Практически любые строительные работы на начальном этапе (за исключением забивки свай, горизонтального прокола и т. п.) сопровождаются выемкой грунта. Для этой цели служат три основных типа навесного оборудования, устанавливаемого на различные агрегаты: экскаваторные ковши, буры (шнеки) и бары (цепи)

Ковши землеройных машин

Первые в этой славной когорте, конечно, ковши — по количеству извлекаемой ими почвы они вне конкуренции. Для разных условий эксплуатации разработано большое количество типов ковшей:

• общего назначения — UB (Universal Bucket). Применяется для разработки грунтов 1—2 категорий, погрузки мелкофракционных сыпучих материалов с низкой абразивностью. Материал изготовления: сталь 10ХСНД (НВ250), комплектация: стандартные зубья, бокорезы или наварное усилие щеки;
• усиленный — HD (Heavy Duty). Применяется для копания грунтов 1—3 категорий с незначительным количеством твердых включений, погрузки мелкого гравия. Материал: 10ХСНД (НВ250), нож из Hardox 400 (HB400). Комплектация: зубья повышенной прочности, наварное усиление щеки или бокорезы;
• сверхусиленный — XD (Extra Heavy Duty). Используется для разработки грунтов 1—4 категорий, мерзлых грунтов, погрузки твердых высокоабразивных материалов (скальные обломки, строительный мусор). Материал: 10ХСНД (НВ250), Hardox 400 (HB400). Комплектация: зубья скального типа, может быть установлена съемная или наварная защита ребер и режущей кромки;
• скальный — RB (Rock Bucket), применяется для работы с разрыхленными скальными грунтами плотностью до 3000 кг/м3 (песчаники, граниты, базальты), а также с гранитным щебнем и взорванной скальной породой. Вес ковша от 600 до 2100 кг. Материал: 10ХСНД (НВ250), Hardox 400 (HB400);
• ковш-рыхлитель — RB (Ripping Bucket). Отличается особой прочностью. Применяется для рыхления и копания грунтов высокой плотности (вечная мерзлота, грунты с высоким количеством каменистых включений). Благодаря ступенчатому расположению зубьев позволяет рыхлить и одновременно вынимать грунт. Материал: 10ХСНД (НВ250), Hardox 400 (HB400). Комплектация: зубья рыхлящего типа;
• планировочный — DC (Ditch Cleaning Bucket). Используется при планировании откосов, выравнивании плоскостей. Материал: 10ХСНД (НВ250). Зубьями не оснащается;
• профильный — PB (Profile Bucket). Применяется для придания откосам нужной конфигурации за один проход. Материал 10ХСНД (НВ250). На нижнюю часть режущей кромки могут устанавливаться стандартные зубья;
• траншейный — TB (Trench Bucket). Применяется для рытья траншей при прокладке трубопроводов, кабелей и т. п. в грунтах плотностью до 2000 кг/м3 (песок, суглинок, глина, гравий и т. п.).

Функции предварительного рыхления грунта выполняют рыхлители, монтируемые на экскаваторную стрелу:

• однозубый рыхлитель — RT (Ripping Tooth). Используется для работы с твердыми грунтами, срыва рельсов и поребриков. Материал: 10ХСНД (НВ250), Hardox 400 (HB400);
• мультирыхлитель — MRT (Multi Ripping Tooth). Применяется для рыхления и копания грунтов высокой плотности (вечная мерзлота, грунты с высоким количеством каменистых включений). Материал: Hardox 400 (HB400).
• По мнению специалистов, уже в зависимости от назначения ковша и ожидаемых условий эксплуатации производитель определяет и конструкцию, и необходимые сорта стали. Помимо распространенных видов, существуют разнообразные ковши для специального применения — например, для планировки откосов, для очистки каналов, для погрузки сыпучих материалов.

Ковши заменяются по мере их износа, который, в свою очередь, зависит от условий эксплуатации — так, при работе со скальным грунтом, с большой абразивностью может потребоваться замена ковша уже через несколько месяцев. В то же время при работе с обычным грунтом срок службы ковша может составлять несколько лет. Существуют методики расчета и прогнозирования износа ковшей — они принимают во внимание целый ряд факторов.

«Срок службы ковша зависит от следующих основных факторов,— считает Андрей Вальков, директор по производству ООО «Профессионал» (Иваново).— Это: металл, используемый при сборке ковша; качество сварки ковша; качество коронок и адаптеров, устанавливаемых на экскаватор; внешняя среда, в которой используется ковш; виды грунта, наличие и плотность абразивных материалов в грунте, твердость и степень разрыхления мерзлого и скальных грунтов; профессиональная подготовка машиниста экскаватора и его стиль копания (копание ковшом или копание рукоятью).

Сочетание всех указанных факторов и определяет срок службы ковша. Как показывает практика, при соблюдении требований эксплуатации ковш может служить 1000—5000 моточасов».

Нора? Нет, дыра

Для производства в почве вертикальных, наклонных и горизонтальных отверстий для сооружения мостов, переходов, эстакад, опор ЛЭП, мачт освещения, дорожных знаков и т. д. применяется как несамоходная техника (буровые станки), так и самоходная — на авто- или гусеничном шасси (бурильно-крановые, бурильно-шнековые, бурильно-сваебойные, буровые машины). Привод бурового оборудования в зависимости от типа установки — либо от двигателя базовой машины: от вала отбора мощности (ВОМ) через раздаточную коробку, при механическом приводе установки; либо от ВОМ на насос гидросистемы при гидравлическом приводе.

Основной рабочий инструмент бурильщика — собственно бур, разновидностей которого создано очень много, и каждая идеально подходит для определенной категории грунта, а то и для нескольких сразу. Один из ведущих производителей буров в России, алапаевский завод «Стройдормаш», выпускает несколько серий инструмента:

• БКМ: для грунтов до II категории (песчаник, суглинок, торф, мел). Диаметры: 036; 0,50; 0,63; 0,80 м;
• БЛ: для грунтов III—IV категорий (галечник, малопрочные известняки и доломиты, гипс кристаллический, каменный уголь средней твердости, бурый уголь крепкий, апатиты, бокситы). Диаметры: 036; 0,50; 0,63; 0,80 м;
• БЛ-А: для работы в тяжелых грунтах IV—VI категорий (галечно-щебенистые грунты, цементный камень, мрамор, фосфориты, доломиты средней прочности). Отличительная особенность — конструкция забурника, позволяющая разрушать твердые породы. Диаметры: 036; 0,50; 0,63; 0,80 м;
• Б-А: в качестве режущего инструмента использованы резцы РП-3 к буровым машинам. Отличаются конструкцией накладки «гребенка», позволяющей работать в тяжелых грунтах IV—VI категорий. Диаметры: 036; 0,50; 0,63; 0,80 м;
• винтовые буры БВ (V—VI категорий) с круглыми резцами, способными вращаться под действием сил, действующих на инструмент при разрушении породы. Это свойство оказывает большое влияние на равномерное изнашивание резца и увеличивает срок его службы. Диаметры: 0,36; 0,50; 0,63; 0,80 м.

Обычно буры имеют сменные резцы (зима-лето), заменяемые по мере износа.

Помимо буров, широко применяются шнеки — буровой, равнопроходный, а также шнековый бур и др. Они призваны удалять разрушенную породу из забоя скважины в процессе бурения. Шнек представляет собой трубу с наружной спиральной ребордой. В качестве породоразрушающего инструмента используются лопастные шнековые долота. В буровую колонну шнеки обычно соединяются посредством шестигранных или трехгранных хвостовиков и ответных муфт, фиксируемых пальцами.

С помощью шнеков можно бурить инженерно-геологические и сейсморазведочные скважины, сооружать сваи и шпунты в грунтах I—IV категорий глубиной в несколько десятков метров.

Цепной, но не пес

Выкопать узкую траншею без применения грунторезной техники — значит безнадежно затянуть прокладку трубопровода, линии связи и т. д., и дело не спасет даже армия гастарбайтеров. Следовательно, необходима баровая машина, рабочий орган которой состоит из направляющей рамы и режущей цепи.

Цепи бывают разными:

• кулачковые (для работы в грунтах до IV категории, в том числе мерзлых);
• аллигаторные (то же);
• скребковые (для работы в летних грунтах до II категории);
• серповидные (то же).

По мере износа на цепях заменяются режущие элементы — резцы. Срок службы цепи прямо зависит от категории грунта, в котором она эксплуатируется. Например, цепь, работающая в черноземе, прослужит намного дольше, чем та, которая прокладывает траншеи в глинистой почве.

«Легендарная режущая цепь Копейского машзавода в простонародье называется “Урал-33”,— рассказывает Евгений Сорокин, ведущий специалист по маркетингу.— Дело в том, что в свое время конструкторами завода совместно с научным институтом была разработана машина для угольных шахт “Урал-33”, на которой установлена кулачковая режущая цепь для нарезки пластов. И только впоследствии эта цепь была переделана в навесное оборудование, т. е. грунторез. В настоящее время его точное название — “2086.31.00.000”. На данном грунторезе установлена цепь 2086.01.02.060 кулачкового типа, которая по своим свойствам и конструкции не имеет аналогов в России.

Сейчас на заводе готовится к испытаниям серповидная режущая цепь для работы в летних грунтах до II категории и абразивностью до 10 мг».

Механизация строительных работ — непременный атрибут современного подхода к делу. И все же на каждой стройке всегда имеется в наличии старая добрая штыковая лопата, которую порой используют по прямому назначению — для особо деликатных и почти ювелирных работ с грунтом.

Олег Никитин

Мнение

Александр Корниенко, директор по маркетингу ООО «КОМЕК МАШИНЕРИ» (Екатеринбург):

— При подборе ковша необходимо учитывать в первую очередь плотность грунта, массу ковша и усилие врезания в грунт (усилие резания грунта на длину кромки ковша). Правильность выбора существенно влияет на устойчивость машины, эффективность и безопасность ее эксплуатации.

Строительные экскаваторы в стандартном исполнении комплектуются, как правило, ковшом с зубьями универсального типа, рассчитанным на работу с грунтом плотностью до 1,8—1,9 т/м3. Для каждой модели экскаватора определен допустимый набор различных по вместимости ковшей для той или иной плотности грунта — эти рекомендации легко найти в брошюрах по соответствующим моделям экскаваторов, либо запросив их у специалистов. Часто в стандартной комплектации используются ковши с усиленной конструкцией — дополнительные стальные плиты увеличивают прочность и износостойкость ковша.

Ковши могут быть укомплектованы различными типами зубьев, что само по себе позволяет адаптировать машину к работе в различных условиях. Так, Komatsu предлагает зубья систем Kmax и KVX. Ассортимент Kmax включает как универсальные зубья, так и зубья различной формы и назначения, с различными показателями врезания в грунт. Общее свойство зубьев Kmax — повышенная прочность и простота при монтаже и демонтаже. Зубья KVX имеют другую важную особенность: для ряда моделей они двусторонние, и по мере износа одной стороны можно перевернуть зуб и фактически использовать его повторно. Структура зубьев KVX позволяет им сохранять высокие показатели врезания в грунт в течение всего срока работы — по сути, они самозатачивающиеся.

1. Подготовительный этап: заход бурильно-крановой машины (БКМ-317) на точку бурения, настройка рабочего места оператора, выдвижение аутригеров (выносных опор) для выравнивания установки и придания ей устойчивости, приведение мачты в вертикальное положение.

2. Проверка вращения и забуривание в грунт циклическим методом: после погружения бура (на 0,3—0,4 м за 1 проход) он поднимается и реверсным вращением буровой штанги разбрасывает грунт. Помощник бурового мастера откидывает грунт от устья скважины.

3. Проводится замер глубины бурения, машина снимается с аутригеров и отъезжает на 1—1,5 м для подъема и установки опоры при помощи кранового оборудования БКМ. Затем аутригеры вновь выдвигаются, вытягивается лебедочный трос кранового оборудования, опора при помощи чалок обвязывается, цепляется крюком троса, подтаскивается и приподнимается над устьем скважины.

4. Опора заводится погружным концом к устью скважины, опускается. В вертикальное положение устанавливается вручную помощниками бурового мастера. Затем опора обсыпается выбуренным грунтом, он утрамбовывается. Если работает не бригада, а только буровой мастер с помощником, то для установки опоры в вертикальное положение (или при ремонте ветхих опор) может использоваться дополнительное раскрепляющее оборудование ДРУ.

5. Завершающий этап: по лестнице, расположенной на мачтовых дугах безопасности, поднимается помощник бурового мастера и расчаливает опору. БКМ складывает аутригеры и переезжает на следующую точку бурения. Весь процесс занимает 10—13 мин.

Поделиться