strumieniowo-ścierną konturową, stosując studnie o małych średnicach (75...115 mm ). Oczyszczanie konturowe nie jest praktyczne w przypadku silnie zwietrzałych gleb skalistych, które są indywidualnie spękane przez pęknięcia szczelinowe lub mają warstwy gleb nieskalistych.

Aby poprawić jakość spulchniania piaskowanej gleby skalistej w BAM, po raz pierwszy z powodzeniem zastosowano krzyżowy program strzałów z krótkim opóźnieniem (SSD). W efekcie zmniejszono całkowitą objętość materiałów ponadgabarytowych z 25...30% całkowitej objętości skał do 10% i zwiększono wydajność koparek 2-krotnie. Zastosowanie tego schematu strzału w skałach grupy IX przy użyciu silnie kruszących materiałów wybuchowych (alumotoli) umożliwia uzyskanie frakcji spulchnionej skały o średniej wielkości wzdłuż największej krawędzi 0,3...0,4 m. Budowa wyrobisk skalnych na zboczach obejmuje budowę ciągu spacerowego, zapewnienie przejazdu roboczego (ułożenie półki technologicznej) oraz wykonanie pełnoprofilowego koryta drogowego.

Budowa ścieżki spacerowej. Ścieżka dla pieszych, zlokalizowana jak najbliżej lub bezpośrednio na trasie budowanej drogi, jest niezbędna do oględzin placów budowy dróg przed podjęciem decyzji o organizacji pracy, do umieszczenia pracowników w miejscach skoncentrowanej pracy przeznaczonej do wykonywania pierwszy. Szlak służy także do usunięcia i zabezpieczenia trasy budowanej drogi.

W wielu przypadkach wytyczenie ścieżki spacerowej w pobliżu trasy drogi okazuje się niemożliwe. W najbardziej niedostępnych miejscach wytyczana jest ścieżka spacerowa z drogi pionierskiej, która zwykle jest budowana w celu ominięcia takich miejsc. Czasami pracownicy wykonują układanie szlaku i zawalanie się zwisających niestabilnych skał w sprzęcie wspinaczkowym.

Budowa ścieżki technologicznej. Do prowadzenia prac wiertniczo-strzałowych konieczne jest na całym wykopie lub w skrajnych przypadkach na całym obszarze, na którym powinny być prowadzone prace w tym roku ułożyć specjalną półkę technologiczną o szerokości co najmniej 6 m, starając się dopasować ją do warstwy deluwium. Półkę zabudowuje się za pomocą buldożerów, a skalistą glebę spulchnia się ładunkami strzałowymi za pomocą ręcznych młotków i lekkich wiertarek.

Prace wykonuje specjalna ekipa rozbiórkowa i z reguły dwa buldożery, których kierowcy wymagają dużego doświadczenia i staranności. Podczas pracy na wąskiej półce spycharki nie zawsze opierają się na niej całym obszarem toru. Kamienie wpadające pod gąsienice spychacza powodują konieczność przyspieszenia silnika, natomiast kamienie wpadające pomiędzy gąsienicę a wały powodują, że gąsienice spadają z wałów.

W bardzo trudnych warunkach pracy często konieczna jest pomoc drugiego spychacza. Potrzeba wzajemnej pomocy wzrasta, gdy po eksplozjach pozostają ponadgabarytowe obiekty, których zrzucenie w dół wymaga wysiłku dwóch buldożerów. Wszystkie te cechy doprowadziły do praktycznej zasady - pracować co najmniej dwoma spychaczami razem lub w niewielkiej odległości od siebie.

Prace strzałowe prowadzone są metodą ładunków drobnootworowych. Głębokość otworów wynosi zwykle 1,0...1,1 grubości odsadzonej warstwy, a w przypadku, gdy odsadzona warstwa znajduje się na bardziej miękkiej skale, głębokość otworów zmniejsza się do 0,7...0,9 grubości warstwy . Główną wadą tej metody jest duża objętość wierceń na jednostkę zniszczonej skały. Jednak jego ważną zaletą jest zachowanie stabilności skał.

Zabudowa skał na całej szerokości koryta.

Na tym etapie budowy koryta drogowego wykonywane są główne objętości robót skalnych (do 80% i więcej). O technologii tych prac decydują: rodzaj profilu poprzecznego; obecność i rodzaj specjalnych konstrukcji; warunki geologiczne i hydrogeologiczne decydujące o stopniu stateczności zbocza; sposób strzału i możliwość dalszego wykorzystania śrutowanej skały; kierunek ruchu skał – poprzeczny lub wzdłużny.

Zagospodarowanie wyrobisk o głębokości większej niż 6...8 m odbywa się na kilku poziomach wysokości (ryc. 2.1), łącznie z operacjami wiertniczymi i strzałowymi, ponieważ wysadzona skała może się zbrylić. Wydajność koparki i pojazdy w dużej mierze zależy od pracy pracowników rozbiórkowych. Prace wiertnicze prowadzone są zatem na dwie zmiany.

Wysadzaną glebę skalną wydobywa się poprzez wykopy czołowe przy użyciu tych samych schematów, które są stosowane przy zagospodarowywaniu konwencjonalnych gleb. Aby przyspieszyć prace, wykop należy rozwijać jednocześnie z obu końców - dwoma uchwytami na każdym końcu. W pierwszym etapie wiercone są studnie i przygotowywane do wybuchu, w drugim etapie wysadzona wcześniej ziemia jest ładowana na wywrotki.

Ryż. 2.1. Schematy wielopoziomowego wydobywania skał z półwykopu

Wymaganą liczbę maszyn wiertniczych i składowych oraz personelu konserwacyjnego oblicza się na podstawie maksymalnej wydajności koparek rozwijających wykop. Najbardziej złożona jest organizacja i technologia zagospodarowania stromych półcięć na ciśnieniu rzeki; w zależności od nachylenia zboczy, są one klasyfikowane w następujący sposób: łagodne - nachylenie do 20°, średnie nachylenie - 20... 35°, strome - 35... 65°, bardzo strome - ponad 65°.

Przy opracowywaniu półwykopów instalowane są półki technologiczne (o szerokości do 6 m), które są niezbędne do umieszczenia sprzętu wiertniczego i do robót ziemnych. W szczególnie trudnych przypadkach najpierw układa się ścieżkę dla pieszych o szerokości do 1 m, z której metodą wybuchową buduje się półkę. Złożoność budowy półki jest 3–5 razy większa niż złożoność opracowania półwykopu. Dlatego półki należy ułożyć z wyprzedzeniem.

Na łagodnych zboczach nie ma potrzeby instalowania półek, tutaj przed rozpoczęciem wiercenia koluwium usuwa się za pomocą poprzecznych lub wzdłużnych przejść buldożerów. Wykop jest rozsadzany jednoetapowo, grunt przewożony jest spychaczami na sąsiednie nasypy (w przypadku niewielkiej odległości) lub na sam koniec wykopu, gdzie za pomocą koparek jest ładowany na wywrotki.

Na zboczach o umiarkowanym nachyleniu, po zamontowaniu półki technologicznej w półwykopach o głębokości powyżej 7 m i nachyleniu zboczy 1:0,5 lub większym, należy wiercić studnie skarpowe i konturowe w płaszczyźnie rozwarstwienia skał. Zabudowa odbywa się na całej szerokości półwykopu w kilku poziomach. Jeżeli głębokość wykopu jest mniejsza niż 7 m, zaleca się wiercenie otworów i strzałowanie w odcinkach o długości 20 m i więcej na całym przekroju lub na całej długości półwykopu w jednym etapie.

Racjonalne jest spulchnianie skał średnich i trudnych do wiercenia na płaskich i średnio stromych zboczach podczas robót strzałowych na znacznych obszarach przy zastosowaniu schematu cięcia wzdłużnego (ryc. 2.2, A), a w krótkich odcinkach - schematy przekroju trapezowego (ryc. 2.2, B), ładunki są zwykle umieszczane na kwadratowej siatce.

Ryż. 2.2. Schematy cięcia strumieniowo-ściernego: A– podłużny; B– trapezowy

Do wykonania półkopu na stromych zboczach zaleca się stosowanie strzałów do zwałowania lub częściowego zwałowania chwytakami o długości 20...30 m i poziomach o grubości nie większej niż 7 m, z pozostawieniem pozostałej części skały w ruchu przez buldożery w dół do dolnej części połowy wykopu lub ładując go koparkami na wywrotki. Na bardzo stromych zboczach należy w wyniku eksplozji utworzyć półnacięcia, aby się zawalić. W takim przypadku wskazane jest zastosowanie piaskowania konturowego.

Bardzo duże (objętościowo) półwykopy: (ponad 500 tys. m 3) można odstrzeliwać przy zastosowaniu jednego z następujących schematów technologicznych: połówki można odstrzeliwać warstwami o wysokości nie większej niż 7 m, studnie pierwszą kondygnację, a także niższe kondygnacje położone najbliżej skarpy można wiercić maszyną BTS-150, a studnie kolejnych rzędów - wiertnicami 2SBSH-200; studnie konturowe skarpy należy wiercić o średnicy 75...100 mm, studnie pierwszej kondygnacji i pierwszych rzędów (studni najbliżej skarpy) należy wiercić maszyną BTS-150, studnie kolejnych rzędów maszyną 2SBSh -200 maszyn. Ogólny schemat technologiczny wykonania półwykopu na stromym zboczu pokazano na ryc. 2.3.

Ryż. 2.3. Schemat wielopoziomowego zagospodarowania półwykopu przy użyciu różnych maszyn wiertniczych do wiercenia studni

Bardziej celowe jest spulchnianie niektórych rodzajów gleb skalistych za pomocą mechanicznych spulchniaczy statycznych opartych na ciągnikach o mocy 235...300 kW i większej. Koszt spulchniania gruntów jest niższy o 40...80% w porównaniu do metody wiercenia i strzałowania. Wydajność spulchniaczy ciągnikowych sięga 200...300 m 3 /h przy spulchnianiu bazaltów i 650...1000 m 3 /h przy spulchnianiu mniej wytrzymałych skał (łupki, wapień). Do spulchniania gleb skalistych stosuje się zrywaki jednozębne z trzonkiem prostym. Optymalny kąt luzowania wynosi 30...45°.

Spulchnienie gleby w wykopie odbywa się poprzez równoległe przejścia zrywaka w warstwach poziomych lub nachylonych. Podczas spulchniania w warstwach nachylonych (do 20°) skok roboczy zrywaka w dół jest naprzemienny z jałowym ruchem maszyny w górę. Na uchwycie poziomym zrywak porusza się bez jałowych przejść z zakrętem na końcu uwrocia. Kierunek poluzowania wybiera się w poprzek kierunku głównego pęknięcia.

Maksymalna odległość między bruzdami nie powinna przekraczać szerokości otworu bruzdy, w przeciwnym razie słup między bruzdami pozostanie nienaruszony, a spycharka nie będzie mogła pracować. Minimalna odległość między bruzdami powinna wynosić co najmniej połowę szerokości bruzdy. W przeciwnym wypadku zrywak wpada w poprzednią bruzdę i swobodnie opada w kierunku zniszczonego masywu.

Każda rozluźniona warstwa jest przenoszona przez buldożery poza uchwyt luzujący. Do późniejszego załadunku spulchnioną ziemię zbiera się w pryzmy o wysokości 2...4 m. Najbardziej efektywnym sposobem załadunku gleby ze pryzm jest użycie ładowarek ciągnikowych, które w porównaniu z koparkami mają szereg zalet: mniejszą masę, większą prędkość i większą prędkość. zwrotność, niższe koszty eksploatacji itp. W szczególności ładowarki ciągnikowe w ramach kompleksów spycharek dobrze sprawdziły się w BAM. Jako przykład na ryc. 2.4 Rozważana jest sekwencja technologiczna opracowania półwykopu na zboczu.

Ryż. 2.4. Schemat technologiczny zagospodarowanie półwykopu na stromym zboczu: A– wiercenie otworów wiertarką udarową w celu uformowania ścieżki; B– wiercenie studni wiertnicą BMK-4; V– wycięcie półki technologicznej spycharką; G– wiercenie studni maszyną BTS-150; D– zagospodarowanie warstwy (załadunek spulchnionej gleby koparką)

Poszerzanie się wcięć skalnych

Prace przy poszerzeniu wyrobisk skalnych pod drugi tor prowadzone są w szczególnie trudnych warunkach. Przede wszystkim dotyczy to produkcji operacji wiertniczo-strzałowych, które prowadzone są w bliskiej odległości od czynnego toru kolejowego, jednak nie mniej złożone problemy wiążą się z usuwaniem odrzutu oraz przy wykonywaniu innych operacji, z których większość przeprowadzane przez „okno”.

Budowę drugich torów na obszarach o dużym natężeniu prac wiertniczych i strzałowych można przeprowadzić za pomocą jednej z poniższych opcji.

1. Budowa drugiego toru na torze połączonym z istniejącym torem kolejowym, tj. przy poszerzeniu jednego ze boków wykopu tak, aby odległość od osi toru do dolnej krawędzi skarpy wynosiła co najmniej 10...12 metrów. Jest to konieczne, aby kabina koparki znajdowała się poza prześwitem budynków. Zaletą tej opcji jest minimalny nakład prac ziemnych. Wady - możliwość zablokowania toru wysadzoną skałą i uszkodzenia obiektów linii kolejowej, konieczność zapewnienia „okien”. Prowadzi to do znacznych przerw w ruchu pociągów i zmniejszenia produktywności pojazdów budowlanych.

2. Budowa drugiego toru wraz z jego przeniesieniem na odrębne podtorza w odległości co najmniej 200 m od osi istniejącego toru. W tym przypadku, w celu zabezpieczenia skarpy wyrobiska istniejącego toru przed szkodliwym sejsmicznym wpływem wybuchów (przy zagospodarowaniu wykopu pod drugi tor), szerokość górotworu oddzielającego międzywykopowego jest uzależniona od głębokości wyrobiska i właściwości skał, przyjmuje się, że wynosi ona co najmniej 15...25 m. Zaletą tej opcji jest zmniejszenie niebezpieczeństwa uszkodzenia toru i wszystkich konstrukcji istniejącej linii kolejowej, liczby i czasu trwania „okien”. ” i wzrost produktywności wszystkich maszyn budowlanych. Wadą jest wzrost objętości robót ziemnych.

3. Budowa drugiego toru wraz z jego przeniesieniem na wydzielone koryto w odległości większej niż 200 m od osi istniejącego toru (obwodnicy). Zaletą tej opcji jest zapewnienie bezpiecznego i niezakłóconego ruchu pociągów przez cały okres budowy drugiego podtorza. Wadą jest wzrost objętości robót ziemnych.

Jak widać najtrudniej jest zorganizować prace przy poszerzeniu wykopów pod drugi tor na jezdni łączonej. W zależności od warunków lokalnych prace związane z poszerzaniem wykopu można zorganizować według jednego z poniższych schematów.

1. Wykopy do głębokości 2 m dla zboczy stromych, do głębokości 3 m dla zboczy łagodnych (nachylenie 1:1 lub mniejsze) w skałach o dowolnej wytrzymałości w odległości od osi ścieżki do podstawy skarpy wynoszącej 4,5 m i bardziej wskazane jest natychmiastowe opracowanie pełnej sekcji. Długość jednocześnie piaskowanych odcinków może wynosić 100 m lub więcej. Zastosowanie schematów podłużnych KZV ze spowolnieniem wysadzania rzędów podłużnych studni od strony pola w kierunku toru pozwala na uzyskanie ukierunkowanego zawału skał w stronę pola bez naruszania prześwitu dojazdowego budynków i bez blokowania toru przeklęta ziemia. Ten schemat zagospodarowania płytkich wyrobisk skalnych zapewnia wystarczające obciążenie koparek i bezpieczeństwo ruchu pociągów przy minimalnym czasie ciągnięcia prac skalnych.

2. Wykopy o głębokości do 4...6 m i łagodnych spadkach (nachylenie 1:1 lub mniejsze) w skałach łatwokruszalnych przy poszerzeniu wykopu o 4...6 m i więcej zaleca się zagospodarowanie pełnego krzyża -sekcja. Masyw do odstrzeliwania wykorzystuje się wsad otworowy, zredukowany w stosunku do wsadu spulchniającego, mający na celu wstrząśnięcie (przed spęcznieniem) skały w obrębie projektowego konturu poszerzonej części wyrobiska, bez istotnego zapadania się skał w kierunku ścieżki.

3. Jeżeli głębokość wyrobisk w skałach łatwo kruszalnych jest większa niż 6 m i poszerza się o 6...10 m, dzieli się ją na dwie kondygnacje (lub więcej). Do wysadzania pięter stosuje się ładunki odwiertowe kierowane w stronę pola lub burt czołowych.

4. Należy zagospodarować wykopy o głębokości większej niż 2...3 m ze stromymi zboczami (nachylenie 1:0,75 i większe) w skałach grup VI...X z poszerzeniem do 6...10 m do pełnego przekroju poprzez wysadzanie ładunków otworowych z końców krótkich odcinków wyrobiska, wybuchem skierowanym w stronę pola lub strony czołowej. Ten schemat zapewnia najlepsze i bezpieczna lokalizacja oraz eksploatację maszyn i mechanizmów budowlanych u podstawy wykopu na poziomie głównego podłoża.

5. Wykopy o głębokości większej niż 2...3 m dla dowolnego nachylenia zboczy i wszelkich skał, ale przy poszerzeniu większym niż 10 m, zaleca się zabudowę w 1–2 lub więcej kondygnacjach poprzez piaskowanie wydłużonych odcinków zasypki wiertnicze przy zastosowaniu jednej z poniższych opcji: a) ze wstępnym ukształtowaniem strony polowej wykopu do wykopu pionierskiego poprzez zastosowanie schematu KZV ukośnego w rzędzie poprzecznym; b) odsadzanie ładunków odwiertowych z utworzeniem wrębu od strony pola, a także odsadzanie ładunków odbojowych odwiertu w głównej części wyrobiska, z zapewnieniem kierunku wybuchu w zboczu pola poprzez zastosowanie wyrzutni poprzecznej rząd ukośny schemat KZV.

6. Wyrobiska pochyłe na stromych i bardzo stromych zboczach wysokich wzniesień opracowuje się poprzez wstępne wycięcie ścieżki dla pieszych, następnie półki technologicznej i na koniec wykop pod pełny profil metodą wsadów otworowych w 1–2 lub więcej kondygnacjach według jednego z omówionych wcześniej schematów.

Pytania testowe i zadania

1. Jakie są cechy organizacji i technologii budowy kolei w warunkach górskich?

2. Jakie są zalety i wady nasypów budowanych na konwencjonalnych fundamentach skalnych?

3. Jakie normy określają nachylenie zboczy wykopów w glebach skalistych?

4. W jakich przypadkach można wykonywać wykopy ze spadkami pionowymi (nachylenie 1:10)?

5. Wymień główne rodzaje prac wiertniczych i strzałowych podczas budowy koryt drogowych w warunkach górskich.

6. Jakie rodzaje wybuchów i ładunków wykorzystuje się przy zagospodarowaniu wyrobisk skalnych?

7. Wymień skład głównych zestawów maszyn do budowy podtorzy z gleb skalistych.

8. Powiedz nam: a) w jakim celu i jak budowana jest ścieżka spacerowa; b) w jakim celu i przy pomocy jakich maszyn tworzony jest szlak technologiczny.

9. Wyjaśnić różnice pomiędzy sposobami kształtowania podcięć na zboczach płaskich, stromych i bardzo stromych.

10. Porównaj dwie metody zagospodarowania wyrobisk skalnych: wykorzystanie eksplozji i wykorzystanie buldożerów do wydobywania gleby.

11. Wymień główne metody budowy drugich torów, wskaż ich zalety i wady.

12. Jakie istnieją metody poszerzania wyrobisk skalnych dla drugiej ścieżki i w jakich przypadkach się je stosuje?

13. Wyjaśnij zasadę leżącą u podstaw metody wybuchu z krótkim opóźnieniem.

14. Oblicz wymaganą technologicznie odległość od spodu skarpy do osi istniejącej ścieżki przy załadunku urobku koparką EO-5111.

MASZYNY ZIEMNE

Rodzaje robót ziemnych

Konstrukcje ziemne to urządzenia w gruncie powstałe w wyniku jego usunięcia poza konstrukcję lub z gruntu wniesionego do budowli z zewnątrz. Te pierwsze nazywane są wykopaliskami, drugie – nasypami. W zależności od kształtu i wielkości wykopów wyróżnia się doły, rowy, rowy, rowy, kanały, doły, studnie i odwierty. Wykopy i doły mają porównywalne rozmiary we wszystkich trzech kierunkach, przy czym głębokość wykopu jest zwykle mniejsza, a doły są większe niż pozostałe dwa rozmiary. Ponadto doły mają małą objętość. Długości rowów, rowów, rowów i kanałów znacznie przekraczają wymiary ich przekrojów. Studnie to zamknięte wyrobiska, których jeden wymiar (głębokość lub długość w zależności od orientacji wykopu względem otwartej powierzchni terenu) znacznie przekracza wymiary ich przekrojów. Studnie o średnicy do 75 mm włącznie nazywane są odwiertami. Studnie mogą być pionowe, poziome i nachylone.

Podczas budowy wykopów usunięta z nich gleba jest usuwana z miejsca pracy lub umieszczana w pobliżu w kawalerach w celu późniejszego wykorzystania podczas zasypywania. Przy budowie nasypów gleba dostarczana jest z zewnątrz lub z rezerw bocznych.

Istnieją tymczasowe prace ziemne (rowy do układania w nich komunikacji podziemnej itp.) I długoterminowe prace ziemne (rowy przydrożne, nasypy drogowe, tamy, tamy itp.). Tymczasowe roboty ziemne usuwa się na czas budowy, np. podczas układania rurociągów i montażu armatury rurociągowej, po czym przywracana jest pierwotna powierzchnia ziemna. W zależności od rodzaju i stanu gruntu, warunków atmosferycznych, a także czasu istnienia tymczasowych budowli ziemnych, w celu uniknięcia zawalenia się, ich ściany wzmacnia się lub pozostawia bez mocowania. Boczne zbocza długotrwałych robót ziemnych są zwykle wzmacniane darnią, listwami drewnianymi itp. Częściej nasypy wypełnia się zagęszczaniem gleby warstwa po warstwie.

Konstrukcje ziemne obejmują również planowane pasy i miejsca, które mogą być konstrukcjami tymczasowymi lub długoterminowymi. W zależności od poziomu projektowego w stosunku do pierwotnej rzeźby, konieczności wymiany gruntu naturalnego dostarczonego z zewnątrz, te konstrukcje ziemne można realizować według schematu formowania wykopów lub nasypów, a także w sposób łączony: usuwanie gruntu z wzgórza i wypełniając nimi zagłębienia.

Jeżeli podczas formowania wykopów prowadzone są prace jedynie mające na celu oddzielenie części gleby od masywu, co wiąże się ze zniszczeniem jej łączności i jego przemieszczaniem, to podczas budowy nasypów, oprócz przesuwania gleby, Zwykle rozwiązuje się problem odwrotny - przywracając poprzedni gęsty stan gleby.

Metody zagospodarowania gleby

Najbardziej energochłonną ze wszystkich operacji wydobywczych jest oddzielenie gleby od masywu (zniszczenie gleby), dlatego o sposobie zagospodarowania gleby decydują metody ich niszczenia, charakteryzujące się rodzajem oddziaływania energetycznego. Największym zastosowaniem w budownictwie jest mechaniczne niszczenie gruntów poprzez działanie skoncentrowanej siły docisku korpusu roboczego maszyny do gruntu, zwane także cięciem. W celu realizacji tej metody części robocze maszyn do wydobywania gleby wyposaża się w klinowe narzędzia tnące, które poruszają się względem masy gleby. W zależności od prędkości i charakteru uderzenia narzędzia skrawającego wyróżnia się statyczne i dynamiczne niszczenie gruntów. Podczas niszczenia statycznego narzędzie skrawające porusza się równomiernie lub z niewielkimi przyspieszeniami z prędkościami do 2...2,5 m/s. Metodę tę stosuje się jako główną przy zagospodarowywaniu gleby za pomocą koparek, maszyn do robót ziemnych, zrywaków i wiertarek obrotowych. W maszynach urabiających skały mocne stosuje się zarówno statyczne, jak i dynamiczne metody ich niszczenia, w szczególności udarowe. Znane są również metody wibracyjne i wibracyjno-udarowe, które nie znalazły jeszcze szerokiego zastosowania przemysłowego. Energochłonność mechanicznego niszczenia gruntów piaszczystych i gliniastych, w zależności od ich wytrzymałości i konstrukcji narzędzi skrawających, waha się od 0,05 do 0,5 kWh/m 3 . Tą metodą wykonuje się do 85% całkowitej objętości robót ziemnych w budownictwie.

Proces pracy maszyny do mechanicznego zagospodarowania gleby może polegać wyłącznie na operacji niszczenia gleby, jak np. w spulchniaczu przy niszczeniu silnych gleb, lub obejmować tę operację jako integralną część procesu roboczego. W tym drugim przypadku, jednocześnie z oddzieleniem od masywu, gleba jest wychwytywana przez narzędzie robocze wiadra lub gromadzi się przed nim - za pomocą narzędzia do obróbki odkładnicy, na przykład podczas opracowywania za pomocą spychacza lub równiarki. Przenoszenie gleby za pomocą korpusu roboczego z łyżką lub odkładnicą jest również możliwe integralna część Cykl pracy maszyny, a zasypanie ziemi wykonywany na koniec tej operacji polega na jej ukierunkowanym wyładunku z korpusu roboczego. Aby zwiększyć zakres ruchu gleby, niektóre maszyny są wyposażone w specjalne urządzenia transportowe, na przykład koparki ciągłe. W tym samym celu maszyny takie jak zgarniarki po oddzieleniu gleby od masywu i napełnieniu nią wiadra, o własnych siłach transportują ziemię na składowisko na znaczne odległości. Podczas wykonywania wykopów do transportu gleby wykorzystywane są specjalne materiały. pojazdy transportowe- nośniki ziemi, a także wywrotki, platformy kolejowe czy barki.

Aby zintensyfikować proces niszczenia gleby, stosuje się metody kombinowane, na przykład gazowo-mechaniczne, polegające na pulsacyjnym dostarczaniu gazów pod ciśnieniem do otworów narzędzia do robót ziemnych. Ulatniające się przez otwory gazy spulchniają glebę, zmniejszając w ten sposób opory ruchu korpusu roboczego.

Odporność na niszczenie zamarzniętych gleb nasyconych wodą można zmniejszyć, wprowadzając do nich odczynniki chemiczne o niskiej temperaturze zamarzania (chlorek sodu, chlorek potasu itp.).

Przy budowie hydraulicznych robót ziemnych (tamy, wały), a także w niektórych innych przypadkach na zbiornikach lub w ich pobliżu, powszechnie stosuje się hydrauliczne niszczenie gruntów strumieniem wody za pomocą monitorów hydraulicznych i pogłębiarek ssących. W ten sam sposób wydobywa się piasek, żwir lub mieszaninę piasku i żwiru do późniejszego wykorzystania jako materiał budowlany. Energochłonność procesu sięga 4 kWh/m 3, a zużycie wody do 50...60 m 3 na 1 m 3 zagospodarowanej gleby. W ten sam sposób zagospodarowuje się gleby na dnie zbiorników. W tym przypadku gleby słabo spoiste są opracowywane przez odsysanie bez wstępnego spulchniania, a gleby mocne są wstępnie spulchniane za pomocą frezów. Metodę zagospodarowania gruntów za pomocą ciśnienia strumienia wody i pogłębiarek ssących, którą wykorzystuje się do zagospodarowania około 12% całkowitej objętości gruntów w budownictwie, nazywa się hydromechaniczną.

Mocne skały i zamarznięte gleby ulegają zazwyczaj zniszczeniu w wyniku eksplozji pod ciśnieniem gazów powstających podczas zapalania materiałów wybuchowych, które umieszcza się w specjalnie wywierconych otworach (dziurach), wąskich szczelinach szczelinowych lub w okopach. Do wiercenia otworów stosuje się wiertarki mechaniczne oraz wiertarki termo- i termopneumatyczne. Szczeliny i rowy są zwykle opracowywane mechanicznie. Wiertarka termiczna wykorzystuje termomechaniczną metodę niszczenia gleby: podgrzanie jej strumieniem gazu o wysokiej temperaturze (do 1800...2000°C), a następnie zniszczenie osłabionej termicznie warstwy gleby za pomocą narzędzia tnącego. Podczas wierceń termopneumatycznych grunt ulega zniszczeniu i wyniesieniu z odwiertu strumieniem gazu o wysokiej temperaturze z prędkością do 1400 m/s. Wykopywanie gruntu metodą eksplozji jest najbardziej energochłonną, a co za tym idzie najdroższą ze wszystkich metod omówionych powyżej.

Do kruszenia głazów i kamieni ponadgabarytowych powstałych w wyniku zniszczenia gruntu przez eksplozję stosuje się instalacje wykorzystujące elektrohydrauliczną metodę niszczenia gruntu, wykorzystującą falę uderzeniową powstającą w wyniku wyładowania iskrowego w cieczy. W tym przypadku ciepło odbierane w kanale wylotowym nagrzewa się i odparowuje pobliskie warstwy cieczy, tworząc wnękę parowo-gazową, pod wysokim ciśnieniem działającym na grunt.

Rzadziej stosowane są fizyczne metody niszczenia gleby bez łączenia z innymi metodami. Opierają się na wpływie na glebę zmian temperatury (spalanie silnych gleb, rozmrażanie zamarzniętych gleb), prądów ultradźwiękowych o wysokiej częstotliwości, energii elektromagnetycznej i podczerwonej itp.

Wybór metody zagospodarowania zależy przede wszystkim od wytrzymałości gleby, w tym od siły sezonowej związanej z jej zamarzaniem. Przy odpowiedniej organizacji planowych (nieawaryjnych) prac można uniknąć lub zminimalizować koszty energii i innych kosztów związanych z zagospodarowaniem zamarzniętych gleb, wykonując prace wykopowe głównie przed nadejściem zimy. W praktyce budowlanej stosuje się także metody zabezpieczania materiałów, w których mają być rozwijane czas zimowy gleby przed zamarznięciem poprzez przykrycie ich specjalnymi matami lub materiałami pomocniczymi (trociny, śnieg, który spadł przed zamarznięciem gleby, spulchniona warstwa gleby itp.). Tak więc przy budowie rurociągów, gdzie w celu uniknięcia zawalenia się rowy wyrywa się z wyprzedzeniem w krótkim odstępie czasu przed ułożeniem w nich rur, odcinki podlegające rozwojowi zimowemu są odrywane do częściowej głębokości przed nadejściem mrozu i natychmiast wypełniony. Spulchniona gleba chroni leżące poniżej warstwy przed zamarzaniem i pozwala na ponowne zagospodarowanie rowów o wymaganej głębokości nawet przy niskich temperaturach otoczenia.

Właściwości gleby

Gleby to zwietrzałe skały tworzące skorupę ziemską. Ze względu na pochodzenie, stan i wytrzymałość mechaniczną gleby wyróżnia się jako skaliste - cementowane skały wodoodporne o wytrzymałości na rozciąganie w stanie nasycenia wodą co najmniej 5 mPa (granity, piaskowce, wapienie itp.), półskałe - skały cementowe o wytrzymałości na rozciąganie do 5 mPa (margle, skamieniałe iły, zlepienia gipsowe itp.), gruboklastyczne - kawałki skał skalistych i półskalistych, piaszczyste - składające się z nieskonsolidowanych drobnych cząstek, skał zniszczonych o wielkości cząstek 0,05...2mm, ilaste - o wielkości cząstek mniejszej niż 0,005mm.

Ze względu na skład granulometryczny, oszacowany na podstawie ułamkowej zawartości frakcji masowych, wyróżnia się gleby: gliniaste (o wielkości cząstek poniżej 0,005 mm), pylaste (0,005...0,05 mm), piaszczyste (0,05...2 mm), żwir (2..20mm), żwir i tłuczeń kamienny (20...200mm), głazy i kamienie (powyżej 200mm). Gleby najczęściej spotykane w praktyce budowlanej wyróżniają się zawartością cząstek gliny w nich: glina - co najmniej 30%; gliny - od 10 do 30%; glina piaszczysta - od 3 do 10% z przewagą cząstek piasku nad pylistymi, piasek - poniżej 3%.

Poniżej przedstawiono niektóre cechy gruntów, które wpływają na proces ich interakcji z ciałami pracującymi i zagęszczającymi glebę. Gleba składa się z cząstek stałych, wody i gazów (zwykle powietrza) uwięzionych w jej porach. Wilgotność gleby, szacowana na podstawie stosunku masy wody do masy cząstek stałych, waha się od 1...2% dla suchego piasku do 200% i więcej dla płynnych iłów i mułów. W niektórych przypadkach np. do oceny stopnia wymuszonego zagęszczenia gruntu przyjmuje się tzw. wilgotność optymalną, która waha się od 8...14% dla piasków drobnych i pylastych do 20...30% dla iłów tłustych.

Podczas rozwoju gleby zwiększają swoją objętość w wyniku tworzenia się pustek między kawałkami. Stopień takiego przyrostu objętości ocenia się za pomocą współczynnika spulchnienia, równego stosunkowi objętości określonej masy gleby po zagospodarowaniu do jej objętości przed zagospodarowaniem (tab. 1). Wartości współczynnika spulchnienia wahają się od 1,08...1,15 dla piasków do 1,45...1,6 dla zamarzniętych gruntów i skał. Po odłożeniu gleby na hałdy i zagęszczeniu naturalnym lub wymuszonym stopień spulchnienia maleje. Ocenia się ją za pomocą współczynnika spulchnienia szczątkowego (od 1,02...1,05 dla piasków i iłów do 1,2...1,3 dla skał).

Zagęszczalność gruntów charakteryzuje się wzrostem ich gęstości na skutek wypierania wody i powietrza z porów oraz zwartym ułożeniem cząstek stałych. Po usunięciu obciążenia zewnętrznego powietrze sprężone w porach rozszerza się, powodując odwracalne odkształcenie gruntu. Przy powtarzającym się obciążeniu z porów usuwa się coraz więcej powietrza, w wyniku czego zmniejszają się odwracalne odkształcenia.

Tabela 1
Charakterystyka gleby
Kategoria gleby	Gęstość kg/m3	Liczba ciosów jest gęsta – miara DorNII	Współczynnik rozluźnienia	Opór właściwy, kPa
cięcie	kopanie podczas pracy:
Łopaty do przodu i do tyłu	Draglay-nami	koparki ciągłe
kopanie krzyżowe	Rów
obrotowy	łańcuch
I	1200-1500	1-4	1,08-1,17	12-65	18-80	30-120	40-130	50-180	70-230
II	1400-1900	5-8	1,14-1,28	58-130	70-180	120-250	120-250	150-300	210-400
III	1600-2000	9-16	1,24-1,3	120-200	160-280	220-400	200-380	240-450	380-660
IV	1900-2200	17-35	1,26-1,37	180-300	220-400	280-490	300-550	370-650	650-800
V	2200-2500	36-70	1,3-1,42	280-500	330-650	400-750	520-760	580-850	700-1200
VI	2200-2600	71-140	1,4-1,45	400-800	450-950	550-1000	700-1200	750-1500	1000-2200
VII	2300-2600	141-280	1,4-1,45	1000-3500	1200-4000	1400-4500	1800-5000	2200-5500	2000-6000
VIII	2500-2800	281-560	1,4-1,6	-	220-250	230-310	-	-

Stopień zagęszczenia gruntu charakteryzuje się odkształceniami szczątkowymi, których największy udział występuje w pierwszych cyklach obciążenia. Ocenia się ją za pomocą współczynników zagęszczenia równych stosunkowi rzeczywistej gęstości do odpowiadającej jej maksymalnej wartości standardowej optymalna wilgotność. Podczas zagęszczania gruntów przypisuje się wymagany współczynnik zagęszczenia w zależności od odpowiedzialności konstrukcji ziemnej od 0,9 do 1.

O wytrzymałości i odkształcalności gruntów decydują przede wszystkim właściwości tworzących je cząstek oraz wiązania pomiędzy nimi. Siła cząstek zależy od sił wewnątrzcząsteczkowych, a siła wiązań zależy od ich adhezji. Podczas rozwoju gleby wiązania te ulegają zniszczeniu, a po zagęszczeniu przywracają się.

Gdy cząsteczki gleby poruszają się między sobą, powstają siły tarcia wewnętrznego, a gdy gleba porusza się względem ciał roboczych, powstają siły tarcia zewnętrznego. Zgodnie z prawem Coulomba siły te są proporcjonalne do obciążenia normalnego, przy czym współczynniki proporcjonalności nazywane są odpowiednio współczynnikami tarcia wewnętrznego i zewnętrznego. W przypadku większości gleb gliniastych i piaszczystych pierwsza wartość wynosi od 0,18 do 0,7, a druga od 0,15 do 0,55.

Przy wzajemnym ruchu gleby i kopającego narzędzia roboczego twarde cząsteczki gleby zarysowują powierzchnie robocze narzędzia tnącego i innych elementów narzędzia roboczego, a w konsekwencji zmieniają jego kształt i rozmiar, co nazywa się zużyciem. Zagospodarowanie gleby przy zużytych narzędziach skrawających wymaga więcej energii. Zdolność gleby do zużywania się części roboczych maszyn do robót ziemnych nazywa się ścieralnością. Gleby twardsze (piaszczyste i gliniaste) z cząstkami utrwalonymi (scementowanymi) w glebie, np. zamarzniętą masą, są bardziej ścierne. Zdolność ścierna gruntów zamarzniętych, w zależności od ich temperatury, wilgotności i składu granulometrycznego, może być kilkudziesięciokrotnie większa niż tych samych gruntów w stanie niezamrożonym.

Gleby zawierające cząstki gliny mogą przyklejać się do powierzchni roboczych korpusów roboczych, np. łyżek, zmniejszając w ten sposób ich objętość roboczą i tworząc zwiększone opory ruchu gleby oddzielonej od masywu do łyżki, w wyniku czego koszty energii zwiększa się zagospodarowanie gleby i spada wydajność maszyny do robót ziemnych. Ta właściwość gleb, zwana lepkością, zwiększa się w niskich temperaturach. Siły przyczepności gleby zamarzniętej do części roboczych są dziesiątki i setki razy większe niż gleby niezamarzniętej. Aby usunąć ziemię przyklejoną do części roboczych, należy dokonać wymuszonego przestoju maszyny, a w niektórych przypadkach, np. w celu usunięcia zamarzniętej gleby, należy zastosować specjalne środki, głównie działania mechaniczne.

Gleby wytworzone przez maszyny klasyfikuje się według stopnia trudności zagospodarowania na 8 kategorii (tab. 1). Podstawą tej klasyfikacji zaproponowanej przez prof. A.N. Zelenina, podaj gęstość w pomiarze fizycznym [kg/m 3 ] i według wskazań gęstościomierza zaprojektowanego przez DorNII (ryc. 103). Densytometr

Jest to metalowy pręt o przekroju okrągłym o powierzchni 1 cm 2 z dwiema podkładkami oporowymi, pomiędzy którymi swobodnie przemieszcza się ładunek o masie 2,5 kg. Pełny skok ładunku wynosi 0,4 m. Długość dolnego wolnego końca pręta wynosi 0,1 m. Aby zmierzyć gęstość, należy ustawić urządzenie dolnym końcem na podłożu, podnieść ładunek aż do górnej podkładki i puścić go. Podczas opadania ładunek uderza w dolną podkładkę, wykonując pracę 1 J i wbijając dolny koniec pręta w ziemię. Gęstość gruntu ocenia się na podstawie liczby uderzeń odpowiadającej wniknięciu pręta w grunt aż do zetknięcia się z podkładką dolną.

Według klasyfikacji prof. Gleby A.N. Zelenin dzielą się na następujące kategorie: Kategoria I - piasek, glina piaszczysta, glina miękka o średniej wytrzymałości, mokra i spulchniona bez wtrąceń; Kategoria II - glina bez wtrąceń, drobny i średni żwir, miękka mokra lub spulchniona glina; kategoria III - glina mocna, glina średniowytrzymała, mokra lub spulchniona, mułowce i mułowce; Kategoria IV - glina mocna, glina mocna i bardzo mocna wilgotna, łupki, zlepieńce; Kategoria V – łupki, zlepieńce, stwardniałe gliny i lessy, kreda bardzo mocna, gipsy, piaskowce, wapienie miękkie, skały i skały zamarznięte; Kategoria VI - skały i zlepieńce muszlowe, łupki mocne, wapienie, piaskowce średniej wytrzymałości, kreda, gips, bardzo mocna opoka i margiel; Kategoria VII - wapień, zamarznięta gleba o średniej wytrzymałości; Kategoria VIII - skały skalne i zmarznięte, bardzo dobrze rozdrobnione (kawałki nie większe niż 1/3 szerokości czerpaka).

Korpusy robocze maszyn do robót ziemnych i ich oddziaływanie z gruntem

Organy robocze, za pomocą których oddzielana jest gleba od masywu (łyżki koparki, lemiesze spychacza, zęby zrywaka) (ryc. 104) nazywane są maszynami do robót ziemnych. W konstrukcjach maszyn do robót ziemnych i maszyn do robót ziemno-transportowych, których proces pracy polega na sekwencyjnie wykonywanych

operacje oddzielania gleby od masywu, jej przemieszczania i zrzucania, części robocze do robót ziemnych łączy się z częściami transportowymi - łyżkami (koparki, zgarniarki) lub wysypiskami (spychacze, równiarki). Pierwsze nazywane są wiadrem, a drugie - zrzutem. Zęby zrywaków (ryc. 104, a) oddzielają glebę od masywu, nie łącząc jej z innymi operacjami.

Elementem roboczym łyżki jest pojemnik z krawędzią tnącą wyposażoną w zęby (ryc. 104, b - d, f) lub bez nich (ryc. 104, e, g, h). Łyżki z krawędziami tnącymi bez zębów są częściej stosowane do zagospodarowania piasków i glin piaszczystych luźno spoistych, a łyżki z zębami głównie do zagospodarowania iłów, iłów i gleb mocnych. Podczas wydobywania gleby łyżka porusza się względem masy gleby tak, że jej krawędź tnąca lub zęby wnikają w glebę, oddzielając ją od masy. Rozluźniona w wyniku tej operacji gleba dostaje się do łyżki, aby następnie przenieść się w niej na miejsce rozładunku.

Korpusy robocze odkładnicy (ryc. 104, i) są wyposażone w noże w dolnej części, w tym przypadku nazywane są również nożowymi. Aby zniszczyć trwalsze gleby, na nożach dodatkowo instaluje się zęby. Proces pracy narzędzia roboczego zwałowiska różni się od opisanego powyżej sposobem przemieszczania gleby na miejsce składowania - poprzez wciąganie po nienaruszonej glebie przed zwałowiskiem.

Część tnąca narzędzia do robót ziemnych ma kształt ostro zakończonego klina (ryc. 105), ograniczonego przednią 1 i tylną 2 krawędzią, której linia przecięcia nazywana jest krawędzią tnącą. Narożnik δ utworzone z kierunkiem

ruch klina tnącego wzdłuż jego przedniej krawędzi nazywany jest kątem cięcia i kątem Θ , utworzony w tym samym kierunku przez tylną krawędź - tylny kąt. Zdolność niszcząca klina tnącego jest tym większa, im większa jest siła czynna realizowana przez korpus roboczy na jednostkę długości krawędzi tnącej. Przy tej samej sile wąski klin tnący jest skuteczniejszy niż szeroki. Ponieważ całkowita długość krawędzi tnących wszystkich zębów zamontowanych na łyżce lub lemieszu jest zawsze mniejsza niż długość krawędzi tego samego korpusu roboczego bez zębów, korpus roboczy z zębami ma większą zdolność niszczącą w porównaniu z korpusem roboczym bez zęby. Im mniej zębów znajduje się na ciele roboczym, tym większa jest jego zdolność niszcząca.

W przypadku interakcji z glebą o właściwościach ściernych klin tnący staje się tępy, jego krawędź tnąca staje się coraz mniej wyraźna, a energochłonność jego rozwoju gleby wzrasta.

Aby zwiększyć odporność na zużycie narzędzi skrawających korpusów do robót ziemnych, przednia krawędź

wzmocnione twardym stopem w postaci napawania elektrodami odpornymi na zużycie lub lutowania płytek metalowo-ceramicznych z węglików spiekanych (ryc. 106). Te ostatnie są bardziej skuteczne w porównaniu do nawierzchni. Mają dużą twardość, porównywalną z twardością tlenków krzemu zawartych w glebach piaszczystych, ale ulegają kruchemu pękaniu przy natrafieniu na głazy Rys. 106 cienkimi liniami), dzięki czemu narzędzie tnące pozostaje praktycznie ostre przez całą operację, z stępieniem jedynie na grubości warstwy wzmacniającej. Takie narzędzie tnące zapewnia mniej energochłonne zagospodarowanie gleby niż narzędzie nieutwardzone. Siły wywierane przez klin tnący w celu oddzielenia gleby od masywu (siły tnące) są prawie stałe przy zagospodarowaniu plastycznych gleb gliniastych (ryc. 107, A ). We wszystkich pozostałych przypadkach siły skrawania zmieniają się z wartości minimalnych na maksymalne w pewnym okresie, podobnie jak pokazano na ryc. 107, B .

Ryc. 107. Typowe wykresy obciążenia zewnętrznego

Amplituda tych drgań wzrasta wraz ze wzrostem wytrzymałości i kruchości gruntów. Procesowi cięcia towarzyszy ruch gleby przed korpusem roboczym, w jego wnętrzu (z korpusem roboczym łyżki) lub wzdłuż niego (za pomocą narzędzia zrzutowego). Połączenie tych ruchów wraz z cięciem nazywa się kopaniem.

Opór skrawania gleby zależy wyłącznie od rodzaju gleby i parametrów narzędzia skrawającego, natomiast opór kopania zależy także od metody urabiania (rodzaj maszyny do robót ziemnych), co przedstawiono w tabeli 1.

Tabela GESN 01-02-074 Rozwój gleb wiecznej zmarzliny w rowach i dołach o głębokości do 2 m

Zakres prac:

01. Spulchnianie wiecznej zmarzliny za pomocą młotów pneumatycznych (norma 1-4). 02.Zagospodarowanie i zrzucenie ziemi na krawędź. 03. Układanie i demontaż półek. 04. Przenoszenie ziemi z półki na krawędź. 05. Oczyszczenie ścian i dna wykopów. 06.Odchylenie gleby od krawędzi.

Metr: 100m 3 gleba

Zagospodarowanie gleb wiecznej zmarzliny w rowach i dołach o głębokości do 2 m poprzez spulchnienie gleby młotami pneumatycznymi:

Kod zasobu		Jednostka wymierzony

	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY

Tabela GESN 01-02-075 Rozwój gleb wiecznej zmarzliny w rowach i dołach o głębokości do 3 m

Zakres prac:

01. Spulchnianie wiecznej zmarzliny za pomocą młotów pneumatycznych (norma 1-4). 02.Zagospodarowanie i zrzucenie ziemi na krawędź. 03. Układanie i demontaż półek. 04. Przenoszenie ziemi z półki na krawędzie. 05. Oczyszczanie ścian i dna rowów lub dołów. 06.Odchylenie gleby od krawędzi.

Metr: 100m 3 gleba

Zagospodarowanie gleb wiecznej zmarzliny w rowach i dołach o głębokości do 3 m poprzez spulchnienie gleby młotami pneumatycznymi:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Podczas pracy ze stacjonarnych stacji sprężarek
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-076 Rozwój gleb wiecznej zmarzliny w rowach i dołach o głębokości powyżej 3 m przy podnoszeniu za pomocą dźwigów

Zakres prac:

01. Spulchnianie wiecznej zmarzliny za pomocą młotów pneumatycznych (norma 1-4) lub ręcznie (norma 5, 6). 02.Wyrzucanie ziemi z głębokości do 1,5 m. 03.Załadunek ziemi do wiader. 04. Podnoszenie gleby z głębokości 1,5 m łyżkami za pomocą dźwigu i rozładunek gleby. 05.Przenoszenie dźwigów.

Metr: 100m 3 gleba

Zagospodarowanie gleb wiecznej zmarzliny w rowach i dołach o głębokości powyżej 3 m poprzez podnoszenie dźwigami i spulchnianie gruntu młotami pneumatycznymi, grupa gruntów:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni

	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Żurawie obrotowe o udźwigu 5 t

Tabela GESN 01-02-077 Zasypywanie rowów i dołów

Zakres prac:

01. Spulchnianie młotami pneumatycznymi i ręcznie wyrzuconą wcześniej zamarzniętą ziemię. 02.Wypełnianie rowów i dołów warstwa po warstwie rozmrożoną i zamarzniętą ziemią z zagęszczeniem.

Metr: 100m 3 zagęszczony grunt

Wypełnianie rowów i dołów z spulchnianiem gleby młotami pneumatycznymi, grupa gruntów:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-078 Rozwój gleb wiecznej zmarzliny poprzez spulchnianie gleby młotami pneumatycznymi

Zakres prac:

01. Spulchnianie wiecznej zmarzliny za pomocą młotów pneumatycznych. 02. Wyrzucanie ziemi na krawędź. 03. Oczyszczanie powierzchni dna i skarp. 04. Weryfikacja profilu według szablonu i celowników. 05. Wyrównanie gleby.

Metr: 100m 3 gleba

Zagospodarowanie gleb wiecznej zmarzliny poprzez spulchnianie gleby młotami pneumatycznymi przy budowie rowów wyżynnych, grupa gleb:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-079 Rozwój gleb wiecznej zmarzliny przy ręcznym spulchnianiu

Zakres prac:

01. Ręczne spulchnianie gleb wiecznej zmarzliny. 02. Wyrzucanie ziemi za krawędź. 03. Oczyszczenie powierzchni dna i skarp. 04. Weryfikacja profilu według szablonu i celowników. 05. Wyrównanie gleby.

Metr: 100m 3 gleba

Zagospodarowanie gleb wiecznej zmarzliny z ręcznym spulchnianiem przy budowie rowów wyżynnych, grupa gleb:

Tabela GESN 01-02-080 Rozwój dołów w glebach wiecznej zmarzliny

Zakres prac:

01. Spulchnianie gleby młotami pneumatycznymi. 02. Wyrzucanie ziemi z dołów.

Metr: 100m 3 gleba

Zagospodarowanie jam w glebach wiecznej zmarzliny, grupa gleb:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-081 Załadunek rozluźnionej gleby wiecznej zmarzliny na wywrotki

Zakres prac:

01. Rozpruwanie wybuchowo spulchnionych gleb wiecznej zmarzliny (normy 1, 2). 02. Spulchnianie wcześniej wyrzuconych zamarzniętych gruntów za pomocą młotów pneumatycznych (norma 1-5). 03. Załadunek gruntu (normy 1-5).

Metr: 100m 3 gleba

Załadunek gruntów zmarzlinowych spulchnionych metodą strzałową do wywrotek, grupa gruntów:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-082 Planowanie obszarów na glebach wiecznej zmarzliny

Zakres prac:

01. Wyrównywanie według śladów na powierzchni gruntów wiecznej zmarzliny, wycinanie nierówności i wypełnianie zagłębień, przy spulchnianiu gruntu młotami pneumatycznymi.

Metr: 100m 2 planowana powierzchnia

Układ obszarów na glebach wiecznej zmarzliny, grupa gleb:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Młoty pneumatyczne podczas pracy ze stacjonarnych tłoczni
	Sprężarki mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 5 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-083 Rozmrażanie gleb wiecznej zmarzliny poprzez ogrzewanie parowe

Zakres prac:

01.Montaż igieł parowych i kapturków ochronnych. 02. Parowanie gleby poprzez okresowe ubijanie igieł. 03.Wyjmowanie igieł parowych z podłoża i zdejmowanie kołpaków ochronnych.

Metr: 100m 3 gleba

Rozmrażanie gleb wiecznej zmarzliny metodą ogrzewania parowego, grupa gleb:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Ciągnione wytwornice pary

Tabela GESN 01-02-084 Izolacja termiczna powierzchni otwartych torfem

Zakres prac:

01. Układanie torfu z wyrównaniem i zagęszczeniem. 02. Posypanie warstwy torfu ziemią.

Metr: 100m 2 powierzchnie

Izolacja termiczna powierzchni otwartych torfem, grubość warstwy torfu:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	PRZYBORY

Tabela GESN 01-02-085 Izolacja termiczna powierzchni fundamentów pod nasypami torfem

Zakres prac:

01. Układanie torfu z wyrównaniem i zagęszczeniem.

Metr: 100m 3 izolacja termiczna

Tabela GESN 01-02-086 Nawierzchnia kamienna skarp, powierzchni poziomych i dna wykopów

Zakres prac:

01. Ułożenie podstawowej warstwy mchu. 02. Montaż izolacji termicznej z torfu (normy 6, 8). 03. Kostka kamienna.

Metr: 100m 2 nawierzchnie brukowe

Nawierzchnia jednokamienna skarp i powierzchni poziomych nad mchem, grubość warstwy:

Nawierzchnia jednokamienna dna i skarp rowów o grubości warstwy 0,15 m:

Podwójna kostka kamienna dna i skarp rowów, grubość warstwy 0,15 m:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	PRZYBORY
	Kamień brukowy

Tabela GESN 01-02-087 Odśnieżanie placów budowy i dróg

Zakres prac:

01.Odśnieżanie za pomocą mechanizmów. 02. Ręczne sprzątanie miejsc niedostępnych dla maszyn, odśnieżanie na odległość do 3 m lub załadunek na pojazdy (norma 5, 6).

Metr: 1000m 3 śnieg

Odśnieżanie placów budowy i dróg:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY


	Spychacze podczas pracy na innych konstrukcjach (z wyjątkiem wody) 79 (108) kW (KM)

Tabela GESN 01-02-088 Przebieg pojazdów do miejsca pracy

Zakres prac:

01. Bezczynny dojazd samochodów do miejsca pracy.

Licznik: 1 km przebiegu na biegu jałowym

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Odśnieżarki na pojeździe, ślimaki obrotowe
	Pługi śnieżne na pługu samochodowym

Stół GESN 01-02-089 Spulchnianie zamarzniętej gleby młotkiem klinowym zawieszonym na wysięgniku koparki

Zakres prac:

01. Spulchnianie zamarzniętej gleby młotkiem klinowym z przesuwaniem koparki w przodzie iw zabudowie.

Metr: 1000m 3 gleba

Spulchnianie zamarzniętej gleby młotkiem klinowym zawieszonym na wysięgniku koparki, głębokość zamarzania do 0,5 m, grupa gruntów:

Spulchnianie zamarzniętej gleby młotkiem klinowym zawieszonym na wysięgniku koparki, głębokość przemarzania powyżej 1 m, grupa gruntów:

Tabela GESN 01-02-090 Spulchnianie zamarzniętej gleby za pomocą instalacji prętowych

Zakres prac:

01.Opuszczenie drążka do pozycji roboczej. 02.Wycinanie szczelin z pogłębieniem pręta. 03.Montaż drążka w pozycji roboczej.

Metr: 100m 3 zamarznięta gleba w projektowym profilu wykopu

Spulchnianie zamarzniętego gruntu instalacjami jednoprętowymi o mocy 79 (108) kW (KM) o głębokości szczeliny do 0,5 i długości powyżej 2 m, grupa gruntów:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Instalacje dwubelkowe w ciągniku 79 (108) kW (KM)

Tabela GESN 01-02-091 Zmechanizowane zagospodarowanie gleb skalistych w rowach o szerokości 1,3 m i większej z usuwaniem braków i wyrzucaniem gleby na krawędź

Zakres prac:

01.Wycinanie nacięć wzdłużnych za pomocą maszyny prętowej. 02. Spulchnianie gleby warstwa po warstwie koparką z klinem (grubość warstwy 25 cm). 03.Zmiana wyposażenia koparki klinowej na łyżkę „koparko” (i odwrotnie). 04. Grabienie luźnej gleby koparką z łyżką „koparko” na wskroś. 05. Uszlachetnianie gleby młotami pneumatycznymi.

Metr: 100m 3 gleba

Zmechanizowane zagospodarowanie gleb skalistych w rowach o szerokości 1,3 m i większej z usuwaniem braków i wyrzucaniem gleby na krawędź, grupa gleb:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Instalacje jednoprętowe na ciągniku 79 (108) kW (KM), szerokość szczeliny 54 cm
	Koparki jednołopatkowe spalinowe na gąsienicach przy pracach na innych konstrukcjach (z wyjątkiem gospodarki wodnej) 0,65 m 3
	Młoty pneumatyczne

Tabela GESN 01-02-092 Zmechanizowane zagospodarowanie gleb skalistych metodą planowania pionowego i w dołach przy użyciu koparki i spychacza

Zakres prac:

01.Wycinanie nacięć wzdłużnych i poprzecznych za pomocą maszyny prętowej. 02.Pękanie filarów skalnych. 03. Uszlachetnianie gleby młotami pneumatycznymi.

Metr: 100m 3

Zmechanizowane zagospodarowanie gleb skalistych z planowaniem pionowym i w dołach przy użyciu maszyny prętowej i spychacza, grupa gleb:

Kod zasobu	Nazwa składników kosztu	Jednostka wymierzony
	Koszty pracy pracowników budowlanych
	Przeciętny poziom pracy
	Koszty pracy kierowcy
	MASZYNY I MECHANIZMY
	Instalacje jednoprętowe na ciągniku 79 (108) kW (KM), szerokość szczeliny 54 cm
	Spychacze podczas pracy na innych konstrukcjach (z wyjątkiem wody) 96 (130) kW (KM)
	Młoty pneumatyczne
	Kompresory mobilne o ciśnieniu silnika spalinowego do 686 kPa (7 at) 2,2 m 3 /min

Tabela GESN 01-02-093 Ręczny załadunek niezagęszczonej zamarzniętej gleby na pojazdy ze stosów i wysypisk

Zakres prac:

01. Ręczny załadunek gleby.

Metr: 100m 3

Ręczny załadunek niezagęszczonej gleby zamarzniętej ze stosów i wysypisk na pojazdy, grupa gruntów:

Ogólne informacje o glebach

Podkładowy- skały, gleby, utwory technogeniczne, które stanowią wieloskładnikowy i zróżnicowany system geologiczny i są przedmiotem działalności inżynieryjnej i gospodarczej człowieka.

Gleby mogą służyć:

1) materiał na fundamenty budynków i budowli;
2) środowisko do umieszczania w nich konstrukcji;
3) materiał samej konstrukcji.

Skalista gleba- gleba składająca się z krystalitów jednego lub więcej minerałów mających sztywne wiązania strukturalne typu krystalizacyjnego.

Gleba jest półskalista- gleba składająca się z jednego lub więcej minerałów posiadających sztywne wiązania strukturalne typu cementacyjnego.

Konwencjonalną granicę między gruntami skalistymi i półskalistymi wyznacza się na podstawie ich jednoosiowej wytrzymałości na ściskanie ( R c 5 MPa - gleby skaliste, R c 5 MPa - gleby półskaliste).

Rozproszona gleba- gleba składająca się z pojedynczych cząstek mineralnych (ziarna) różne rozmiary, luźno ze sobą połączone; powstaje w wyniku wietrzenia gleb skalistych, z późniejszym transportem produktów wietrzenia drogą wodną lub eoliczną i ich osadzaniem.

Gleby nazywane są skałami występującymi w górnych warstwach skorupy ziemskiej.

Wyróżnia się gleby:

· piaszczysta (piasek, glina piaszczysta);
· ilasty (glina, ił);
· skały (magmowe, metamorficzne i osadowe);
· warzywo;
· less.

Właściwości gleby zależą od warunków powstawania, struktury i składu skał.

Do porównawczej oceny skał pod względem wytrzymałości powszechnie stosuje się w naszym kraju skalę M.M. Protodiakonova (tabela 1), zgodnie z którą wytrzymałość skały szacuje się za pomocą współczynnika wytrzymałości f - bezwymiarowej wartości równej jednej dziesiątej tymczasowej wytrzymałości skały na ściskanie, mierzonej w MPa.

Tabela 1

Charakterystyka skał

	Poziom siły	Współczynnik fortece, f
	Niezwykle silny
	Bardzo mocny


	Całkiem mocny



	Całkiem miękki



	Ziemisty

	ruchomy

W praktyce krajowej do oceny trudności w rozwoju gleby stosuje się jeden z następujących wskaźników: wytrzymałość na ściskanie próbek gleby; oporność gleby na kopanie; specyficzna praca polegająca na wbiciu płaskiego stempla w ziemię (tab. 2).

Tabela 2

Klasyfikacja gleb ze względu na trudność zagospodarowania

Planując prace wykopaliskowe, najczęściej odwołują się do koncepcji „kategorii gruntu”; do robót ziemnych stosuje się grunty kategorii I-IV, które różnią się między sobą wytrzymałością na ściskanie. Przepisy i przepisy budowlane zawierają szczegółowe zalecenia dotyczące tego, jakich maszyn należy używać do zagospodarowania gruntów każdej kategorii.

Bardziej uniwersalny wskaźnik wydajności nie zależy od rodzaju narzędzia do kopania i innych cech maszyn do kopania. Za jednostkę miary wytrzymałości gruntu przyjmuje się energię uderzenia ładunku o masie 2,5 kg spadającego z wysokości 0,4 m, co wynosi 9,81 J. Doświadczalnie udowodniono, że praca włożona w zanurzenie okrągłego pręta w przekrój 1 cm 2 w glebę na głębokość 10 cm, proporcjonalnie do jej wytrzymałości. Do jednoznacznej oceny wytrzymałości gruntu tą metodą wykorzystuje się gęstościomierz DorNII (rys. 1), którego nazwa pochodzi od instytutu, w którym został opracowany.

Powszechne stały się następujące metody niszczenia gleby:

· mechaniczny, w którym oddzielenie gleby od masywu odbywa się za pomocą noża lub łyżki roboczej części maszyny;
· hydrauliczny, w którym gleba jest niszczona i usuwana strumieniem wody; podczas pracy z wodą stosuje się odsysanie zerodowanej gleby i usuwanie jej ze strefy czołowej rurociągiem szlamowym;
· materiał wybuchowy, w którym gleba ulega zniszczeniu pod wpływem ciśnienia gazów uwalnianych podczas eksplozji;
· termiczny, polega na pękaniu powierzchni gleby w wyniku szybkiego i nierównomiernego nagrzewania, na przykład przez szybki strumień gazów o wysokiej temperaturze.

Stosowane są również kombinowane metody zagospodarowania gleby. Na przykład metodę hydrauliczną można połączyć z mechaniczną, mechaniczną z termiczną itp.

Głównymi obiektami rozwoju budownictwa są gleby piaszczyste i gliniaste, a także gruboziarniste i półskaliste, pokrywające większą część powierzchni ziemi.

Maszyny do robót ziemnych przeznaczone są do zagospodarowania głównie tych gleb. spulchnianie skał glebowych

Wszystkie rodzaje gleby nazywane są zamarzniętymi, jeśli mają ujemną temperaturę i zawierają lód. Wieczna zmarzlina odnosi się do gleb znajdujących się w stanie ciągłego zamarznięcia przez ponad 3 lata. Zgodnie z istniejącą klasyfikacją gleby zamarznięte dzielimy na mocno zamrożone (posiadające największą wytrzymałość mechaniczną), zamrożone plastycznie, które ulegają ściskaniu pod obciążeniem oraz zamrożone ziarnisto. Rozwój rozważanych gleb zamarzniętych wymaga pewnych nakładów energetycznych. W tym przypadku stosuje się trzy grupy metod rozwoju; zabezpieczenie przed zamarzaniem, rozmrażaniem i zniszczeniem mechanicznym.

Rozwój rozważanych gleb zamarzniętych wymaga pewnych nakładów energetycznych. W tym przypadku stosuje się trzy grupy metod rozwoju; zabezpieczenie przed zamarzaniem, rozmrażaniem i zniszczeniem mechanicznym.

Główne wskaźniki zamrożenia gleby są zwiększona wytrzymałość mechaniczna, odkształcenie plastyczne, falowanie i zwiększony opór elektryczny, którego wielkość zależy od temperatury, wilgotności i rodzaju gleby. Wraz ze spadkiem temperatury zwiększa się głębokość zamarzania, co powoduje wzrost wytrzymałości mechanicznej gruntu, odporności na przecinanie i kopanie, a co za tym idzie spadek wydajności maszyn do robót ziemnych.

Gleby charakteryzują się wieloskładnikowym składem i strukturą rozproszoną w minerałach, a także ciągłą zmianą właściwości fizyko-mechanicznych. Gleba składa się ze zbioru stałych cząstek mineralnych (ziarna), które pozostają we wzajemnym kontakcie. Pomiędzy cząstkami nie ma materiału cementującego, ponieważ gleba ma strukturę porów. Pory wypełnione są fazą ciekłą (woda) i gazową (powietrze, para wodna, dwutlenek węgla), które występują w stanie wolnym i związanym. Woda może być również w stanie stałym (lód), co radykalnie zmienia właściwości gleby. Gleba całkowicie nasycona nie zawiera gazu; taka gleba jest układem dwuskładnikowym. Gleba nienasycona to układ trójskładnikowy. W przyrodzie najczęściej spotykane trójskładnikowe gleby niejednorodne reprezentowane są przez cząstki stałe i znajdujące się pomiędzy nimi wypełniacze porów, co utrudnia ich rozwój. Połączenie cząstek stałych i związanej wody tworzy szkielet gleby, który decyduje o właściwościach całego układu. Skład mineralogiczny cząstek stałych, ich kształt, wielkość i stopień okrągłości mają istotny wpływ na właściwości gleby. Gleby składają się z cząstek jednej lub więcej frakcji. Stosunek ilościowy cząstek mineralnych o różnych kształtach charakteryzuje skład granulometryczny gleb (tabela 3)

Tabela 3

Klasyfikacja skał według elementów granulometrycznych (według V.V. Okhotina)

		Poszczególne frakcje
Nazwa
Zaokrąglone głazy i kamienie kątowy			180cm 80…40 40…20
bułczasty, kątowy		duży kruszony kamień kruszony kamień, duży mały kruszony kamień, małe kamyczki	20…10 cm 10….6
bułczasty		bardzo mały	40…20 mm 20…10
			2…1 mm 1…0,5 0,5…0,25 0,25…0,1 0,1…0,05
	0,05...0,001 mm

Wykopy pod układanie rurociągów przeprowadza się w skałach o różnym składzie i właściwościach. Większość wykopów wykonywana jest w luźnych skałach, tzw gleby, podróżuje znacznie mniej w twardych skałach. Skały wyróżniają się dużą wytrzymałością i dużą odpornością na odkształcenia, które mają głównie charakter sprężysty.

Podstawowe właściwości fizyczne i mechaniczne gleb, wpływające na technologię prac wykopaliskowych, pracochłonność i koszt są następujące:

· w masywie (stan naturalny) - rozkład wielkości cząstek, gęstość, wilgotność;
· w stanie rozluźnionym - skład granulometryczny, gęstość, wytrzymałość, zdolność spulchniania.

Rozkład wielkości cząstek jest jednym z głównych wskaźników stanu fizycznego gleb.

Cząstki gleby o wielkości mniejszej niż 0,005 mm nazywane są cząstkami gliny;

0,005…0,05 mm – zakurzony;
0,05…2 mm – piaszczysta; ziarna i kawałki ziemi o uziarnieniu 0,2...20 mm - żwir;
20…200 mm - otoczaki lub tłuczeń kamienny i powyżej 200 mm - głazy lub kamienie.

Skład granulometryczny określa sposób i sposób zagospodarowania gleby, a także jej zastosowanie w budowie budowli i obiektów ziemnych.

Siła gleby charakteryzują się odpornością na wpływy zewnętrzne w trakcie rozwoju.

Możliwość rozluźnienia to zdolność gleby do zwiększania objętości w trakcie rozwoju. Przyrost objętości gleby charakteryzuje się współczynnikami spulchnienia początkowego K p i resztkowego K p o.

Początkowy współczynnik rozluźnienia K p jest stosunkiem objętości spulchnionej gleby do jej objętości w stanie naturalnym i wynosi: dla gleb piaszczystych - 1,08...1,17, dla gleb gliniastych - 1,24...1,3.

Współczynnik spulchnienia resztkowego K p.o charakteryzuje przyrost objętości gleby resztkowej po zagęszczeniu. pod wpływem masy nadłożonych warstw, deszczu, ruchu drogowego, zagęszczenia mechanicznego.

Gęstość gleby wpływa na wybór mechanizmów rozwoju jej transportu. Zatem zagospodarowanie gleb piaszczystych i gliniastych można przeprowadzić za pomocą zgarniarek, buldożerów, równiarek półskalnych i skalnych - za pomocą koparki po wstępnym spulchnieniu.

Wilgotność gleby określa się na podstawie stosunku masy wody w glebie do masy stałych cząstek gleby (w procentach). Przy wilgotności do 5% gleby uważa się za suche, przy wilgotności powyżej 30% uważa się je za mokre; z reguły mokre gleby są opracowywane przez koparki z wymiennym sprzętem, takim jak zgarniak lub koparka.

W zależności od trudności rozwoju gleby dzieli się na grupy. W tym przypadku podział na grupy uwzględnia zagospodarowanie gleb metodami zmechanizowanymi i ręcznymi w stanie niezamrożonym i zamarzniętym.

Zatem przy zagospodarowywaniu niezamarzniętych gleb metodą zmechanizowaną, w zależności od trudności ich zagospodarowania, dzieli się je na sześć grup:

1 - gleby żwirowe i żwirowe o uziarnieniu do 80 mm (p = 1,75 t/m2), gleby warstwy roślinnej, piasek, ił;
2 - gleby żwirowe i żwirowe o uziarnieniu większym niż 80 mm (p = 1,95 t/m2), gliny tłuste, wydmy, odpady budowlane, torfy z korzeniami;
3 - glina miękka (p = 1,96 t/m2), glina piaszczysta, ił, skała łupkowa, cementowane odpady budowlane;
4 - mieszanina otoczaków, gliny ciężkiej (p=1,95...2,15 t/m2), piasku zawierającego głazy o masie powyżej 50 kg - 10...15%;
5 - ciężka glina z głazami o masie powyżej 50 kg - do 15% wapienia;
6 - glina piaszczysta i glina zawierająca głazy o masie powyżej 50 kg - 15...30% obj.

Rozwój zamarzniętych gleb w postaci spulchnionej koparki jednonaczyniowe przewiduje podzielenie ich na trzy grupy

W przypadku ręcznego wydobywania niezamarznięte gleby dzieli się na siedem grup, a zamarznięte gleby na cztery.

W zależności od grupy normy czasowe i ceny zagospodarowania gruntu ustalane są w licznikach określonych w ENiR.

Wydajność maszyn i mechanizmów do robót ziemnych i transportu ziemnego podczas zagospodarowywania gruntów stałych zależy od ich właściwości wytrzymałościowych, gęstości, wilgotności i ścieralności. Na spulchnionych glebach zależy od działania maszyn i mechanizmów głównie z wielkość kawałków, współczynnik luzowania, masa, wytrzymałość, gęstość ścierności gleby.

Literatura

Główny:

1. Gleby. Klasyfikacja. Standard międzypaństwowy Federacji Rosyjskiej. Data wprowadzenia 1996-07-01.
2. Krets V.G. Maszyny i urządzenia do budowy i eksploatacji rurociągów gazowych i naftowych oraz obiektów magazynowych: podręcznik szkoleniowy/ V.G. Krets, A.V. Rudaczenko, V.A. Szmurygin. - Tomsk: Wydawnictwo Politechniki Tomskiej, 2011(2013). - 329 s.
3. VI. Minaev. Maszyny do budowy głównych rurociągów. Podręcznik. - M.: Nedra, 1985. - 440 s.
4. Budowa głównych rurociągów. Katalog / V.G. Chirskov, V.L. Berezin, L.G. Telegin i in. - M: Nedra, 1991. - 475 s.
5. SA Gorelov Maszyny i urządzenia do budowy rurociągów gazowych i naftowych. Uch. podręcznik.- M.: Rosyjski Państwowy Uniwersytet Nafty i Gazu im. ICH. Gubkina, 2000. - 122 s.
6. Łukjanow V.G. Technologia eksploracji górniczej: podręcznik / V.G. Łukjanow, A.V. Pankratow, V.A. Szmurygin; Politechnika Tomska. - Tomsk: Wydawnictwo Politechniki Tomskiej, 2011. - 550 s.

Dodatkowy:

1. Katalog maszyn do budowy rurociągów. wyd. SKB „Gaz-Stroymashina”, 1992.
2. Aleksandrow M.P. Maszyny do podnoszenia. - M.: Szkoła wyższa.
3. Dombrovsky N.G., Galperin M.I. Maszyny budowlane. Część I-III. - M.: Szkoła Wyższa, 1986.
4. Maszyny i kompleksy górnicze: Podręcznik. Dla uniwersytetów/L.G. Grabczak, V.I. Pomimow, V.I. Shenderov, B.N. Kuzowlew. - M.: Nedra, 1990. - 336 s.
5. Maszyny do robót ziemnych / D.P. Wołkow, V.Ya. Krikun, PE Totolin i in. - M.: Inżynieria Mechaniczna, 1992. - 448 s.
6. Maszyny do robót ziemnych / N.G. Garkazi, V.I. Aripczenko, V.V. Karpov i in. - M.: Szkoła wyższa, 1992. - 335 s.
7. Szmurygin V.A. Prowadzenie rozwoju górnictwa: podręcznik / V.A. Szmurygin; Politechnika Tomska. - Tomsk: Wydawnictwo Politechniki Tomskiej, 2012. - 207 s.
8. Zasoby Internetu.