Машины для прокладки и содержания каналов

МАШИНЫ ДЛЯ ПРОКЛАДКИ 
И СОДЕРЖАНИЯ КАНАЛОВ

ШИШ ДЛЯ ПРОКЛАДКИ 
И СОДЕРЖАНИЙ КАНАЛОВ

Учебное пособие

Рекоиеядоееао учебно-иатодичеокин объвдянеаием 
по образована в области природообуо г ройогаа 
в качестве учебного пособия 
для отудвнтов вкошях учебных заведений

Иадв*апссво Саратовской государственно* 
омызкокомйспеяной ак&цвжх 
1997

уда СЭ1.3И.6 
АБ 13

Абдразаков ФоК. Мсшяны дак проклегчи и содвржения каналов: 
Уч. пособие. Саратов? Сарат. с .-х . акад., 1997. 184 с.

Изложен?! воярооы теория, расчета, исследования и эксплуатаций макан для прокладки каналов. Рассмотрены классификации, конструкция и технико-экономические характеристики, технологически 
проиосеы и новые рабочие органы современных машин для прокладки 
каналов, в также системы лазерного управления ода и требования, 
предъявляемые к дашшам при строительстве земляных сооружений.
Печатается по решению рвдэмуюнио-яздатеш!кого совета 
Саратовской государственной сельскохозяйственной академии им.
Н.И. Вавилова.

Рецензенты: Иванов Ю.А., канд. техн. неук, зав. xcf. механизации и электрификации с .-х . производства (Саратовская государственная сельскохозяйственная 
академия);
Мэртачонко И.Г., па ад. техн. наук, зав. каф. 
строительных и дорожных иыпия (Саратовом!1, 
государственный технически]* университет)Q

ISBX 5-?0И~0177-0
(о) 
й.К. АбД{й*вков, 1977

предисловие

В Рооояя сельскохозяйственные угодья занимают около 220 мля 
га, шя 13 % от плопадя земельных реоурооа, из них пашня 132,6 
iuh га. Болев 36 ила га земель (28 %) переувлажнены, заболочены 
1 засорены кодоне. Из года в год уменьшается содержаняе гумуоа 
£ почве, только за последние 20 лет его ваваон сократились на 
25-30 %, а в отдельные годы долее половины земель подвержены эа- 
сухе [37].
При отоутотнЕЯ орошаемых волай ала не^вктианом ах использования сельское хозяйство отрада постоянно недополучает миллионы центнеров кормовых, зерновых, оЕощебвхчевых вультур, а также 
мясомолочной продукция. Поэтому сотавтоя актуальной я в вахн дне 
проблема меляосахля земель -  орошенае засушяевых я осушениа заболоченных земель, для чего нужны высокопроизводительные, внерго- 
емкяе мелиоративные я строительные машины.
Каналы прокладывают я содержа? как отрсктпльныня, так а мелиоративными машинами.
Машиной называют механическое орудиа производства, представляющее ообоЁ сочетание механизмов, ооущзотелявдшс определенные движения, о целы» преобразовании: эааргии или выполнения полезной работы.
Строительной махяной называют такую метину, рабоч» органы 

которой возданы для выполнения одной иди нескольких операикй 
отролтвльного cponaooa в различных отраслях народного хозяйствя, 
а мелиоративной -  машину, рабочие органы которой преднааначеглг 
для шполгзкия одной или наоколькях операция технологического 
цроцзсоа молкоратик.чкх работ в ооотрвтотенл о згсом^чиорвтаакк- 
ик требованиями.

Основные отличия мевду мелиоративными ■  отроителышыя маяя- 
вами заключаются в принциплальных оообенноотях конструкция ■  и -  
га рабочего органе, а не в таких конструктивных признаках. как 
тип базовой га шины, оилового и ходового оборудования, сиотемы управлении, степени автоматизации, которь' могут быть общими для 
всех типов машин.
В первое частя учебного пособия изложены вопрсоч теория, рао- 
чета, исследования л эксплуатация машин дли прокладки каналов. 
Рассмотрены классификации, конструкции я техшисо-экономячеокяа 
характеристики, технологические процессы я н о е ы о  рабочие органы 
современных машин для прокладки каналов, а также оиотемн лазерного управления ими и требования, предъявляемые машинам при выполнении земляных сооружений.
Учебное пособие написано в соответствии о программами дно- 
аиплия "Мелиоративные и строительные машины" на ооноае опыта 
преподавания в Саратовском государственном агроинденерном университете и предназначено для студгнтов, обучающиеся по специальностям; I7II00 -  Машины и оборудование природообуотройотва и защиты окружающей среды, 320500 -  Мелиорация, рекультивация я охрана земель, 320600 -  Комплексное использование водных реоурооя 
и 3II3C0 -  Механизация сельского хозяйства.

I . 0СН0ВНУ2 ТРЕБОВАНИЯ К МАШИНАМ ЯРИ ПРОКЛАДКЕ 
И ЭКСПЛУАТАЦИЙ КАНАЛОВ

Линейный характер строительства мелиоративных каналов я точность их использования требуют применения маоин, выполняхишх за 
один проход воо операции, и поэтому к ним предъявляются следующие 
специфические трэбования:
машины для прокладки разрабатывают оросительные каналы полного проектного сечения в ж.сыаи, солуемемке, полунасызи или а 
аыомке. Каналы должны якеть спланированное дно я откосы. Машины 
форксру»т дамбы, укладывает касальерц или очицают берм;! без осыпания грунта на дно и откоон кзналя, выдерживают проектный уклон 
дна. Независимо от назначения каналов, больше? объем земляных 
раЗот ерк их строительстве требует, чтобы машины были высокопроизводительными, надежными и долговечными;
машины, прокладывавшие осушительные каналы, должки разрабатывать канал заданного оечеиия с ровными откосами и дном, не 
оставлять на две в откооех канала 
разрыхленного грунта. Грунт, 
разработанный из хапала, 
укладаваегоя ровным слоем, толщиной 
ва более 0,15-0,2 и вдоль канала. Машины должны иметь высокую 
проходимость оо болотам о относительной влажностью торфа 86-68 %, 
Наличие в грунте мелких камнзй (до 100 мм), пней а плотной древесины не должно влиять на ф оту и качество откооов и дна канала, 
значит, их рабочие органы должны перерезать пни, работать в грунтах о каменистыми включениями и не забиваться дерниной.
По своим размерам и назначению оросительные каналы могут быть 
разных размеров и пропускной способности. Они бывают по ширине 
дня от 0,4 до 8 м и более, о глубиной от 0*2 до 5 м и более, о 
ороиуокной способностью от 10 до нэокольких сотен кубометров в секунду. После завершения земляных работ каналы, кроме мзлкях, облицовывают плитами (бетоном), поэтому к машинам, осуществляющим 
вс прокладку, предъявляют высокие требования. Качество земляных 
работ необходимо контролировать постоянно -  в ходе их выполнения, 
после завершения работ на объекте или на каком-то участке большого 
объекта, при приемке работ от непосредственных исполнителей. Окончательный контроль и их оценка проводится при сдаче и приемке законченных объектов Государственной приемной комиссией. Вое выполненные земляные работы малинами должны удовлетворять общим требованиям, изложенным в специальных СНиИ. иди на основании этих об- 1 
щюс требований, разработанных ведомственных и местных инструкций 
по производству и приемке работ. 
1
Перед началом работ всегда производят геодезическую резбивку 
трессы канала в соответствии с проектом и поэтому правильно выполненная разбивка и привязка ооай будущэго сооружения являются ооновой качества' земляных работ, выполняемых машинами. При приемке и а 
ходе выполнении земляных работ малинами контролируют;
параметры земляных сооружений в ровность их поверхности; 
соответствие выполняемых выемок и насыпей проектным размерам; 
свойство грунтов пс однородности на откосах, насыпях и на основании канала;
качество укладки грунтов яа тэх или иных возводимых объэктах 
(каналы, плотины и т .д .) .
Контроль качестве земляных работ производят специальными шаблонами. различных конструкций откосонерегж, нивелира ми и другими
5: '

иамерательныма приборами. На отроительотьвканалое одноковцрвыма 
экохаааторамя, бульдозерами, окреперами перебор в мягких грунтах 
не долуокаегоя, а ваш w o олучавтоя, то необходимо эаоыпать era ' 
мвота 
однородным по овойотау грунтом. Соглаоно отроятельшш 
коркам а правилам на прокладке каналов (траншей) допускаюздя недобери грунгэ, котоцнв приведены в табл. I .

Таблица I
Допустимые недоборе грунта в основании каналов, ом» 
при работе одноковшовых экскаваторов

Рабочее обору- 
! 
Вмеотамооть ковша. мэ
давание эта ка- |0725.7.Ф Д р ,5.7.0,& |0,87.71725||.5-7.'2,,5|3.7Д >

Лопата;
прямая
■ 
5
10
10
15
20
обрвтная
10
15
20
драглайн
15
20
25
30
30

Указанный недобор грунта в дальнейшем можно онаметь бульдозерами иля специальными ллаям>ВДюами. При отоутотваи специальных 
машин, а также когда каналы (траншей) небольшие и не могут размещать механизмы, то недобор грунта устраняю* вручную. При выемхе 
грунта экскаваторами кесрерывного дейотаая недобор не должен 
прзвиишть 5 ом, так как качеотво работ, выполняемых ими, хорошев 
а прк правильном технологическом процеосе е дальнейшем на требует- 
оя доработка.
Огкооы s мягких грунтах допустимо разрабатывать о недобором 
10„»До ом, который лакЕядарувтоя при отделочной реботе. Случайные 
переборы на стхооах каналов не должны заонпатьоя грунтом. В каналах 
о жестким кровлением эти переборы заполняются ма. о риалом подотала- 
юдего елся, а под гибкое крепление -  материалом обратного фильтр*. 
Hr: откосах, ‘н* подлежащих креплению, олучайные аэреборк должны 
6к:?ь еллзнироиакк о плавным переходом к проектному профилю, Од- 
нокоеэювые а;сокя заточи эта трэбозаная выполняют о трудом, поэтому 
для упр^ЕЛйния ими нужны еыоскскг.алйфапироиенныя1, опытные меха- 
нязач'оры. Экскаваторы роторвыз, плужно--роторные. днухроторшэ. 
аазмрото&аке хороио уклздыгаютоя а эта гргСованил и дают .торо

гое качество выполняемых шв работ. Качестве работ может вовн-' 
оитьоя еще намного при их автоматическом и л и  полуавто«штическом 
управлении лучом света, лучом лазера я т .д .
Отклонения размеров земляного сооружения от проектных яе должны превышать допускаемых величия, приведенных в табл. 2 .

Таблица 2
Допускаемые соглаоно СНиП о-чдоненкя размеров 
оросительных каналов, транше!)

Отклонение 
Щовускаамоа 
! 
Способ

---------------------------------------------------------  
.  1011«!08ЭДИД _ i  _njjojger«jj _
Отклонение отметок бровки или оои
земляного сооружения 
±0,05 м 
Нивелировка
Отклонение от проектного продельного
уклона дна канала, траншеи и т.д . 
*0,0005 м Нивелировка 
Уменьшение минимально допуоишых
уклонов дна канала 
Бе jtonyorae- 
Нивелировка
оя
Увеличение крутизны откооов земляных вооружений 
" 
* 
. Кроме да не мвнеэ чем а двух 
подерочаиках 
на каждом пикете

№ табл. 2 видно, что. к прокладке каналов (траншей) предъявляется высокие требования ао точному выдавливанию заданных параметров. 
'
Значительное даото в мелиорации занимаю? работы, связанные 
с эксплуатацией, ремонтом и содержанием сросительнкх и осушитель- 
кых оаатзм -  ето очистка дна канелоа от растительности я яаноооа, 
затрудняющих движение водя, окашиваниечраототальности о отхосов 
каналов, восотзновлание первоначального проектного профиля каналов к ах лоуглублвнав. Поэтому машинам для содержания в ремонта 
каналов предъявляются следующие основные требования:
они должны гнать бодая высокую производительность ао с решение о машинами общего назначения при очистке каналов;
ооессечавать качественную очистку каналов л различной глубиной и заложенном огаоеоа;
иметь хорошую я ю х о я им о ту ь по берквм гли дну каналеэ;

очищать дно и откооы одновременно, а при необходимости только дно без гарушения отсосов и доделсчных ручных работ;
после очистки откооы каналов должны находиться а устойчивом 
состоянии, а аа откосах а дне каналов зе должно оставаться разрыхленного грунта или ила;
удаление ванооов от бровки хавала о равномерным раэбраснванявм;
должны работать надежно в иянералышх и торфяных грунтах любой влажности о водой и без воды и с наличием раатительноотк, a 
рабочие органы машины не должны забиваться травой и выхода» из 
строя при вст©ечз с препятствиями;
срезать любую растительность, раотущую в канале и возле наго, 
включая древеоные насаждения;
выдерживать продольный уклон я проектный поперечный профиль 
канала;
не допускать образования кавальеров и обеспечивать зксплуата- 
цию каналов с укрепленным руолом без разрушения креплений; 
они должны быть удобными в управлении и обслуживания.

2* ТИШ КАЙАЛЮВ И СПОСОБЫ ПРОИЗВОДСТВА 
ЗЫ. ЛЯШХ РАБОТ ОРИ ИХ ПРОЮЩЩ

Каналы подразделяются ва оросительные и осушительныз. Орооя- 
тельныа каналы в овою очередь подразделяются на магистральные, 
распределительные, межхозяйетвешш* и внутрихозяйственные. В Роо- 
оии и республиках СНГ построены оросительные каналы разной протя- . 
женности г поперечных сечений. Например, протяженность Карекумоко*о 
магистрального канала 1100 ям, Большого Ставропольского -  480 км, 
а их ширина местами доходит до 200 м о глубиной выемок в холостой 
чаоти в некоторых местах до 60 м. Однако большинство каналов является ввдтрихозяйотвьнвша!, о оеченяями от 1,5 до Ю м 
не Оолее. - 
что затрудняет зх сооружение эамлеройяо-транспортнкыя я обцестроя- 
тольнымя машинами. .
Оэушкгелыше открытые каналы делятся на постоянные я временные. 
Постоянные -  открытая осуактельвая ояотеме включает в себя различн а  открытые каналы, собирехшке воду от впадающих в них закрытых . 
дран ооуаяталей, яли вместо нях е больоинстве случаев яопсльзуют 
открытые кэлали - овуаателя, предстевлявшы времэннув йсушягыъяу»

сеть. 'Лакая сеть являетоя наиболее распространенной благодаря ряду преямущеотв перед закрытыми дренами.
Вое ооушятвльные открытые .каналы подразделяются по назначен® 
аа три группы: регулирующие каналы -  ооушстелл, ограадзющие и псо- 
водящие 
каналы -  аобяратеди. Последние аодрвадвлшмгся на магкст- 
рвльяыа, впадающие непосредственно а водопряемнак, а коллекторы, 
куда впадают каналы рвгуляцувдвй оети.
Форму поперечного сечения осушительных каналов я хругизну откооов выбирают на основания устойчивости ях русел и лозможзссти 
механизация прокладке кваьлов. Поперечное сечение канадок как осушительных, так я оросительных, кокет быть трапеаеадальяш, параболическим яде комбинированные (рис. I ) . Прокладка ка налое о ура- 
пецевдальтш аопорачныы сечеакам доотасочно легко ооувдеотзляогая 
механизированным способом, в механизировать строительство каналов с параболическим оечениеь. грудное. Однако иря параболическом 
профлле 
откосы 
каналов 
имеют большую устойчивость, по орав- 
нению о трапецеидальным, а также более ьвоокзя пропуохкая способность таких каналов. Крутизна откооов оросительных а осушительных 
каналов трапецеидального профиля определяется ксаффицкэнтом ээло- 
жения откооое (рис. 2 ).
В настоящее время параметры ооуаттельнух кзналоЕ типизированы (оы. табл. 3 ). Также определены оптимальные расотоанля мьзду 
открытыми ооушителями для заболоченна земель я болот, мазду кол- 
лектораш при соуиеани трудаопроаисавмых минеральных ззболочонннх 
земель и их «ыбиреют при выполнении работ для конкретных участков.

Таблица 3
Паоаметры осушительных канадоь

! Гдойкна* й  „!Уклон диа 
Шаргна 1КоэффЕнкезт 
Каналы 
1минк- Тмакси-!канала, 
!по дну,(залогеаия от!ма.чь- !маль- ! 
град. 
! 
м 
Jkooos  _________,  
1цзд 
1ная. 
_ ________J, _____ _ X  
L„ _____
Осушятпли 
1,0 
1,7 
C),OCX33-Q,GI 
0,2 
0,5-1; 0-1,5
Коллаагорные 
1,3 
2,5 
и,ООО2 -0 ,ОСЬ 
0,4 
1,0-1; 5-2,0
S& гастральные 
1,7 
3,5 
С,0002-0,G05 
С,6 и 
-,0 -1 ;
более 
2 ,0-2,5

а  
б
f г г  4 5 
6 2 
?

Рлс. I . Поперечные сечения каналов: а -  трапецеидальное 
Сеынутый груат сложен р кавальер); й -  5рап8цевдалъное 
(Еынугый грунт разроенек); в -  оптимальный (параболический) профиль (еынутий грунт разбросав равяодарным слоем); 
I ^ кавальер; 2 -  берма; 3 -  бровка; 4 -  откос; Ь -  дно; 
6 -  еороака; для отока года; 7 -  груят

емэ определения хоэвфйцгенте зало- 
со: 
t = t/h;  АН a u .5 h ; BE я h ;
ПК я Г .-Ни 
TlK а йл

Fao, 2. Схема 
жнкля откоса:
СЕ « 
э£ = 2Л