Прокладка траншей — один из самых распространенных видов земельных работ. В зависимости от назначения, характеристик грунтов, климатических и гидрогеологических условий, определяются их размеры и профили.
При организации работ учитывайте размеры рабочего пространства, рельеф местности, коммунальные магистрали, наличие препятствий и других стесняющих условий и особенностей.
По геометрическим размерам сечения траншеи бывают:
- прямоугольные – с вертикальными стенками;
- трапецеидальные – одна или две стенки имеют наклон относительно вертикальной оси (откос).
Траншеи с одним и тем же заданным профилем можно разрабатывать, используя различные технологии. Рассмотрим методы разработки траншей экскаваторами с помощью различных видов навесного оборудования.
Штатные ковши
Предназначены, в основном, для рытья котлованов. Ими тоже разрабатывают траншеи в некоторых случаях, но чаще всего такая работа имеет низкую эффективность. Дело в том, что минимальная ширина выемки будет такой же, как ширина ковша или даже больше из-за осыпания грунта с боковых стенок, если грунт слабый. И когда траншея, например, нужна для прокладки линии газопровода местного значения, штатный ковш, даже экскаватора-погрузчика, имеющий ширину 600 мм, будет вынимать больше грунта, чем это необходимо, когда было бы достаточно вырыть траншею 300-400 мм. При этом после прокладки коммуникации нужно выполнить обратную засыпку.
Другой пример — нужно сделать широкую выемку с откосами под прокладку подземного магистрального нефтепровода глубиной более 2 метров. Наличие откосов — обязательное требование технадзора, их угол выбирается, исходя из свойств грунта, для обеспечения безопасной работы людей внутри траншеи.
Работая штатным ковшом полноповоротного экскаватора, операторы соскребают края выемки. Формирование откосов производится поворотом рукояти с небольшим смещением поворотной платформы, с многократным повторением данной последовательности действий. Характерные следы такой работы — наличие борозд на откосах, оставляемых коронками ковша.
Как и предыдущий пример — это тоже достаточно энерго- и трудозатратный метод. Достаточно часто заказчики требуют вырыть траншею определённой длины в смену, из-за чего качество откоса будет во многом зависеть от уровня мастерства экскаваторщика.
В целом, применение штатных ковшей для рытья траншей — это наименее эффективный метод.
Повысить эффективность разработки траншей можно за счет различных видов специализированного навесного оборудования, которые будут рассмотрены далее.
Траншейные ковши
Траншейные ковши имеют форму, которая повторяет геометрические размеры сечения будущей траншеи. Они бывают либо узкой прямоугольной формы, либо профильные с наклоненными стенками для трапецеидальных траншей.
Узкие траншейные ковши имеют ширину меньше, чем у штатных. При работе они формируют прямоугольную траншею конкретной заданной ширины, таким образом исключается лишняя выемка грунта и допзатраты на обратную засыпку. Минимальная ширина оборудования зависит от конкретной модели экскаватора и ограничена шириной его рукояти, для обеспечения возможности рыть траншею на максимальной глубине, полностью используя длину рабочего оборудования экскаватора. Использование узких ковшей — наиболее часто применяемый способ разработки траншей.
Профильные ковши за счет наклона боковин сразу формируют заданный угол откоса. Угол наклона боковин составляет от 30° до 60° относительно горизонта. За один рабочий цикл сразу формируется ровная наклонная боковая поверхность на всю длину боковины ковша. Скорость и качество работ, относительно работы штатным ковшом, повышаются в несколько раз. В частности, профильные ковши применяются для рытья и восстановления траншей открытого типа, таких как кюветы вдоль автомобильных и железнодорожных дорог, а также другие водоотводные канавы симметричной формы.
Планировочные ковши
Водоотводные канавы с течением времени теряют свою первоначальную форму под воздействием ветров и атмосферных осадков. Восстановление их первоначального профиля возможно с применением планировочных ковшей. У них отсутствуют зубья. Они имеют ширину больше, чем штатный ковш, и относительно небольшой радиус копания. Специальная форма позволяет выравнивать стенки траншей при расчистке кюветов.
Бывают двух типов: с жестким креплением (без наклона) и наклонные.
При работе обычным планировочным ковшом с жестким креплением, например, с дорожным полотном, рабочее оборудование экскаватора располагается строго под прямым углом к траншее и осуществляется вырывание поверхности стенок траншеи на всю ширину режущей кромки.
Преимуществом ковша с наклоном является возможность охватывать большую рабочую зону, располагая экскаватор сбоку от траншеи либо над ней в зависимости от условий на объекте.
Уменьшается количество перестановок экскаватора и повышается скорость работ относительно простого планировочного ковша. К тому же, наклон позволяет компенсировать неровность рабочей площадки.
Важно учитывать, что для работы наклонного планировочного ковша экскаватор должен быть оснащен реверсивной силовой гидролинией для навесного оборудования.
Ковши-рыхлители
В условиях, когда стоит задача прорыть канаву в тяжелых, например, мерзлых, грунтах, применяются ковши-рыхлители. Особенностью ковша-рыхлителя является дельтовидная форма ножа с выступающей посередине центральной коронкой относительно двух боковых и центрального внутреннего ребра, усиливающего конструкцию ковша. Такая конструкция, за счет последовательного контакта с грунтом режущих элементов, позволяет увеличить проникающую способность ковша. Например, такие ковши часто применяются для прокладки магистральных газо-и нефтепроводов в северных регионах.
Тилтротатор + ковш
Сам по себе тилтротатор является носителем для других видов оборудования и добавляет им возможность наклоняться и вращаться на 360° в обе стороны. Так, например, используя обычный траншейный ковш прямоугольной формы, можно выполнять работы по рытью и восстановлению траншей с откосами. Аналогичным образом можно использовать планировочный ковш с жёстким креплением. При этом можно делать выемки с несимметричным профилем, когда откосы имеют разный угол наклона, как у нагорных канав для перехвата стекающей со склона воды.
При рытье и восстановлении кюветов с помощью профильного ковша тилтротатор позволяет расположить экскаватор в стороне от траншеи, там, где нет возможности установить экскаватор непосредственно над ней, как это делается при расчистке водоотводных канав на рисовых полях.
Дефицит доступного рабочего пространства также часто встречается в городской среде, например, когда нужно вырыть траншею параллельно в близости к стене дома. В данном случае экскаватор располагается в некотором отдалении от строения, с помощь функции вращения ковш позиционируется вдоль стены. Направляя рабочее оборудование экскаватора и корректируя угол наклона тилтротатора, оператор производит выемку грунта.
Вибротрамбовки
Гидравлическая навесная вибротрамбовка — универсальное оборудование, широко применяемое в строительстве при укладке и ремонте различных инженерных сетей, таких как трубопроводы, кабели, канализационные системы, а также для формирования фундаментов.
Основная задача вибротрамбовки — укрепление траншей. В отличие от обычных ручных вибротрамбовок или катков, гидравлические навесные модели способны уплотнять не только основание (дно) траншеи, но и её боковые поверхности, что позволяет эффективно работать даже в труднодоступных местах. Качество уплотнения траншеи влияет на целостность уложенных в неё коммуникаций, поскольку пустоты или слабо уплотненные боковые стенки часто приводят к обрушению или оседанию грунта.
Дополнительным преимуществом гидравлической навесной вибротрамбовки является опция установки отвала, что расширяет возможности оборудования. С отвалом вы можете:
- Выполнять грубую планировку, что особенно эффективно при обустройстве подушек траншеи с последующим уплотнением;
- Производить обратную засыпку.
Роторные фрезы
Зачастую траншеи нужно прокладывать в мерзлых или скальных грунтах. Обычные ковши не справляются с такими задачами. Строители применяют специализированное гидравлическое навесное оборудование.
Роторные фрезы HammerMaster могут нарезать траншеи шириной от 500 до 2000 мм за один проход как в мягких породах, так и в скале и армированном бетоне. Ввиду особенностей холодного фрезерования, связанных с профилированием, боковые поверхности и дно траншеи после прохода фрезы не нужно дорабатывать. Траншея может быть как П-образная, так и трапецеидальная. Фреза может обойти любые по конфигурации коммуникации, находящиеся на траектории.
Даже когда исходный материал слишком прочный для работы роторной фрезы, она отлично подходит для выравнивания дна в соответствии с проектом. Быстро фрезы дорабатывают стенки и основание до нужных параметров. Ими же можно формировать подушку под трубу.
Ограничением по использованию роторных фрез являются два фактора: возможность применения достаточно тяжелых экскаваторов от 30 и выше тонн и высокая прочность скальных пород, через которые проходит траншея. Требование по тоннажу экскаватора связано с гидравлической мощностью машины-носителя, которую нужно передать на режущие барабаны для высокого крутящего момента и вырывающего усилия.
Дисковые фрезы
Созданы для прокладки узких траншей под кабели и оптоволокно в скальных и мерзлых грунтах. Они позволяют формировать глубокие, неширокие слоты, экономя время на разработку и последующую засыпку. Разработаны три модели дисковых фрез HammerMaster со специальными фрезерными дисками. Они способны вырезать слоты шириной до 0,13 метра и глубиной до 1 метра. Диски могут изготовить по размерам, заданным заказчиком.
Серия DMW оснащена двумя гидромоторами, расположенными по обе стороны диска на одном валу, что придает конструкции необходимую жесткость и мощность. Такое инженерное решение обеспечивает высокое усилие резания и отличную производительность даже при работе с твердыми скальными породами и армированным бетоном, прочность которого на одноосное сжатие достигает 120 МПа.
Дисковые фрезы HammerMaster имеют прочный и удобный в управлении корпус в виде консоли, на который устанавливается фрезерный диск. Глубину фрезерования можно регулировать с помощью системы стабилизации заглубления.
К дополнительным опциям для дисковых фрез HammerMaster DMW относятся защитный кожух, который уменьшает площадь выброса отфрезерованного материала, а также система заглубления. С её помощью фрезерное колесо погружается в породу безопасно и без отскоков, опираясь на неё как на «пятку».
Ограничение по применению — тоннажность машины-носителя и прочностью горных пород. Нецелесообразно применять дисковые фрезы при прокладке траншеи в скальных породах на экскаваторах легче 30 тонн или на породах, превышающих прочность на одноосное сжатие 60-80 МПа.
Виброрыхлители
Виброрыхлитель — это навесное оборудование для вскрышных работ и разработки средних и тяжелых грунтов с высокой степенью трещиноватости: гипс, известняк, уголь, сланец, песчаник и другие. Риппер отделяет целые пласты породы, воздействуя не столько ударом, сколько вибрацией. Это простое в обслуживании оборудование. Его не нужно точно позиционировать, как это требуется при работе гидромолотом. Эксплуатационные затраты при этом значительно ниже.
Ограничение по применению виброрыхлителей — высокая прочность скальных пород и отсутствие трещиноватости в них. Риппер не предназначен для разработки монолитов.
Мегарыхлители
Задачи по прокладке широких выемок, от 2,5 м, в мерзлых или средней прочности грунтах можно решить и с помощью мегарыхлителя.
Рукоять-рыхлитель MEGA RIPPER — это комплект, состоящий из укороченной стрелы, усиленного гидроцилиндра и рукояти-рыхлителя со сменной коронкой. Он устанавливается на экскаваторы массой от 30 тонн, заменяя стандартное рабочее оборудование и крепясь к штатным местам стрелы на поворотной платформе экскаватора. Мега рыхлители используются для рыхления мерзлых грунтов, а также скальных пород мягкой и средней твёрдости: сланец, песчаник, выветренный известняк и другие.
Конструкция мегарыхлителей обеспечивает высокую производительность, особенно при рытье траншей для магистральных нефте- и газопроводов в Арктической зоне, где требуются работы большой протяженности. Обычно для таких задач привлекаются тяжелые бульдозеры с рыхлителями. Использование экскаваторов с мегарыхлителями на подобных объектах позволяет отказаться от бульдозеров, повысить производительность работ и снизить затраты.
Гидромолот
Если выемка ведется на мерзлом грунте, стоит оснастить экскаватор гидравлическим молотом. Гидромолоты применяются для дробления камней и разрушения горных пород. Они гарантируют эффективное разрушение материала независимо от условий эксплуатации. Мембранные гидромолоты HammerMaster обеспечивают стабильную высокую ударную мощность благодаря герметичному пневмогидроаккумулятору (ПГА). Кроме того, они не требуют прижима, что сокращает время на позиционирование. Ударная сила мембранного молота остается постоянной, не требуя регулярной дозаправки, что позволяет уделять больше времени работе и меньше — техническому обслуживанию.
Роторные ковши
Разработка траншей не ограничивается их строительством. Она включает и обратную засыпку. Для этого применяют либо специально привезенный из карьера песок, либо, если проект допускает такое решение, обратную засыпку извлеченного материала. Обычно это обходится существенно дешевле, чем специально привозить материал.
Основные задачи роторных ковшей — дробление и сортировка мерзлого грунта для последующей обратной засыпки. При прокладке трубопроводов в скальных, гравийно-галечниковых и щебенистых породах необходимо создать слой из мягкого грунта толщиной не менее 10 см. Защитное покрытие труб также должно быть закрыто таким же грунтом слоем не менее 20 см выше трубы. Для формирования подушки под трубу и обратной засыпки мягким грунтом используются роторные ковши. Они могут просеивать и дробить извлеченный материал, обеспечивая нужную крупность фракции.
Роторный ковш — гидравлическое оборудование с двумя, тремя или четырьмя валами, вращающимися в одном направлении. На валах установлены сменные ножи для сортировки или дробления материала. Корпус оснащен скребками, которые очищают рабочие поверхности, что предотвращает налипание материала на ножи и обеспечивает их работоспособность даже на самых сложных горных породах. Благодаря мощным гидромоторам, сменным ножам и усиленной конструкции, это оборудование подходит для работы в тяжелых условиях с крупным и абразивным материалом.
Статья была полезной?
Если после данного обзора у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция».
Задать вопрос специалисту
Если у вас все же остались вопросы, недостающую информацию вы всегда можете получить у менеджеров Группы компаний «Традиция»
