Dirvožemio plėtros metodai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Statybos ir kasybos darbų metu kasimas tradiciškai atliekamas vienu iš trijų būdų: pjovimo, hidromechaninio ardymo ir sprogdinimo.

Inžinierius pasirenka konkretų metodą, atsižvelgdamas į atliekamo darbo kiekį, grunto pobūdį, turimas technines plėtros priemones ir kt.

Jei mažas ekskavatorius gali lengvai susidoroti su kaimo namo statybai skirtos pamatų duobės kasimu, tada kasant reikia naudoti daugybę mašinų ir mechanizmų. Be to, dauguma šių gamybos priemonių nebus tiesiogiai susijusios su dirvožemio vystymu. Jų paskirtis – tarnauti gamybos procesui ir užtikrinti veiklos tęstinumą.

Dirvožemio savybės

Dirvožemis yra viršutinis žemės plutos sluoksnis, sudarytas iš atšiaurių uolienų. Priklausomai nuo tankio ir kilmės, dirvožemiai gali būti skirstomi į:

• Uolėtas (toks gruntas atsparus drėgmei, tempiamasis stiprumas didesnis nei 5MPa). Į šią kategoriją įeina granitas, kalkakmenis, smiltainis.
• Pusiau akmenuotas (tempimo stipris iki 5 MPa). Pavyzdžiui: molis, gipsas, marlas.
• Strubus klastukas – necementuoti pusiau uolėtų ir kietų uolienų fragmentai.
• Smėlėtos (jos yra išsklaidytos (iki 2 milimetrų skersmens) uolienų dalelės).
• Molis (smulkios (0,005 mm skersmens) uolienų dalelės).

Dirvožemio kūrimas rankiniu būdu tranšėjose yra gana daug pastangų reikalaujantis procesas. Iš esmės to negalima atlikti kasant uolienas.

Dirvožemio sudėtis apima kietas dalis, vandenį ir įvairias dujas (kaupiasi porose). Dirvožemio drėgnumas – tai reikšmė, apibūdinanti skysčio masės ir kietųjų medžiagų masės santykį tūrio vienete. Jis gali skirtis įvairiuose diapazonuose ir gali būti nuo vieno (smėlis) iki dviejų šimtų procentų (dumblas rezervuarų apačioje).

Kūrimo proceso dalis didėja. Taip yra dėl porų ir ertmių susidarymo. Tūrio pokyčio dydis apibūdinamas purenimo koeficientu (dirvožemio tūrio, kurį užima prieš darbą, ir tūrio, kurį dirvožemis užima po išsivystymo, santykis). Laikui bėgant purentos dirvos tankis mažėja (natūralus sutankėjimas). Taip pat galima atlikti priverstinį grunto tankinimą naudojant sunkią statybinę techniką. Tokio dirvožemio tankis artėja prie pradinio, nors ir šiek tiek mažesnis. Šio skirtumo galima nepaisyti, ypač todėllaikui bėgant, ir jis išnyks, o pats dirvožemis visiškai atkurs savo savybes (pasens).

Dirvožemio mechaninės savybės (pirmiausia stiprumas ir gebėjimas deformuotis) priklauso nuo jungties tarp dalelių sudėties ir pobūdžio. Vystymo metu jungtys ardomos, tankinimo metu atkuriamos.

Sumažėjęs vystymas

Šiuo būdu dirvožemiui vystyti naudojamos žemės transportavimo ir žemės kasimo mašinos.

Eksploatacijos metu pjovimo įrankis patiria labai dideles trinties ir mechanines apkrovas. Tokiomis sąlygomis įprastas konstrukcinis keltuvas tarnaus neilgai. Todėl darbinio korpuso pjovimo briauna yra sutvirtinta kermetiniais elementais arba specialiais plienais. Kompozitinės keraminės-metalo plokštės yra efektyviausios. Tačiau jų kaina yra gana didelė. Todėl dažniausiai kaušai yra sutvirtinti lituotais elektrodais iš dilimui atsparių lydinių. Be kita ko, toks kaušas veikia savaime galanddamasis dėl greitesnio įprastos plieninės kaušo dalies susidėvėjimo.

Tokios mašinos nupjauna tam tikrą dirvožemio sluoksnį. Nupjauta masė specialiu konvejeriu transportuojama į sąvartyną arba iš karto supilama į savivartį transportavimui į karjerą ar kitas statybvietes. Kasimas ekskavatoriumi patenka į šią kategoriją.

Ekskavatorių tipai

Priklausomai nuo kaušo konstrukcijos ir parametrų, ekskavatoriai skirstomi į šiuos tipus:

• vienas kibiras;
• sukamasis ir grandinės (kelių kaušas);
• frezavimas.

Labiausiai paplitęs yra vieno kaušo tipo ekskavatorius. Šio tipo mašinos yra universalios ir pasižymi labai geru manevringumu. Optimalus naudingasis kibiro tūris yra nuo 0,15 iki 2 kubinių metrų. Kasimas ekskavatoriumi (vieno kaušo) su masyvesniu ir talpesniu kaušu nėra ekonomiškai pagrįstas, nes dėl didelių apkrovų dažnai sugenda hidraulika ir mechaninės įrangos dalys.

Be to, priklausomai nuo pavaros mechanizmo, žemės kasimo mašinos skirstomos į vikšrines ir automobilines. Taip pat yra vadinamieji vaikščiojantys ekskavatoriai, taip pat pneumatiniai ratiniai ekskavatoriai. Tačiau praktikoje tokios mašinos yra itin retos, jei kada nors pakliūva į akis. Netgi patyrę statybininkai ir net tada ne visi gali pasigirti, kad kada nors dirbo tame pačiame objekte su tokio tipo mašinomis.

Kastuvinio ekskavatoriaus darbas

Šio tipo ekskavatorius gali kasti dirvožemį iš abiejų pusių ir tiesiai. Pirmuoju atveju ekskavatorius atlieka darbus išilgai judėjimo ašies. Tuo pačiu metu dirvožemis patenka į sunkvežimio, kuris važiuoja iš kitos pusės, galą.

Antruoju atveju darbai atliekami priešais ekskavatorių, o pakrovimui skirtos transporto priemonės maitinamos iš užpakalio.

Jei reikia iškasti didelį gylį, nėra alternatyvos mechanizuotam kasimui. Visi darbai atliekami kuriant keletąetapai (pakopos). Pakopa neviršija konkretaus ekskavatoriaus modelio technologinių galimybių iškasimo gylio atžvilgiu.

Kaišo operacija

Šio tipo mašinos yra puikus nuolatinio veikimo mechanizmo pavyzdys. Todėl, žinoma, tokio ekskavatoriaus našumas yra daug didesnis nei įprastų vieno kaušo mašinų. Tačiau reikia pasakyti, kad tokia įranga naudojama tik didelės apimties objektų statybai. Šio tipo įranga visiškai netinkama kasti mažoje tranšėjoje: labai brangi priežiūra, labai didelės degalų sąnaudos.

Darbinius kaušus galima pritvirtinti prie grandinės arba ant rotoriaus. Iš čia ir kilo ekskavatorių pavadinimas: grandininis ir rotacinis.

Šio tipo ekskavatorius gali būti naudojamas kuriant 2 grupės gruntą. Nors praktikoje pasitaiko atvejų, kai tokios mašinos lengvai susidorodavo su 1…3 grupių dirvožemiais. Dirva turi būti gana švari, be didelių akmenų ir galingų kelmų.

Žemės kasimo mašinų kūrimas

Viena mašina per vieną darbo ciklą atlieka uolienų išgavimą, jos judėjimą nedideliais atstumais. Šios mašinos apima grandiklius, greiderius ir buldozerius.

Greipikliai naudojami didelio masto darbams. Šios mašinos yra labai produktyvios, jas galima naudoti 1 … 4 tipų dirvožemio sąlygomis. Tačiau, nepaisant neįtikėtinos galios, grandiklis negali susidoroti su tankiais dirvožemiais. Todėl tokias dirvas pirmiausia reikia purenti. Vienu praėjimu ši mašina gali pašalintiiki 320 milimetrų storio dirvožemio sluoksnis. Konkreti vertė priklauso nuo galios, kaušo formos ir grandiklio modelio.

Greibiklio kaušo apačioje yra ašmenys. Tai nėra tas peilis, kurį dauguma žmonių naudoja pjaustydami maistą virtuvėje. Šiuo atveju buvo privirinta trinčiai atsparaus ir savaime sutvirtinančio Hadfieldo plieno juosta.

Buldozeriai naudojami darbui nedideliame gylyje ir dideliais atstumais. Taip pat šio tipo staklės naudojamos duobių dugno valymui ir išlyginimui, kurių kūrimą atliko dideli ekskavatoriai.

Iki gylio buldozeris juda per aukštus. Pakopos gylis yra lygus sluoksnio dydžiui, kurį mašina gali pašalinti vienu praėjimu. Labai svarbu, kad buldozerio darbinis judėjimas būtų atliktas ant šlaito. Tai leis šiek tiek iškrauti maitinimo blokus ir sumažinti įrangos gedimo tikimybę.

Greideriai turi mažą galią ir potencialą. Jie daugiausia naudojami dekoratyviniams darbams: pylimams ir šlaitams, planavimo darbams.

Hidromechaninės plėtros aprašymas ir apimtis

Šiuo atveju dirvožemio vystymas rankiniu būdu nekyla klausimas. Tačiau kaip ir naudojant žemės kasimo mašinas. Taikymo sritis labai plati: nuo dirbtinių rezervuarų kūrimo iki kelių tiesimo. Ši technologija taip pat leidžia rekultivuoti teritorijas, skirtas gyvenamajai ir pramoninei plėtrai pelkėtose ir pakrančių zonose, kuriose gali kilti potvynių. Visi procesai mechanizuoti. Šis kasimo būdas reikalaujasukurti specialią infrastruktūrą, todėl ją patartina naudoti tik atliekant labai didelius būsimus darbus.

Hidromechaninis tobulinimas naudojant hidromonitorius

Šio kūrimo būdo esmė tokia: dirvožemis išplaunamas vandens srove esant aukštam slėgiui (apie 15 MPa). Susidariusi purvo masė (profesionalų žargonu kalbant – minkštimas) iš pradžių kaupiasi tarpiniuose rezervuaruose, o iš ten dujotiekiu pumpuojama į reikiamą vietą.

Laikui bėgant drėgmė visiškai išgaruoja, susidaro tankus dirvožemio sluoksnis. Jei jis sutankintas volu, toks gruntas tampa visai tinkamas komunikacijų linijoms (kelių ir geležinkelių) tiesti.

Didysis šio metodo technologinis pranašumas yra galimybė sukurti beveik bet kokios sudėtingumo kategorijos dirvožemius.

Hidromechaninis tobulinimas naudojant siurbiamąsias žemsiurbes

Atliekant rezervuarų dugno darbus, rankinis kasimas, taip pat naudojant tradicines žemės kasimo mašinas, neįtraukiamas. Reikalingi specialūs laivai.

Girgimo sviedinys yra plaukiojantis laivas, aprūpintas specialia įranga. Galingas siurblys siurbia eroduotą gruntą iš rezervuaro dugno ir dujotiekiu transportuoja į laivo triumą, arba į pagalbinį transportavimo laivą, arba išmeta galinga srove toli nuo kasimo vietos.

Panašios siurbiamos žemsiurbės buvo pritaikytos gilinant ir valant laivų farvaterius sekliame vandenyje, gilinant upes, siekiantnepertraukiama navigacija, taip pat deimantų gavyba iš vandenynų šelfo.

Dirvožemio masė įsiurbiama per vamzdį. Dumblui ir minkštam dirvožemiui siurbti vamzdyje nėra papildomo kasyklos. Pastarųjų buvimas yra būtinas kuriant tankius dirvožemius. Pagal kūrimo sudėtingumą šis metodas pirmauja. Specialiojo transporto eksploatavimas ir priežiūra, jo parkavimas uosto akvatorijoje yra labai brangus. Aptarnaujančio personalo kvalifikacijai keliami aukšti reikalavimai.

Užšalusių dirvožemių vystymas

Plėtrai amžinojo įšalo sąlygomis, taip pat uolų uolienų vystymuisi naudojami galingi nukreipti sprogimai. TNT, amonitas ir rinkliava gali būti naudojami kaip sprogmenys.

Sprogstamus sviedinius galima dėti tiek ant paviršiaus, tiek giliai į išgręžtas skyles arba natūralias ertmes.

Vadinamieji gręžinių mokesčiai naudojami kuriant didelį baseino plotą, taip pat išpilant gruntą. Iš anksto išgręžtuose gręžiniuose montuojami sprogstamieji sviediniai. Minimalus gręžinio skersmuo yra 200 mm. Siekiant padidinti užtaisų ardomąją galią, skylės iš išorės uždengiamos smėliu arba smulkia uoliena (susidaro gręžiant gręžinius).

Shpurovye užtaisai naudojami, kai reikia iškasti nedidelį grunto kiekį. Galima atlikti tiek atviroje, tiek požeminėje kasyboje. Skylės yra savotiški apvalkalai. Turi 25 skersmenįiki 75 milimetrų. Jie pripildyti sprogstamųjų medžiagų daugiausia dviem trečdaliais. Likusi erdvė užpildyta uoliena (siekiant priimti nukreiptą sprogimo bangą ir pasiekti didžiausią teigiamą poveikį).

Kameros rinkliavos. Šio tipo įkrovimas naudojamas, kai reikia iškasti didelius grunto kiekius nukreipiant išmetimą. Metodo esmė yra tokia. Darbo zonoje įrengiami vertikalūs šuliniai arba horizontalūs tuneliai, kurių sienose išgręžiamos aklinos skylės krūviams pakloti. Padėjus sprogmenis, angos ir šuliniai uždengiami gruntu (tai leidžia padidinti sprogimo galią). Išmetimo kryptis užtikrina netolygus sprogmens padėjimas. Taigi, vienoje pusėje gali būti kelis kartus daugiau gręžinių įkrovimui. Taip pat šiuo tikslu gali būti naudojamas sprogimų neatitikimas.

Vadinamasis plyšinis įkrovimas daugiausia naudojamas kuriant dirvožemį amžinojo įšalo sąlygomis. Vargu ar įmanoma atlikti kryptingą tokios uolos paleidimą. Tačiau atlaisvinti jį taip, kad ateityje jį būtų galima nuimti buldozeriu ar ekskavatoriumi, yra gana realu. Tam naudojamas įrankis, kuris pagal veikimo principą ir išvaizda primena diskinį metalo pjaustytuvą. Tik, žinoma, toks įrankis turi daug didesnį dydį. Toks pjaustytuvas išpjauna savotiškus griovelius žemėje iki 2,5 metro atstumu vienas nuo kito. Sprogmuo dedamas ne į kiekvieną griovelį, o per vieną – tuščiavidurė neužpildyta erdvė veikia kaip kompensatorius. sprogimo bangasusmulkina dirvą, ir ji pasislenka ertmės link. Tokiems darbams reikia kruopštaus pasiruošimo ir išsamios projekto studijos.