Экскаваторы для сноса и демонтажа зданий и сооружений
Экскваторы для разрушения – специализированная (несмотря на возможность заменять удлиненную стрелу обычной и использовать множество сменных навесных орудий) техника, объем всего мирового рынка таких экскаваторов составляет порядка 700 новых машин.
Исследования показывают, что в России продается очень мало экскаваторов-разрушителей. Многие мировые компании, которые производят экскаваторы для разрушения, в Россию их не поставляют. В основном у нас продаются комплекты для переоборудования обычных строительных экскаваторов в демонтажные. Также существует ряд российских компаний, занимающихся производством таких комплектов – удлиненных стрел и прочих компонентов для переоборудования экскаваторов различных брендов.
У компании Caterpillar разработаны исполнения UHD (Ultra High Demolition, «со сверхдлинной стрелой для разрушения») для ряда моделей строительных экскаваторов. Заметим сразу, что в России эти модели недоступны. На российском рынке Caterpillar предлагает только демонтажное оборудование для переоборудования обычных экскаваторов.
В феврале 2020 г. Caterpillar представила новинку – экскаватор-разрушитель мод. Cat 352 UHD с удлиненной стрелой, разработанный на предприятии Caterpillar в Японии.
Стрела имеет модульную конструкцию (длина модулей 9,1; 2,9 и 3,35 м), благодаря которой она может переоборудоваться в «прямую» и «угловую» конфигурации, а ее длина может изменяться, чтобы экскаватор мог работать со зданиями разной высоты, а также копать грунт. Переоборудование выполняют два человека без применения специального инструмента, работа занимает около 15 минут. Рабочая высота экскаватора-разрушителя Cat 352 UHD составляет 28 м (8–9 этаж), максимальная масса навесного оборудования – 3700 кг.
Быстродействующий гидравлический механизм крепления стрелы позволяет менять удлиненную «демонтажную» стрелу UHD на «короткую» Retrofit в течение менее чем 30 минут. Гидравлические магистрали легко соединяются без всякого инструмента. После замены стрелы оператору достаточно указать в системе управления новую конфигурацию, и система автоматически меняет рабочие характеристики. Система SmartBoom демпфирует вибрации, которые передаются от рабочего инструмента на машину и кабину, особенно при работе с гидромолотом.
Кабина специальная, установлена на жидкостных демпферах, звукоизолированная, наклоняемая на 30°, комфортная, с климат-контролем, ЖК-монитором, Система управления способна «запомнить» настройки (давление и величину потока в гидроконтуре) для 20 навесных орудий. На экран выводятся все важные характеристики работы экскаватора, а также изображения с задней и боковой видеокамер.
Система контроля устойчивости экскаватора постоянно информирует оператора о том, находится ли рабочее оборудование в безопасных границах, и предупреждает о возможности аварии. Экскаватор оснащен ходовой частью с изменяемой при помощи гидропривода шириной колеи Hydraulic Variable Gauge (HVG). Система мониторинга Cat Connect и телематическая система Product Link помогает добиться оптимальных показателей в производительности, экономичности и безопасности при работе экскаватора-разрушителя.
Можно назвать такое положение странным, потому что, как показал прошедший недавно в Москве «Первый международный демонтажный форум», в стране работает много организаций, специализирующихся на разрушении и сносе зданий, у них есть широкий фронт работ и большой интерес к современному специализированному оборудованию и технологиям демонтажа. Однако в настоящее время большинство российских компаний предпочитает использовать для разрушения обычные строительные экскаваторы, как более дешевые и более универсальные, или переоборудовать строительные экскаваторы в демонтажные, которые потом можно снова использовать в качестве землеройных.
Можно почти наверняка предположить, что значительное отрицательное влияние на продажи специальных экскаваторов для демонтажа оказывает утилизационный сбор – непомерно и несправедливо высокий. Демонтажные экскаваторы в России не производятся, а государственное регулирование препятствует закупкам импортной техники. Таким образом, отрасль остается без самого современного оборудования и технологий, существующих в мире. Хотелось бы надеяться, что при новом составе правительства размеры утилизационного сбора будут приведены к уровню, более оправданному с экономической точки зрения.
Разница между сносом и разборкой
Чтобы расчистить участок, находящееся на нем здание или сооружение можно снести или разобрать (демонтировать). Эти два типа работ не следует путать. В нормативных документах (СП 325.1325800.2017 и др.) приводятся определения сноса и разборки (демонтажа).
Снос: ликвидация здания (сооружения) одним из способов обрушения (механический, термический, взрывной или их комбинации) с предварительным демонтажом технических систем и элементов отделки. При сносе здание/ сооружение разрушается полностью. Возможен также частичный снос, когда разрушается только часть здания/ сооружения.
Демонтаж (разборка): ликвидация здания (сооружения) путем разборки сборных и обрушения монолитных конструкций с предварительным демонтажом технических систем и элементов отделки. Таким образом, разборка (демонтаж), как и подсказывает название, предполагает максимальную разборку сооружения и только при невозможности разборки монолитных конструкций – их разрушение и обрушение. Разборка может проводиться с целью переноса здания/ сооружения и восстановления его на новом месте. В настоящее время, особенно в городских условиях, используются преимущественно именно технологии разборки (демонтажа) зданий и сооружений. Следует заметить, что снос здания обычно занимает меньше времени, чем разборка.
В упомянутых выше нормативных документах подробно расписан порядок организации работ по сносу и демонтажу и рекомендованное оборудование для их выполнения.
Особенности экскаваторов для сноса и демонтажа
Самым распространенным и популярным оборудованием для сноса и демонтажа по справедливости являются экскаваторы. Немалое количество компаний-производителей тяжелой строительной спецтехники выпускают многофункциональные экскаваторы-разрушители, которые способны снести здание или сооружение любого размера. Отлично проработанная конструкция и долговечные узлы и детали позволяют машине безупречно работать на всех этапах сноса сооружения.
Компания Liebherr предлагает ряд моделей экскаваторов серии Demolition для сноса и демонтажа строений: R 934 C, R 944 C, R 954 C, R 974 C и R 984 C массой от 42 до 220 т. Все элементы конструкции экскаваторов выполняются из высококачественной прочной листовой и литой стали и рассчитаны на длительный срок службы в самых тяжелых условиях эксплуатации.
Конструкция создана таким образом, чтобы все компоненты и сменное навесное оборудование можно было снять и установить быстро, без лишних затрат рабочего времени. Система Multifast (опция) позволяет быстро (15 минут) и надежно соединять магистрали гидравлической системы и централизованной системы смазки при монтаже модулей стрелы и прочего рабочего оборудования экскаватора.
Экскаваторы для сноса комплектуются специально для них разработанной, особенно комфортной эргономичной кабиной с климат-контролем и армированными стеклами впереди и на крыше, не боящимися ударов камней. Также имеется прочная решетка, защищающая кабину. На мониторе оператор может видеть все важные рабочие характеристики экскаватора. Опционно предлагается механизм наклона кабины на угол до 30º.
Дополнительная система контроля устойчивости экскаватора LDC (Liebherr Demolition Control System) получает данные от трех датчиков, установленных на рабочем оборудовании, и в реальном времени сообщает оператору, как располагается оборудование и под каким углом наклонена сама машина. При угрозе опрокидывания экскаватора система LDC предупреждает оператора и блокирует движения рабочего оборудования, способные привести к аварии.
Опционно поставляется ходовая часть с регулируемой при помощи гидропривода шириной колеи. Также опционно система управления ходом машины оснащается функцией контроля прямолинейного движения, которая не дает экскаватору отклоняться от курсового движения под действием поперечно направленных на гусеницы сил.
«Старшая» модель линейки R 984 C Litronic массой 220 т с двигателем мощностью 504 кВт имеет рабочую высоту 37–65 м в зависимости от комплектации. Машина способна работать орудием массой 6 т на высоте до 37 м, а орудием 2,5 т – на высоте 65 м. У экскаваторов-разрушителей Liebherr предусмотрена возможность установки обычной «землеройной» монострелы с рукоятью и ковшом для использования их в качестве обычных строительных машин.
Сразу заметим, что не нужно путать демонтажные экскаваторы с удлиненной стрелой с экскаваторами для дноуглубительных и ирригационных работ, у которых тоже удлиненные стрелы. Это совершенно разные машины, на рабочее оборудование действуют абсолютно разные нагрузки, используются разные сменные орудия и т. д.
Экскаваторы для сноса и демонтажа (иногда их еще называют «демоляторами» от английского слова demolition – «разрушение») – специфические машины, имеющие ряд существенных отличий от своих широко распространенных строительных «братьев». Эти машины предназначены для разрушения или разборки сооружений на большой высоте – до 65 м и выше. Поэтому они оснащаются удлиненными и усиленными стрелами и рукоятями (часто состоящими из 3–4 сочлененных секций), на которые устанавливается сменное навесное оборудование.
Некоторые производители предлагают к своим экскаваторам-демоляторам на выбор стрелы различной конфигурации или модульные, длину которых можно менять в зависимости от того, на какой высоте необходимо выполнять работы. Такой модуль стрелы можно установить или снять буквально в течение 1–2 часов, и экскаватор снова может работать со стрелой другой длины. Чтобы длинная стрела не опускалась слишком быстро под тяжестью мощного навесного оборудования, в гидросистему экскаваторов-разрушителей включают специальные замедляющие клапаны. Имеются также аварийные запирающие клапаны, не позволяющие стреле стремительно опускаться при разрыве РВД. Гидроцилиндры рабочего оборудования оборудуются кожухами для защиты от падающих обломков.
Компания Hitachi Construction Machinery – одна из тех, кто выпускает целую линейку (порядка 20 моделей) экскаваторов для разрушения. Такие модели имеют в обозначении индекс K. Компания заявляет, что ежегодно продает до 400 демонтажных экскаваторов в мире.
Экскаваторы Hitachi серии К комплектуются стрелами трех типов: удлиненными, состоящими из трех секций (стрелы, промежуточной рукояти и рукояти), а также более короткими, двухсекционными и обычной длины – «землеройными». Стрелы легко заменяются по мере необходимости.
Предлагается два варианта специальных кабин для демонтажных экскаваторов серии К: с окном на крыше, двумя стеклоочистителями и защитным ограждением. Опционно устанавливается механизм наклона кабины на 30º. На монитор в кабине выводится изображение с камеры заднего вида. Дополнительная система безопасности звуковым сигналом предупреждает об опасном угле наклона стрелы. В штатную комплектацию экскаваторов серии К входит автоматическая система централизованной смазки рабочего оборудования. У некоторых моделей демонтажных экскаваторов Hitachi ширина колеи ходовой части регулируется при помощи гидропривода. Демонтажные экскаваторы Hitachi, подобно мобильным кранам, оснащаются аутригерами.
В составе гидросистемы экскаваторов Hitachi для разрушения есть замедляющие клапаны, которые предотвращают быстрое опускание удлиненной стрелы под действием веса тяжелого рабочего оборудования. Гидрозамки предотвращают падение стрелы в случае разрыва РВД. Для сокращения затрат времени на замену рабочего оборудования используются быстродействующие соединительные муфты РВД.
Экскаватор-разрушитель – эффективная, но достаточно дорогая техника, поэтому использовать экскаватор с удлиненной стрелой только в качестве демолятора нерационально. Благодаря целой гамме сменного навесного оборудования экскаватор для сноса может выполнять не только первичное, но и вторичное разрушение, т. е. дробить и сортировать бетонные обломки, оставшиеся после разрушения, резать металлические конструкции и арматуру. Большинство производителей предусматривает возможность замены специальной удлиненной стрелы на обычную «землеройную», чтобы можно было использовать экскаватор как обычный строительный, грузить отходы в самосвалы, откапывать старый фундамент и т. д.
Использование экскаваторов с удлиненными стрелами позволяет разбирать высокие здания с гораздо большей степенью безопасности, чем при разборке людьми с ручным инструментом, с использованием взрыва или с применением обычных экскаваторов, доставленных на верхние этажи. Удлиненное рабочее оборудование позволяет машине и оператору в ней находиться на безопасном расстоянии от разрушаемого здания и при этом эффективно, без потерь времени выполнять работу.
Компания Hyundai Construction Equipment не относится к ведущим производителям экскаваторов-разрушителей, но в ее производственной линейке есть несколько моделей в исполнении DM (Demolition), которые оснащаются трехсекционными, удлиненными стрелами.
Машины оснащаются наклоняемой кабиной увеличенной вместимости, с окном в крыше, с цельным правым окном увеличенной площади. Все стекла в кабине – триплекс. Положение подогреваемого сиденья на пневмоподвеске, консоли управления и подлокотников регулируется. Имеется 7-дюймовый цветной сенсорный монитор, на котором оператор может видеть все основные характеристики работы машины, сроки выполнения ТО, а также производить настройки режимов работы двигателя, скорости движения стрелы и проч., просматривать изображение с камеры заднего вида. Экскаваторы оснащаются телематической системой удаленного контроля за работой экскаватора Hi-mate Remote Management System.
Двигатель имеет три режима работы. Привод вентилятора охлаждения осуществляется при помощи муфты, позволяющей регулировать частоту вращения. Верхняя и нижняя рамы экскаватора выполнены из более прочного сорта стали, чем у строительных моделей. Гидросистема усовершенствованная. В системе управления гидравлическим оборудованием имеется автоматическая функция приоритета движения стрелы или поворота надстройки, улучшающая работу машины.
Флагманская модель линейки R520LC-9A DM эксплуатационной массой 59,8 т с двигателем мощностью 255 кВт имеет рабочую высоту 26,15 м.
Удлиненное рабочее оборудование имеет немалую массу, и чтобы машины-разрушители были устойчивыми, их создают на базе средних и тяжелых строительных гусеничных экскаваторов с мощными двигателями для привода тяжелого рабочего оборудования, усиленной рамой поворотной платформы и увеличенным противовесом.
Экскаваторы для демонтажа также снабжаются усиленной ходовой частью с высоким клиренсом и прочной защитой снизу и по бокам. Она обеспечивает повышенную проходимость на площадке, заваленной обломками строительных материалов, а кроме того, увеличивает массу (и устойчивость) машины. Многие производители предлагают для своих экскаваторов-разрушителей различные конфигурации ходовой части на выбор, например, у ряда моделей «разрушителей» величина колеи ходовой части может регулироваться.
Ведущие производители спциализированных экскаваторов-разрушителей оснащают их специально разработанными кабинами. Такие кабины комплектуются механизмом наклона до 30°, как у подъемного крана, чтобы оператору удобнее было управлять работой стрелы и навесного оборудования на большой высоте. Кабина обязательно оборудуется усиленной защитой от падающих обломков стройматериалов. Как правило, для зашиты от проникновения пыли кабина герметизируется, в ней поддерживается избыточное давление и имеется установка климат-контроля.
Экскаваторы для сноса и демонтажа оснащаются специфическим дополнительным оборудованием. Для улучшения обзора с места оператора на машину может устанавливаться водяная пушка для подавления пыли, а также видеокамеры на стрелу и заднюю часть надстройки. Опционально могут предлагаться специальные устройства безопасности в дополнение к обычным, имеющимся у строительных экскаваторов.
Заметим, что общепринятой системы классификации экскаваторов-разрушителей до сих пор нет. Одни компании разделяют эти машины по максимально возможной массе навесного оборудования при полном вылете стрелы, другие – по максимальной рабочей высоте и т. д.
Doosan выпускает не менее пяти моделей экскаваторов в спецификации Demolition массой от 33 до 49,9 т, а флагманская мод. Doosan S500LC-V Demolition массой 49,9 т с двигателем мощностью 232,4 кВт имеет рабочую высоту 28 м.
Гидросистемой управляет e-EPOS (Электронная система оптимизации мощности), которая улучшает производительность и прочие характеристики системы, согласуя их с условиями работы, и способствует экономии топлива. e-EPOS при помощи шины CAN связана с электронной системой управления двигателя, работа двигателя и гидросистемы гармонизируется. Оператор может выбрать режим обычной или повышенной мощности. Гидросистема позволяет рабочему оборудованию экскаватора выполнять одновременно несколько операций. Имеются системы регенерации энергии потока в гидроконтурах стрелы и рукояти. На стреле есть выходы гидросистемы для подключения гидромолота (однонаправленный), бетонолома и тилтротатора.
Кабина установлена на жидкостных демпферах, оснащена кондиционером, имеется цветной дисплей, сиденье на пневмоподвеске с поясничным подпором и подогревом.
Форма усиленной стрелы оптимизирована путем конструирования с применением метода конечных элементов и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на всю конструкцию. Все это в сочетании с увеличенной толщиной материала обеспечивает повышенную долговечность и надежность за счет ограничения износа компонентов. С целью увеличения срока служба и надежности используются металлокерамические втулки шарниров стрелы, рукояти и ковша.
Рама ходовой части Х-образная типа D, повышенной прочности.
Для сноса и демонтажа используют и обычные строительные экскаваторы, прежде всего если убираются невысокие строения. Когда экскаватор не может достать ковшом до верха здания, разборку верхнего этажа начинают вручную, из обломков сооружают наклонный пандус, по которому машина заезжает на верхний этаж и продолжает разрушать здание сверху вниз.
