Μέθοδοι ανάπτυξης του εδάφους

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Κατά τη διάρκεια των εργασιών κατασκευής και εξόρυξης, η εκσκαφή παραδοσιακά εκτελείται με έναν από τους τρεις τρόπους: κοπή, υδρομηχανική ρωγμή και ανατινάξεις.

Ο μηχανικός κάνει μια επιλογή υπέρ μιας συγκεκριμένης μεθόδου με βάση την ποσότητα της εργασίας που πρέπει να γίνει, τη φύση των εδαφών, τα διαθέσιμα τεχνικά μέσα ανάπτυξης κ.λπ.

Εάν ένας μικρός εκσκαφέας μπορεί εύκολα να αντιμετωπίσει το σκάψιμο ενός λάκκου θεμελίωσης για την κατασκευή εξοχικής κατοικίας, τότε κατά την εξόρυξη, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσετε μια ολόκληρη σειρά μηχανημάτων και μηχανισμών. Επιπλέον, τα περισσότερα από αυτά τα μέσα παραγωγής δεν θα συμμετέχουν άμεσα στην ανάπτυξη του εδάφους. Σκοπός τους είναι να εξυπηρετούν την παραγωγική διαδικασία και να διασφαλίζουν τη συνέχεια των εργασιών.

Χαρακτηριστικά εδαφών

Το έδαφος είναι το ανώτερο στρώμα του φλοιού της γης που σχηματίζεται από ξεπερασμένα πετρώματα. Ανάλογα με την πυκνότητα και την προέλευση, τα εδάφη μπορούν να ταξινομηθούν σε:

• Βραχώδες (τέτοιο έδαφος είναι ανθεκτικό στην υγρασία, η αντοχή σε εφελκυσμό είναι μεγαλύτερη από 5MPa). Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει γρανίτη, ασβεστόλιθο, ψαμμίτη.
• Ημι-βραχώδης (αντοχή εφελκυσμού έως 5 MPa). Για παράδειγμα: πηλός, γύψος, μάργα.
• Χονδρό κλαστικό - θραύσματα ημιπετρών και σκληρών πετρωμάτων χωρίς τσιμέντο.
• Αμμώδη (είναι διασκορπισμένα (έως 2 χιλιοστά σε διάμετρο) σωματίδια πετρωμάτων).
• Σωματίδια βράχου αργίλου (λεπτά (0,005 χιλιοστά διάμετρος)).

Η χειρωνακτική ανάπτυξη εδάφους σε χαρακώματα είναι μια αρκετά επίπονη διαδικασία. Κατ 'αρχήν, δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά την εξόρυξη πετρωμάτων.

Η σύνθεση των εδαφών περιλαμβάνει στερεά μέρη, νερό και διάφορα αέρια (συσσωρεύονται στους πόρους). Η υγρασία του εδάφους είναι μια τιμή που χαρακτηρίζει τον λόγο της μάζας του υγρού προς τη μάζα των στερεών ανά μονάδα όγκου. Μπορεί να ποικίλλει σε μεγάλο εύρος και μπορεί να πάρει μια τιμή από ένα (άμμος) έως διακόσια τοις εκατό (λάσπη στον πυθμένα των δεξαμενών).

Το έδαφος στη διαδικασία ανάπτυξης αυξάνεται σε όγκο. Αυτό οφείλεται στο σχηματισμό πόρων και κοιλοτήτων. Το μέγεθος της μεταβολής του όγκου χαρακτηρίζεται από τον συντελεστή χαλάρωσης (ο λόγος του όγκου που καταλαμβάνει το έδαφος πριν από την εργασία προς τον όγκο που καταλαμβάνει το έδαφος μετά την ανάπτυξη). Με την πάροδο του χρόνου, η πυκνότητα του χαλαρωμένου εδάφους μειώνεται (φυσική συμπύκνωση). Είναι επίσης δυνατό να πραγματοποιηθεί αναγκαστική συμπίεση του εδάφους χρησιμοποιώντας βαρύ κατασκευαστικό εξοπλισμό. Η πυκνότητα αυτού του εδάφους πλησιάζει την αρχική, αν και κάπως μικρότερη. Αυτή η διαφορά μπορεί να αγνοηθεί, ειδικά επειδήμε την πάροδο του χρόνου, και θα εξαφανιστεί, και το ίδιο το χώμα θα αποκαταστήσει πλήρως τις ιδιότητές του (γερνάει).

Οι μηχανικές ιδιότητες των εδαφών (κυρίως η αντοχή και η ικανότητα παραμόρφωσης) εξαρτώνται από τη σύνθεση και τη φύση του δεσμού μεταξύ των σωματιδίων. Κατά την ανάπτυξη, οι συνδέσεις καταστρέφονται, κατά τη συμπίεση αποκαθίστανται.

Ανάπτυξη κοπής

Μηχανές μεταφοράς γης και χωματουργίας χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη του εδάφους με αυτόν τον τρόπο.

Κατά τη λειτουργία, το κοπτικό εργαλείο αντιμετωπίζει πολύ σημαντικά φορτία τριβής και μηχανικά. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, το συμβατικό δομικό ανυψωτικό δεν θα διαρκέσει πολύ. Επομένως, η κοπτική ακμή του σώματος εργασίας ενισχύεται με κεραμομεταλλικά στοιχεία ή ειδικούς χάλυβες. Οι σύνθετες πλάκες κεραμικού-μετάλλου είναι οι πιο αποτελεσματικές στη λειτουργία. Αλλά το κόστος τους είναι αρκετά υψηλό. Ως εκ τούτου, τις περισσότερες φορές οι κάδοι ενισχύονται με συγκολλημένα ηλεκτρόδια από κράματα ανθεκτικά στη φθορά. Μεταξύ άλλων, ένας τέτοιος κάδος έχει το αποτέλεσμα να αυτοακονίζεται κατά τη λειτουργία λόγω της πιο επιταχυνόμενης φθοράς του συνηθισμένου χαλύβδινου τμήματος του κάδου.

Τέτοιες μηχανές κόβουν ένα συγκεκριμένο στρώμα χώματος. Η κομμένη μάζα μεταφέρεται με ειδικό μεταφορέα σε χωματερή ή χύνεται αμέσως σε χωματερή για μεταφορά σε λατομείο ή άλλα εργοτάξια. Η ανασκαφή με εκσκαφέα εμπίπτει σε αυτήν την κατηγορία.

Τύποι εκσκαφέων

Ανάλογα με το σχέδιο και τις παραμέτρους του κάδου, οι εκσκαφείς χωρίζονται στους ακόλουθους τύπους:

• μονός κάδος;
• περιστροφικό και αλυσίδα (πολλαπλός κάδος);
• άλεσμα.

Ο πιο συνηθισμένος είναι ο τύπος εκσκαφέα ενός κάδου. Αυτός ο τύπος μηχανής είναι ευέλικτος και έχει πολύ καλή ικανότητα ελιγμών. Ο βέλτιστος ωφέλιμος όγκος του κάδου είναι από 0,15 έως 2 κυβικά μέτρα. Η εκσκαφή με εκσκαφέα (μονό κάδο) με πιο ογκώδη και ευρύχωρο κάδο δεν είναι οικονομικά εφικτή, καθώς τα υδραυλικά και μηχανικά μέρη του εξοπλισμού συχνά αποτυγχάνουν λόγω μεγάλων φορτίων.

Επίσης, ανάλογα με τον μηχανισμό κίνησης, οι χωματουργικές μηχανές χωρίζονται σε caterpillar και automobile. Υπάρχουν επίσης οι λεγόμενοι περιπατητές εκσκαφείς, καθώς και πνευματικοί τροχοφόροι εκσκαφείς. Ωστόσο, στην πράξη, τέτοιου είδους μηχανήματα είναι εξαιρετικά σπάνια, αν ποτέ τραβήξουν τα βλέμματα. Ακόμη και έμπειροι κατασκευαστές, και ακόμη και τότε δεν μπορούν όλοι να καυχηθούν ότι έχουν δουλέψει ποτέ στην ίδια εγκατάσταση με αυτό το είδος μηχανήματος.

Λειτουργία εκσκαφέα φτυαριού

Αυτός ο τύπος εκσκαφέα μπορεί να σκάψει το έδαφος τόσο πλευρικά όσο και ευθεία. Στην πρώτη περίπτωση, ο εκσκαφέας εκτελεί εργασίες κατά μήκος του άξονα κίνησης. Την ίδια στιγμή, το χώμα πέφτει στο πίσω μέρος ενός φορτηγού που οδηγεί από την άλλη πλευρά.

Στη δεύτερη περίπτωση, οι εργασίες εκτελούνται μπροστά από τον εκσκαφέα και τα οχήματα για φόρτωση τροφοδοτούνται από πίσω.

Αν χρειάζεται να φτάσετε σε μια σημαντική ανασκαφή σε μεγάλο βάθος, τότε δεν υπάρχει εναλλακτική από την μηχανοποιημένη εκσκαφή. Όλη η εργασία πραγματοποιείται μέσω της ανάπτυξης πολλώνστάδια (βαθμίδες). Η βαθμίδα δεν υπερβαίνει τις τεχνολογικές δυνατότητες ενός συγκεκριμένου μοντέλου εκσκαφέα ως προς το βάθος εκσκαφής.

Λειτουργία με κάδο

Αυτός ο τύπος μηχανής είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα μηχανισμού συνεχούς δράσης. Επομένως, φυσικά, η απόδοση ενός τέτοιου εκσκαφέα είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από την απόδοση των συμβατικών μηχανών ενός κάδου. Αλλά πρέπει να ειπωθεί ότι τέτοιος εξοπλισμός χρησιμοποιείται μόνο στην κατασκευή εγκαταστάσεων μεγάλης κλίμακας. Αυτός ο τύπος εξοπλισμού είναι απολύτως ακατάλληλος για εκσκαφή σε μικρή τάφρο: πολύ ακριβή συντήρηση, πολύ υψηλή κατανάλωση καυσίμου.

Οι κάδοι εργασίας μπορούν να στερεωθούν στην αλυσίδα ή στον ρότορα. Εξ ου και το όνομα των εκσκαφέων: αλυσίδα και περιστροφικό.

Αυτός ο τύπος εκσκαφέα μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην ανάπτυξη εδάφους της ομάδας 2. Αν και στην πράξη υπάρχουν περιπτώσεις που τέτοιες μηχανές αντιμετώπισαν εύκολα εδάφη 1 … 3 ομάδων. Το χώμα πρέπει να είναι σχετικά καθαρό, χωρίς μεγάλες πέτρες και ισχυρά κούτσουρα.

Ανάπτυξη χωματουργικών μηχανημάτων

Ένα μηχάνημα σε έναν κύκλο εργασίας εκτελεί την εξόρυξη πετρωμάτων, την κίνησή του σε μικρές αποστάσεις. Αυτά τα μηχανήματα περιλαμβάνουν ξύστρες, γκρέιντερ και μπουλντόζες.

Οι ξύστρες χρησιμοποιούνται για εργασίες μεγάλης κλίμακας. Αυτά τα μηχανήματα είναι πολύ παραγωγικά, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εδαφικές συνθήκες 1 … 4 τύπων. Ωστόσο, παρά την απίστευτη δύναμη, η ξύστρα δεν μπορεί να διαχειριστεί πυκνά εδάφη. Επομένως, τέτοια εδάφη πρέπει πρώτα να χαλαρώσουν. Με ένα πέρασμα, αυτό το μηχάνημα μπορεί να αφαιρέσειένα στρώμα χώματος πάχους έως 320 χιλιοστών. Η συγκεκριμένη τιμή εξαρτάται από την ισχύ, το σχήμα του κάδου και το μοντέλο ξύστρας.

Το κάτω μέρος του κάδου της ξύστρας είναι εξοπλισμένο με λεπίδα. Αυτό δεν είναι το μαχαίρι που χρησιμοποιούν οι περισσότεροι για να κόψουν φαγητό στην κουζίνα. Σε αυτήν την περίπτωση, συγκολλήθηκε μια λωρίδα από ανθεκτικό στην τριβή και αυτοενισχυόμενο χάλυβα Hadfield.

Οι μπουλντόζες χρησιμοποιούνται για εργασία σε μικρά βάθη και σε μεγάλες αποστάσεις. Επίσης, αυτού του είδους το μηχάνημα χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό και την ισοπέδωση του πυθμένα των λάκκων, η ανάπτυξη των οποίων έγινε από μεγάλους εκσκαφείς.

Στο βάθος η μπουλντόζα κινείται μέσα από τα επίπεδα. Το βάθος της βαθμίδας είναι ίσο με το μέγεθος του στρώματος που μπορεί να αφαιρέσει το μηχάνημα με ένα πέρασμα. Είναι πολύ σημαντικό η κίνηση εργασίας της μπουλντόζας να πραγματοποιείται σε κλίση. Αυτό θα επιτρέψει κάποια εκφόρτωση των μονάδων ισχύος και θα ελαχιστοποιήσει την πιθανότητα βλάβης του εξοπλισμού.

Οι βαθμολογητές έχουν χαμηλή ισχύ και δυνατότητες. Χρησιμοποιούνται κυρίως για διακοσμητικές εργασίες: επιχώσεις και πλαγιές, εργασίες σχεδιασμού.

Περιγραφή και εύρος υδρομηχανικής ανάπτυξης

Σε αυτή την περίπτωση, η χειρωνακτική ανάπτυξη των εδαφών αποκλείεται. Ωστόσο, όπως και με τη χρήση χωματουργικών μηχανημάτων. Το πεδίο εφαρμογής είναι πολύ εκτεταμένο: από τη δημιουργία τεχνητών δεξαμενών μέχρι την κατασκευή δρόμων. Η τεχνολογία επιτρέπει επίσης την αποκατάσταση περιοχών για οικιστική και βιομηχανική ανάπτυξη σε βαλτώδεις και παράκτιες περιοχές επιρρεπείς σε πλημμύρες. Όλες οι διαδικασίες είναι μηχανοποιημένες. Αυτή η μέθοδος εκσκαφής απαιτείδημιουργώντας μια ειδική υποδομή, η οποία καθιστά ενδεδειγμένη τη χρήση της μόνο με πολύ μεγάλους επερχόμενους όγκους εργασίας.

Υδρομηχανική ανάπτυξη με χρήση υδρομόνιτορ

Η ουσία αυτής της μεθόδου ανάπτυξης είναι η εξής: το έδαφος ξεπλένεται με πίδακα νερού υπό υψηλή πίεση (περίπου 15 MPa). Η προκύπτουσα μάζα λάσπης (στην αργκό των επαγγελματιών - πολτός) αρχικά συσσωρεύεται σε ενδιάμεσες δεξαμενές και από εκεί αντλείται μέσω του αγωγού στη σωστή θέση.

Με την πάροδο του χρόνου, η υγρασία εξατμίζεται εντελώς και σχηματίζεται ένα πυκνό στρώμα χώματος. Αν συμπιεστεί με ρολό, τότε τέτοιο χώμα γίνεται αρκετά κατάλληλο για την κατασκευή γραμμών επικοινωνίας (δρόμων και σιδηροδρόμων).

Το μεγάλο τεχνολογικό πλεονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η ικανότητα ανάπτυξης εδαφών σχεδόν κάθε κατηγορίας πολυπλοκότητας.

Υδρομηχανική ανάπτυξη με χρήση βυθοκόρων αναρρόφησης

Κατά την εκτέλεση εργασιών στον πυθμένα των δεξαμενών, αποκλείεται η χειρωνακτική εκσκαφή, καθώς και η χρήση παραδοσιακών χωματουργικών μηχανημάτων. Απαιτούνται ειδικά σκάφη.

Ένα βλήμα βυθοκόρησης είναι ένα πλωτό σκάφος εξοπλισμένο με ειδικό εξοπλισμό. Μια ισχυρή αντλία αντλεί το διαβρωμένο χώμα από τον πυθμένα της δεξαμενής και το μεταφέρει μέσω ενός αγωγού είτε στο αμπάρι του σκάφους είτε σε ένα βοηθητικό σκάφος μεταφοράς ή το πετάει μακριά με έναν ισχυρό πίδακα μακριά από το σημείο της εκσκαφής.

Παρόμοιες βυθοκόροι αναρρόφησης έχουν βρει εφαρμογή στην εμβάθυνση και τον καθαρισμό των διαδρόμων των πλοίων σε συνθήκες ρηχών υδάτων, στην εμβάθυνση ποταμών προκειμένου να παρέχουναδιάκοπη πλοήγηση, καθώς και στην εξόρυξη διαμαντιών από το ράφι των ωκεανών.

Η μάζα του εδάφους αναρροφάται μέσω του σωλήνα. Για αναρρόφηση λάσπης και μαλακού εδάφους, ο σωλήνας δεν είναι εξοπλισμένος με πρόσθετο αντεροβγάλτη. Η παρουσία του τελευταίου είναι απαραίτητη όταν αναπτύσσονται πυκνά εδάφη. Σύμφωνα με την πολυπλοκότητα της ανάπτυξης, αυτή η μέθοδος πρωτοπορεί. Λειτουργία και συντήρηση ειδικών μεταφορών, η στάθμευση του στα νερά του λιμανιού είναι πανάκριβη. Υπάρχουν υψηλές απαιτήσεις για τα προσόντα του προσωπικού εξυπηρέτησης.

Ανάπτυξη κατεψυγμένων εδαφών

Για την ανάπτυξη σε συνθήκες μόνιμου παγετού, καθώς και για την ανάπτυξη βραχωδών πετρωμάτων, χρησιμοποιούνται ισχυρές κατευθυνόμενες εκρήξεις. TNT, αμμωνίτης και διόδια μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εκρηκτικά.

Εκρηκτικά βλήματα μπορούν να τοποθετηθούν τόσο στην επιφάνεια όσο και βαθιά σε προ-ανοιγμένες τρύπες ή σε φυσικές κοιλότητες.

Οι λεγόμενες χρεώσεις γεώτρησης χρησιμοποιούνται για την ανάπτυξη μεγάλης έκτασης της πισίνας, καθώς και για την απόρριψη εδάφους. Εκρηκτικά βλήματα τοποθετούνται σε προγευματισμένα πηγάδια. Η ελάχιστη διάμετρος γεώτρησης είναι 200 mm. Για να αυξηθεί η καταστροφική δύναμη των γομώσεων, οι τρύπες καλύπτονται από το εξωτερικό με άμμο ή λεπτό βράχο (που σχηματίζονται κατά τη διάνοιξη φρεατίων).

Οι χρεώσεις Shpurovye χρησιμοποιούνται όταν είναι απαραίτητο να εκσκαφθεί μικρή ποσότητα χώματος. Είναι δυνατή η διεξαγωγή τόσο σε ανοιχτή όσο και σε υπόγεια εξόρυξη. Οι τρύπες είναι ένα είδος κοχυλιών. Έχουν διάμετρο 25έως 75 χιλιοστά. Είναι γεμάτα με εκρηκτικά κατά τα δύο τρίτα το πολύ. Ο υπόλοιπος χώρος είναι γεμάτος με βράχο (για να δεχθεί ένα κατευθυνόμενο κύμα έκρηξης και να επιτευχθεί το μεγαλύτερο ευεργετικό αποτέλεσμα).

Χρεώσεις επιμελητηρίου. Αυτός ο τύπος γόμωσης χρησιμοποιείται όταν είναι απαραίτητη η εκσκαφή σημαντικών όγκων εδάφους μέσω κατευθυνόμενης εκτόξευσης. Η ουσία της μεθόδου είναι η εξής. Στην περιοχή εργασίας, είναι εξοπλισμένα κάθετα φρεάτια ή οριζόντιες σήραγγες, στα τοιχώματα των οποίων ανοίγονται τυφλές τρύπες για την τοποθέτηση φορτίων. Μετά την τοποθέτηση των εκρηκτικών, τα πρόσθετα και τα πηγάδια καλύπτονται με χώμα (αυτό σας επιτρέπει να αυξήσετε την ισχύ της έκρηξης). Η κατεύθυνση της εκτίναξης εξασφαλίζεται από την ανομοιόμορφη τοποθέτηση της εκρηκτικής ύλης. Έτσι, στη μία πλευρά μπορεί να υπάρχουν πολλές φορές περισσότερες τρύπες για φορτίσεις. Επίσης για το σκοπό αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί αναντιστοιχία εκρήξεων.

Το λεγόμενο slotted charge χρησιμοποιείται κυρίως για την ανάπτυξη του εδάφους σε συνθήκες μόνιμου παγετού. Είναι δύσκολο να πραγματοποιηθεί μια κατευθυνόμενη απελευθέρωση ενός τέτοιου βράχου. Αλλά το να το χαλαρώσετε έτσι ώστε στο μέλλον να μπορεί να αφαιρεθεί με μπουλντόζα ή εκσκαφέα είναι αρκετά ρεαλιστικό. Για αυτό, χρησιμοποιείται ένα εργαλείο που, σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας και στην εμφάνιση, μοιάζει με κόφτη δίσκου για μέταλλο. Μόνο που, φυσικά, ένα τέτοιο εργαλείο έχει πολύ μεγαλύτερο μέγεθος. Ένας τέτοιος κόφτης κόβει περίεργες αυλακώσεις στο έδαφος σε απόσταση έως και 2,5 μέτρων το ένα από το άλλο. Το εκρηκτικό δεν τοποθετείται σε κάθε αυλάκωση, αλλά μέσω ενός - ο κοίλος μη γεμάτος χώρος λειτουργεί ως αντισταθμιστικός παράγοντας. κύμα έκρηξηςσυνθλίβει το έδαφος και μετατοπίζεται προς την κοιλότητα. Τέτοιες εργασίες απαιτούν προσεκτική προετοιμασία και λεπτομερή μελέτη του έργου.