[go: up one dir, main page]

RU2053330C1 - Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit - Google Patents

Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit Download PDF

Info

Publication number
RU2053330C1
RU2053330C1 SU4884023A RU2053330C1 RU 2053330 C1 RU2053330 C1 RU 2053330C1 SU 4884023 A SU4884023 A SU 4884023A RU 2053330 C1 RU2053330 C1 RU 2053330C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
soil
trench
rotor
screw
layer
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.С. Сухоруков
Е.Я. Красильщиков
А.В. Сухоруков
Original Assignee
Сухоруков Василий Семенович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сухоруков Василий Семенович filed Critical Сухоруков Василий Семенович
Priority to SU4884023 priority Critical patent/RU2053330C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2053330C1 publication Critical patent/RU2053330C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Soil Working Implements (AREA)

Abstract

FIELD: building covered pipeline. SUBSTANCE: stacking layer of rich soil removed along the run and extracted from the trench is carried out on one side of the run being laid. Stacking soil is carried out in front of the trench and earlier placed bank of the rich soil. Trench filling and rich soil distributing are performed by the same device that develop those. Device for carrying out the method includes base motor vehicle with installed rotor to excavate the soil from the trench and a warm to remove rich soil. Conveying rich soil into the bank being stacked is performed by the warm. Throwing unit is installed on rotor frame to convey soil. The throwing unit is made in the form of concave plates of changeable curvature. Replaceable looseners with grid-type work surface are installed on both sides on rotor frame to compress the soil. EFFECT: high productivity. 6 cl, 24 dwg

Description

Изобретение относится к ведению земляных работ, в частности при строительстве закрытых трубопроводов. The invention relates to earthworks, in particular during the construction of closed pipelines.

Известен принятый за прототип способ ведения земляных работ при строительстве закрытого трубопровода, включающий снятие растительного слоя грунта (гумуса) бульдозерами (с будущей трассы строительства), отрывку траншеи роторным экскаватором, обратную засыпку траншеи бульдозерами, рекультивацию гумусного слоя (возвращение гумусного слоя на прежнее местонахождение, т.е. на дневную поверхность строящейся трассы и его распределение по этой поверхности толщиной, равной толщине ранее снятой). A known accepted as a prototype method of excavation during the construction of a closed pipeline, including the removal of the vegetative layer of soil (humus) with bulldozers (from the future construction route), a fragment of the trench with a rotary excavator, backfilling of the trench with bulldozers, the restoration of the humus layer (returning the humus layer to its previous location, i.e., on the day surface of the route under construction and its distribution on this surface with a thickness equal to the thickness previously removed).

Недостатками способа являются:
малая точность (по толщине) выполняемых работ в пределах не менее ±5 см, что составляет 30-60% при толщине снимаемого слоя, равной 15-30 см;
низкое качество ведения земляных работ бульдозерами (несогласованность толщины смежных проходов ±3 см при толщине слоя, срезаемого за один проход машины, равного 10-15 см), что вызывает перемешивание большого количества гумуса с инертным (ранее разработанным подстилающим слоем глиной, песком и т.п. грунтом);
отсутствие уплотнения грунта обратной засыпки и рекультивированного гумусного слоя, что сопутствует развитию эрозии в дождливый и весенний периоды времени, что сопутствует возникновению оврагов, так как малопрочные нарушенные структуры почвогрунта (гумусного слоя) быстро размываются водой на склонах дневной поверхности, а прямолинейность отрытой ранее траншеи и засыпанной не уплотненным грунтом содействует концентрации водного потока, содействует сбору множества мелких ручейков в единый мощный водный поток, ширина которого ограничивается вертикальными стенками траншеи, состоящей из целика ненарушенного грунта, имеющего более высокую прочность в сравнении с насыпным не уплотненным грунтом;
низкая производительность бульдозеров на выполнении земляных работ из-за малого количества перемещаемого грунта и вынужденной постоянной работе двигателя на легких режимах;
низкая эффективность способа из-за применения большого количества малопроизводительных машин и сложности организации работ.
The disadvantages of the method are:
low accuracy (in thickness) of the work performed within not less than ± 5 cm, which is 30-60% with a thickness of the layer to be removed equal to 15-30 cm;
poor quality of earthmoving by bulldozers (inconsistency of the thickness of adjacent passages ± 3 cm with a layer thickness cut off in one pass of the machine equal to 10-15 cm), which causes mixing of a large amount of humus with inert (previously developed bedding layer of clay, sand, etc. n. soil);
the lack of compaction of the backfill soil and the reclaimed humus layer, which accompanies the development of erosion in rainy and spring periods of time, which accompanies the occurrence of ravines, since low-strength disturbed soil structures (humus layer) are quickly eroded by water on the slopes of the day surface, and the straightness of the previously opened trench and filled with not compacted soil helps to concentrate the water flow, helps to collect many small streams into a single powerful water stream, the width of which is limited it is called the vertical walls of the trench, which consists of a pillar of undisturbed soil, which has a higher strength in comparison with bulk not compacted soil;
low productivity of bulldozers on earthwork due to the small amount of soil being moved and the forced continuous operation of the engine in light conditions;
low efficiency of the method due to the use of a large number of inefficient machines and the complexity of the organization of work.

Известна принятая за прототип землеройная машина непрерывного действия для рытья траншей и каналов, которая включает тягач, рабочий орган роторного типа, ножи-откосники или шнеки и ленточный конвейер. Ротор отрывает выемку с вертикальными стенками, ножи-откосники или шнеки делают наклон стенок более пологим, ленточный конвейер перемещает грунт за пределы разрабатываемой выемки. Known adopted for the prototype continuous digging machine for digging trenches and channels, which includes a tractor, a working body of the rotary type, knives, slopes or screws and a conveyor belt. The rotor tears off a recess with vertical walls, knives-slopes or screws make the slope of the walls more gentle, a conveyor belt moves the soil beyond the boundaries of the developed recess.

Недостатком конструкции землеройной машины непрерывного действия является ее узкоспециализированное назначение она может отрывать только траншею с крутыми или пологими стенками, другие земляные работы она выполнять не может. Кроме этого, эта машина имеет сложную конструкцию грунтоперемещающего устройства, выполненную в виде ленточного конвейера, включающего раму пространственной конструкции, прорезиненную ленту, приводной и натяжной барабаны и большое количество опорных и поддерживающих роликов, каждый из которых кроме корпуса и вала имеют не менее двух подшипниковых узлов с грязе- и маслоотражателями, уплотнителями и емкостями-накопителями смазочной жидкости. Недостатком конструкции является также и то, что ленточный конвейер не может быть очень коротким и не может обслуживать работу узкотраншейной машины, разрабатывающей малую площадь забоя, с укладкой малого количества грунта в непосредственной близости от разрабатываемой траншеи. Большая дальность выноса грунта ленточным конвейером является следствием большой длины конвейера и высокой скорости движения его ленты, а вместе с ней и грунта, поэтому машина применяется для разработки большого сечения забоя, когда разработанный грунт требует большой площади его размещения, а следовательно и большой дальности его выноса. The disadvantage of the design of a continuous digging machine is its highly specialized purpose; it can only tear off a trench with steep or gentle walls, it cannot perform other earthwork. In addition, this machine has a complex design of the soil transfer device, made in the form of a conveyor belt, including a spatial structure frame, rubberized tape, drive and tension drums and a large number of support and supporting rollers, each of which, in addition to the housing and shaft, has at least two bearing units with mud and oil deflectors, gaskets and storage tanks for lubricant. The design drawback is also that the conveyor belt cannot be very short and cannot service the operation of a narrow trench machine developing a small face, with laying a small amount of soil in the immediate vicinity of the trench being developed. The long range of soil removal by a belt conveyor is a consequence of the long length of the conveyor and the high speed of its belt, and with it the soil, so the machine is used to develop a large cross-section of the face when the developed soil requires a large area of its placement, and therefore a large range of its removal .

Общим недостатком машины является то, что она выполняет узкоспециализированный вид работы только отрывает траншеи. Другие машины, указанные в известном способе, либо выполняют вспомогательные работы на снятии растительного слоя грунта или обратной его засыпке, но не выполняют ту и другую операции вместе, тем более, что они одна из известных землеройных машин не может выполнять операцию уплотнения грунта. Для этих работ применяют грунтоуплотняющие машины, которые имеют также только узкоспециализированное назначение для уплотнения грунта, другие работы они не выполняют. A common disadvantage of the machine is that it performs a highly specialized type of work only tears trenches. Other machines specified in the known method either perform auxiliary work on removing the vegetative soil layer or backfilling it, but do not perform both operations together, especially since they are one of the known earth-moving machines that cannot perform soil compaction operations. For these works, soil compaction machines are used, which also have only a highly specialized purpose for compaction of the soil, they do not perform other works.

Известны грунтоуплотняющие машины, рабочими элементами которых являются жесткие металлические и пневматические валики. Known soil compaction machines, the working elements of which are rigid metal and pneumatic rollers.

Однако движение этих элементов по рыхлому грунту, отсыпанному большим слоем, затруднено, так как при этом уплотнение происходит сплошной непрерывной полосой при действии больших вертикальных сил и грунт, уплотняясь, сильно уменьшается в объеме, в результате перед валиками образуется большой перепад высоты грунта и движение машины сильно затрудняется. Кроме того, сплошной контакт рабочей поверхности уплотнителя с грунтом не позволяет создать на поверхности грунта высоких контактных напряжений, которые передадутся на большую глубину и позволят уплотнить на большей глубине. Кроме этого, сплошная полоса плотного грунта не позволяет растениям дать хорошие всходы на строящейся трассе и закрепить корнями ее дневную поверхность. However, the movement of these elements on loose soil, sprinkled with a large layer, is difficult, since in this case compaction occurs as a continuous continuous strip under the action of large vertical forces and the soil, being compressed, greatly decreases in volume, as a result, a large difference in the height of the soil and the movement of the machine are formed in front of the rollers very difficult. In addition, the continuous contact of the working surface of the sealant with the soil does not allow the creation of high contact stresses on the soil surface, which will be transmitted to a greater depth and will allow compaction at a greater depth. In addition, a continuous strip of dense soil does not allow plants to give good shoots on the road under construction and to fix its daily surface with roots.

Известны кулачковые катки, которые находят широкое применение для уплотнения связного грунта. Они состоят из гладкого жесткого вальца с закрепленными на нем рабочими элементами, выполненными в виде кулачков. При работе силы тяжести всего катка передаются только одним рядом кулачком на грунт, поэтому валец изготавливается прочным с высокой степенью жесткости, а это увеличивает вес его конструкции. Known cam rollers, which are widely used for compaction of cohesive soil. They consist of a smooth hard roller with fixed working elements made in the form of cams. During operation, the gravity of the entire roller is transmitted only by one adjacent cam to the ground, so the roller is made durable with a high degree of rigidity, and this increases the weight of its structure.

Сосредотачивание больших сил тяжести на малой опорной поверхности кулачка позволяет создать высокие контактные напряжения на поверхности грунта, при этом кулачок внедряется в рыхлый грунт и уплотняет объем в нижней его части. По мере уплотнения кулачок "всплывает", так как толщина уплотненного слоя увеличивается, а не уплотненного уменьшается. Верхняя (дневная) поверхность грунта (5-6 см) после выполнения грунтоуплотняющих работ остается рыхлой. The focusing of large gravity on a small supporting surface of the cam allows you to create high contact stresses on the soil surface, while the cam is embedded in loose soil and compacts the volume in its lower part. As the seal densifies, the cam “pops up” since the thickness of the densified layer increases rather than the densified one. The upper (day) surface of the soil (5-6 cm) after performing soil compaction works remains loose.

Недостатком кулачковых катков является их большой вес, а следовательно и большая металлоемкость своей конструкции из-за необходимости изготовления вальца в виде сплошного цилиндра с большой степенью жесткости такой, чтобы его корпус не деформировался при действии сжимающих и изгибающих сил на периферийную часть кулачков, которые являются консолями, имеющими малую закрепляющую поверхность только торец кулачка и получающими большие изгибающие силы при наезде на камень или ком твердого грунта. Самым большим недостатком кулачковых катков является то, что они работают только на уплотнении связных грунтов малой и средней влажности, при большей влажности рыхлого грунта он залипает между кулачками и сплошной поверхностью вальца, цилиндрическая форма вальца изменяется, качество уплотнения ухудшается. При этом поверхность вальца очень сложно очистить от налипшего грунта. The disadvantage of cam rollers is their large weight, and therefore the high metal consumption of their design due to the need to manufacture a roller in the form of a continuous cylinder with a high degree of rigidity so that its body does not deform under the action of compressive and bending forces on the peripheral part of the cams, which are consoles having a small fixing surface only the end face of the cam and receiving large bending forces when hitting a stone or lump of hard ground. The biggest drawback of cam rollers is that they work only on compaction of cohesive soils of low and medium humidity, with greater humidity of loose soil, it sticks between the cams and the solid surface of the roller, the cylindrical shape of the roller changes, and the quality of the seal deteriorates. At the same time, the surface of the drum is very difficult to clear of adhering soil.

Наиболее близкое решение имеет конструкция решетчатых катков, вальцы которых выполняются из стальной решетки, она отливается отдельными звеньями или сваривается из пруткового материала. Валец катка является одновременно его несущим корпусом и рабочим элементом. Наличие окон в решетке снижает металлоемкость конструкции вальца и создает хорошие условия для очистки вальцов от налипшего грунта. После уплотнения грунта решеткой катка верхняя (дневная) поверхность грунта остается рыхлой. The closest solution is the design of lattice rollers, the rollers of which are made of a steel lattice, it is cast by individual links or welded from bar material. The roller of the roller is at the same time its supporting body and working element. The presence of windows in the grate reduces the metal consumption of the drum structure and creates good conditions for cleaning the rollers from adhering soil. After compaction of the soil with the roller grill, the upper (day) surface of the soil remains loose.

Решетчатые катки применяются для связных и несвязных грунтов различной влажности, рыхлых и содержащих комья, которые дробятся решеткой катка, что значительно повышает качество уплотнения. По сравнению с кулачковыми катками такого же веса решетчатые катки прорабатывают грунт на несколько большую глубину. Lattice rollers are used for cohesive and incoherent soils of various humidity, loose and containing lumps, which are crushed by the lattice of the roller, which significantly improves the quality of compaction. Compared to cam rollers of the same weight, trellised rollers work the soil to a somewhat greater depth.

Недостатком решетчатых катков является то, что их металлоконструкция легкая и поэтому при эксплуатации катки обычно пригружают балластом, так как сил тяжести катка недостаточно для эффективного уплотнения грунта. Кроме этого, к недостаткам следует отнести и то, что решетчатые катка изготавливаясь прицепными, полуприцепными и самоходными, обязательно должны иметь самостоятельную раму, тягач и сцепное устройство, в противном случае они не работоспособны. The disadvantage of trellised rollers is that their metal construction is light and therefore, when operating, the rollers are usually loaded with ballast, since the gravity of the roller is insufficient for effective soil compaction. In addition, the disadvantages include the fact that the lattice rollers being manufactured by trailers, semi-trailers and self-propelled must necessarily have an independent frame, tractor and towing device, otherwise they are not functional.

Цель изобретения повышение производительности технологического пpоцесса, улучшение качества выполняемых работ, защиты трассы строительства от водной эрозии. The purpose of the invention is to increase the productivity of the process, improving the quality of work performed, protecting the construction route from water erosion.

Цель достигается тем, что в известный способ ведения земляных работ при строительстве закрытого трубопровода, включающий снятие растительного грунта с трассы строительства, его складирование, в виде валика вдоль трассы, выемку грунта из траншеи и его складирование вдоль нее, проведение обратной засыпки траншеи и распределение растительного грунта по поверхности, введены следующие изменения: снятие и складирование растительного грунта и грунта из траншеи выполняют одновременно посредством одной машины. The goal is achieved by the fact that in the known method of conducting earthworks during the construction of a closed pipeline, including removing vegetable soil from the construction route, storing it in the form of a roller along the route, excavating and storing soil along the trench, backfilling the trench and distributing the vegetable soil on the surface, the following changes have been introduced: the removal and storage of vegetable soil and soil from the trench are performed simultaneously using one machine.

Обратную засыпку траншеи и рекультивацию растительного слоя проводят также одновременно с послойным уплотнением засыпаемого грунта одной машиной. Причем верхнюю (дневную) поверхность обратной засыпки грунта не уплотняют и оставляют рыхлой, а уплотнение ведут с обеспечением контакта уплотнителя только с вершиной грунтового валика без передачи сил давления на ранее уплотненный слой или целик грунта. Backfilling of the trench and reclamation of the plant layer is also carried out simultaneously with layer-by-layer compaction of the soil to be filled with one machine. Moreover, the upper (day) surface of the backfill of the soil is not compacted and left loose, and the seal is maintained so that the sealant contacts only the top of the soil roller without transferring pressure forces to the previously compacted layer or the whole of the soil.

Способ реализуется устройством, включающим тяговое средство, ротор с ковшами, откосники, орган для переноса и складирования грунта в которое вновь введены рабочий орган в виде горизонтального шнека, расположенного перед тяговым средством, съемные решетки, установленные на ковшах ротора, съемные цилиндрические уплотнители, шарнирно закрепленные на раме ротора, а орган для переноса и складирования грунта выполнен в виде метателя и установлен над осью вращения ротора перпендикулярно этой оси. The method is implemented by a device including a traction means, a rotor with buckets, slopes, an organ for transporting and storing soil into which a working element is again introduced in the form of a horizontal screw located in front of the traction means, removable grids mounted on rotor buckets, removable cylindrical seals, hinged on the rotor frame, and the body for transporting and storing soil is made in the form of a thrower and is mounted above the axis of rotation of the rotor perpendicular to this axis.

Шнек содержит установленные на валу стойки с режущими элементами и транспортирующие лопасти, установленные на стойках под углом к оси вращения шнека. Для обеспечения формирования валика при складировании грунта один из концов шнека выполнен с большой заходностью, а лопасти на этом конце установлены с меньшим углом наклона к оси вращения шнека. Для обеспечения засыпки траншеи, средние стойки шнека выполнены съемными. The screw contains racks mounted on the shaft with cutting elements and transporting blades mounted on racks at an angle to the axis of rotation of the screw. To ensure the formation of the roller when storing the soil, one of the ends of the screw is made with high feedability, and the blades at this end are installed with a smaller angle of inclination to the axis of rotation of the screw. To ensure backfilling of the trench, the average auger posts are removable.

Метатель состоит из пластин закрепленных по граням правильной многоугольной призмы с зазором между ними, причем ось вращения метателя совпадает с осью призмы. The thrower consists of plates fixed along the edges of a regular polygonal prism with a gap between them, and the axis of rotation of the thrower coincides with the axis of the prism.

Цилиндрические уплотнители выполнены в виде решетки из стального прутка, которые закреплены на раме ротора с возможностью передачи на грунт сил тяжести ротора и перемещения рабочей поверхности уплотнителей по траектории, перпендикулярной опорной поверхности тягового средства. Cylindrical seals are made in the form of a steel bar grill, which are mounted on the rotor frame with the possibility of transmitting the rotor gravity to the ground and moving the working surface of the seals along a path perpendicular to the supporting surface of the traction means.

Таким образом, общими отличительными признаками способа является одновременность выполнения всех операций при отрывке траншеи или при ее засыпке одной машиной за один проход, причем при засыпке траншеи одновременно производят и уплотнение грунта. Thus, the common distinguishing features of the method is the simultaneous execution of all operations when excavating a trench or when it is backfilled with one machine in one pass, and when filling the trench, the soil is also compacted.

Введение раздельного уплотнения инертного грунта, а также его уплотнения по вершине валика, а затем уплотнение растительного грунта с одновременным рыхлением верхнего слоя уплотняемого растительного грунта позволяет дополнительно повысить качество введения работы и степень защиты от эрозии. The introduction of a separate compaction of inert soil, as well as its compaction along the top of the roller, and then compaction of the plant soil with simultaneous loosening of the upper layer of the compaction of plant soil, can further improve the quality of the introduction of work and the degree of protection against erosion.

Введение горизонтального шнека и метателя с вогнутой поверхностью, а также съемных уплотнителей и съемных решеток на ковшах позволяет расширить технологические возможности и значительно повысить производительность труда. Кроме того, шнек и метатель могут применяться в других устройствах. The introduction of a horizontal screw and thrower with a concave surface, as well as removable seals and removable grilles on the buckets, allows to expand technological capabilities and significantly increase labor productivity. In addition, the auger and thrower can be used in other devices.

Закрепление съемных решетчатых цилиндрических уплотнителей шарнирно на раме ротора позволяет повысить качество уплотнение. The fastening of removable lattice cylindrical seals pivotally on the rotor frame improves the quality of the seal.

На фиг. 1 изображена схема снятия растительного слоя грунта с трассы строительства; на фиг.2 схема отрывки траншеи; на фиг.3 схема укладки трубопровода; на фиг.4 схема обратной засыпки грунта в траншее и уплотнения его в траншее; на фиг. 5 схема обратной засыпки и уплотнения растительного слоя (рекультивация гумусного слоя); на фиг.6 схема законченного строительства; на фиг.7 изображен общий вид землеройной машины, вид сбоку; на фиг.8 то же, вид А; на фиг.9 то же, вид Б; на фиг.10 шнековый рабочий орган для снятия растительного слоя грунта (гумусного слоя); на фиг.11 то же, вид В; на фиг. 12 то же, вид Г; на фиг.13 рабочий орган для обратной засыпки траншеи (шнек со снятыми в средней части лопастями); на фиг.14 грунтоуплотняющий рабочий орган, вид сзади; на фиг. 15 то же, установленный за землеройной машине; на фиг. 16 метатель грунта; на фиг.17 схема снятия растительного слоя грунта шнековым рабочим органом землеройной машины при ее первом проходе; на фиг.18 схема отрывки траншеи роторным рабочим органом во время первого прохода землеройной машины; на фиг.19 схема засыпки траншеи шнековым рабочим органом при втором (обратном) проходе землеройной машины; на фиг.20 схема уплотнения грунта обратной засыпки траншеи при втором проходе землеройной машины, оборудованной сменными рабочими элементами уплотнителя; на фиг.21 и 22 схемы IV и VI проходов землеройной машины при обратной засыпке растительного грунта; на фиг. 23 схема уплотнения растительного слоя грунта землеройной машиной, оборудованной сменными рабочими элементами уплотнителя; на фиг.24 схема перевозки устройства автотранспортом. In FIG. 1 shows a diagram of the removal of the plant soil layer from the construction route; figure 2 diagram of excerpts of the trench; figure 3 diagram of the laying of the pipeline; figure 4 diagram of the backfilling of soil in the trench and its compaction in the trench; in FIG. 5 scheme of backfilling and compaction of the plant layer (reclamation of the humus layer); figure 6 diagram of the completed construction; figure 7 shows a General view of a digging machine, side view; Fig. 8 is the same, view A; Fig.9 is the same, view B; figure 10 auger working body for removing the vegetable soil layer (humus layer); figure 11 is the same, view B; in FIG. 12 the same, view G; on Fig working body for backfilling the trench (auger with blades removed in the middle part); on Fig soil compacting working body, rear view; in FIG. 15 the same installed behind the earth moving machine; in FIG. 16 soil thrower; on Fig diagram of the removal of the plant layer of soil with a screw working body of the digging machine during its first pass; on Fig a diagram of excerpts of the trench by the rotary working body during the first passage of the digging machine; on Fig scheme of filling the trench with a screw working body during the second (return) passage of the digging machine; in Fig.20 diagram of the compaction of the soil backfilling trenches in the second pass of the digging machine, equipped with interchangeable working elements of the seal; on Fig and 22 schemes IV and VI of the passages of the digging machine with backfilling of vegetable soil; in FIG. 23 scheme of compaction of the plant soil layer with an earth moving machine equipped with interchangeable working elements of the seal; on Fig scheme of transportation of the device by road.

Устройство состоит из тягового средства 1, шнека 2 с приводом 3 и лопастями 4, закрепленных на стойках 5, ротора 6 с ковшами 7 и уплотняющими элементами 8, съемных цилиндрических уплотнителей 9, метателя грунта 10. The device consists of a traction means 1, a screw 2 with a drive 3 and blades 4, mounted on racks 5, a rotor 6 with buckets 7 and sealing elements 8, removable cylindrical seals 9, a soil thrower 10.

Способ ведения земляных работ при строительстве закрытого трубопровода малого сечения включает следующие операции строительства. The method of excavation during the construction of a closed pipeline of small cross section includes the following construction operations.

Для сохранения растительного слоя грунта во время проведения всех операций строительства растительный слой с будущей трассы строительства закрытого трубопровода снимается и перемещается в сторону за пределы разрабатываемой выемки, где он складируется во временный отвал в виде непрерывного валика (фиг.1). To preserve the vegetation layer of the soil during all construction operations, the vegetation layer from the future construction route of the closed pipeline is removed and moved to the side outside the developed excavation, where it is stored in a temporary dump in the form of a continuous roller (Fig. 1).

Траншея отрывается в средней части полосы снятого растительного слоя грунта (фиг. 2) на глубину сезонного промерзания грунта, в размер которой входит и толщина снятого растительного слоя. Размер ширины траншеи превышает диаметра трубопровода не менее, чем на 20 см, что обеспечит свободную укладку труб. Инертный грунт складируется в виде непрерывного валика вдоль траншеи со стороны ранее уложенного растительного грунта и отсыпается в непосредственной близости от него на площадку, свободную от растительного грунта. Это позволит компактно разместить на малой площади два вида грунта, которые нельзя перемешивать и которые должны храниться раздельно и укладываться на свое прежнее местоположение также раздельно. Размер верхней части траншеи делается увеличенным на 25% в сравнении с размером высоты траншеи, что позволит повысить устойчивость стенок траншеи к обрушению. Расширение траншеи начинается на расстоянии 50 см от ее дна, что определит угол наклона расширяющейся части траншеи в пределах угла естественного обрушения грунта, равного 75о.The trench opens in the middle part of the strip of the removed vegetative soil layer (Fig. 2) to the depth of seasonal freezing of the soil, the size of which includes the thickness of the removed vegetative layer. The size of the width of the trench exceeds the diameter of the pipeline by at least 20 cm, which will ensure free laying of pipes. Inert soil is stored in the form of a continuous roller along the trench from the side of the previously laid vegetable soil and is poured in the immediate vicinity of it to a site free of vegetable soil. This will allow you to compactly place on a small area two types of soil that cannot be mixed and which should be stored separately and laid at their previous location also separately. The size of the upper part of the trench is increased by 25% compared with the size of the height of the trench, which will increase the resistance of the walls of the trench to collapse. The expansion of the trench begins at a distance of 50 cm from its bottom, which will determine the angle of inclination of the expanding part of the trench within the angle of natural collapse of the soil equal to 75 about .

Операции снятия растительного грунта и отрывку траншеи с одновременным формированием крутых откосов выполняется одновременно одной машиной. The removal of plant soil and a fragment of the trench with the simultaneous formation of steep slopes is performed simultaneously by one machine.

Транспортирование, раскладка и укладка труб в траншее выполняются известными способами. Сварка плетей проводится на площадке, свободной от растительного слоя грунта (фиг.3). При этом, для облегчения сварочных работ под трубы устанавливаются подкладки. Опускание труб производится трассовыми трубоукладчиками, оборудованными захватными приспособлениями (полотенцами). Все машины (трубовозы, укладчики, сварочные аппараты) движутся по чистой стороне траншеи. Transportation, layout and laying of pipes in a trench are performed by known methods. Welding of lashes is carried out on the site, free from the vegetative layer of soil (figure 3). At the same time, to facilitate welding, underlays are installed under the pipes. Pipes are lowered by route pipe layers equipped with grippers (towels). All machines (pipe trucks, stackers, welding machines) move along the clean side of the trench.

Обратная засыпка траншеи проводится перемещением инертного грунта из его временного отвала в траншею (фиг.4). Причем, с целью размещения всего грунта в объеме отрытой траншеи, чтобы исключить просадочные явления в процессе длительной эксплуатации сооружения и исключить последующее уменьшение толщины растительного слоя грунта, над траншеей при его разравнивании неразместившаяся в траншее часть грунта укладывается над верхней поверхностью траншеи в виде валика, который выравнивается до поверхности целика грунта методом его уплотнения. Backfilling of the trench is carried out by moving inert soil from its temporary dump into the trench (figure 4). Moreover, in order to place all the soil in the volume of the open trench, in order to exclude subsidence during the long-term operation of the structure and to exclude the subsequent decrease in the thickness of the vegetative soil layer, over the trench when leveling it, the soil not placed in the trench is laid over the upper surface of the trench in the form of a roller, which It is leveled to the surface of the rear pillar of the soil by the method of compaction.

Для повышения точности и качества выполняемых работ, работы по обратной засыпке траншеи и уплотнения грунта обратной засыпки выполняются в один прием, одной машиной (фиг.4). To improve the accuracy and quality of the work performed, the backfilling of the trench and compaction of the backfill soil are performed in one step, by one machine (Fig. 4).

Обратная засыпка растительного слоя (рекультивация) выполняется перемещением из временного отвала растительного грунта и его одновременным разравниванием по площади ранее снятого растительного грунта (гумусного слоя) (фиг.5). Backfilling of the plant layer (reclamation) is carried out by moving from the temporary dump of the plant soil and its simultaneous leveling over the area of previously removed plant soil (humus layer) (figure 5).

Согласно агротехническим требованиям толщина растительного слоя грунта после выполнения всех работ по укладке трубы и засыпки ее инертным слоем должна составлять не менее первоначальной толщины, т.е. она должна быть равна толщине слоя грунта, которая была до начала строительства (фиг.6). Плотность растительного слоя должна соответствовать первоначальной его плотности т.е. такой, которая была до начала строительства. В противном случае в дальнейшем будут прогрессировать эрозионные процессы. According to agrotechnical requirements, the thickness of the plant soil layer after all pipe laying and filling it with an inert layer must be no less than the initial thickness, i.e. it should be equal to the thickness of the soil layer, which was before the start of construction (Fig.6). The density of the plant layer should correspond to its initial density i.e. the one that was before the start of construction. Otherwise, erosion processes will progress in the future.

Для выполнения вышеперечисленных агротребований растительный слой одновременно с разравниванием уплотняется той же машиной (фиг.5). Совмещение двух работ в одной машине повысит качество и ускорит процесс их выполнения, так как разработанный ротором и шнеком и только что перемещенный на трассу грунт имеет одноразмерную структуру, которая проще и легче уплотняется. To perform the above agricultural requirements, the plant layer simultaneously with the leveling is compacted by the same machine (figure 5). The combination of two works in one machine will improve the quality and speed up the process of their implementation, since the soil developed by the rotor and auger and just moved to the track has a one-dimensional structure, which is more compact and easier to compact.

Устройство для ведения земляных работ при строительстве закрытого трубопровода содержит тяговое средство 1 (фиг.7), шнек 2 с приводом 3 (фиг.8), лопастями 4 и 5, закреплены с помощью стоек 6 на валу 7 (фиг. 10, 11, 12 и 13), ротор 8 с ковшами 9 (фиг.7 и 9), уплотняющими элементами 10 и уплотнителями грунта 11 (фиг.14 и 15), грунтоперемещающее устройство (метатель) 12 (фиг.7) барабанного типа. A device for conducting earthworks during the construction of a closed pipeline contains a traction means 1 (Fig. 7), a screw 2 with a drive 3 (Fig. 8), blades 4 and 5, mounted with racks 6 on the shaft 7 (Fig. 10, 11, 12 and 13), a rotor 8 with buckets 9 (Figs. 7 and 9), sealing elements 10 and soil compactors 11 (Figs. 14 and 15), a soil transfer device (thrower) 12 (Fig. 7) of drum type.

Грунтоперемещающие лопасти 4 (фиг.10 и 12) шнека 2 (фиг.7 и 8) выполнены из пластин, изогнутых в виде серпа с расположением меньшего радиуса его кривизны со стороны вала шнека и установленных к оси его вращения под углом, численное значение которого больше угла внутреннего трения перемещаемого материала. Средние лопасти шнека выполнены съемными (фиг.13). На выгрузной стороне шнек имеет удвоенную заходность и жестко закрепленные на нем метательные лопасти 5 (фиг.10 и 11), отличающиеся от грунтоперемещающих лопастей 4 расположением малого радиуса кривизны на их периферийной части и меньшим углом установки к оси вращения шнека, численное значение которого меньше угла внутреннего трения перемещаемого материала. На периферийной части стоек 6 лопастей 4 и 5 имеются режущие элементы в виде зубьев 13 (фиг.10). Грунтоперемещающие лопасти 4, расположенные в средней части шнека 2 (фиг.8), крепятся к его валу 7 посредством фланцевого соединения 14 (фиг.10) и при необходимости могут быть сняты с вала шнека (фиг.13). Ротор имеет грунторазрабатывающие элементы, выполненные в виде ковшей 9 с зубьями и съемные грунтоуплотняющие элементы 10, выполненные из прутьев, часть которых изогнута по радиусу, численное значение которого равно внешнему радиусу ротора, другая часть имеет прямую форму. Они закреплены на расстоянии 4-5 размеров диаметра прутка на изогнутых прутьях, которые в свою очередь закреплены также на определенном расстоянии на ковшах ротора с возможностью проведения их легкого монтажа. Soil-moving blades 4 (10 and 12) of the screw 2 (7 and 8) are made of plates curved in the form of a sickle with a smaller radius of curvature from the side of the screw shaft and installed at an angle to its axis of rotation, the numerical value of which is greater angle of internal friction of the moved material. The middle auger blades are removable (Fig.13). On the unloading side, the auger has double entry and hard-propelled throwing blades 5 (FIGS. 10 and 11), differing from the soil-moving blades 4 by the location of a small radius of curvature on their peripheral part and a smaller installation angle to the axis of rotation of the screw, the numerical value of which is less than the angle internal friction of the transported material. On the peripheral part of the uprights 6 of the blades 4 and 5 there are cutting elements in the form of teeth 13 (Fig.10). Soil-moving blades 4 located in the middle part of the screw 2 (Fig. 8) are attached to its shaft 7 by means of a flange connection 14 (Fig. 10) and, if necessary, can be removed from the screw shaft (Fig. 13). The rotor has soil-forming elements made in the form of buckets 9 with teeth and removable soil-sealing elements 10 made of rods, some of which are curved along the radius, the numerical value of which is equal to the outer radius of the rotor, the other part has a straight shape. They are fixed at a distance of 4-5 sizes of the diameter of the rod on curved rods, which in turn are also fixed at a certain distance on the rotor buckets with the possibility of their easy installation.

Уплотнители грунта 11 состоят из вала 15 (фиг.14), взаимодействующего через стойки 16 уплотнителя с рабочими элементами уплотнителя, которыми являются кольца 17 и поперечные образующие 18. Те и другие выполнены из пруткового материала и жестко закреплены между собой таким образом, что образуют решетку с размером окна, равным 4-5 размерам диаметра прутка. Уплотнители взаимодействуют с рамой ротора через цилиндрические шарниры 19 и фланцевые разъемы 20 (фиг.14). The soil compactors 11 consist of a shaft 15 (Fig. 14) interacting through the seal struts 16 with the working elements of the seal, which are the rings 17 and the transverse generatrices 18. Both of them are made of bar material and are rigidly fixed to each other in such a way that they form a lattice with a window size of 4-5 bar diameter sizes. The seals interact with the rotor frame through cylindrical hinges 19 and flange connectors 20 (Fig. 14).

Метатель 12 (фиг.7) для переноса и укладки грунта состоит из узких пластин 27 (фиг.16), расположенных по образующей тела вращения на равноудаленном расстоянии одна от другой и жестко закрепленных на валу 22, шарнирно установленном на раме ротора перпендикулярно оси вращения ротора. Внешняя поверхность тела вращения имеет вогнутую (корсетообразную) форму переменной кривизны с меньшим размером со стороны забора грунта. The thrower 12 (Fig. 7) for transporting and laying soil consists of narrow plates 27 (Fig. 16) located along the generatrix of the body of revolution at an equidistant distance from one another and rigidly mounted on the shaft 22, pivotally mounted on the rotor frame perpendicular to the axis of rotation of the rotor . The outer surface of the body of revolution has a concave (corset-like) shape of variable curvature with a smaller size on the side of the soil intake.

Устройство работает следующим образом (стрелками без индексов показано направление движения элементов устройства и масс грунта). The device operates as follows (arrows without indices indicate the direction of movement of the device elements and ground masses).

При вращении ротора 8 (фиг.7), вала шнека 2 и поступательном движении тягового устройства 1 в сторону шнека 2 грунт разрушается зубьями 13 шнека 2, захватывается его лопастями 4 (фиг.10 и 12) и скользит по их изогнутой наклонной поверхности в сторону оси вращения вала шнека, где из-за уменьшения расстояния от оси вращения вала до центра тяжести грунта его центробежные силы, а вместе с ними и подъемные силы, уменьшаются, при этом теряется скорость вертикального перемещения грунта и возрастает скорость скольжения по поверхности лопасти, т. е. горизонтального перемещения и грунт скользит по рабочей поверхности лопасти в направлении оси вращения, т.е. в сторону выгрузки (фиг.17), постепенно накапливаясь на рабочих поверхностях лопастей, и за счет сил тяжести свободно пересыпается при малом сопротивлении движению с одной лопасти на другую, не достигая высоты расположения вала шнека, не пересыпаясь через него и не входя в контакт с грунтом забоя. В конце шнека грунт поступает на метательные лопасти 5 (фиг.11), где за счет меньшего угла наклона их рабочей поверхности по отношению к оси вращения вала шнека (при их горизонтальном расположении) и большей эксцентричности расположения наибольшей кривизны так как она более удалена от оси вращения вала шнека, движение грунта затормаживается из-за наличия торцового забоя, направление его изменяется (фиг.17) и начинает перемещаться вверх, концентрируясь при этом на более удаленном внешнем конце лопасти, куда его отбрасывают действующие на него центробежные силы, где он задерживается до того момента, пока область лопасти 5 с находящимся на ней грунтом, не выйдет из контакта с грунтом бокового забоя при этом направление действия центробежных сил и сил тяжести грунта изменится. В результате сила, прижимающая грунт к лопасти (она же и удерживающая его силами трения на лопасти), уменьшится и вызовет уменьшение сил трения грунта о лопасть реактивная сила давления грунта целика на грунт, лежащий на лопасти, при этом будет отсутствовать и грунт начнет скользить в сторону наклона рабочей поверхности лопасти шнека, а так как лопасти расположены на выгрузном конце шнека, то грунт, соскальзывая с лопасти и получая при этом боковое направление движения от наклона лопасти, скользит по ней, выходит из контакта с рабочей поверхностью лопасти и в свободном полете падении переместится за пределы габаритов торцевой части шнека 2 (фиг.8), формируясь при этом в виде валика. With the rotation of the rotor 8 (Fig. 7), the shaft of the screw 2 and the translational movement of the traction device 1 towards the screw 2, the soil is destroyed by the teeth 13 of the screw 2, captured by its blades 4 (Figs. 10 and 12) and glides along their curved inclined surface to the side the axis of rotation of the screw shaft, where, due to a decrease in the distance from the axis of rotation of the shaft to the center of gravity of the soil, its centrifugal forces, and with it the lifting forces, decrease, while the vertical velocity of the soil is lost and the sliding speed along the blade surface increases, t. e. horizon linear movement and the soil slides along the working surface of the blade in the direction of the axis of rotation, i.e. in the direction of unloading (Fig. 17), gradually accumulating on the working surfaces of the blades, and due to gravity it freely pours out with little resistance to movement from one blade to another, not reaching the height of the screw shaft, not pouring through it and not coming into contact with ground slaughter. At the end of the screw, the soil enters the throwing blades 5 (Fig. 11), where due to the smaller angle of inclination of their working surface with respect to the axis of rotation of the screw shaft (when they are horizontal) and the greater eccentricity of the location of the greatest curvature since it is more distant from the axis rotation of the screw shaft, the movement of the soil is inhibited due to the presence of an end face, its direction changes (Fig. 17) and begins to move upward, concentrating on the more distant outer end of the blade, where it is thrown onto it centrifugal forces, where it is delayed until the region of the blade 5 with the soil on it, comes out of contact with the side face soil, while the direction of action of the centrifugal forces and gravity of the soil changes. As a result, the force that presses the soil to the blade (it also holds it by the friction forces on the blade) will decrease and cause a decrease in the friction forces of the soil against the blade; the reactive force of the ground pressure of the pillar on the soil lying on the blade will be absent and the soil will begin to slide into the side of the slope of the working surface of the auger blades, and since the blades are located at the discharge end of the auger, the soil slides off the blade and receives the lateral direction of movement from the slope of the blade, slides along it, leaves the contact with the working surface NOSTA blade and fall in free flight moves beyond the dimensions of the end part of the conveyor 2 (Figure 8), being formed with a roller.

Ходовое оборудование экскаватора перемещается по поверхности выемки, которую сформировал шнек, так как длина шнека имеет размер несколько больше ширины гусеничного хода экскаватора (фиг.8 и 17). The running equipment of the excavator moves along the surface of the recess that the screw has formed, since the length of the screw has a size slightly larger than the width of the caterpillar stroke of the excavator (Figs. 8 and 17).

Описанный выше процесс работы шнека позволяет выполнить рабочую операцию предлагаемого способа снять растительный (гумусный) слой грунта (фиг.1) и сложить перемещаемый грунт в виде валика вдоль трассы. The auger operation process described above allows performing the operation of the proposed method to remove the vegetative (humus) soil layer (Fig. 1) and fold the displaced soil in the form of a roller along the track.

Грунт траншеи отрывается ротором, откосы формируются откосообразователями 23 (фиг.9 и 18), разрушенный зубьями грунт забирается ковшами 9 ротора 8 и перемещается вверх, где под действием сил тяжести он высыпается из ковшей и падает на вращающийся метатель 12 (фиг.7 и 18). При контакте с поверхностью конвейера грунт изменяет направление движения (фиг.7, 9 и 18) и увлекается силами трения грунта о поверхность метателя (усиленных ребристостью рабочей поверхности), при этом получает импульс энергии в горизонтальном направлении, центробежными силами отрывается от рабочей поверхности конвейера и свободно падает за пределами отрываемой траншеи на поверхность строящейся трассы трубопровода, очищенной ранее шнеком от растительного грунта (фиг. 18). The soil of the trench is torn off by the rotor, the slopes are formed by the slope formers 23 (Figs. 9 and 18), the soil destroyed by the teeth is taken by the buckets 9 of the rotor 8 and moves up, where under the influence of gravity it falls out of the buckets and falls onto the rotating thrower 12 (Figs. 7 and 18 ) Upon contact with the surface of the conveyor, the soil changes the direction of movement (Figs. 7, 9 and 18) and is carried away by the forces of friction of the soil against the surface of the thrower (reinforced by the ridges of the working surface), while receiving an energy impulse in the horizontal direction, by centrifugal forces it is torn off from the working surface of the conveyor and freely falls outside the trench to the surface of the pipeline under construction, previously cleaned with a screw from plant soil (Fig. 18).

Разбросанные в пространстве частицы грунта, падающие из ковша под действием сил собственной тяжести, при соприкосновении с рабочей поверхностью метателя стремятся скользить (фиг.16) по ней в сторону меньшего поперечного размера (малого диаметра) метателя, где правый и левый потоки должны соединиться, в результате образуется концентрированный поток грунта, который силами трения усиленных зажимающим эффектом двух конусов перемещается в сторону укладки. Разрозненные частицы несоединяющиеся в поток на поверхности метателя сделают это несколько позже в полетном пространстве. The ground particles scattered in space, falling from the bucket under the action of the forces of its own gravity, in contact with the working surface of the thrower tend to slide (Fig. 16) along it towards the smaller transverse size (small diameter) of the thrower, where the right and left streams should be connected, in as a result, a concentrated soil flow is formed, which is moved by the friction forces reinforced by the clamping effect of the two cones towards the laying. Scattered particles that are not connected to the flow on the surface of the thrower will do this a little later in flight space.

Малый размер одной стороны метателя сопутствует лучшему приему грунта, движущегося вместе с ковшом с малой скоростью, большой размер другой стороны метателя останавливает грунт и сопутствует меньшему его просыпанию через метатель и увеличивает его полезную рабочую поверхность. The small size of one side of the thrower accompanies better reception of the soil moving with the bucket at a low speed, the large size of the other side of the thrower stops the soil and accompanies its lesser spillage through the thrower and increases its useful working surface.

Таким образом, корсетообразная ячейковая форма метателя стимулирует формирование концентрированного грунтового потока, усиливает силы мгновенного сцепления грунта с поверхностью метателя и позволяет увеличить его производительность, а направление пластин по радиусу (в обратную сторону от оси вращения) позволяет получить трапецеидальное сечение межпластинного пространства, формирующего рабочие ячейки метателя (фиг.16), а так как центробежные силы действуют в направлении от оси вращения, то трапецеидальная форма рабочих ячеек, характеризующаяся отсутствием зажимающих сил, сопутствует самоочищению ячеек. Thus, the corset-shaped cell form of the thrower stimulates the formation of concentrated soil flow, enhances the forces of instant adhesion of the soil to the surface of the thrower and allows to increase its productivity, and the direction of the plates along the radius (in the opposite direction from the axis of rotation) allows to obtain a trapezoidal cross-section of the interplate space forming the working cells thrower (Fig.16), and since centrifugal forces act in the direction from the axis of rotation, the trapezoidal shape of the working cells, character It is characterized by the absence of clamping forces, which accompanies self-cleaning of the cells.

Описанная работа ротора и метателя позволяет выполнить рабочую операцию предлагаемого способа (фиг.2) отрыть траншею и сложить вынутый грунт вдоль разработанной траншеи. Так как шнек, ротор и метатель являются элементами одного устройства машины и работают одновременно, следовательно описанное устройство позволяет выполнить две рабочие операции одновременно (фиг.1 и 2). The described work of the rotor and the thrower allows you to perform the working operation of the proposed method (figure 2) to open the trench and lay the excavated soil along the developed trench. Since the screw, rotor and thrower are elements of the same device of the machine and work simultaneously, therefore, the described device allows you to perform two operations at the same time (Fig.1 and 2).

Обратную засыпку грунта проводят в обратной последовательности (фиг.19). При этом перед засыпкой траншеи с вала шнека 2 (фиг.8) снимаются средние лопасти (фиг. 13), на ковши 9 ротора 8 (фиг.7) монтируются грунтоуплотняющие элементы 10 (фиг.14 и 15), а на раму ротора с помощью шарниров 19 и фланцев 20 монтируются уплотнители грунта 9 (фиг.14 и 15). Машина располагается таким образом, что когда засыпаемый материал находится со стороны заборной части шнека, ходовое оборудование размещается на поверхности трассы свободной от растительного слоя грунта, а траншея между гусеницами тягача (фиг.19), шнек опускается на уровень нижней части ходового оборудования, а гидрораспределитель подъема ротора ставится в плавающее (нейтральное) положение. Так как уплотняющие элементы и уплотнитель имеют не сплошную рабочую поверхность, а решетчатую, то уплотнение грунта происходит "снизу вверх" при получении наружней поверхности уплотняемого грунта с продольными и поперечными вмятинами. Backfilling of the soil is carried out in the reverse order (Fig.19). In this case, before filling the trench, the middle blades (Fig. 13) are removed from the screw shaft 2 (Fig. 8), soil compaction elements 10 (Figs. 14 and 15) are mounted on the buckets 9 of the rotor 8 (Fig. 7), and on the rotor frame with using hinges 19 and flanges 20 mounted soil compactors 9 (Fig.14 and 15). The machine is positioned in such a way that when the material to be poured is located on the intake side of the screw, the running equipment is placed on the surface of the track free from the vegetative soil layer, and the trench between the tractor tracks (Fig. 19), the screw is lowered to the level of the lower part of the running equipment, and the valve lifting the rotor is placed in a floating (neutral) position. Since the sealing elements and the sealant have not a continuous working surface, but a lattice one, soil compaction occurs “from the bottom up” upon receipt of the outer surface of the soil being compacted with longitudinal and transverse dents.

При вращении шнека 2 (фиг.7) и движения тягового средства 1 (фиг.7) вперед, материал захватывается лопастями 4 и перемещается в сторону выгрузки, доходя до траншеи грунт под действием сил собственной тяжести перемещается в траншею и заполняет ее, а оставшаяся, не разместившаяся в траншее, часть грунта (так как разрушенный грунт имеет объем больший, чем тот, который он занимал в естественном залегании перед отрыванием траншеи) отсыпается (так как средние лопасти у шнека отсутствуют) в виде валика над поверхностью траншеи. Ротор, отключенный от трансмиссии привода, за счет сил трения уплотняющих элементов о грунт свободно перекатывается по поверхности валика и силами своей тяжести уплотняет грунт в траншее (фиг.20). Причем, рабочая поверхность грунтоуплотнителей 11 постоянно располагается параллельно площади контакта ходового оборудования с грунтом и создает напряжение на верхней части отсыпанного валика грунта, не касаясь его целика, так как рама экскаватора взаимодействует с рамой тягача с помощью двух плоских шарниров, что обеспечивает постоянное вертикальное расположение ротора по отношению к опорной части ходового оборудования, а вместе с ним и горизонтирование рабочей поверхности цилиндрических уплотнителей. When the screw 2 rotates (Fig. 7) and the traction means 1 (Fig. 7) moves forward, the material is captured by the blades 4 and moves to the unloading side, reaching the trench, the soil moves under the influence of gravity into the trench and fills it, and the remaining part of the soil that didn’t fit in the trench (since the destroyed soil has a volume larger than that which it occupied in its natural occurrence before tearing off the trench) is poured (since there are no middle blades at the screw) in the form of a roller over the surface of the trench. The rotor, disconnected from the drive transmission, due to the friction forces of the sealing elements on the soil freely rolls over the surface of the roller and forces its gravity to compact the soil in the trench (Fig. 20). Moreover, the working surface of the soil compactors 11 is constantly parallel to the contact area of the running equipment with the soil and creates tension on the upper part of the sprinkled soil roller without touching its pillar, since the excavator frame interacts with the tractor frame using two flat hinges, which ensures a constant vertical arrangement of the rotor in relation to the supporting part of the running equipment, and with it the leveling of the working surface of cylindrical seals.

Описанные работы по засыпке траншеи шнеком со снятыми средними лопастями и одновременному уплотнению грунта в траншее уплотняющими элементами ротора отвечают требованиям рабочей операции обратной засыпки и уплотнения грунта в траншее, описанным в предлагаемом способе ведения земляных работ (фиг.4). The described work on filling the trench with a screw with removed middle blades and at the same time compaction of the soil in the trench with the rotor sealing elements meet the requirements of the operation of backfilling and compaction of the soil in the trench described in the proposed excavation method (Fig. 4).

Рекультивация растительного слоя (фиг.5) проводится при таком движении экскаватора, когда грунт из валика будет перемещаться шнеком в сторону его укладки (фиг. 21 и 22). Для этого шнек, собранный полностью (когда он имеет рабочие лопасти в полном количестве) и установленный на уровне опорной поверхности ходового оборудования экскаватора (фиг.21 и 22), вращается с частотой ниже средней. Гумусный слой грунта захватывается из валика временного отвала рабочими лопастями шнека и перемещается ими в сторону выгрузной части шнека. Reclamation of the plant layer (Fig. 5) is carried out with such an movement of the excavator, when the soil from the roller will be moved by the screw towards its laying (Figs. 21 and 22). For this, the auger, fully assembled (when it has working blades in full) and installed at the level of the supporting surface of the running equipment of the excavator (Figs. 21 and 22), rotates with a frequency lower than average. The humus layer of soil is captured from the roller of the temporary dump by the working blades of the screw and moved by them towards the unloading part of the screw.

Из-за малой частоты вращения вала шнека 7 процесс перемещения грунта изменяется, так как грунт при этом не успевает подняться грунтоперемещающей лопастью 4, он соскальзывает с нее в нижней части забоя в момент его забора и в результате активных сил давления лопасти и действия реактивных сил трения о грунт забоя перемещаемый грунт сдвигается лопастью в сторону выгрузной части шнека без потери контакта с грунтом забоя. Поэтому при перемещении грунта над выемкой, которая была ранее отрыта в результате снятия растительного слоя, грунт под действием сил тяжести падает в нее и по мере заполнения выемки последующие порции грунта продолжают перемещаться последующими лопастями 4 дальше, заполняя другие объемы выемки. Забрасывающие лопасти 5 при этом формируют из остаточного грунта валик со стороны выгрузной части шнека (фиг.21). Due to the low frequency of rotation of the screw shaft 7, the process of moving the soil changes, since the soil does not have time to rise with the soil-moving blade 4, it slides from it in the lower part of the face at the time of its collection and as a result of the active pressure forces of the blade and the action of reactive friction forces about the face soil, the moved soil is shifted by the blade towards the unloading part of the screw without losing contact with the face soil. Therefore, when moving soil over a recess that was previously excavated as a result of removal of the plant layer, the soil falls into it under the action of gravity and, as the recess is filled, subsequent portions of soil continue to move further blades 4 further, filling other volumes of the recess. The casting blades 5 in this case form a roller from the residual soil from the side of the discharge part of the screw (Fig. 21).

Если одного прохода машины недостаточно для полного заравнивания выемки, выполняется несколько проходов (фиг.22). If one pass of the machine is not enough to completely equalize the recess, several passes are performed (Fig. 22).

Одновременно с заравниванием выемки перемещенный шнеком грунт уплотняется рабочими грунтоуплотняющими элементами 10 ротора 8 и его боковыми цилиндрическими уплотнителями 11 (фиг.23). Те и другие при этом имеют полный контакт с грунтом, так как ось вращения шнека и ось вращения ротора параллельны, а следовательно и плоскость, формируемая шнеком, также будет параллельна плоскости уплотняемого грунта. При малой ширине боковых уплотнителей уплотняется не вся прорабатываемая шнеком полоса, при этом часть грунта уплотняется ходовым оборудованием тягача (фиг.23). А так как ширина шнека и ширина землеройной машины мало разнятся между собой, то вся полоса грунта, отсыпаемая шнеком, уплотняется, что обеспечивает высокую точность выполнения работы. Simultaneously with the leveling of the recess, the soil moved by the screw is compacted by the working soil-sealing elements 10 of the rotor 8 and its side cylindrical seals 11 (Fig. 23). In this case, both of them have full contact with the soil, since the axis of rotation of the screw and the axis of rotation of the rotor are parallel, and therefore the plane formed by the screw will also be parallel to the plane of the compacted soil. With a small width of the side seals, not all the strip worked out by the screw is compacted, while part of the soil is compacted by the running equipment of the tractor (Fig. 23). And since the width of the auger and the width of the earth-moving machine do not differ much from each other, the entire strip of soil covered by the auger is compacted, which ensures high accuracy of the work.

При большой ширине ротора цилиндрические уплотнители 11 могут быть изготовлены широкими, в сумме с шириной ротора 8 с элементами 10, равными габаритной ширине шнека 2, в результате полоса, прорабатываемая шнеком, будет также прорабатываться грунтоуплотняющими рабочими органами 10 и 11 и по всей ширине шнека. With a large rotor width, cylindrical seals 11 can be made wide, in total with the width of the rotor 8 with elements 10 equal to the overall width of the screw 2, as a result, the strip worked by the screw will also be worked out by soil compaction tools 10 and 11 and throughout the width of the screw.

Рабочие элементы 10, 17 и 18 грунтоуплотняющих органов контактируют с рабочей средой (т.е. с грунтом) не всей сплошной геометрической поверхностью цилиндра, а только своей малой опорной поверхностью, ограниченной площадью поперечного прутка. При передаче сил тяжести экскаватора на прутки, они преодолевают малое сопротивление смятию рыхлого грунта, перемещаются в грунт вместе с грунтом, находящимся непосредственно под опорной площадью контакта, до того момента, пока прочность деформированного уплотняемого грунта не станет равной величине искусственно создаваемых контактных напряжений в грунте. The working elements 10, 17 and 18 of the soil sealing bodies do not contact the working medium (i.e., soil) with the entire continuous geometric surface of the cylinder, but only with their small supporting surface, limited by the cross-sectional area of the rod. When transferring the excavator’s gravity to the rods, they overcome low resistance to crushing loose soil, move to the soil together with the soil located directly below the contact area, until the strength of the deformed compacted soil becomes equal to the value of artificially created contact stresses in the soil.

Напряжение, возникающее под прутком уплотняющим элементом с увеличением глубины повышается, при этом элементарные объемы грунта, находящиеся на вертикальный оси окна, хотя и не расположены под прутками, но находятся в напряженном состоянии, интенсивность которого зависит от расстояния от поверхности. Напряжение зоны по мере удаления от поверхности накладываются друг на друга, что усиливает напряженное состояние тех объемов грунта, которые расположены под окном решетки и уплотняют их, оставляя на поверхности уплотняемого грунта следы действия элементов в виде впадин. В верхней зоне межпруткового пространства напряженное состояние грунта полностью отсутствует и грунт на уплотняемой поверхности остается рыхлым. The voltage that arises under the rod by the sealing element increases with increasing depth, while the elementary volumes of soil located on the vertical axis of the window, although not located under the rods, are in a stressed state, the intensity of which depends on the distance from the surface. The zone stresses, as they move away from the surface, overlap each other, which increases the stress state of those volumes of soil that are located under the grating window and compact them, leaving traces of the action of elements in the form of depressions on the surface of the soil being compacted. In the upper zone of the inter-rod space, the stress state of the soil is completely absent and the soil on the compacted surface remains loose.

Описанные работы по разравниванию растительного слоя грунта и его уплотнению (фиг.21, 22 и 23) выполняются одновременно, так как оба рабочих органа установлены на одной машине и работают одновременно (фиг.15) и выполняют две последние (фиг.5) рабочие операции (разравнивание и уплотнение растительного слоя грунта) предлагаемого способа ведения земляных работ. При вынужденных обратных проходах после засыпки траншеи (фиг.19 и 20) и первого прохода после распределения растительного слоя грунта (фиг.21) гусеницы машины движутся по следу предыдущего прохода, шнек поднят в транспортное положение, ротор с уплотнителями опущен на грунт и производит уплотнение грунта. The described work on leveling the plant soil layer and its compaction (Fig.21, 22 and 23) are performed simultaneously, since both working bodies are installed on the same machine and work simultaneously (Fig.15) and perform the last two (Fig.5) work operations (leveling and compaction of the vegetative soil layer) of the proposed method of conducting earthwork. In case of forced back passages after filling the trench (Figs. 19 and 20) and the first pass after the distribution of the vegetative soil layer (Fig. 21), the machine’s tracks move along the track of the previous pass, the auger is raised to the transport position, the rotor with seals is lowered to the ground and makes a seal soil.

Транспортируется машина на большое расстояние трейлером (фиг.24), а на малое расстояние своим ходом с поднятыми рабочими органами. The machine is transported over a long distance by a trailer (Fig. 24), and a short distance under its own power with raised working bodies.

Способ выполнения земляных работ по снятию растительного грунта с трассы строительства, отрывке траншеи, складированию грунта в виде валика вдоль трассы, проведение обратной засыпки грунта и уплотнение ее одной землеройной машиной непрерывного действия характеризуется высокой производительностью и качеством выполнения работы, которые обеспечиваются непрерывностью технологического процесса, высокой точностью позиционирования рабочих органов по отношению к землеройной машине и к разрабатываемому грунту, отсутствием вспомогательных технологических операций (холостых проездов, перекрытия проходов, разворотов, центрирования машины и т.п.), высокой точностью расположения валиков. The way to carry out excavation work to remove plant soil from the construction route, trench digging, storing soil in the form of a roller along the route, backfilling the soil and compacting it with one continuous digging machine is characterized by high productivity and quality of work, which are ensured by the continuity of the process, high the accuracy of the positioning of the working bodies in relation to the digging machine and to the developed soil, the absence of auxiliary x technological operations (idle driveways, floors passes turns, the centering machine and the like), high precision roller arrangement.

Claims (6)

1. Способ ведения земляных работ при строительстве закрытого трубопровода, включающий снятие плодородного слоя с трассы строительства, его складирование в виде валива вдоль трассы, выемку грунта из траншеи, складирование его в виде валика вдоль трассы, проведение обратной засыпки траншеи и распределение плодородного слоя по трассе, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и повышения качества работ, складирование снятого плодородного слоя и складирование вынутого из траншеи грунта производят в одну сторону от проводимой трассы, при этом валик вынутого из траншее грунта формируют между ранее сформированным валиком плодородного слоя и траншей, а при засыпке траншеи грунтом и равномерном распределении плодородного слоя вдоль трассы производят одновременно и уплотнение грунта и плодородного слоя. 1. The method of excavation during the construction of a closed pipeline, including removing the fertile layer from the construction route, storing it in the form of a shaft along the route, excavating from the trench, storing it in the form of a roller along the route, backfilling the trench and distributing the fertile layer along the route , characterized in that, in order to increase productivity and improve the quality of work, the storage of the removed fertile layer and the storage of the soil removed from the trench is carried out in one direction from the wire my runs, wherein the roller excavated soil from the trench formed between the previously formed roll topsoil and trenching and backfilling the trench with soil and topsoil uniform distribution along the path are performed simultaneously and soil compaction and topsoil. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью приживаемости растений будущих посевов, уплотнение распределенного плодородного слоя осуществляют с одновременным рыхлением верхней его части. 2. The method according to claim 1, characterized in that, with the aim of survival of plants of future crops, compaction of the distributed fertile layer is carried out with simultaneous loosening of its upper part. 3. Устройство для ведения земляных работ при строительстве закрытого трубопровода, включающее базовую машину с установлеными на ней ротором с транспортирующим грунт механизмом и рабочим органом для снятия плодородного слоя, отличающееся тем, что орган для снятия плодородного слоя выполнен в виде шнека, расположенного перед базовой машиной, а транспортирующий грунт механизм выполнен в виде метателя, установленного на раме ротора перпендикулярно к оси вращения ротора. 3. A device for excavation during the construction of a closed pipeline, including a base machine with a rotor with a soil transporting mechanism and a working body for removing the fertile layer, characterized in that the body for removing the fertile layer is made in the form of a screw located in front of the base machine and the soil transporting mechanism is made in the form of a thrower mounted on the rotor frame perpendicular to the axis of rotation of the rotor. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно снабжено съемными цилиндрическими уплотнителями, рабочая поверхность которых выполнена в виде решетки, при этом уплотнители расположены по обеим сторонам рамы ротора с возможностью вращения вокруг своей оси. 4. The device according to claim 3, characterized in that it is equipped with removable cylindrical seals, the working surface of which is made in the form of a lattice, while the seals are located on both sides of the rotor frame with the possibility of rotation around its axis. 5. Шнек, содержащий установленные на валу стойки с разрушающими элементами и установленные под углом к оси вращения шнека и жестко соединенные со стойками транспортирующие лопасти, отличающийся тем, что лопасти выполнены в виде серповидных пластин. 5. A screw containing racks mounted on the shaft with destructive elements and mounted at an angle to the axis of rotation of the auger and transporting blades rigidly connected to the racks, characterized in that the blades are made in the form of sickle-shaped plates. 6. Метатель, выполненный из пластин, расположенных по образующей тела вращения на равноудаленном расстоянии одна от другой, отличающийся тем, что огибающая поверхность тела вращения выполнена переменной кривизны. 6. A thrower made of plates located along the generatrix of the body of revolution at an equidistant distance from one another, characterized in that the envelope surface of the body of revolution is made of variable curvature.
SU4884023 1990-10-05 1990-10-05 Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit RU2053330C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4884023 RU2053330C1 (en) 1990-10-05 1990-10-05 Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4884023 RU2053330C1 (en) 1990-10-05 1990-10-05 Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2053330C1 true RU2053330C1 (en) 1996-01-27

Family

ID=21546087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4884023 RU2053330C1 (en) 1990-10-05 1990-10-05 Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2053330C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652048C1 (en) * 2017-04-11 2018-04-24 Василий Дмитриевич Черепанов Trenches excavation device
RU2735497C1 (en) * 2020-03-17 2020-11-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Straight-flow rotary ripper

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 646012, кл. E 02F 5/08, 1979. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2652048C1 (en) * 2017-04-11 2018-04-24 Василий Дмитриевич Черепанов Trenches excavation device
RU2735497C1 (en) * 2020-03-17 2020-11-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" Straight-flow rotary ripper

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100464529B1 (en) Self-propelled soil improver
CN110761347A (en) Fluidized soil construction equipment
CN212611832U (en) A slip-form device for laying road water retaining strips
WO2024017313A1 (en) Water management area, method and dedicated device
RU2053330C1 (en) Excavating method applied for building covered pipeline, device for implementation the same, warm and throwing unit
CN112392084B (en) A river dredging robot
CN116043624A (en) Construction method and construction device for filling carbonaceous mudstone roadbed
US2896342A (en) Excavating machine
CN116024870B (en) A kind of coastal shoal artificial backfill road construction equipment and construction technology
CN117779883B (en) Roadbed construction is with excavating machinery of filling out
RU2247192C2 (en) Drainage building method
CN117926674A (en) A mechanized construction device for roadbed trenching in northern China
US3182460A (en) Apparatus for making permeable conduits in subterranean lines of drainage
SU1782281A3 (en) Machine for continuous breaking and transportation of bulk of broken crushed rock in underground construction
JP3181025B2 (en) Debris separator with gate for dredging
US3290804A (en) Consolidating apparatus
CN211571826U (en) Fluidized soil construction equipment
CN112160362B (en) Leveling device for foundation filler
CN116427224B (en) High-fill roadbed construction process and construction device thereof
CN112941999A (en) Highway subgrade and pavement pretreatment device and treatment method
CN120380901B (en) A integrative driven trailer of scarification landfill for saline and alkaline broken board improvement
CN115012362A (en) Construction process of flood drainage channel for deep silt layer in intertidal zone
CN112779942A (en) Integrated forming machine for expressway and canal
US3308564A (en) Combination excavating trimming machine
CN219773061U (en) Compacting and leveling device for sandy silt soil