Траншеекопатель или экскаватор?

О преимуществах и недостатках машин для землеройных работ

И траншеекопатели, и экскаваторы занимают определенные ниши в области землеройных работ. Экскаваторы в строительстве используются чаще траншеекопателей. Отчасти это объясняется традицией: строители просто привыкли копать траншеи экскаватором. В строительных компаниях используется множество экскаваторов для выполнения разных работ, и строители не видят причин использовать какую-то специальную машину для выемки траншей. Однако в определенных условиях траншеекопатели имеют преимущества перед экскаваторами.

Траншеекопатели

Преимущества. Траншеекопатель может обеспечить более высокую, чем экскаватор, производительность при выемке траншей большой протяженности, малой или средней глубины. Например, при прокладке протяженных магистральных трубопроводов, где глубина траншеи составляет около 1,8 м. При выемке грунта производительность траншеекопателя может превысить данный показатель экскаватора в 6 раз. Вообще в строительстве применяют баровые машины различных модификаций, нарезающие 1–3 щели шириной 140–500 мм и глубиной от 1 до 6 м. Скорость нарезания в зависимости от числа щелей, условий резания и крепости разрабатываемого грунта или породы составляет от 2 до 1000 м/ч.

Гусеничные траншеекопатели, оснащенные скальной цепью, или камнерезная баровая машина показывают великолепные результаты при копании траншей в тяжелых, плотных и скалистых грунтах благодаря способности высокопроизводительно резать и разрушать скальную породу, например известняк, развивая давление до 1,4 кг/cм2. Стенки траншей можно оставлять вертикальными, и в них проще укладывать трубы.

Высокая производительность имеет большое значение, поскольку, как правило, сроки прокладки трубопроводов или строительства каких-либо объектов весьма жесткие. Приведем такой пример: строительная компания прокладывала водопровод в горнодобывающей шахте. Чтобы выкопать траншею в скалистом грунте, строители использовали четыре экскаватора и один гусеничный траншеекопатель. В данных условиях один траншеекопатель показал производительность больше, чем все четыре экскаватора вместе! Кроме того, если у вас есть четыре экскаватора, вам нужно платить зарплату четырем операторам и все четыре машины заправлять топливом.

Качество траншеи, вырытой траншеекопателем, часто бывает лучше, чем экскаватором: если траншеекопатель оборудован точным по размерам траншеи рабочим органом, машина может прокладывать траншею, ровно такую по размерам, как задана, с постоянной на всем протяжении шириной, чистыми прямыми боковыми стенками и плоским ровным дном. Когда необходимо уложить коммуникацию небольшой величины, например кабель или трубу малого диаметра, лучше использовать траншеекопатель, т. к. он сможет выкопать траншею меньшей ширины, чем экскаватор, уже готовую для укладки коммуникации. Траншеекопатели (как и экскаваторы) могут оснащаться электронными системами управления со спутниковой навигацией GPS/ ГЛОНАСС для проверки размеров (ширины и глубины) и трассы при выемке траншеи.

Специальный траншеекопатель для работы на склонах

Если размеры баровой установки траншеекопателя подобраны правильно, она будет вынимать ровно столько грунта, сколько необходимо, т. е. меньше, чем экскаватор. Это имеет большое значение, например, в ситуации, когда пространство для работы ограничено и мало места для укладки извлеченного грунта.

Траншеекопатель более компактен, чем экскаватор. Если работу необходимо выполнить в условиях тесноты, где даже небольшой экскаватор не сможет развернуться, с выемкой справится траншеекопатель.

Извлеченный траншеекопателем грунт равномерно измельчен, равномерно располагается по краю траншеи, и его можно снова использовать для обратной засыпки траншеи. Благодаря этому, как правило, нет необходимости специально завозить материал для обратной засыпки траншей и после траншеекопателя можно сразу выполнять следующие этапы работы. Идущий следом кран или трубоукладчик будет опускать трубопровод или кабель в траншею, затем бульдозер будет засыпать траншею и уплотнять в ней грунт.

Траншеекопатель меньше повреждает поверхностную почву и после окончания работы проще и дешевле будет привести в порядок газон или дорожку на аллее парка.

Недостатки. Недостатки траншеекопателей, как это часто бывает, являются продолжением их достоинств. Траншеекопатель – это узкоспециализированное «нишевое» оборудование, он может выполнять лишь одну работу: копать траншеи, причем, как отмечалось выше, ограниченной ширины, глубины и объема. Если траншеекопатель прокладывает траншею, которую необходимо крепить опалубкой, нужна еще бригада или машина, опускающая и устанавливающая опалубку. Если же используется экскаватор, он сам может опускать опалубку в траншею.

Траншеекопатель-кабелеукладчик

На несвязных и сыпучих грунтах производительность траншеекопателя невелика. При работе с тяжелыми каменистыми грунтами резцы и другие компоненты траншеекопателя быстро выходят из строя, а замена и ремонт обходятся недешево. Ввиду того, что извлекаемый грунт значительно измельчается, энергозатраты и расход топлива у траншеекопателя довольно велики. Траншеекопатели любят ровные поверхности, дно траншеи повторяет линию поверхности земли, поэтому в некоторых случаях может понадобится дополнительно выравнивать дно траншеи после завершения работы траншеекопателя.

Экскаваторы

Преимущества. Экскаватор – намного более универсальная машина, чем траншеекопатель. Он может сам выкопать траншею, опустить в нее опалубку, уложить трубы, снова закопать и уплотнить грунт в траншее. Экскаватор может работать на поверхностях любого типа, в том числе сильно пересеченных.

Преимуществами компактного экскаватора являются наличие поворотной стрелы и нулевого или близкого к нулю вылета задней части надстройки, что позволяет экскаватору, в отличие от самоходных и навесных траншеекопателей, копать траншеи непосредственно возле стен и других подобных строений, вдоль обочин дорог. Еще одним преимуществом у некоторых моделей является возможность сдвигать гусеницы. Это позволяет компактным экскаваторам проезжать через ворота и даже двери помещений для прокладки траншей в помещениях и внутренних дворах. Резиновые гусеницы позволяют мини-экскаваторам передвигаться по полам в крытых помещениях или по газонам, не повреждая их.

Рекомендуется использовать экскаватор, а не траншеекопатель в следующих случаях:

  • если ширина и глубина траншеи должны быть больше, чем может выкопать траншеекопатель (шириной более 300 мм и глубже 1500 мм), например, при укладке труб больших диаметров; экскаватор способен копать глубже, чем большинство траншеекопателей аналогичной размерности;
  • при больших объемах работ и наличии достаточного пространства для работы мощного экскаватора;
  • если стенки траншеи должны быть не вертикальными, а наклонными, чтобы обеспечить безопасность рабочих, находящихся в траншее;
  • если необходимо извлечь грунт и вывезти его, траншеекопатель не сможет загрузить грунт в транспортные средства;
  • когда при выемке траншей требуется поднимать и укладывать в них трубы или строительные конструкции, опалубку;
  • когда требуется отрыть траншею, не повредив имеющиеся в земле коммуникации;
  • когда требуется прорыть траншею с участками разной ширины.

Недостатки. Ковш экскаватора часто не способен внедриться в скальный грунт высокой крепости. Это означает, что строителям приходится использовать гидромолоты, чтобы разбить такой грунт. Если используется гидромолот, траншея будет иметь в поперечном сечении трапецеидальную форму, потому что оператор сначала будет выкапывать узкую траншею с помощью гидромолота, а затем заменит гидромолот на ковш и будет расширять и углублять ее ковшом. В результате не только придется извлекать грунта больше, чем необходимо, но даже потом частично засыпать, чтобы привести размеры траншеи до заданных значений. Иногда строители используют две машины: одна, оснащенная гидромолотом, разбивает скалу, а вторая вслед за ней ковшом копает траншею. В любом случае это приводит к дополнительным затратам времени и использованию дополнительного оборудования на строительном объекте.

Экскаваторы часто извлекают большие комья и глыбы грунта, которые для обратной засыпки траншеи нужно предварительно измельчить. Поэтому часто приходится завозить материал для обратной засыпки траншей, а это дополнительные затраты времени и средств. А если производится выемка скалистого грунта, сложностей возникает еще больше. Чтобы использовать вынутый грунт для обратной засыпки траншеи, необходимо его вывозить, перерабатывать в дробилке и затем возвращать назад на строительную площадку. В некоторых случаях затраты на засыпку даже превышают стоимость выемки траншеи.

Такую траншею траншеекопателем не выроешь – нужен экскаватор

В некоторых специфических условиях экскаватор применять неэффективно или невозможно и выгоднее использовать траншеекопатель. Например, если приходится копать скальный грунт. Современные экскаваторы с правильно подобранным ковшом-рыхлителем способны копать приблизительно 95% тяжелых и плотных каменистых и скальных грунтов, которые традиционно были «сферой деятельности» траншеекопателей. Остающиеся 5% почти сплошных скал придется разрабатывать траншеекопателем.

Если используется экскаватор, дно траншеи неизбежно будет неровным, «волнистым», стенки тоже неровные, местами шире, чем нужно.

Выбор траншеекопателя

Если вы решили использовать траншеекопатель, как же его выбрать?

Ширина и глубина траншеи, которую способен проложить траншеекопатель, – это первоочередные факторы. Важны также характеристики грунта, с которым предстоит работать. Небольшие машины, отлично работающие на мягкой почве, будут плохо справляться с каменистым грунтом. Чтобы добиться такой же производительности, как на мягкой почве, придется подобрать машину большего типоразмера, мощности и веса. Выясните, какие альтернативы имеются для замены той цепи и стрелы (опорной рамы), которыми укомплектована сейчас машина. Например, если траншеекопатель оснащен цепью, которая может прокладывать траншею шириной 400 мм, а требуется выкопать траншею шириной 600 мм, то можно будет просто поменять цепь на соответствующую. Для переоборудования машины на выемку траншеи шириной около 800 мм вместо имеющихся сейчас 400 мм, вероятно, придется заменять и стрелу. Это более объемная работа, но опытные механики смогут ее выполнить менее чем за день. У крупных строительных компаний обычно имеется много разных стрел и цепей для траншеекопателей, чтобы прокладывать разные траншеи.

Однопланочные режущие цепи рекомендуется применять на легких, сыпучих, увлажненных грунтах. Двухпланочные рекомендуются для более плотных и тяжелых сухих (с бóльшим сопротивлением по трению) грунтов. Цепи для полускального и мерзлого грунтов, как и следует из названия, предназначены для еще более твердых, смерзшихся и скалистых грунтов. Обычно они используются для выемки траншей глубиной примерно от 600 до 1500 мм и шириной от 150 до 300 мм.

И еще один немаловажный фактор – простота в эксплуатации. Например, траншеекопатели могут быть оснащены системой электронного управления, которая контролирует прямолинейное движение машины при выемке траншеи, предоставляет на экране дисплея данные машины в реальном времени и имеет функцию бортовой диагностики.

Навесной траншеекопатель. Если строительной компании не часто приходится прокладывать траншеи и она не хочет вкладывать средства в траншеекопатель, который будет простаивать, можно использовать навесную установку. Навесные траншеекопательные и баровые установки отлично работают при укладке дренажных труб, электрических силовых кабелей, водопроводов и других подобных коммуникационных линий диаметром до 150 мм. Траншеекопатели и баровые установки являются одними из самых распространенных навесных орудий для погрузчиков с бортовым поворотом и гусеничных мини-погрузчиков. Для них предлагаются различные режущие цепи, предназначенные для разного типа грунтов и объемов работ.

Погрузчики с бортовым поворотом и гусеничные мини-погрузчики при довольно высокой мощности и производительности могут быть очень компактными и прокладывать траншеи в таких тесных местах, где было бы невозможно выполнить работу компактному самоходному траншеекопателю без сиденья для оператора или на сильно пересеченной и труднопроходимой местности. Гусеничные погрузчики обеспечивают ровное плавное движение при выемке траншеи баровой установкой и к тому же отличаются низким удельным давлением на грунт, за счет этого меньше повреждают окружающую почву.

Хорошо измельченный грунт укладывается равномерно вдоль траншеи и пригоден для обратной засыпки

Однако считается, что навесные траншеекопатели, установленные на погрузчиках с бортовым поворотом и компактных гусеничных, не допускают никаких импровизаций. Оператор имеет лишь ограниченную возможность копать узкие траншеи по прямой линии. Кроме того, навесные траншеекопатели даже самых больших типоразмеров ограничены в возможностях: они могут прокладывать траншеи глубиной приблизительно до 1500 мм и шириной до 300 мм.