СМС Тема 2-Л2

1.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра наземных транспортно-технологических машин
Средства механизации строительства
Тема 2
Назначение строительных машин и
оборудования
Пушкарев Александр Евгеньевич
д.т.н., профессор, профессор

2.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Перечень основной и дополнительной литературы, необходимой для освоения дисциплины
1 Наземные транспортно-технологические машины и комплексы : учебник : рекомендовано Международной Ассоциацией
Автомобильного и Дорожного Образования (МААДО) в качестве учебника для студентов, магистров, аспирантов и
преподавателей строительных, технических и автомобильно-дорожных университетов / С. А. Евтюков [и др.] ; рец.: С. А. Волков,
С. Е. Максимов, А. Н. Новиков. - СПб. : Петрополис, 2017. - 644 с
2 Куракина, Елена Владимировна. Инженерно-техническая экспертиза наземных транспортных средств : учебное пособие / Е. В.
Куракина, С. С. Евтюков ; М-во образования и науки Рос. Федерации, С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб. : [б. и.], 2016. 99 с.
3 Сафиуллин, Р. Н. Эксплуатация автомобилей : учебник для вузов / Р. Н. Сафиуллин, А. Г. Башкардин. — 2-е изд., испр. и доп. —
Москва : Издательство Юрайт, 2019. — 204 с. — (Серия : Университеты России). — ISBN 978-5-534-07179-5. — Текст : электронный
// ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://www.biblioonline.ru/bcode/437151
4 Попов, Александр Владимирович. Основы технологии производства и ремонта транспортных и транспортнотехнологических
машин и комплексов: в 2 ч. / А. В. Попов ; МВ образования и науки Рос. Федерации, С.-Петерб. гос. архитектур.-строит. ун-т. - СПб.
: [б. и.], 2017 - . Ч. 1 : Основы технологии производства. - 2017. - 243 с. 74 + Полнотекстовая БД СПбГАСУ

3.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
3
Землеройные машины
Э к с к а в а т о р ы . Экскаваторы представляют собой самоходные землеройные
машины, предназначенные для копания и перемещения грунта. Различают
одноковшовые экскаваторы периодического (цикличного) действия с основным
рабочим органом в виде ковша определенной вместимости и экскаваторы
непрерывного действия с многоковшовыми, скребковыми и фрезерными
(бесковшовыми) рабочими органами. Одноковшовые экскаваторы осуществляют
работу отдельными многократно повторяющимися циклами, в течение которых
операции копания и перемещения грунта выполняются раздельно и последовательно. В
процессе работы машина периодически перемещается на небольшие расстояния для
копания очередных объемов грунта. Экскаваторы непрерывного действия копание и
перемещение грунта осуществляют одновременно и непрерывно. Производительность
таких экскаваторов выше, чем одноковшовых, затрачивающих около 2/3 рабочего
времени на перемещение грунта и рабочего оборудования.

4.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин

5.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Одноковшовые экскаваторы являются универсальными машинами многоцелевого назначения. Их широко
применяют на различных земляных работах для рытья котлованов, траншей, разработки карьеров строительных
материалов, на погрузке в транспорт сыпучих и кусковых материалов, а с помощью сменного оборудования ими
осуществляют различные строительные операции. Универсальные экскаваторы классифицируют по номинальной
вместимости ковша — размерной группе, конструкции ходового оборудования, возможности вращения
поворотной части, типу привода, исполнению и виду рабочего оборудования.

6.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
По ходовому оборудованию одноковшовые
экскаваторы разделяют на гусеничные (в том
числе с увеличенной поверхностью гусениц),
пневмоколесные на специальном шасси, на шасси
грузовых автомобилей массового производства,
на тракторах (навесные).
По возможности вращения поворотной части
экскаваторы бывают полноповоротными с
вращением поворотной части вокруг
вертикальной оси и неполноповоротными, угол
вращения которой ограничен (для навесного
оборудования, смонтированного на тракторах).

7.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
По типу привода механизмов экскаваторы разделяют на одномоторные и многомоторные. У одномоторных
экскаваторов все рабочие механизмы приводятся обычно от одного двигателя и имеют механический привод. Если
механический привод включает гидродинамическую передачу (преимущественно гидротрансформатор), то такую
машину называют экскаватором с гидромеханическим приводом.
У многомоторных экскаваторов рабочие механизмы приводятся от нескольких независимо работающих двигателей.
Многомоторные экскаваторы, у которых каждый рабочий механизм приводится от отдельного двигателя, называют
экскаваторами с индивидуальным приводом механизмов, а многомоторные экскаваторы, у которых каждый из
двигателей приводит несколько рабочих механизмов,— экскаваторами с групповым приводом.

8.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Рабочее оборудование
Прямая и обратная лопата.
Рабочее оборудование для разработки грунта выше уровня стоянки с укрепленным на напорной рукояти ковшом,
копающим в направлении от экскаватора, называют прямой лопатой (рис. 8.1, а). У маятниковой прямой лопаты
рукоять совершает только маятниковые движения относительно стрелы (рис. 8.1, 6), а напор ковша при копании
осуществляется одновременным опусканием стрелы. Напорная прямая лопата имеет приводное устройство для
напорного движения рукояти (рис. 8.1, в). Прямая лопата со створчатым ковшом может разрабатывать грунт при
смыкании створок ковша, поворачивающихся в плоскости, перпендикулярной плоскости поворота рукояти (рис. 8.1,
г). https://youtu.be/YmHFXR_PpjI
Рабочее оборудование для разработки грунта ниже уровня стоянки с
укрепленным на рукояти ковшом, копающим в направлении к экскаватору, называют обратной лопатой (рис. 8.1,
д). Боковая обратная лопата (рис. 8.1, е) предназначена для работы в стесненных условиях с ковшом, копающим в
вертикальной плоскости, смещенной относительно вертикальной оси вращения поворотной платформы или
относительно продольной оси базовой машины. https://youtu.be/3YWp8USJEbw

9.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Рис. 8.1. Основные виды и исполнения рабочего
оборудования универсальных экскаваторов:
а — прямая лопата; б — маятниковая прямая
лопата; в — напорная прямая лопата; г — прямая
лопата со створчатым ковшом; д — обратная
лопата; е — боковая обратная лопата; ж—
погрузочное оборудование; з — планировочное
оборудование; и — землеройно-планировочное
оборудование; к — землеройно-планировочное
оборудование со смещаемой плоскостью
копания; л — драглайн; м — боковой драглайн;
к— канатный грейфер; о — гидравлический
(жесткий) грейфер; п — крановое оборудование; р
— копровое оборудование

10.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Погрузочный ковш (рис. 8.1, ж) служит для
погрузки сыпучих и кусковых материалов.
Ковш заполняется напорным усилием с
одновременным поворотом при его
движении от экскаватора или с
одновременным перемещением
экскаватора.
Погрузочный ковш имеет в 2— 3 раза
большую вместимость по сравнению с
прямой лопатой для одной и той же модели
экскаватора, что позволяет существенно
повышать его производительность на
погрузочных работах.
https://youtu.be/_Yb46REYHzk

11.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Планировочное оборудование в виде
уширенного ковша или отвала бульдозерного
типа монтируют на универсальной стреле
экскаватора (рис. 8.1, з) для послойной
разработки грунта, планировки откосов,
насыпей и выемок в различных плоскостях. Для
специальных планировочных работ с рабочим
органом, который укрепляют обычно на
телескопической стреле, изменяющей при
работе свою длину и поворачивающейся в
вертикальной и горизонтальной плоскостях и
по отношению к своей продольной оси,
выпускают специальные экскаваторыпланировщики (рис. 8.1, и).

12.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Для работы в стесненных условиях и для
бокового выноса рабочего органа
экскаватора-планировщика применяют
стрелу с шарнирной опорой, которая
может смещаться поперек поворотной
части (рис. 8.1, к).
https://youtu.be/HajEh3jyXxE

13.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Драглайн (рис. 8.1, л) применяют при
разработке грунта ниже уровня стоянки
экскаватора. Глубина копания, высота разгрузки
ковша и расстояние, на которое может быть
заброшен ковш (радиус копания) драглайна,
значительно больше, чем у прямой и обратной
лопаты. Поэтому драглайн используют для
рытья сравнительно больших котлованов.
Чисто для очистки каналов применяют
боковой драглайн (рис. 8.1, м) с ковшом,
подвешенным на канатах и копающим под
углом к вертикальной плоскости стрелы.

14.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
https://vk.com/video-673592_162516104

15.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Грейфер применяют для разработки
грунтов, расположенных ниже и выше
уровня стоянки экскаватора, для погрузки и
разгрузки сыпучих материалов, а также при
некоторых видах земляных работ (рытье
глубоких котлованов, очистке прудов и
каналов). Грейферы бывают канатные (см.
рис. 8.1, к) и гидравлические (см. рис. 8.1,
о).
https://youtu.be/F570I2XpB7Q

16.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Канатные экскаваторы
Канатные экскаваторы – это механические экскаваторы с гибкой подвеской рабочего оборудования

17.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Гидравлические экскаваторы
В настоящее время более половины всего выпуска одноковшовых экскаваторов приходится на навесные и
полноповоротные гидравлические экскаваторы.
Жесткая подвеска рабочего оборудования обеспечивает более рациональную технологию разработки грунта,
точность выполнения земляных работ, а также их производство в стесненных условиях. Отсутствие громоздких
механических передач и возможность рациональной компоновки агрегатов обеспечивает значительное улучшение
(на 50—60 %) весовых показателей машин. Эффективное использование повышенной мощности силовых установок,
реализация значительно больших (в 2—3 раза) усилий резания и увеличение в 1,25—1,6 раза вместимости ковшей
по сравнению с экскаваторами с механическим приводом способствуют резкому возрастанию производительности
экскаваторов.

18.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Полноповоротные гидравлические экскаваторы

19.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Экскаватор-планировщик состоит из ходового оборудования, поворотной платформы с расположенным на ней
силовым оборудованием, пультом управления гидрооборудованием и механизмами и телескопической стрелы с
рабочим органом — ковшом.
Стрела может подниматься на угол до 23° и опускаться на угол до 50°, а также вращаться без ограничения угла в
горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси экскаватора. Кроме того, вокруг своей продольной оси стрела
может поворачиваться на 180° в обе стороны.
https://youtu.be/Fvn4-fzFM5E

20.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
20
Эксплуатационная производительность (м3/ч) одноковшового экскаватора:
Qэ = n q Кн Кв/ Кр ,
где q – вместимость ковша, м3; Кн – коэффициент наполнения ковша (Кн = 1…1,3);
Кр
–
коэффициент
разрыхления
грунта
(Кр
=
1,15…1,4); Кв –
коэффициент использования экскаватора по времени в течение рабочей смены; n –
число циклов за час работы; n = 3600/ Тц (где Тц – продолжительность цикла работы
экскаватора, с).
Как и у других машин цикличного действия, производительность
пропорциональна главному параметру q и обратно пропорциональна
продолжительности Тц цикла:
Тц = tк + tпв + tв+tпз ,
где tк, tпв, tв, tпз – соответственно продолжительность копания, поворота на
выгрузку, выгрузки, и поворота в забой, с.

21.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
21
Т р а н ш е й н ы е э к с к а в а т о р ы . Траншейные экскаваторы представляют
собой самоходные землеройные машины непрерывного действия с многоковшовым
и бесковшовым (скребковым) рабочим органом, которые при своем поступательном
движении разрабатывают сзади себя за один проход траншею определенной ширины,
глубины и профиля с одновременной транспортировкой грунта в сторону от
траншеи.
Структура индексации
траншейных экскаваторов

22.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
22
Машины
данного
типа
сконструированы так, чтобы
устранить
недостатки
циклической экскавации, при
которой в течение только около
30 % рабочего времени идет
разработка грунта, а остальное
время расходуется на маневры
рабочим
органом
и
перемещение машины в забое.
Прицепной траншейный роторный
экскаватор с гусеничным тягачом

23.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Траншейный цепной
экскаватор: 1 - двигатель; 2 кабина; 3 -гидропривод;
4 - трансмиссия; 5 механизм подъема и
опускания рабочего
органа; 6 - конвейер;
7 - облицовка экскаватора;
8 - рабочий орган
23

24.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Эксплуатационная производительность экскаваторов непрерывного действия
(м3/ч):
Qэ = 3,6 vц qк Кн Кв / Тк Кр ,
где vц – скорость движения ковшовой цепи или ротора, м/с; qк – вместимость
ковша, л; Тк – расстояние между ковшами (шаг ковшей), м; Кн, Кр –
соответственно коэффициенты наполнения ковшей и разрыхления грунта; Кв –
коэффициент использования многоковшового экскаватора по времени в течение
рабочего дня.
24

25.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Тяговые средства строительных машин
В качестве тяговых средств для строительных машин широко применяют гусеничные и колесные тракторы, тягачи,
специальные унифицированные колесные шасси и шасси грузовых автомобилей.
Трактор — самоходная машина на гусеничном или пневмоколесном ходу предназначенная для длительных работ
в тяговом (силовом) режиме, составляющем до 70-80 % от общего времени его эксплуатации.
Тягач — самоходная (преимущественно на пневмоколесном ходу) машина, предназначенная для длительной
работы в транспортном режиме (до 70-90 % общего времени эксплуатации).
Специальное шасси — самоходная машина (главным образом, на пневмоколесном ходу). Компонуется из серийно
выпускаемых агрегатов автомобилей, тракторов и тягачей (двигатели, мосты, системы управления и т.д.), но имеет
раму специальной конструкции, обеспечивающую установку специализированного оборудования (например,
погрузчика, реже бульдозера), и в зависимости от назначения может иметь режимы трактора или тягача.

26.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
2. Тракторы и тягачи
Тракторы по назначению делятся на сельскохозяйственные (только для сельскохозяйственных работ), общего
назначения (для сельскохозяйственных, строительных и промышленных работ), промышленные (для горных и
строительных работ с большими объемами).
Для строительных машин применяют гусеничные тракторы как общего назначения, так и промышленные. Тракторы
сельскохозяйственного назначения рассчитаны главным образом на крюковую тягу при работе в сельском хозяйстве
на повышенных скоростях движения (10 – 12 км/ч). Вследствие этого они не приспособлены для длительной работы
в режиме малых скоростей, особенно необходимых для земляных работ (2,5 – 3 км/ч), с навесным оборудованием
и максимальным тяговым усилием по максимальному весу. Рама и ходовая часть не рассчитаны на тяжелое
навесное оборудование. Эти тракторы не обладают хорошей проходимостью.

27.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Промышленные тракторы, в некоторых случаях являясь модификациями базовых тракторов общего назначения,
должны обладать следующими основными качествами:
• принимать дополнительную нагрузку от навесного оборудования и реализовать тяговое усилие по сцепному
весу;
• иметь специальные места для навешивания оборудования и необходимые зазоры между гусеницами и рамой
для расположения толкающих брусьев бульдозеров и подъемных стрел погрузчиков;
• иметь гидромеханическую трансмиссию, обеспечивающую меньшее число переключений передач, лучшие
тяговые качества, и устройство, предохраняющее трансмиссию от поломок при резких перегрузках;
• иметь быстродействующий реверсивный механизм для лучшего маневрирования при челночном способе
работы;
• иметь гидропривод для питания рабочего оборудования, использующий до 70 % мощности двигателя;
• все колеса колесных тракторов–тягачей, эксплуатируемых с навесным оборудованием, должны быть ведущими,
одного размера с одинаковым распределением массы на переднюю и заднюю оси, что обеспечивает
максимальное тяговое усилие по сцепному вес, хорошую устойчивость и высокую проходимость.

28.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Основным показателем, определяющим возможность применения того или иного типоразмера навесного,
прицепного или седельного (полуприцепного) оборудования, является номинальное тяговое усилие – класс, или,
другими словами, максимальная свободная сила тяги (в килоньютонах), обеспечиваемая на крюке базового
трактора, (без установленного на нем навесного оборудования) при нормативной скорости движения.
По промышленной классификации эта скорость для гусеничных и колесных тракторов принимается соответственно
2,5-3 и 3-3,5 км/ч, тогда как по сельскохозяйственной эти скорости равны 5,5-7 и 8-12 км/ч.
Таким образом, в зависимости от принятой скорости один и тот же трактор может иметь разные тяговые классы.
Иногда тяговый класс по промышленной классификации указывается в скобках, по сельскохозяйственной — без
скобок.

29.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
3. Колесные шасси
В последние годы все более широкое распространение получают универсальные самоходные пневмоколесные
машины, агрегатируемые из узлов выпускаемых автотракторной промышленностью, и специальные
унифицированные колесные шасси для дорожно-строительных машин, обладающие хорошими тяговыми
свойствами, высокой маневренностью и мобильностью, позволяющие применять широкий набор различных видов
сменного полуприцепного и навесного оборудования. В результате мобильности и маневренности колесного хода
производительность скреперов, погрузчиков, бульдозеров, грейдеров-элеваторов и других самоходных колесных
машин в 1,5—2 раза выше, чем у прицепных и навесных машин с гусеничными тракторами, при одинаковых
рабочих параметрах. Высокие транспортные скорости колесных машин позволяют использовать их на строительстве
более полно в течение смены и года.

30.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Колесные шасси могут быть двухосные, одноосные и специальные. Двухосные шасси предназначены для
фронтальных погрузчиков, бульдозеров, снегоочистителей и другого навесного оборудования. Одноосные шасси
используют для скреперов, стругов, землевозов, грейдеров-элеваторов, катков и других полуприцепных
землеройно-транспортных машин. Специальные многоосные шасси могут быть собраны из узлов,
унифицированных с одноосными и двухосными шасси для компоновки различных самоходных колесных
строительных и строительных машин. К таким машинам относят автогрейдеры, грунтосмесители, трамбовочные
машины, различные экскаваторы, стреловые краны и др.

31.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
В отличие от колесных тракторов основные виды
рабочего оборудования на двухосные шасси
размещают фронтально — спереди, что определяет их
основную компоновку. Двигатель, расположенный
сзади, выполняет функцию контргруза, и
распределение массы на переднюю и заднюю оси
принимают одинаковой. Кабину размещают
посередине, что обеспечивает хорошую видимость как
спереди, так и сзади.
а — бульдозер с неповоротным отвалом; б — бульдозер с поворотным отвалом; в —
универсальный фронтальный погрузчик со сменным оборудованием; г — скреперный
толкач; д—погрузчик с задней разгрузкой; е—древовал; ж—корчеватель; з—плужный
снегоочиститель; и — роторный снегоочиститель; к — кюветоочиститель; л —
бурстолбо-став;
1 — вилы для штучных грузов; 2 — захват для бревен; 3 — двухчелюстной ковш; 4 —
ковш

32.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Одноосные шасси с навесным
оборудованием затрачивают до 70 %
рабочего времени и более на
транспортные операции — движение с
грузом и холостые пробеги. При работе с
другими видами полуприцепных машин
шасси выполняют в основном функции
транспортной машины. Поэтому одноосное
шасси не рассчитано на тяжелую работу по
внедрению ковша в грунт под действием
собственного тягового усилия и работает,
как правило, вместе с толкачом.
Самоходные колесные дорожно-строительные машины на одноосных
унифицированных шасси:
а—скрепер; б—струг; в—землевоз с задней разгрузкой; г—грейдер-элеватор; д —
пневмокаток; е— битумовоз; ж — стреловой неповоротный кран; э — цементовоз

33.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Специальные унифицированные шасси служат несущей ходовой базой, обеспечивающей установку, работу и
транспортирование различных строительных и строительных машин, для которых нельзя использовать
традиционные двухосные и одноосные шасси. Компоновка таких шасси зависит от технологического назначения и
конструкции рабочего оборудования. Шасси собирают из узлов, аналогичных узлам двухосных и одноосных шасси,
и при необходимости оборудуют быстродействующими реверсивными механизмами. Для экскаваторов и кранов
верхняя рабочая часть с поворотным устройством чаще всего бывает унифицированной; ее устанавливают на
гусеничное ходовое оборудование или унифицированное колесное шасси, которое обычно называют
пневмоколесным ходовым оборудованием.
Унифицированные шасси могут быть выполнены в двух модификациях: с отдельными двигателями для ходового
оборудования и для привода рабочих органов, расположенных на поворотной раме, и с одним двигателем,
обслуживающим ходовое оборудование и рабочие органы, расположенные на поворотной платформе. При одном
двигателе привод на ходовое оборудование осуществляется (для механического варианта) через отверстие в
шарнирно-поворотном устройстве (что несколько усложняет кинематику машины) или с помощью многомоторного
привода.

34.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Кабины унифицированных шасси размещают так,
чтобы обеспечить обзор фронта работ и хорошую
видимость в рабочем и транспортном положениях.
При наличии отдельного двигателя для привода
ходового оборудования устанавливают две кабины:
одну (спереди) для транспортного хода, другую (на
поворотной платформе) для управления рабочим
оборудованием и передвижением во время работы.
Самоходные дорожно-строительные машины на специальных унифицированных шасси:
а - автогрейдер; б - грунтосмеситель; в - трамбовочная машина; г - полуповоротный погрузчик; д - многоковшовый погрузчик; е снегопогрузчик; ж - кран; з- одноковшовый экскаватор;
и - универсальный планировщик; к - роторный экскаватор

35.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Автомобильные шасси широко применяют для монтажа на них различного дорожно-строительного и
вспомогательного оборудования; кранов, экскаваторов, бетономешалок, автогудронаторов, цементо- и
бетоновозов, поливочно-моечных и подметально-уборочных машин, ремонтеров, походных мастерских,
компрессоров, электростанций и др. Шасси грузовых автомобилей должны удовлетворять следующим
требованиям:
1) иметь ходоуменьшители для выполнения определенных технологических операций — распределения на дороге
вяжущих материалов (битума и цемента), поливки и мойки покрытий и др.;
2) при наличии тяжелого кранового и экскаваторного оборудования рама и ходовое оборудование шасси должны
быть усилены;
3) шасси автомобилей должны иметь укороченную базу и седельное устройство для улучшения маневренности и
работы с полуприцепами, цистернами, трейлерами;
4) иметь возможность отбора мощности спереди и сзади шасси для привода рабочих органов машины.

36.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин

37.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
На сегодняшний день в строительстве подземных коммуникаций под дорогами, возможны два основных способа
производства работ - открытый и закрытый.
До недавнего времени традиционным методом прокладки трубопроводов, независимо от их назначения, считался
так называемый "открытый" способ. Этот способ предусматривает поэтапное выполнение следующих работ:
- вскрытие грунтов (рытье траншеи) на заданную глубину;
- проведение технических мероприятий по подготовке траншеи для прокладки трубопровода (как правило, это
выравнивание дна траншеи);
- создание песчаной постели;
- укладка трубопровода или кабеля;
- засыпка проложенных коммуникаций инертным материалом;
- окончательная засыпка траншеи;
- восстановление нарушенного растительного слоя или дорожного полотна.
При проведении работ в населенном пункте необходимо обеспечить безопасные условия их выполнения на
достаточно длительный период, что влечет за собой согласование с различными службами. При работе в зоне
железных дорог приходится проводить специальные мероприятия по укреплению железнодорожного полотна,
ограничивать скорость движения составов.

38.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Метод бестраншейной проходки является альтернативной традиционному траншейному методу и позволяет
преодолевать преграды, встречающиеся на пути трубопроводов (реки, дамбы, дороги, железнодорожные насыпи и
т.д.), без нарушения режима их функционирования. Если речь идет о городских условиях, то нет необходимости
вскрывать дороги, разрушать целостность скверов и парков, перекрывать движения транспорта и создавать
неудобства для пешеходов. А в сложных гидрогеологических условиях бестраншейные технологии практически
незаменимы.
При бестраншейной прокладки коммуникаций используются следующие технологии:
- технология прокола;
- технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ);
- технология продавливания стальных футляров;
- технология микротоннелирования.

39.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Сущность технологий прокола и горизонтально-направленного бурения
Сущность технологии горизонтального прокола и направленного бурения заключается в последовательном
выполнении следующих технологических операций:
- обустройство стартового и приемного котлованов (при необходимости);
- проходка пилотной скважины;
- расширение скважины;
- протягивание трубопровода.
Перед производством работ изучаются свойства и состав грунта, расположение существующих подземных
коммуникаций, оформляются соответствующие разрешения и согласования на производство работ. Особое
внимание уделяется оптимальному расположению технологического оборудования на месте производства работ и
обеспечению безопасных условий труда рабочих и окружающих людей.

40.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
На первом этапе работ осуществляется проходка пилотной скважины. Этот этап является особо ответственным
в бестраншейной прокладки сетей. Технически проходка осуществляется при помощи породоразрушающего
инструмента (исполнительного органа) - буровой головки со скосом в передней части и встроенным излучателем.
Исполнительный орган соединен с гибкой приводной штангой, что позволяет управлять процессом проходки
пилотной скважины и обходить выявленные препятствия в любом направлении в пределах естественного изгиба
протягиваемой рабочей нити. Исполнительный орган может иметь отверстия для подачи бурового раствора, который
закачивается в скважину и образует суспензию с размельченной породой. Буровой раствор уменьшает трение на
исполнительном органе головке и штанге, предохраняет скважину от обвалов, охлаждает породоразрушающий
инструмент и очищает скважину от ее обломков, вынося их на поверхность. Контроль за местоположением
исполнительного органа осуществляется с помощью приемного устройства - геолокатора, который принимает и
обрабатывает сигналы встроенного в корпус буровой головки излучателя.

41.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин

42.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
На мониторе локатора отображается визуальная информация о местоположении, уклоне, азимуте исполнительного
органа. Также эта информация отображается на дисплее оператора буровой установки. Эти данные являются
определяющими для контроля соответствия траектории строящегося трубопровода проектной и минимизируют
риск излома рабочей нити. Строительство пилотной скважины завершается выходом исполнительного органа в
заданной проектом точке

43.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Расширение скважины производится после завершения проходки пилотной скважины. При этом буровая
головка отсоединяется от буровых штанг и вместо нее присоединяется риммер - расширитель обратного действия.
Приложением тягового усилия с одновременным вращением риммер протягивается через створ скважины в
направлении буровой установки, расширяя пилотную скважину до необходимого для протаскивания трубопровода
диаметра. Для обеспечения беспрепятственного протягивания трубопровода через расширенную скважину её
диаметр должен на 25-30% превышать диаметр трубопровода.
Для этого, на противоположной от буровой установки стороне скважины располагается готовая плеть
трубопровода. К переднему концу петли крепится оголовок с воспринимающим тяговое усилие вертлюгом и
риммером. Вертлюг вращается с буровой нитью и риммером, и в тоже время не передает вращательное движение на
трубопровод. Таким образом, буровая установка затягивает в скважину плеть протягиваемого трубопровода по
проектной траектории.

44.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин

45.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Третий этап работ заключается в протягивании трубопровода
К особенностям технологии, ограничивающим область применения установок горизонтально-направленного
бурения, следует отнести:
- высокую стоимость самой машины и комплекта бурового оборудования;
- высокую стоимость навигационного оборудования;
- техническую и технологическую сложность;
- ограниченность области применения по диаметру протягиваемого трубопровода (в большинстве случаев до
350 мм без выдачи грунта на поверхность и до 900 мм с выдачей грунта на поверхность).
https://youtu.be/cOzvVUGKGjM
https://youtu.be/3w6uEcdtEsw

46.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Некоторые
из
этих
недостатков
устраняет
бестраншейный способ с применением установок
горизонтального прямолинейного прокола.
К достоинствам такого метода, по сравнению с
технологией ГНБ, следует отнести:
- снижение стоимости установки и навигационного
оборудования;
- техническая и технологическая простота
проведения работ;
- уменьшение габаритов установки и как следствие,
меньшие размеры необходимой стройплощадки.
Однако существенным недостатком технологии
является ограниченность диаметра протягиваемого
трубопровода (до 900 мм).
https://youtu.be/pqCuGdlgm8A
а) управляемый прямолинейный прокол грунта пилотным ставом.
б) расширение пилотной скважины с продавливанием транспортной трубы
и выдачей грунта из микротоннеля транспортным шнеком;
в) продавливание рабочей трубы с извлечением транспортной
трубы.

47.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин

48.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Сущность технологии продавливания стальных футляров
Технология продавливания стальных футляров занимает промежуточное положение между технологиями ГНБ
и проходки с использованием микрощитов (микротоннелировании).
Область применения технологии: продавливание стальных футляров диаметром от 1000 до 1500 мм длиной до
100 метров под любыми естественными и искусственными преградами - железными и автомобильными дорогами,
земляными насыпями, зданиями и сооружениями.
Аналогично горизонтальному проколу продавливание стальных футляров осуществляется из стартового
котлована домкратными гидрофицированными станциями. Скорость проходки при диаметре 1200 - 1500 мм может
достигать 10 - 12 метров в смену.
Трубу вдавливают циклически путем попеременного переключения домкратов на прямой и обратный ход.
Давление домкратов на трубу передается через наголовник сменными нажимными удлинительными патрубками
или зажимными хомутами.

49.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Выемка грунта чаще всего осуществляется вручную или с использованием простейших приспособлений.
К преимуществам технологии следует отнести больший диаметр проходки чем в случае применения
технологии ГНБ или прокола, а также меньшую стоимость проведения работ, чем при микротоннелировании того
же диаметра.
Недостатками технологии являются:
- ограничение диаметра проходимой выработки (до 1400 мм);
- присутствие людей в забое (что при длине трубы до 100 метров рискованно и не бесспорно с точки зрения
норм и правил охраны труда);
- возможность проведения работ лишь в сухих (необводненных) грунтах.
https://youtu.be/Lvc1JopGp2o

50.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
Сущность технологии микротоннелирования
Технология микротоннелирования заключается в строительстве тоннеля с помощью дистанционно управляемого
проходческого щита. Микротоннельный щит работает из заранее подготовленной стартовой шахты в заданном
прямолинейном или криволинейном направлении. Выемка щита производится из приемной шахты.
Технология микротоннелирования практически лишена недостатков характерных для описанных выше
технологий, однако она и является самой дорогостоящей технологией сооружения коллекторов.
Микротоннелирование может применятся при любых грунтовых условиях и любой степени обводненности
грунтов. Управление процессом строительства микротоннеля осуществляется из кабины, находящейся на поверхности.
Местонахождение и ориентация щита контролируются с помощью лазерной системы. Данный метод в основном
применим при строительстве коротких (100 - 300 м) тоннелей, однако в практике известны реализованные проекты,
когда длина тоннеля достигала 3000 м. Построенный таким образом тоннель можно эксплуатировать в качестве
канализационного коллектора, водовода, можно проложить в нем стальной трубопровод. Так же следует отметить, что
микротоннели могут применяться для прокладки коммуникаций, когда требуется очень большая точность. Например ,
для самотечной канализации или водостоков обязательно нужно соблюсти заданный проектом уклон, иначе стоки в
процессе эксплуатации начнут переполнятся и возникнут засоры.

51.

Автомобильно-дорожный факультет
Кафедра наземных транспортно-технологических машин
https://youtu.be/NMEUMjlxpFA

52.

Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
кафедра наземных транспортно-технологических машин
Автор:
Пушкарев Александр Евгеньевич
nttm@spbgasu.ru