Mullaarenduse meetodid

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Ehitus- ja kaevandamistööde käigus tehakse kaevetööd traditsiooniliselt ühel kolmest viisist: lõikamine, hüdromehaaniline purustamine ja lõhkamine.

Insener teeb valiku konkreetse meetodi kasuks, lähtudes tehtava töö mahust, pinnase iseloomust, olemasolevatest tehnilistest arendusvahenditest jne.

Kui väike ekskavaator saab hõlpsasti hakkama maamaja ehitamiseks mõeldud vundamendi süvendi kaevamisega, siis kaevandamisel on vaja kasutada tervet rida masinaid ja mehhanisme. Pealegi ei osale enamik neist tootmisvahenditest otseselt mulla arengust. Nende eesmärk on teenindada tootmisprotsessi ja tagada tegevuse järjepidevus.

Muldade omadused

Muld on maakoore pealmine kiht, mille moodustavad murenenud kivimid. Sõltuv alt tihedusest ja päritolust võib mullad klassifitseerida:

• Kivine (selline pinnas on niiskuskindel, tõmbetugevus on üle 5MPa). Sellesse kategooriasse kuuluvad graniit, lubjakivi ja liivakivi.
• Poolkivine (tõmbetugevus kuni 5 MPa). Näiteks: savi, kips, mergel.
• Jäme klast – poolkivistest ja kõvadest kivimitest tsementeerimata killud.
• Liivased (need on hajutatud (läbimõõduga kuni 2 millimeetrit) kivimite osakesed).
• Savi (peened (0,005 mm läbimõõduga) kivimiosakesed).

Pullase käsitsi arendamine kaevikus on üsna töömahukas protsess. Põhimõtteliselt ei saa seda kivide kaevandamisel teha.

Muldade koostis sisaldab tahkeid osi, vett ja mitmesuguseid gaase (akumuleeruvad pooridesse). Mulla niiskus on väärtus, mis iseloomustab vedeliku massi ja tahkete ainete massi suhet ruumalaühiku kohta. See võib varieeruda laias vahemikus ja selle väärtuseks võib olla üks (liiv) kuni kakssada protsenti (muda reservuaaride põhjas).

Arendusprotsessis olev maapind suureneb. See on tingitud pooride ja õõnsuste moodustumisest. Mahumuutuse suurust iseloomustab kobestamiskoefitsient (pinnase enne tööd hõivatud mahu ja pinnase arendamise järel hõivatud mahu suhe). Aja jooksul kobestatud pinnase tihedus väheneb (looduslik tihenemine). Samuti on võimalik teostada pinnase sundpressimist raskete ehitustehnika abil. Sellise pinnase tihedus läheneb algsele, kuigi mõnevõrra väiksem. Seda erinevust võib tähelepanuta jätta, eriti kunaaja jooksul ja see kaob ning pinnas ise taastab täielikult oma omadused (vananeb).

Muldade mehaanilised omadused (eelkõige tugevus ja deformeerumisvõime) sõltuvad osakeste vahelise sideme koostisest ja olemusest. Arendamise käigus ühendused hävivad, tihendamisel taastatakse.

Arengu kärpimine

Sel viisil pinnase arendamiseks kasutatakse pinnase transpordi- ja pinnase teisaldamismasinaid.

Töö ajal mõjutab lõiketööriist väga märkimisväärseid hõõrde- ja mehaanilisi koormusi. Sellistes tingimustes ei pea tavaline konstruktsioonitõstuk kaua vastu. Seetõttu on töökorpuse lõikeserv tugevdatud metallkeraamiliste elementide või spetsiaalsete terastega. Komposiitkeraamilised-metallplaadid on töös kõige tõhusamad. Kuid nende maksumus on üsna kõrge. Seetõttu tugevdatakse ämbrid enamasti kulumiskindlatest sulamitest valmistatud joodetud elektroodidega. Muuhulgas omab selline kopp töötamise ajal iseteritumist kopa tavalise terasosa kiirema kulumise tõttu.

Sellised masinad lõikavad teatud mullakihi. Lõigatud mass transporditakse spetsiaalse konveieriga prügimäele või valatakse koheselt kallurautosse, et transportida karjääri või mujale ehitusobjektile. Sellesse kategooriasse kuuluvad kaevetööd ekskavaatoriga.

Ekskavaatorite tüübid

Sõltuv alt kopa konstruktsioonist ja parameetritest jagunevad ekskavaatorid järgmisteks tüüpideks:

• single-bucket;
• pöörd- ja kett (mitme kopaga);
• freesimine.

Kõige levinum on ühe kopaga ekskavaator. Seda tüüpi masin on mitmekülgne ja väga hea manööverdusvõimega. Ämbri optimaalne kasulik maht on 0,15 kuni 2 kuupmeetrit. Massiivsema ja mahukama kopaga ekskavaatoriga (ühekopaga) kaevamine ei ole majanduslikult otstarbekas, kuna seadmete hüdraulika ja mehaanilised osad ebaõnnestuvad sageli suurte koormuste tõttu.

Sõltuv alt ajamimehhanismist jagunevad pinnase teisaldamismasinad ka roomikuteks ja autodeks. Samuti on olemas nn kõndivad ekskavaatorid, samuti pneumaatilised ratasekskavaatorid. Praktikas on sellised masinad aga äärmiselt haruldased, kui need kunagi silma jäävad. Isegi kogenud ehitajad ja isegi siis ei saa kõik kiidelda, et on kunagi seda tüüpi masinatega samas rajatises töötanud.

Labdaekskavaatori kasutamine

Seda tüüpi ekskavaatoriga saab pinnast välja kaevata nii küljelt kui ka otse läbi. Esimesel juhul teeb ekskavaator tööd mööda liikumistelge. Samal ajal kukub pinnas teiselt poolt üles sõitva veoauto taha.

Teisel juhul tehakse tööd ekskavaatori ees ja laadimiseks mõeldud sõidukid toidetakse tagant.

Kui teil on vaja teha oluline kaevetööd suure sügavusega, siis pole mehhaniseeritud kaevamisele alternatiivi. Kõik tööd tehakse läbi mitme arendamiseetapid (tasemed). Tasand ei ületa kaevesügavuse osas konkreetse ekskavaatorimudeli tehnoloogilisi võimalusi.

Ämbri-ämbri operatsioon

Seda tüüpi masin on pideva toimemehhanismi suurepärane näide. Seetõttu on sellise ekskavaatori jõudlus muidugi suurusjärgu võrra suurem kui tavaliste ühe kopaga masinate jõudlus. Kuid tuleb öelda, et selliseid seadmeid kasutatakse ainult suuremahuliste rajatiste ehitamisel. Seda tüüpi seadmed on täiesti sobimatud kaevetöödeks väikeses kaevikus: väga kallis hooldus, väga suur kütusekulu.

Töötavad kopad saab kinnitada ketile või rootorile. Sellest ka ekskavaatorite nimi: kett ja pöörlev.

Seda tüüpi ekskavaatoreid saab kasutada 2. rühma pinnase arendamiseks. Kuigi praktikas on juhtumeid, kui sellised masinad tulid kergesti toime 1 … 3 rühma muldadega. Pinnas peaks olema suhteliselt puhas, ilma suurte kivide ja võimsate kändudeta.

Maa teisaldusmasinate arendus

Üks masin ühes töötsüklis teostab kivimi ekstraheerimist ja selle liikumist lühikestel vahemaadel. Nende masinate hulka kuuluvad kaabitsad, teehöövlid ja buldooserid.

Kaabitsaid kasutatakse suuremahuliste tööde tegemiseks. Need masinad on väga produktiivsed, neid saab kasutada 1 … 4 tüüpi mullatingimustes. Kuid vaatamata uskumatule võimsusele ei saa kaabits hakkama tiheda pinnasega. Seetõttu tuleb sellised pinnased esm alt kobestada. Selle masina saab ühe liigutusega eemaldadakuni 320 millimeetri paksune mullakiht. Konkreetne väärtus sõltub võimsusest, kopa kujust ja kaabitsa mudelist.

Kaabitsakopa põhi on varustatud teraga. See ei ole nuga, millega enamik inimesi köögis toitu lõikab. Sel juhul keevitati peale kulumiskindlast ja isetugevdavast Hadfieldi terasest riba.

Buldoosereid kasutatakse madalal sügavusel ja pikkadel vahemaadel töötamiseks. Samuti kasutatakse seda tüüpi masinaid süvendite põhja puhastamiseks ja tasandamiseks, mille väljatöötamise viisid läbi suured ekskavaatorid.

Sügavuseni, milleni buldooser läbi tasandite liigub. Taseme sügavus on võrdne kihi suurusega, mille masin saab ühe käiguga eemaldada. On väga oluline, et buldooseri tööliikumine toimuks kallakul. See võimaldab jõuallikaid mõnevõrra maha laadida ja minimeerida seadmete rikke tõenäosust.

Treiderite võimsus ja potentsiaal on väikesed. Neid kasutatakse peamiselt dekoratiivtöödel: muldkehad ja nõlvad, planeerimistööd.

Hüdromehaanilise arenduse kirjeldus ja ulatus

Sel juhul ei tule muldade käsitsi arendamine kõne allagi. Samas nagu mullatöömasinate kasutamisel. Haare on väga lai: tehisreservuaaride loomisest teede ehitamiseni. Tehnoloogia võimaldab ka soistel ja üleujutusohtlikel rannikualadel elamu- ja tööstusarenduse alasid taastada. Kõik protsessid on mehhaniseeritud. See kaevamisviis nõuabluua spetsiaalne infrastruktuur, mistõttu on soovitatav seda kasutada ainult väga suure eelseisva töömahu puhul.

Hüdromehaaniline arendus hüdromonitoride abil

Selle arendusmeetodi olemus on järgmine: pinnas pestakse kõrge rõhu all (umbes 15 MPa) veejoaga välja. Saadud mudamass (professionaalide slängis - pulp) koguneb esialgu vahepaakidesse ja se alt pumbatakse see läbi torustiku õigesse kohta.

Aja jooksul aurustub niiskus täielikult ja moodustub tihe mullakiht. Kui see rulliga tihendada, muutub selline pinnas üsna sobivaks sideliinide (maanteed ja raudteed) ehitamiseks.

Selle meetodi suur tehnoloogiline eelis on võime arendada peaaegu igasuguse keerukusega muldasid.

Hüdromehaaniline arendus, kasutades imemissüvendajaid

Tööde tegemisel veehoidlate põhjas on käsitsi kaevamine, samuti traditsiooniliste pinnase teisaldusmasinate kasutamine välistatud. Vaja on spetsiaalseid laevu.

Süvendusmürsk on spetsiaalse varustusega varustatud ujuvvahend. Võimas pump pumpab erodeeritud pinnase reservuaari põhjast välja ja transpordib selle torujuhtme kaudu kas aluse trümmi või abitranspordilaevale või viskab võimsa joaga eemale kaevamiskohast.

Sarnased imemissüvendajad on leidnud rakendust laevade faarvaatri süvendamiseks ja puhastamiseks madalas vees, jõgede süvendamisel, et tagadakatkematut navigeerimist, aga ka teemantide kaevandamist ookeanide riiulitelt.

Mullamass imetakse läbi toru. Muda ja pehme pinnase imemiseks ei ole toru varustatud täiendava ripperiga. Viimase olemasolu on vajalik tihedate muldade kujunemisel. Vastav alt arenduse keerukusele on see meetod esikohal. Eritranspordi käitamine ja hooldus, selle parkimine sadamaakvatooriumis on väga kulukas. Teeninduspersonali kvalifikatsioonile kehtivad kõrged nõuded.

Külmunud muldade arendamine

Igikeltsa tingimustes arendamiseks, aga ka kiviste kivimite arendamiseks kasutatakse võimsaid suunatud plahvatusi. TNT-d, ammoniiti ja teemaksu saab kasutada lõhkeainetena.

Plahvatusohtlikke mürske saab asetada nii pinnale kui ka sügavale eelnev alt puuritud aukudesse või looduslikesse õõnsustesse.

Nn puurkaevu tasusid kasutatakse basseini suure ala arendamiseks, aga ka pinnase kaadamiseks. Eelpuuritud kaevudesse paigaldatakse lõhkekehad. Puuraugu minimaalne läbimõõt on 200 mm. Laengute hävitava jõu suurendamiseks kaetakse augud väljastpoolt liiva või peene kivimiga (tekib kaevude puurimisel).

Shpurovye laenguid kasutatakse siis, kui on vaja välja kaevata väike kogus pinnast. Võimalik teostada nii avakaevandamisel kui ka allmaakaevandamisel. Augud on omamoodi kestad. Läbimõõt on 25kuni 75 millimeetrit. Lõhkeainetega on need täidetud maksimaalselt kahe kolmandiku ulatuses. Ülejäänud ruum täidetakse kiviga (et võtta vastu suunatud lööklaine ja saavutada suurim kasulik mõju).

Kambritasud. Seda laadi laengut kasutatakse siis, kui on vaja välja kaevata märkimisväärses koguses pinnast suunatud väljaviske abil. Meetodi olemus on järgmine. Tööpiirkonnas on vertikaalsed kaevud või horisontaalsed tunnelid, mille seintesse puuritakse laengute paigaldamiseks pimedad. Pärast lõhkeainete paigaldamist kaetakse sisendid ja kaevud pinnasega (see võimaldab suurendada plahvatuse võimsust). Väljapaiskumise suuna tagab lõhkeaine ebaühtlane paigutus. Seega võib ühel küljel olla laengute jaoks mitu korda rohkem puurimisauke. Sel eesmärgil võib kasutada ka plahvatuste mittevastavust.

Nn pilulaengut kasutatakse peamiselt mulla arendamisel igikeltsa tingimustes. Sellise kivi sihitud vabastamine on vaev alt võimalik. Aga lahti lasta, et edaspidi buldooseriga või ekskavaatoriga eemaldada, on üsna reaalne. Selleks kasutatakse tööriista, mis oma tööpõhimõttelt ja välimuselt meenutab metalli ketaslõikurit. Ainult loomulikult on sellisel tööriistal palju suurem suurus. Selline lõikur lõikab maasse omapärased sooned üksteisest kuni 2,5 meetri kaugusel. Lõhkeainet ei asetata igasse soonde, vaid läbi ühe - õõnes täitmata ruum toimib kompensaatorina. lööklainepurustab mulda ja see nihkub õõnsuse poole. Sellised tööd nõuavad hoolikat ettevalmistust ja projekti üksikasjalikku uurimist.