Методи за развитие на почвата

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

В хода на строителните и минните работи традиционно изкопните работи се извършват по един от трите начина: рязане, хидромеханично разбиване и взривяване.

Инженерът прави избор в полза на конкретен метод въз основа на количеството работа, която трябва да бъде извършена, естеството на земните почви, наличните технически средства за развитие и т.н.

Ако малък багер може лесно да се справи с изкопаването на фундаментна яма за изграждането на селска къща, тогава при добив е необходимо да се използва цяла гама от машини и механизми. Освен това повечето от тези средства за производство няма да участват пряко в развитието на почвата. Тяхната цел е да обслужват производствения процес и да осигурят непрекъснатост на операциите.

Характеристики на почвите

Почвата е горният слой на земната кора, образуван от изветрени скали. В зависимост от плътността и произхода, почвите могат да се класифицират на:

• Скалист (такава почва е устойчива на влага, якостта на опън е повече от 5МРа). Тази категория включва гранит, варовик, пясъчник.
• Полускален (якост на опън до 5 MPa). Например: глина, гипс, мергел.
• Груб кластик - нециментирани фрагменти от полукамени и твърди скали.
• Пясъчни (те са разпръснати (до 2 милиметра в диаметър) частици от скали).
• Глина (фини (0,005 милиметра в диаметър) скални частици).

Ръчното разработване на почва в окопи е доста трудоемък процес. По принцип не може да се извършва при добив на скали.

Съставът на почвите включва твърди части, вода и различни газове (натрупват се в порите). Влажността на почвата е стойност, която характеризира съотношението на масата на течността към масата на твърдите вещества на единица обем. Може да варира в широк диапазон и може да приеме стойност от една (пясък) до двеста процента (тиня на дъното на резервоарите).

Почвата в процеса на разработка се увеличава по обем. Това се дължи на образуването на пори и кухини. Големината на промяната в обема се характеризира с коефициента на разрохкване (съотношението на обема, зает от почвата преди работа, към обема, който почвата заема след разработването). С течение на времето плътността на разрохканата почва намалява (естествено уплътняване). Възможно е също така да се извърши принудително уплътняване на почвата с тежка строителна техника. Плътността на такава почва се доближава до оригиналната, макар и малко по-малка. Тази разлика може да се пренебрегне, особено след катос течение на времето и ще изчезне, а самата почва напълно ще възстанови свойствата си (остарява).

Механичните свойства на почвите (предимно здравина и способност за деформация) зависят от състава и естеството на връзката между частиците. По време на разработката връзките се разрушават, по време на уплътняване се възстановяват.

Рязане на разработка

Земнотранспортни и земекопни машини се използват за разработване на почвата по този начин.

По време на работа режещият инструмент изпитва много значителни триещи и механични натоварвания. При такива условия конвенционалният структурен подемник няма да издържи дълго. Поради това режещият ръб на работния орган е подсилен с металокерамични елементи или специални стомани. Композитните керамично-метални плочи са най-ефективни при работа. Но цената им е доста висока. Ето защо най-често кофите са подсилени със споени електроди, изработени от устойчиви на износване сплави. Освен всичко друго, такава кофа има ефект на самозаточване по време на работа поради по-ускореното износване на обикновената стоманена част на кофата.

Такива машини изрязват определен слой почва. Нарязаната маса се транспортира със специален конвейер до сметище или веднага се излива в самосвал за транспортиране до кариера или други строителни обекти. Изкопните работи с багер попадат в тази категория.

Видове багери

В зависимост от конструкцията и параметрите на кофата, багерите се делят на следните типове:

• единична кофа;
• въртящ се и верижен (много кофи);
• смилане.

Най-често срещаният е типът багер с една кофа. Този тип машини са универсални и имат много добра маневреност. Оптималният полезен обем на кофата е от 0,15 до 2 кубични метра. Изкопаването с багер (еднокофа) с по-масивна и вместима кофа не е икономически осъществимо, тъй като хидравликата и механичните части на оборудването често се отказват поради тежки товари.

Също така, в зависимост от задвижващия механизъм, земекопните машини се делят на гъсенични и автомобилни. Има и така наречените ходещи багери, както и пневматични колесни багери. На практика обаче такива машини се срещат изключително рядко, ако изобщо попадат в очите. Дори и опитни строители и дори тогава не всички могат да се похвалят, че някога са работили в едно и също съоръжение с този тип машини.

Работа с багер с лопата

Този тип багер може да изкопава почвата както отстрани, така и направо. В първия случай багерът извършва работа по оста на движение. В същото време почвата пада в задната част на камион, който кара нагоре от другата страна.

Във втория случай работата се извършва пред багера, а превозните средства за товарене се подават отзад.

Ако трябва да получите значителен изкоп на голяма дълбочина, тогава няма алтернатива на механизираните изкопни работи. Цялата работа се извършва чрез разработването на няколкоетапи (степени). Нивото не надвишава технологичните възможности на конкретен модел багер по отношение на дълбочината на изкоп.

Операция с кофа

Този тип машина е отличен пример за механизъм за непрекъснато действие. Следователно, разбира се, производителността на такъв багер е с порядък по-висока от производителността на конвенционалните машини с една кофа. Но трябва да се каже, че такова оборудване се използва само при изграждането на мащабни съоръжения. Този тип оборудване е абсолютно неподходящо за изкопни работи в малка траншея: много скъпа поддръжка, много висок разход на гориво.

Работните кофи могат да бъдат фиксирани на веригата или на ротора. Оттук и името на багерите: верижни и ротационни.

Този тип багер може да се използва при разработването на почва от група 2. Въпреки че на практика има случаи, когато такива машини лесно се справят с почви от 1 … 3 групи. Почвата трябва да е сравнително чиста, без големи камъни и мощни пънове.

Разработване на земекопни машини

Една машина в един работен цикъл извършва добив на скала, нейното движение на къси разстояния. Тези машини включват скрепери, грейдери и булдозери.

Скреперите се използват за мащабна работа. Тези машини са много продуктивни, могат да се използват в почвени условия от 1 … 4 вида. Въпреки невероятната мощност обаче, скреперът не може да се справи с плътни почви. Следователно такива почви трябва първо да бъдат разрохкани. С едно преминаване тази машина може да премахнеслой почва с дебелина до 320 милиметра. Конкретната стойност зависи от мощността, формата на кофата и модела на скрепера.

Дъното на кофата за скрепер е оборудвано с острие. Това не е ножът, който повечето хора използват за рязане на храна в кухнята. В този случай беше заварена лента от устойчива на абразия и самоусилваща се стомана Hadfield.

Булдозерите се използват за работа на малки дълбочини и на дълги разстояния. Също така този тип машини се използват за почистване и изравняване на дъното на ями, чието разработване е извършено от големи багери.

До дълбочината булдозерът се движи през нивата. Дълбочината на слоя е равна на размера на слоя, който машината може да премахне с едно преминаване. Много е важно работното движение на булдозера да се извършва по наклон. Това ще позволи известно разтоварване на силовите агрегати и ще сведе до минимум вероятността от повреда на оборудването.

Грейдерите имат ниска мощност и потенциал. Използват се главно за декоративни работи: насипи и откоси, планиране.

Описание и обхват на хидромеханичното развитие

В този случай ръчното разработване на почви е изключено. Въпреки това, както при използването на земекопни машини. Обхватът е много широк: от създаването на изкуствени резервоари до изграждането на пътища. Технологията също така позволява рекултивирането на зони за жилищно и индустриално развитие в заблатени и крайбрежни райони, податливи на наводнения. Всички процеси са механизирани. Този метод на изкопни работи изисквасъздаване на специална инфраструктура, което прави препоръчително да се използва само при много големи предстоящи обеми работа.

Хидромеханично развитие с помощта на хидромонитори

Същността на този метод на развитие е следната: почвата се измива със струя вода под високо налягане (около 15 MPa). Получената кална маса (на жаргона на професионалистите - пулп) първоначално се натрупва в междинни резервоари, а оттам се изпомпва по тръбопровода до правилното място.

С течение на времето влагата напълно се изпарява и се образува плътен слой почва. Ако се уплътни с валяк, тогава такава почва става доста подходяща за изграждане на комуникационни линии (пътни и железопътни линии).

Голямото технологично предимство на този метод е способността за разработване на почви от почти всяка категория на сложност.

Хидромеханично развитие с помощта на смукателни дрегери

При извършване на работа по дъното на резервоари, ръчният изкоп, както и използването на традиционни земекопни машини, е изключен. Необходими са специални плавателни съдове.

Снарядът за драгиране е плаващ кораб, оборудван със специално оборудване. Мощна помпа изпомпва ерозираната почва от дъното на резервоара и я транспортира по тръбопровод или в трюма на кораба, или до спомагателен транспортен съд, или я изхвърля с мощна струя далеч от мястото на изкопа.

Подобни смукателни дрегери са намерили приложение при задълбочаване и разчистване на фарватерите на кораби в условия на плитка вода, задълбочаване на реки с цел осигуряваненепрекъснато плаване, както и при добив на диаманти от шелфа на океаните.

Почвената маса се засмуква през тръбата. За засмукване на тиня и мека почва тръбата не е снабдена с допълнителен рипер. Наличието на последното е необходимо при разработване на плътни почви. Според сложността на разработка този метод е водещ. Експлоатацията и поддръжката на специален транспорт, паркирането му в пристанищните води е много скъпо. Има високи изисквания за квалификацията на обслужващия персонал.

Разработване на замръзнали почви

За разработване в условия на вечна замръзване, както и за разработване на скалисти скали, се използват мощни насочени експлозии. TNT, амонит и ишлеме могат да се използват като експлозиви.

Експлозивните снаряди могат да се поставят както на повърхността, така и дълбоко в предварително пробити дупки или в естествени кухини.

Така наречените сондажни заряди се използват при разработването на голяма площ от басейна, както и за изхвърляне на почва. В предварително пробити кладенци се монтират експлозивни снаряди. Минималният диаметър на сондажа е 200 мм. За да се увеличи разрушителната сила на зарядите, дупките се покриват отвън с пясък или фина скала (образувана при пробиване на кладенци).

Shpurovye заряди се използват, когато е необходимо да се изкопае малко количество почва. Възможно е да се извършва както в открит, така и в подземен добив. Дупките са вид черупки. Имат диаметър 25до 75 милиметра. Те са пълни с експлозиви максимум с две трети. Останалото пространство се запълва със скала (за да се получи насочена взривна вълна и да се постигне най-голям благоприятен ефект).

Камерни такси. Този тип заряд се използва, когато е необходимо да се изкопаят значителни обеми почва чрез насочено изхвърляне. Същността на метода е следната. В работната зона са оборудвани вертикални кладенци или хоризонтални тунели, в стените на които се пробиват слепи дупки за полагане на заряди. След полагането на експлозивите, отворите и кладенците се покриват с пръст (това ви позволява да увеличите силата на експлозията). Посоката на изхвърляне се осигурява от неравномерното полагане на взривното вещество. Така от едната страна може да има няколко пъти повече дупки за пробиване на заряди. Също така за тази цел може да се използва несъответствие на експлозии.

Така нареченият прорезен заряд се използва главно при разработване на почва в условия на вечна замръзналост. Едва ли е възможно да се извърши насочено освобождаване на такава скала. Но да го разхлабите, така че в бъдеще да може да бъде премахнат с булдозер или багер, е съвсем реалистично. За това се използва инструмент, който според принципа на действие и на външен вид прилича на дискова резачка за метал. Само, разбира се, такъв инструмент има много по-голям размер. Такава фреза изрязва особени жлебове в земята на разстояние до 2,5 метра един от друг. Взривното вещество не се поставя във всеки жлеб, а през един – кухото незапълнено пространство действа като компенсатор. взривна вълнасмачква почвата и тя се измества към кухината. Такива работи изискват внимателна подготовка и детайлно проучване на проекта.