При сооружении железнодорожного земляного полотна свыше 70% объемов земляных работ выполняют автомобилями-самосва­лами с погрузкой грунта экскаваторами. Это объясняется большой маневренностью комплекта и возможностью обеспечения значи­тельной (до 3—5 км, а при отсутствии местных грунтов до 10 км) дальности возки грунта. Большая дальность возки грунта вызыва­ется повышенными требованиями к качеству грунта для отсыпки насыпей.

Процесс сооружения земляного полотна включает разработку грунта в забое экскаватором, погрузку его в автомобили-самосвалы или землевозы, перемещение в насыпь или кавальер, послойное раз­равнивание грунта бульдозерами и уплотнение насыпи грунтоуп­лотняющими машинами.

Комплект машин, в состав которых входят экскаваторы и авто­мобили-самосвалы, получил широкое распространение на строи­тельстве новых железных дорог и вторых путей, а также при воз­ведении насыпей на болотах и сооружении земляного полотна на скальных участках трассы. Экскаваторный парк, используемый на сооружении железнодорожного земляного полотна, состоит из экс­каваторов емкостью ковша 0,65 м³—60% (по количеству экскава­торов), 1,00—1,25 м³ — 38%, 1,50 м³ и более — 2%.

Выемки и карьеры разрабатывают отдельными проходками. Ко­личество проходок и параметры экскаваторного забоя в каждом конкретном случае определяют в проекте производства работ в за­висимости от глубины выемки или карьера и рабочих размеров экс­каваторов.

Разработку грунта экскаватором осуществляют с периодически­ми передвижениями его, вследствие чего образуются выработанные экскаватором траншеи — проходки. Место непосредственной работы экскаватора при одной стоянке называется забоем. Про­ходки проектируют и организуют так, чтобы обеспечить высокую производительность экскаваторов и автомобилей-самосвалов.

При определении рациональных размеров забоя (ширины, вы­соты) следует учитывать, что с уменьшением его ширины сокраща­ется угол поворота стрелы экскаватора и увеличивается число пе­редвижек экскаватора в забое и переходов из забоя в забой. Одно­временно необходимо определить положение транспорта в забое, перемещения экскаватора, последовательности разработки забоя и проходок, недобор грунта при разработке выемок прямой лопатой.

Выемки и карьеры разрабатывают экскаваторами с прямой ло­патой продольными или лобовыми забоями. При продольном забое автомобили-самосвалы размещают сбоку экскаватора в одном или разном уровне с ним, при лобовом забое — сзади экскаватора на дне траншеи в одном уровне с ним.

Наиболее рационально разрабатывают выемку или карьер бо­ковым забоем с погрузкой грунта на транспортные средства, распо­ложенные на уровне стоянки экскаватора. Погружают грунт в транспортные средства, расположенные выше уровня стоянки экс­каватора, при разработке глубоких выемок, если необходимо пере­местить экскаватор на более низкий рабочий горизонт, а также при разработке пионерных траншей.

Лобовые забои следует применять в исключительных случаях, так как при такой технологии производства работ производитель­ность машин резко снижается.

Размеры забоев зависят от типа экскаватора. Наибольшее рас­стояние от оси экскаватора до бровки бокового откоса забоя В должно быть на 0,5 м меньше наибольшего размера радиуса реза­ния R, а расстояние от оси экскаватора до подошвы забоя b на 0,2 м меньше наибольшего размера радиуса резания на уровне стоянки экскаватора R_cт.

Высота забоя при работе в связных (глинистых) грунтах не дол­жна превышать наибольшей высоты резания экскаватора H_р.

В несвязных (песчаных) грунтах высота забоя на 1,5—2,0 м вы­ше наибольшей высоты резания экскаватора.

Наибольшее превышение погрузочного пути над уровнем сто­янки экскаватора:

h = H_B — Н_ТР— 0,5 м,

где H_B — максимальная высота выгрузки ковша, м;

Н_ТР — высота автомобиля-самосвала до верха бортов, м;

0,5 — запас высоты над бортом автомобиля-самосвала, м.

Параметры некоторых экскаваторов при угле наклона стрелы α = 45° приведены в табл. 10.

Наибольшие допустимые размеры забоев (рис. 35) при погруз­ке грунта в автомобили-самосвалы даны в табл. 11.

Продольные уклоны проходок не должны превышать уклонов, допустимых для транспортных средств. При разработке выемок, особенно в глинистых грунтах, следует особое внимание уделять отводу из забоев воды временными продольными канавами. Разра­ботку выемок нужно начинать всегда с низовой стороны, что обес­печивает лучший отвод из нее дождевых и грунтовых вод.

Для организации бокового забоя при разработке выемок уст­раивают пионерную траншею, глубину которой определяют из ус­ловия обеспечения погрузки грунта прямой лопатой экскаватора. Ширина траншеи 3,5 м, что позволяет свободно проезжать автомо­билям-самосвалам.

Передовые экскаваторные бригады при разработке грунта сов­мещают отдельные операции — это сокращает продолжительность цикла и повышает производительность экскаватора. Подъем ковша после его наполнения до высоты разгрузки совмещают с поворотом стрелы на разгрузку; опускание ковша в забой совмещают с обрат­ным поворотом движения стрелы. Стрелу в направлении к забою поворачивают на высоких скоростях.

Во время смены автомобилей-самосвалов или в промежутках между их подходами под погрузку ковшом экскаватора набирают грунт в наиболее отдаленных участках забоя, а также перекиды­вают его из отдаленных участков забоя ближе к месту погрузки.

Режут грунт толстой стружкой, равномерной толщины, обеспе­чивая наполнение ковша с «шапкой», за один проход. Переувлаж­ненные грунты режут тонкой стружкой, что предотвращает спрессо­вывание грунта в ковше и улучшает наполнение и разгрузку грунта. Тяжелые грунты режут на максимально укороченной рукояти.

Необходимо строго следить за сроком проведения и качеством профилактических ремонтов. В период вынужденных простоев экс­каваторов из-за несвоевременной подачи автомобилей-самосвалов производят текущий ремонт машин.

При налипании и намерзании грунта на внутренние стенки и днище ковша его периодически очищают во время технологических простоев и профилактических осмотров экскаватора. Если при раз­работке грунта встречаются крупные валуны, обломки разрыхлен­ных скальных или мерзлых грунтов, то их отодвигают ковшом экс­каватора в сторону для последующего рыхления, не затрачивая времени на попытки взять их в ковш.

При начале выгрузки грунта ковш должен находиться на таком расстоянии от дна кузова автомобиля-самосвала или вагона, чтобы при открывании днища не произошло удара о дно или борт кузова. Открывают днище ковша в тот момент, когда оно находится над точкой выгрузки грунта в кузов. Широко используют увеличенные ковши ЦНИИС с полукруглой режущей кромкой.

При отсыпке насыпи автомобилями-самосвалами большое зна­чение имеет выбор рациональной схемы их движения.

Автомобили-самосвалы подают в забой таким образом, чтобы при погрузке экскаватор не переносил ковш над их кабиной. При боковом забое автомобили-самосвалы должны двигаться навстречу экскаватору при его проходке.

Наиболее рациональная схема— кольцевая (рис. 36) .По этой схеме насыпи отсыпают послойно, причем движение автомобилей-самосвалов не мешает работе планирующих и грунто­уплотняющих машин. Кроме того, эта схема позволяет лучше ис­пользовать транспорт и обеспечивает необходимую плотность отсы­паемого земляного полотна.

Насыпь по ширине делится на две полосы, а по длине — на за­хватки. Сначала отсыпают одну половину слоя, а в это время гру­женые автомобили-самосвалы двигаются по другой его половине. Около места выгрузки они переезжают на первую половину отсы­паемого слоя и подаются задним ходом на разгрузку. После отсып­ки грунта по всей длине слоя на захватке его разравнивают буль­дозерами и уплотняют грунтоуплотняющей машиной.

Успешная работа автоэкскаваторного комплекта зависит от слаженности и бесперебойной работы всех механизмов, а также от квалификации машинистов экскаваторов и водителей автомобилей- самосвалов.

Немаловажная роль в организации работы принадлежит техни­ческому персоналу механизированных колонн, который должен обе­спечить своевременную разбивку земляного полотна, надлежащее содержание землевозных автодорог, снабжение машин и механиз­мов горюче-смазочными материалами, запасными частями, прове­дение профилактического ремонта.

При разработке скальных выемок основным способом подготов­ки скальных грунтов к разработке является рыхление их взрывом.

Сильнотрещиноватые скальные породы до IV группы разраба­тывают тракторными рыхлителями или экскаваторами с ковшами активного действия. К числу основных землеройных машин, пред­назначенных для разработки скальных грунтов, относятся одноков­шовые экскаваторы, оборудованные прямой лопатой с ковшом емкостью 1,0; 1,25; 1,6 м³, а на скальных выемках с объемом работ свыше 300 тыс. м³ — экс­каваторы с ковшом емкостью 2,5 м³.

Косогорные выемки разра­батывают бульдозерами на тракторах мощностью 300—400 л. с. Для хорошо разрых­ленных грунтов можно приме­нять тракторные погрузчики.

Взорванный скальный грунт выемки разрабатывают лобо­вой проходкой по схеме, при­менимой для обычных грунтов. Для ускорения работ выемки разрабатывают с двух сторон с двумя захватками с каждого конца. На первых захватках бурят скважины и взрывают их, на вторых грузят ранее взорванный грунт в автомобили-самосвалы.

Большие камни дробят шпуровыми зарядами или вывозят буль­дозером на металлических листах за пределы выемки. Количество буровых и комплектующих машин определяют по максимальной производительности экскаваторов, занятых на разработке выемки.

Скважины взрывают в межсменные перерывы с отводом всех механизмов на безопасное расстояние; в отдельных случаях для них делают надежное укрытие. Объем одновременно взорванной породы должен быть не менее суточной выработки экскаватора.

Взрывные работы производят специализированные подразделе­ния треста «Трансвзрывпром» в строгом соответствии с «Едиными правилами безопасности при взрывных работах».

На строительстве Байкало-Амурской магистрали известняки, мергели и другие трещиноватые сильновыветривающиеся скальные породы, а также вечномерзлые грунты рыхлят механическими рых­лителями статического действия. Для заглубления рыхлителя и разрушения грунта используют массу трактора (тягача). Скаль­ные грунты разрушают одно- и трехзубым рыхлителем с прямой стойкой (рис. 37).

Грунт в выемке рыхлят параллельными проходками рыхлителя горизонтальными или наклонными слоями. Направление рыхления обычно выбирают поперек направления основной трещиноватости.

Производительность тракторных рыхлителей зависит от длины проходок, которую целесообразно принимать равной 100—300 м.

Мощность разрыхленного слоя 0,3—0,6 м, поэтому грунт в тран­спортные средства целесообразно загружать погрузчиками в комп­лекте с бульдозером, который предварительно надвигает разрых­ленный слой в бурты.

Комплект машин при разработке грунта экскаваторами с пря­мой лопатой и перевозке его от карьера (выемки) до насыпи включает экскаватор, автомобили-самосвалы, бульдозер, автогрейдер, грунтоуплотняющую машину и электростанцию.

Рациональное количество автомобилей-самосвалов в зависимо­сти от дальности возки и емкости ковша экскаватора приводится в табл. 12.