200.teh-grad-i-poglavlje5
200.teh-grad-i-poglavlje5
200.teh-grad-i-poglavlje5
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
5. Površinski (nadzemni) iskop tla i stijene<br />
5.1. Oblici i načini iskopa tla ili stijene<br />
Iskopi bilo tla bilo stijene u užem smislu osnovni su i početni zemljani radovi (tj. radovi “u<br />
zemlji”) koji omogućavaju sve ostale zemljane i građevinske radove, a osobito radove nasipavanja<br />
odnosno izvedbu nasutih konstrukcija i građevina. Obuhvaćaju složene tehnološke postupke te pojedine<br />
(pod)procese i zahvate rastresanja ili razaranja prirodne građe prostora u kojem se izvode. U većini<br />
slučajeva obuhvaćaju također istovremeno izmještanje iskopanog materijala izvan prostora iskopa.<br />
Bez obzira na oblik i način odnosno tehniku i tehnologiju izvođenja zemljanih radova pri<br />
iskopu (ručno ili strojno: kopanjem, ripanjem, struganjem, glodanjem, rezanjem, zatim s prethodnim<br />
miniranjem stijene) pripadni složeni postupci, (pod)procesi ili zahvati uvijek bitno mijenjaju<br />
geotehnička odnosno fizičko-mehanička obilježja tla ili stijene koja se kopa kao primjerice njihov<br />
izgled, strukturu (građu), sadržaj vode, obujam, masu, gustoću, homogenost, čvrstoću itd.<br />
Osobito valja istaći kako iskopani materijal uvijek ima veći obujam (a time manju gustoću) od<br />
obujma iskopanog prostora što se pojmi kao rastresitost iskopanog materijala (slika 5.1.1). Ova<br />
rastresitost je najveća kod iskopa stijena u užem smislu a najmanja kod iskopa (krupnozrnih) šljunka<br />
što se vidi iz prikaza rastresitosti na tablici 5.1.1)<br />
Tablica 3.1.1 Rastresitost pojedinih oblika pojavnosti tla ili stijena<br />
Gustoća tla ili stijene<br />
u prirodnom sraslom<br />
stanju prije iskopa<br />
(t/m3)<br />
Rastresitost (r) tla<br />
ili stijene kao<br />
<strong>grad</strong>iva nakon<br />
iskopa<br />
Gustoća <strong>grad</strong>iva u<br />
rastresitom stanju<br />
(t/m3)<br />
uslojena glina 2,02 + 22% ili 1,22 1,65<br />
zbijena glina 2,01 1,21 1,66<br />
vlažna glina 2,08 - 2,10 1,25 - 1,40 1,50 - 1,66<br />
suha glina 1,64 - 1,84 1,23 - 1,40 1,17 - 1,48<br />
suha pjeskovita glina 1,66 1,17 1,42<br />
vlažna pjeskovita glina 1,83 1,19 1,54<br />
vlažna ilovača 1,60 -1,66 1,25 1,28 - 1,383<br />
suha ilovača 1,36 1,25 1,09<br />
suha zemlja 1,66 - 1,90 1,25 1,33 - 1,52<br />
vlažna zemlja 2,02 - 2,10 1,25 - 1,27 1,60 -1,68<br />
zemlja s pijeskom 1,66 1,17 1,42<br />
zemlja s25% kamena 1,96 1,25 1,57<br />
suhi (nevezani) pijesak 1,60 1,13 1,42<br />
vlažni pijesak 2,07 1,12 1,85<br />
suhi pijesak i šljunak 1,93 1,12 1,72<br />
vlažni pijesak i šljunak 2,23 1,10 2,03<br />
suhi šljunak 1,69 1,12 1,51<br />
suhi šljunak 6-50 mm 1,90 1,12 1,70<br />
vlažni šljunak 2,34 1,10 2,13<br />
vlažni šljunak 6-50mm 2,26 1,12 2,02<br />
suhi zaglinjeni šljunak 1,66 1,17 1,42<br />
vlažni zaglinjeni šljunak 1,84 1,19 1,54<br />
trošne stijene 1,96 - 2,28 1,24 - 1,42 1,58 - 1,96<br />
75% stijena, 25%zemlja 2,79 1,42 1,96<br />
50% stijena, 50%zemlja 2,28 1,33 1,71<br />
25% stijena, 75%zemlja 1,96 1,24 1,58<br />
vapnenac 2,61 1,69 1,54<br />
mramor 2,73 1,67 1,63<br />
pješčenjak 2,52 1,67 1,51<br />
škriljevac 2,88 1,30 2,22<br />
granit 2,67 - 2,73 1,50 - 1,64 1,66 -1,78<br />
bazalt 2,65 - 2,97 1,49 1,78 - 1,99<br />
Za potrebe okvirnog planiranja tehnike i tehnologije zemljnih radova u tlu i stijeni može se<br />
37
koristiti neke prosječne vrijednosti rastresitosti za stijenu, šljunaki pijesak, parah i glinu prema prikazu<br />
na slici 5.1.1.<br />
Slika 5.1.1. Okvirna rastresitost (slijeva na desno) pri iskopu stijene, šljunka i pijeska, prašine i gline (izvor: L.<br />
Forsblad: «Vibratory soil and rock fill compaction»)<br />
U pogledu šireg područja ili prostora odvijanja iskopa u/na terenu razlikuju se vanjski tj.<br />
površinski (nadzemni, otvoreni) i podzemni (tunelski) te podvodni iskopi.<br />
Površinski (nadzemni) iskopi izvode se na/pri površini terena ili u određenoj dubini terena s<br />
njegove površine. Zbog toga se često nazivaju također otvoreni iskopi jer je najmanje jedna ploha<br />
prostora iskopa uvijek otvorena s površine terena. U pogledu veličine, oblika i mjera prostora iskopa te<br />
u pogledu tehnike i tehnologije načina njihove provedbe razlikuju se pri građenju slijedeći osnovni<br />
oblici površinskih iskopa na razini ili s razine terena -<br />
- plitki površinski iskopi humusa ili trošnog površinskog sloja, iskopi u svrhu uređenja ili<br />
reklamacije zemljišta,<br />
- masovni široki površinski iskopi u okviru nekih građevina hidrotehničkih sustava odnosno<br />
iskopi temelja velikih brana, iskopi umjetnih akomulacijskih jezera, iskopi velikih plovnih<br />
kanala i umjetnih vodotoka, širina ovih iskopa je u načelu veća od širine dozerskog noža,<br />
- iskopi usjeka, predusjeka i većih zasjeka, iskop manjih zasjeka na kosini terena (iskop tzv.<br />
“stepenica” na padinama na kojima se kasnije izvode nasipi) pri čemu se ovi iskopi pretežito<br />
promatraju kao iskopi u razmjerno skučenom prostoru,<br />
- iskopi kanala odvodnje odnosno meloracijskih mreža,<br />
- iskopi jaraka i manjih kanala,<br />
- iskopi rovova (iskopi rovova ponovo se zatrpavaju iskopanim materijalom iz rova nakon<br />
polaganja cjevovoda što je njihova osnovna razlika od kanala ili jaraka koji ostaju trajno<br />
iskopani a iskopani materijal se trajno odlaže izvan njihova iskopa),<br />
- iskopi (pojedinačnih, trakastih, složenih plićih i dubokih) temelja,<br />
- iskopi građevnih jama i ostali potrebni iskopi koji omogućavaju izvedbu građevnih jama<br />
(iskopi posebnih vrlo dubokih i uskih rovova za izvedbu zavjesa i zidova građevnih jama te<br />
ostali slični iskopi)<br />
- posebni iskopi u okviru izvedbe geotehničkih konstrukcija pri temeljenju (primjerice iskopi<br />
kod pilotiranja i sl.),<br />
- ostale vrste iskopa za potrebe građenja.<br />
Iskopi u okviru glinokopa, šljunčara i kamenoloma smatraju se površinskim kopovima koji se<br />
pretežito izvode s površine razmjerno duboko u stijenski masiv odnosno aluvijalno nekoherentno ili<br />
koherentno tlo. Provode se u više razina, trajnog su obilježja a zakonski su u nadležnosti rudarstva<br />
odnosno rudarske struke, čak kada se radi samo o proizvodnji mineralne sirovine ili materijala za<br />
potrebe građenja ili proizvodnji građevinskih materijala i nekih mineralnih <strong>grad</strong>iva<br />
Podzemni iskopi - potkopa, tunela, velikih podzemnih prostorija (“kaverni”) i sl. - izvode se u<br />
dubini tla ili stijene ispod njezine površine pri čemu se površina terena iznad iskopa ne mijenja odnosno<br />
ostaje prirodno cjelovita tijekom i nakon podzemnog podzemnog iskopa. Ovi su iskopi slični u smislu<br />
tehnike i tehnologije površinskim (nadzemnim) iskopima samo se odvijaju u skučenom prostoru pa se<br />
od vanjskih razlikuju pretežito po načinu organizacije tehnološkog postupka iskopa. Stoga je tehnika<br />
podzemnog iskopa (tehnička sredstva za rad tj. strojevi i ostala tehnološka oprema za podzemne<br />
38
adove) svojim mjerama, oblikom, radnom logistikom i tomu pripadnom konstrukcijom te načinom<br />
kretanja prilagođena takvom ograničenimm prostorima rada. Podzemni tunelski iskop obuhvaća iskop<br />
smjernih potkopa i tunela različite duljine te malog 1 (tzv. “mini tuneli”), srednjeg, srednje velikog ili<br />
velikog poprečnog presjeka. Potkopi su tuneli malog poprečnog presjeka koji služe za usmjeravanje<br />
iskopa kasnijih većih tunela na istom mjestu (tzv. smjerni potkopi) ili za polaganje nekih vodova.<br />
Posebna vrsta tunela su tzv. “mikro tuneli” koji se izvode u svrhu polaganja različitih vodova a mjera<br />
su takovih da onemogućavaju po čovjeku njihovu prohodnost. Izvode se pretežito posebnim<br />
automatiziranim i robotiziranim tehnikama i tehnologijama probijanja tla uz istovremeno provlačenja<br />
cjevovoda ili instalacijskih vodova kroz iskopano ili probijeno tlo (slika 3.1.3). Podzemni iskop<br />
obuhvaća također iskop podzemnih prostorija (“kaverni”) različite veličine i oblika pružanja u<br />
(podzemnom) prostoru vezano na njihovu namjenu (podzemne željezničke stanice, podzemna<br />
skloništa, podzemna skladišta, podzemne garaže, podzemne strojarnice elektrana, podzemni proizvodni<br />
ili industrijski pogoni, podzemna odlagališta itd.). Podzemni iskop može u nekim slučajevima biti<br />
također podvodni iskop ukoliko se izvodi u tlu zasićenom vodom (primjerice iskop tunela i podzemnih<br />
prostorija ispod rijeka, jezera ili mora u aluvijalnom tlu i sl.)<br />
Slika 5.1.2. Iskop smjernih potkopa za cjevovode (“mikrotuneliranje”) pomoću posebne opreme za guranje cijevi i<br />
izvlačenje iskopanog materijala<br />
Podvodni iskopi na dnu i obalama rijeka, jezera ili mora izvode se neposrednim radom ljudi i<br />
strojeva na način da se kopanje u vodi (pod vodom) izvodi ili s kopna ili s površine vode (tj. s nekog<br />
plovila) ili u vodi (tj. na površini samog dna ili pokosa obale). Podvodni iskop bili bi također iskopi u<br />
vodom zasićenom tlu ili stijeni (to su najćešće raspucale ili na neki drugi način dezinegrirane nevezane<br />
stijene u širem smislu). Stoga je u nekim slučajevima podvodni iskop ustvari podvrsta površinskog ili<br />
podzemnog iskopa koji se izvode u vodi ili pod vodom. Podvodni iskop s kopna obuhvaća primjerice<br />
iskop kanala (slika 5.1.3 desno) ili slične iskope u lukama. Tu pripadaju iskopi vodotoka u svrhu<br />
održavanja njihove plovnosti ili tražene protočnosti te iskopi aluvijalnih materijala (pijesaka, šljunaka<br />
itd) kao <strong>grad</strong>iva ili kao sirovine za neke građevinske materijale (beton, asfaltbeton i sl.). Sličan je<br />
podvodni iskop s plovila, osobito bagerski iskop s plovila (plovni bageri vedričari, grajferi, refuleri itd.<br />
- slika 5.1.3 lijevo).<br />
Slika 5.1.3: Podvodni iskop s plovila pomoću osobitog rotirajućeg otkopnog kraka (sličica lijevo) i iskop s kopna u<br />
vodi pomoću bagera-sajlaša s povlačnom (“skrejperskom”) košarom (sličica desno)<br />
1 tuneli malog poprečnog presjeka su oni kod kojih nije moguć po širini tunela dvosmjerni prolaz uobičajenih vozila<br />
na kotačima (primjerice kamiona kipera i zglobnih dampera).<br />
39
Neposredni podvodni iskop s radom na samom dnu rijetko se izvodi strojno a češće ručnim<br />
radom ronioca. Radi se o podvodnim radovima iskopa manjeg obujma u svrhu temeljenja nekih<br />
hidrotrehničkih građevina. Valja spomenuti tzv. kesonski iskop u svrhu izvedbe temelja stupova<br />
mostova i sličnih građevina.<br />
U pogledu oblika i smjera pružanja prostora iskopa odnosno u pogledu međusobnog odnosa i<br />
veličine mjera prostora iskopa razlikuju se -<br />
- linijski iskopi (primjerice iskop rovova, kanala, jaraka, zatimi iskop trakastih temelja, zatim<br />
potkopa, tunela, i sl.) kod kojih se na većoj duljini kopa po mjerama isti ili nepromjenjlivi<br />
poprečni presjek iskopa,<br />
- plošni iskopi (primjerice iskopi humusa i trošnog tla, zatim iskopi većih građevinskih jama,<br />
zatim široki iskopi u šljunčarama, kamenolomima, glinokopima i sl. gdje je površina iskopa<br />
znatno veća od dubine iskopa),<br />
- skučeni (“točkasti”) iskopi (primjerice iskopi temelja samaca, “šahtova”, zatim iskopi<br />
manjih građevinskih jama), kao i<br />
- složeni iskopi od navedenih (primjerice iskopi predusjeka, usjeka i zasjeka kao kombinacija<br />
linijskih, plošnih i skučenih iskopa ovisno i njihovim mjerama i duljini pružanja).<br />
U pogledu oblika smjera pružanja prostora iskopa odnosno u pogledu nagiba površine iskopa<br />
ili osi linije iskopa razlikuju se vodoravni, uspravni te (od prethodno navedenih složeni) manje ili više<br />
zakošeni odnosno kosi iskop. Pri tomu prostor iskopa može imati dijelove (podinu ili stranice) iskopa<br />
različite u smislu njihova nagiba (primjeice kod usjeka vodoravna podina iskopa a kose stranice ili kod<br />
građevne jame vodoravno dno iskopa i uspravne stranice iskopa).<br />
Iskop tla i/ili stijene, kao tehnički i tehnološki postupak ili zahvat za sebe, čini ukupne<br />
zemljane radove pri nekoj <strong>grad</strong>nji po njemu prepoznatljivima odnosno na neki način daje ukupno<br />
tehničko i tehnološko određenje zemljanih radova u okviru neke <strong>grad</strong>nje za koje se ti radovi provode. U<br />
načelu može biti dvojak - ili ručni iskop pomoću manje više “primitivnih” (uobičajenih, “povijesnih”)<br />
ručnih alata ili manje više mehanizirani strojni iskop.<br />
Ručni iskop pretežito tla (odnosno zemljanih materijala u užem smislu) izvodi se raznim<br />
vrstama lopata i trnokopa (“krampova”). Stijene u užem smislu kopaju se rijetko ručno i to također<br />
trnokopima te pretežito osobito oblikovanim željeznim motkama (koje se primjerice u Hrvatskoj<br />
različito nazivaju ovisno od kraja u kojem se rabe - pajser, ćuskija, itd). Ručni iskop tla ili stijene<br />
pretežito je pripomoć strojnom iskopu i koristi se samo tamo gdje je strojni iskop objektivno nemoguć.<br />
Naime, suvremeno se građenje većim dijelom zasniva na strojnom iskopu tla i stijene pa je današnja<br />
tehnika ručnog iskopa svedena na najmanju mogući mjeru – primjerice postoje tzv. minibageri (slika<br />
5.14) koji zbog svojih mjera odnosno veličini predstavljaju ustvari “mehanizirane lopate”.<br />
Slika 5.1.4: Iskopi minibagerima (“mehaniziranim lopatama”) u skučenom prostoru<br />
Bez obzira na inženjersko-geološka, geotehnička i fizičko-mehanička obilježja tla strojni iskop<br />
se u njima izvodi samo tzv. “mehaničkim” načinom koji podrazumijeva fizikalne zahvate pri razaranju<br />
ili rastresanju sraslog tla. Ovaj oblik iskopa provodi se također nekim vrstama trošnih prirodno<br />
rastresenih stijena koje su po svojim obilježjima slične tvrdom, prirodno zbijenom, sraslom tlu.<br />
Osnovno obilježje tehnike strojnog iskopa prirodnog tla, kao i nekih vrsta trošnih stijena koje<br />
se mogu uporediti s tlom u tehničko-tehnološkom pogledu, bilo bi utiskivanje određenog alata u tlo i<br />
njegovo provlačenje kroz tlo (slika 5.1.5 desno). Ovaj način razaranja tla traži određeni oblik alata koji<br />
omogućava osim lakšeg prodiranja i početni transport iskopanog materijala preko alata npr. u sanduk,<br />
vjedricu ili lopatu stroja kojim se izvodi iskop (slika 5.1.5 lijevo) kao i prenos iskopanog materijal dalje<br />
do vozila ili na privremeno odlganje.<br />
40
Slika 5.1.5: Bagerski iskop pomoću otkopne (dubinske) lopate sa zubima za iskop tla odnosno miješanih zemljanih<br />
materijala (sličica lijevo) i dozerski iskop s prethodnim razrahljivanjem (ripanjem) tla trostrukim riperom (sličica desno)<br />
Kod dozera ili grejdera oblik noža tj. daske omogućava uz (površinski) iskop i prenos<br />
guranjem iskopanog materijala bez većih gubitaka na nekoj optimalnoj duljini guranja.<br />
Način razaranja tla prilikom prodiranja i provlačenja alata ovisi o temeljnim fizičkomehaničkim<br />
odnosno mikro- i makro- strukturnim obilježjima tla, osobito o veličini, obliku i sastavu<br />
zrna, te količini vode među njima. Zbog toga se za različite materijale rabe različiti oblici alata, tj.<br />
različiti oblici bilo noža (daske) dozera (slika 5.1.6 desno), bilo rijača (ripera) dozera ili dozerutovarivača<br />
ili grejdera, bilo zubi na lopati ili vedrici bagera (slika 5.1.6 sličice desno), odnosno<br />
rovokopača, bilo noža grejdera itd. Otpor tla na prodiranje alata za rezanje srazmjeran je većoj dubini<br />
zahvata iskopa i većoj brzini kretanja alata. Zbog toga postoji uvijek određeni odnos između snage<br />
stroja, dubine iskopa, oblika alata te vrste i stanja materijala koji se kopa.<br />
Slika 5.1.7: (Sličice lijevo) mogući oblici lopata na kraku bagera (lijevi red od gore prema dolje): univerzalne<br />
dubinska lopata sa zubima za iskop u teškom tlu i miniranoj stijeni i (desni red od gore prema dolje) utovarne lopate bagera za<br />
teži, srednji i laki iskop sutovarom (sličice desno) te dozerski noževi (redom od gore prema dolje) za teški, srednjei i laki iskop<br />
miniranog stijenskog masiva odnosno tla kao i za planiranje sipkih <strong>grad</strong>iva (najdoljnja sličica)<br />
Za razliku od tla, iskop odnosno razaranje tvrde i čvrste stijene u užem smislu (iskop u<br />
stijenskom masivu) moguć je na tri osnovna načina odnosno kao –<br />
- uvjetno rečeno, “mehanički” (“fizikalni”) iskop stijena pretežito vrlo tanke slojevitosti ili<br />
velike raspucalosti ali u svakom slučaju male čvrstoće, primjenom nekog (u tehničkom i<br />
41
tehnološkom smislu uprošćenog) fizikalnog postupka razaranja stijene kopanjem, otkidanjem<br />
(udarom), oranjem (ripanjem, rijanjem), struganjem itd.,<br />
- iskop stijene strojnim putem nakon njezinog prethodnog djelomičnog miniranja<br />
(rastresanje stijnskog masiva miniranjem do popuštanja) i to u slučaju iskopa nekih vrsta<br />
stijena kod kojih to omogućava njihova geološka makrostruktura (tanka uslojenost, izražena<br />
ili vidljiva velika raspucalost) te slabija fizičko-mehanička obilježja (mala do srednje mala<br />
tvrdoća, čvrstoća i žilavost),<br />
- strojni iskop nakon cjelovitog (potpunog) miniranja stijene (potpuno lomljenje stijenskog<br />
masiva) odnosno razaranje homogenih stijena ili stijena debele do vrlo debele uslojenosti<br />
pomoću eksploziva radi njihova pretvaranja u sipki materijal pri čemu nakon miniranja slijedi<br />
strojni iskop stijene kao tla u užem smislu (slika 5.1.8).<br />
Slika 5.1.8: Bagerski iskop pomoću otkopne (dubinske) lopate prethodno dobro izminirane stijene<br />
Tehnologija masovnog miniranje s jedne strane, te trenutno mogući određeni “mehanički”<br />
postupci manje ili više masovnog razaranja čvrste stijene bez uporabe eksploziva s druge strane<br />
(svakako uz primjenu visokoproduktivnog mehaniziranog strojnog rada), čine sadašnji iskop stijene u<br />
tehno-ekonomskom pogledu najprihvatljivijim načinom iskopa općenito. Koji od navedena dva načina<br />
iskopa čvrste stijene primijeniti ovisi od slučaja do slučaja. Pri tomu je troškovni pokazatelj primjene<br />
pojedinog načina ključan parametar za njegov izbor.<br />
Iskop hidromonitorima pretežito trošnih površinskih slojeva stijene pomoću mlaza vode pod<br />
pritiskom najčešće se koristi pri iskopu obala uz vodotoke. Voda mlaza koji ispire stijenu nosi sa sobom<br />
isprani materijal prilikom slijevanja u vodotok. Ostali oblici hidromehničkog načina razaranje stijene s<br />
visokim tlakom mlaza vode nisu ekonomični osobito za masovni iskop izrazito čvrstih i tvrdih<br />
stijenskih masiva. Razlog tomu potrošnje velikih količina vode i potrebe njezina moguća pročišćvanja<br />
radi ponove uporabe.<br />
Razaranje stijene primjerice toplinom (taljenjem), ili laserom, za sada su u tehno-ekonomskom<br />
smislu neučinkoviti ili praktično neprimjenjljivi. Stoga se suvremeni razvoj tehnologije iskopa stijene u<br />
užem smislu kreće (pokusno) prema području primjene energije elektromagnetskih valova ili toplinske<br />
energije ili energije pri djelovanju mlazova vode vrlo visokog pritiska. Ekonomičnu primjenu ovi<br />
postupci bi imali u zajedničkom djelovanju s suvremenim “mehaničkim” postupcima razaranja čvrste<br />
stijene kao što su udar, struganje itd.<br />
5.2. Površinski (nadzemni) strojni iskop u tlu<br />
Površinski (nadzemni, otvoreni) strojni iskop pri građenju bilo koje vrste tla, zatim nekih<br />
prijelaznih oblika trošnih stijena u tlo (primjerice neki glinoviti sedimenti, lapori, laporoviti vapnenci,<br />
stijene hetrogenih litoloških stava, fliševi i flišolike geološke tvorevine, siltiti) kao i prethodno minirane<br />
stijene, moguć je na tri osnovna načina ovisno o vrsti primjenjene mehanizacije (odnosno ovisno o<br />
njezinoj radnoj koncepciji i konstrukciji) -<br />
42
- dozerski iskop (iskop dozerima 2 bilo gusjeničarima bilo na kotačima, zatim dozerutovarivačima<br />
gusjeničarima, dozer-skrejperima) koji podrazumijeva masovni iskop tla,<br />
trošne stijene ili prethodno minirane stijene struganjem te istovremeno transport iskopanog<br />
sipkog materijala guranjem kao i njegovo gomilanje i/ili razastiranje,<br />
- bagerski iskop (iskop s svim vrstama bagera, zatim iskop rovokopačima ili trenčerima kao i,<br />
u nekim slučajevima, iskop strojeva s otkopnim krakom) koji podrazumijeva različite tehnike<br />
kopanja (ovisno u veličini i obliku prostora iskopa, vrsti i stanju materijala koji se kopa te o<br />
vrsti otkopnog alata bagera odnosno lopate, vedrice itd.) kao i transport (prijenos ili<br />
dodavanje) otkopanog materijala bilo na odlaganje bilo u neko transportno sredstvo, i<br />
- skrejperski iskop (iskop skrejperima) koji podrazumijeva masovni iskop pretežito zemljanih<br />
materijala struganjem te autoprijevoz iskopanih materijala kao i njegovu u<strong>grad</strong>bu<br />
razastiranjem, pri čemu se svi navedeni tehnološki zahvati izvode u neprekinutom kretanju<br />
stroja ikakva stajanja.<br />
Kako se vidi osnovni strojevi (dozeri, bageri, skrejper) za površinski iskop tla pri građenju, ali<br />
i na neki način prethodno prirodno dezinegrirane stijene, izvode uz glavne tehnološke zahvate samog<br />
iskopa također djelomični ili potpuni transport materijala do mjesta utovara, odlaganja ili u<strong>grad</strong>be.<br />
Neke oblike iskopa (skidanje humusa, iskop jaraka i malih kanala, slika 5.2.1) može se izvoditi<br />
grejderima 3 , obzirom na svestranost njihove primjene uslijed velike pokretljivosti njihova temeljnog<br />
alata tj. daske grejdera.<br />
Slika 5.2.1. Iskop jaraka grejderom (uz iskop grejder premješta i razastire iskopani materijal dalje od jarka<br />
(izvor: O&K: Greder im Einsatz, Bedienung und Anwendungs-Beispiele)<br />
Iskop nekih vrsta tla može se izvoditi utovarivačima no oni su prvenstveno utovarno, dakle<br />
transportno, sredstvo. Kombinacija dozera i utovarivača na gusjenicama su tzv. dozer-utovarivači ili<br />
utovarivači gusjeničari (slika 5.2.2) koji se uspješno koriste, osim za utovar (pri čemu su manje<br />
učinkoviti nego utovarivači na kotačima) za iskop u skučenim prostorima i prenos iskopanog materijala<br />
na manje daljine izvan prostora iskopa (slika 5.2.3).<br />
2 Dozer gusjeničar (engl. crawler dozer, njem. Planierraupe, f., pretežito se pojmi samo kao dozer) kao univerzalni<br />
građevinski stroj koristi se također za vuču drugih strojeva, kao nosač raznih postolja, kao cjevopolagač itd. Dozer na kotačima<br />
(engl. wheeled dozer, flywheel dozer, njem. Radplanierer, m.) sličan je utovarivaču s dozerskim nožem.<br />
3 Grejder (engl. <strong>grad</strong>er, motor <strong>grad</strong>er, njem. Strassenhobel, m.), tipičan, vrlo pokretljiv i razmjerno brz, građevinski<br />
stroj za razastiranje, planiranje i oblikovanje svih vrsta sipkih <strong>grad</strong>iva. Grejder čini traktorsko postolje na gumenim kotačima<br />
(dva ili četiri straga te dva sprijeda) na čiji je izduženi središnji okvir (povezuje prednje i stražnje kotače) učvršćena u svim<br />
smjerovima okretna, dugačka i razmjerno uska daska. To je osnovni alat čija (p)okretljivost u razne radne položaje daje grejderu<br />
obilježja univerzalnog građevinskog stroja pa osim navedenih izvodi i niz drugih radnih zahvata pri zemljanim radovima (iskop<br />
jaraka, izvedba bankina, oblikovanje kosina, miješanje kod izvedbe stabiliziranih nosivih slojeva itd.) kao i održavanja osobito<br />
mkadamskih prometnica (ravnanje planuma, čišćenje planuma, čišćenje snijega i sl.). Grejder može biti s prednje strane opskrbljen<br />
manjim dozerskim nožem, a sa stražnje manjim rijačem koji omogućuju olakšani iskop prethodnim razrahljivanjem nekih vrsta<br />
tla.<br />
43
Slika 5.2.2: Manji dozer-utovarivač ili utovarivač gusjeničar (oko 80 kW) sa riperima pri iskopu (sličica lijevo) i<br />
gomilanju materijala (sličica lijevo) i veći utovarivač gusjeničar (oko 160 kW) pri prenosu materijala (sličica desno)<br />
Slika 5.2.3: Iskop građevne jame pomoću dozer-utovarivača ili utovarivača gusjeničara sa iznošenjem i<br />
gomilanjem iskopanog materijala izvan građevne jame (vide se različite mogućnosti izvedbe izlazne kosine tj. “rampe” za izlaz<br />
iz građevne jame: dvije “rampe” sastrane, jedna “rampa» sastrane ili u sredini kod većih dubina iskopa; izvor: The demo<br />
book, Demonstrating equipment end methods of operation, Indistrial training center, Sales Training, John Deer)<br />
Ostale posebne tehnike i tehnologije masovnog površinskog iskopa u tlu i stijeni pri građenju<br />
vezane su uz razvoj suvremene u načelu rudarske mehanizacije kao primjerice površinski iskop<br />
glodanjem odnosno struganjem (slika 5.2.4).<br />
Slika 5.2.4: Iskop vapnenca struganjem pomoću površinska tzv. «glodalica» (engl. surface minera)<br />
Dozerski iskop izvodi se cikličkim radom najčešće dozera gusjeničara u svim vrstama tla i<br />
stijena (slika 5.2.5) struganjem pomoću njegova osnovnog alata tzv. “noža” dozera a po potrebi<br />
44
dodatnim oranjem ili ripanjem 4 (rijanjem) tla ili trošne odnosno prethodno minirane stijene pomoću<br />
ripera 16 (rijača) kao dodatnog alata sa stražnje strane dozera (prethodna slika 5.1.5 desno, vidi detaljnije<br />
kasnije u poglavlju o iskopu stijene ripanjem).<br />
Slika 5.2.5: Dozerski «laki» iskop u zemljanom tlu (sličica lijevo) i «teški» iskop dozerom blokova u prethodno<br />
izminiranoj stijeni (sličica desno)<br />
Dozeri su visokoproduktivni strojevi velike manevarske sposobnosti u slučaju površinskog<br />
iskopa u razmjerno ravnom i širokom (“slobodnom”) radnom prostoru. Optimalno su učinkoviti pri<br />
iskopu s duljinom guranja i gomilanja do oko 50 m (slika 5.2.6). Razmjerno su učinkoviti prilikom<br />
iskopa, transporta i razastiranja do oko 100 m iako je moguće ove tehnološke zahvate izvoditi (osobito<br />
velikim snažnim dozerima) također na većim daljinama pa čak do (najviše) 300 m.<br />
Slika 5.2.6: Površinski iskop i guranje te gomilanje iskopnog materijala dozerom<br />
(izvor: FIATALLIS Performance Handbook, 1981)<br />
Razlikuje se dva osnovna oblika prostorne organizacije površinskog iskopa dozerima: uzdužni<br />
bočni iskop (uporedni iskop) koji može biti dvojak tj. može se izvoditi ili istosmjerno (isti smjer iskopa<br />
a povratak bez iskopa) u slučaju jednostranog gomilanja ili dvosmjerno u slučaju dvostranog gomilanja<br />
(slika 5.2.7 lijevo), te iskop po obodu oko područja iskopa (kružni iskop) koji može biti također<br />
dvojak – iz sredine područja iskopa prema vana prema sredini područja iskopa (slika 5.2.7 desno).<br />
U smislu odnosa područja iskopa i prostora gomilanja iskopanog materijal dozerski iskop se<br />
može izvoditi na više načina, primjerice –<br />
- gomilanjem unutar područja (prostora, plohe) iskopa najčešće jednorednim odlaganjem po<br />
sredini iskopa (slika 5.2.8 desno) ili odlaganjem u više redova (slika 5.2.8 lijevo)<br />
- gomilanjem po obodu oko područja (prostora, plohe) iskopa (slika 5.2.9 lijevo)<br />
- gomilanje izvan područja (prostora, plohe) iskopa uporednim uzdužnim premještanjem<br />
iskopanog materijala (slika 5.2.9 desno).<br />
4 naziv ripanje, riper zadržan ovdje radi ubičajnog stručnog poimanja ove tehnologije i tehnike razaranja stvrdnutog<br />
tla ili stijene mehaničkim putem, pravilno (hrvatski) bi možebitno bilo rijanje ili čak oranje<br />
45
Slika 5.2.7: Uzdužni bočni dvosmjerni dozerski iskop (sličica lijevo) i (sličica desno) kružni iskop dozerom iz<br />
sredine prema van (gore) te izvana prema sredini površine iskopa (dolje) (izvor: FIAT-HITACHI Performance Handbook,<br />
1994)<br />
Slika 5.2.8: Kružni iskop dozerom iz sredine površine iskopa prema van gomilanjem u više redova (sličica lijevo)<br />
ili jednorednom gomilanjem u sredini površine iskopa (sličica desno) (izvor: FIAT-HITACHI Performance Handbook, 1994)<br />
Slika 5.2.9: Kružni iskop dozerom prema sredini površine iskopa gomilanjem iskopanog materijala na obodu<br />
iskopa (sličica lijevo) i uzdužni iskop suzdužnim premještanjem iskopanog materijala uporedo uzduž iskopa (sličica desno)<br />
(izvor: FIAT-HITACHI Performance Handbook, 1994)<br />
Osim mogućih raznih oblika osnovnog noža dozera prilagođenih vrsti materijala i načinu<br />
njegova iskopa (prethodna slika 5.1.7), uz to dozeri gusjeničari moraju imati također prilagođeno<br />
podvozje odnosno širinu i oblik gusjenica po kojima se kreću. Ovisno o veličini stroja, tla i radova koje<br />
stroj obavlja gusjenice mogu razne dužine i širine (uže za rad na kamenoj podlozi – slika 5.2.10 sličice<br />
46
gornji red - ili šire za rad na slabo nosivom tlu – slika 5.2.10 sličice donji red, slika 5.2.11 ). Također<br />
pločice mogu biti različito oblikovane: sa jednim ili više uzdužnih rebara – slika 5.2.10 sličice gornji<br />
red i lijevo dolje -, sa kombinacijom uzdužnih i kosih rebara slika 5.2.10 sličica lijevo gore -, sa nižim<br />
ili višim rebrima – slika 5.2.10 sličice gornji red i lijevo dolje , s većim ili manjim preklopom ili bez<br />
preklopa itd. slika 5.2.10 sve sličice)<br />
Slika 5.2.10: Gusjenice dozera za rad na vrlo tvrdoj kamenitoj i neravnoj podlozi (slika lijevo gore), zatim na tvrdoj<br />
kamenitoj razmjerno ravnijoj podlozi (slika desno gore), zatim na mekoj razmjerno ravnijoj podlozi (slika lijevo dolje) i na vrlo<br />
mekoj muljevitoj podlozi (u tresetu, glibu, sipinama, muljevitim pijescima, slika desno dolje)<br />
Slika 5.2.11: Iskop dozerom sa posebnim širokim gusjenicama u muljevitom tlu<br />
Dozeri “rade” rijeđe samostalno a češće u “suradnji” s drugim dozerima ili građevinskim<br />
strojevima za zemljane radove (bagerima, utovarivačima, skrejperima). Kod privremenog gomilanja<br />
dozerom iskopanog materijala utovar u vozila provodi se drugim strojem – utovarivačem ili bagerom s<br />
47
utovarnom lopatom. Dozeri se obzirom na te graupne i samostalne različite radne zadatke iskopa,<br />
guranja, gomilanja, razastiranja, ravnanja, vučenja proizvode različite veličine, snage i sukladno tome<br />
opremljenosti nožem dozera (po obliku i veličini), gusjenica (po širini i obliku papučica) te sa straženje<br />
strane ripera (slika 5.2.12 i slika 5.2.13)<br />
Slika 5.2.12 Proizvodni program dozera gusjeničara tvrtke Caterpillar u rasponu snage od 60 kW do oko 600 kW,<br />
mase od oko 8 t do oko 90 t kao i teorijskog obujma iskopa i guranja materijala ispred noža od oko 1,5 m3 do oko 30 m3.<br />
Slika 5.2.13: Pogled na proizvodni program dozera gusjeničara tvrtke Caterpillar sa prethodne slike (vide se različiti oblici<br />
noža dozera i sa straženje strane različiti oblici ripera)<br />
48
Bagerski iskop pri građenju izvodi se u svim vrstama tla i stijena (sa i bez njihova prethodna<br />
miniranja) najčešće tipičnim građevinskim bagerima 5 u koje pripadaju bageri sajlaši 6 i hidraulični<br />
bageri 7 sa jednim krakom i jednom lopatom. Pri iskopu aluvijalnih materijala pod vodom učinkoviti<br />
su bageri sajlaši bilo da su dreglajni (sa povlačnom košarom ili tzv. skrejperom, prethodna slika<br />
5.1.3) ili da su grajferi (sa zahvatnom lopatom ili tzv. grajferom). Na planiranju pokosa koriste se<br />
također kao vrlo učinkoviti telekopski bageri.<br />
Hidralični bageri (više oni na gusjenicama a manje na kotačima) s jednim krakom i jednom<br />
lopatom, koji su inače općenito najčešće i najviše korišteni građevinski strojevi, izvode ciklički iskop s<br />
utovarom bilo kojih transportnih sredstava ili s odlaganjem iskopanog materijala u području njihova<br />
dohvata. Ovi bageri su također najviše korišteni strojevi za sve “skučene” iskope manjeg obujma<br />
(primjerice iskop temelja i građevnih jama, iskop rovova, iskop kanala i jaraka, razrada iskopa tunela u<br />
više razina ili dijelova i sl.). Također je učinkovit masovni iskop izminiranog materijala bagerima s<br />
utovarom lopatom u velikim usjecima i zasjecima. Osim iskopa hidralični bageri uspješno se koriste na<br />
zatrpavanjima, na planiranju pokosa uz iskop ili nakon iskopa itd.<br />
Tipični građevinski hidraulični bageri primjenjuju se za razne vrste iskopa pa su u tom<br />
smislu opskrbljeni raznim vrstama tehnološke opreme, alata i lopata. Razlikuju se bageri -<br />
- sa utovarnom («čeonom») lopatom (prethodna slika 5.1.7) za površinski (vanjski, otvoreni)<br />
iskop tla iznad ↑ razine stajanja (slika 5.2.14 lijevo), a primjenjuje se kao vrlo učinkovita<br />
utovarna sredstva u nalazištima <strong>grad</strong>iva (glinokopi, šljunčare, kamenolomi) i pri iskopu<br />
osobito miniranim kamenih materijala u okviru velikih usjeka, zasjeka i građevnih jama,<br />
- sa dubinskom (otkopnom, «iskopnom» lopatom (prethodna slika 5.1.7) za iskop tla ispod ↓<br />
razine stajanja (slika 5.2.14 desno), a primjenjuje se kod većine uobičajenih iskopa<br />
(prethodne slike 5.1.5, 5.1.8) te osobito kod iskopa skučenih temelja (prethodna slika 5.1.4),<br />
rovova i kanala svih veličina i oblika porečnog presjeka (slika 5.2.17), zatim iskopa manjih<br />
građevnih jama, zatim kao utovarno sredstvo u posebnim slučajevima (primjerice slučaj<br />
prikazan na prethodnoj slici 4.2.4), za iskop sa plovila pod vodom (slika 5.2.16), itd.<br />
- sa zahvatnom lopatom (grajfer) za iskop tla ispod kote stajanja ali i za uskih dubokih jama<br />
kod iskopa temelja (manjih građevnih jama, rovova, kanala, jaraka i sl.), iskop sa kopna pod<br />
vodom (slika 5.2.15),<br />
- sa udarnim (otkopnim) čekičom ili otkopnom rotirajućom glavom (slike narednog<br />
poglavlja o iskopu stijene mehaničkim putem udarom ili struganjem odnosno glodanjem),<br />
- sa dodatnim uređajima za zabijanje šipova (makara), uređajem za dizanje (dizalica), opremom<br />
za krčenje, čišćenje i razaranje konstrukcija (prethodna slike 4.2.1 i 4.2.2) itd.<br />
5 Građevinski bageri (engl. excavators, njem. Bagger, m.) obuhvaćaju širok raspon različitih oblika, vrsta, podvrsta i<br />
tipova građevinskih strojeva namijenjenih za iskop za iskop sraslog tla i stijenetei utovar zemljanih i kamenih materijala. Dijele<br />
se na (1.) građevinske bagere s jednim krakom ili strijelom odnosno jednom lopatom (“bageri lopatari”), (2.) bagere s više<br />
lopata ili vjedrica (bageri vjedričari te dio rovokopača ili trenčera) i (3.) bagere bez lopata ili vjedrica (bager sisavci ili refuleri,<br />
dio rovokopača ili trenčera s lancem šiljaka, strojevi s otkopnim krakom u obliku otkopne rotacijske glave sa šiljcima za<br />
struganje). Mogu biti na gusjenicama, kotačima (tu pripadaju tkođer autobageri), vagonskom podvozju ili plovilu (plovni<br />
bageri). Standardni građevinski bageri s jednim krakom i jednom lopatom na tom kraku obuhvaćaju podvozje s opremom za<br />
kretanje (gusjenice ili kotači) na kojem se nalazi okretno postolje. Ono nosi pogonske motore, opremu prijenosa, upravljačku<br />
kabinu te krak (strijelu) bagera slopatom ili nekim drugim alatom.<br />
6 Bageri sajlaši (engl. dragline, dragline excavators, njem. Seilbagger, m.) pretežito su na gusjenicama ili na nekom<br />
plovilu. Kod njih se gibanje kraka i opreme za iskop upravlja, pokreće i izvodi pomoću pletene čelične užadi (praktično zvanih<br />
“sajli”) preko vitala i koloturnika (zovu se stoga također “mehanički” bageri za razliku od hidrauličnih bagera). Dijele se u<br />
dvije skupine. Jedni su (u praksi uobičajeno nazivani) (1.) dreglajni nepromjenjivom rešetkastom strijelom. Imaju povlačnu<br />
košaru (tzv.skrejper). Ukoliko imaju mehaničku zahvatnu lopatu (grajfer) zovu ih u praksi također samo grajferi. Dreglajni<br />
odnosno grajferi (to je ustvari najćešće jedan te isti bager-sajlaš s jednim od navedenih lopata ili košara služe za masovni iskop<br />
pretežito aluvijalnih materijala (šljunka, pijeska) iz vode i to ili s kopna ili s plovila.. Također se rabe kao građevinske bagerdizalice.<br />
Drugi su veliki (2.) bageri sajlaši s dvodjelnim zglobno vezanim krakom te pretežito →utovarnom (čeonom) lopatom .<br />
Rabe se samo u rudarstvu, odnosno tamo gdje su veliki i stalni površinski kopovi (tzv. bageri lopatari).<br />
7 Hidraulični bageri (engl. hydraulic excavators, njem. Hydraulikbagger, m.) kao univerzalni građevinski strojevi<br />
najčešće su korištena tehnička sredstva za strojni rad pri građenju. Osobito se tu snažni hidraulični bageri gusjeničari s<br />
lomljivim krakom (engl. crawler-mounted hydraulic excavator, njem. Hydraulik-raupenbagger, m.). Kod njh su svi mehanizmi<br />
prijenosa i rada alata na hidraulični pogon. Lopata hidrauličnih bagera može biti ili utovarna lopata ili dubinska lopata ili<br />
zahvatna lopata (grajfer). Mogu biti opremljeni također s teleskopskom produžnom strijelom ili krakom kao teleskopski bageri.<br />
Neke vrste lakših hidrauličnih bagera manje snage su na podvozju s gumenim kotačima. Hidralični bageri mogu također brzo i<br />
jednostavno mijenjati lopate, priručne alate i uruđa na kraku te time izvoditi razne zahvate pri građenju i zemljanim radovima.<br />
Služe također kao podvozja te kao pogonski strojevi za ostalu tehnološku opremu pri građenju ( kao nosači radnih postolja, kao<br />
građevinske dizalice, kao bageri s opremom za izvedbu pilota ili zavjesa (žmurja), bageri s opremom za izvedbu zastora itd)<br />
49
slika 5.2.14: Isti hidraulični bager gusjeničar s utovarnom lopatom za iskop ili utovar iznad razine stajanja (lijevo)<br />
i s dubinskom (otkpnom) lopatom za iskop ispod razine stajanja (desno); vidi se različita konstrukcija kraka bagera u<br />
logističkom smislu na istom postolju i pognskom dijelu bagera.<br />
Bageri rade ili samostalno (kod manjih iskopa) ili u grupama s ostalim građevinskim<br />
strojevima (kod masovnih zemljanih radova). Manji bageri, bilo gusjeničari bilo na kotačima pretežito<br />
se koriste kod manjih iskopa (rovova, kanalića, jaraka, temelja, manjih građevnih jama i sl.) s tvrđe<br />
podloge pretežito u tlu dok se srednji do veliki hidraulični bageri pretežito gusjeničari koriste za ostale<br />
oblike iskopa u tlu i (trošnoj ili miniranoj) stijeni.<br />
slika 5.2.15: Suvremeni hidraulični bager na kotačima sa teleskopskom kabinom (koja omogućava bolji pregled<br />
izvedbe radova), dugačkim karkom i zahvatnom lopatom (“grajfer) za iskop ispod razina stajanja u vodi<br />
Postoje suvremene kombinacije hidrauličnih bagera s pomoćnim “sajlama” za povlačenje<br />
lopate (pa su to neke vrste ujedno bagera-sajlaša) ukoliko se radi u konstrukcijama dugačkih krakova<br />
radi uspješnog djelovanja bagera na većim duljinama njegova dohvata (slika 5.2.17).<br />
Bagerski iskop je vrlo raznolik u smislu prostornoga oblika njegova izvođenja (slika 5.2.18),<br />
zatim u smislu veličine (mjera) zahvata kao i količine iskopa. Može se provoditi kao masovni iskop ili<br />
kao iskop vrlo malih razmjera primjerice iskop jaraka, šahtova, manjih temelja, plitkih rovova itd.<br />
Raznolik je također u smislu primjenjene radne koncepcije odnosno logistke rada bagera koji se koristi<br />
pri iskopu (ciklički ili kontinuirani iskop; iskop u dubinu ili u visinu; čelni ili bočni iskop; iskop<br />
kretanjem; iskop i utovar okretanjem; zatim utovar iznad razine, u razini i ispod razine stajanja bagera;<br />
iskop u vodi, podzemni iskop; iskop sa utovrom u vozila koja su različito smještena u odnosu na<br />
položaj i način rada bagera; razne kombinacije prethodno navedenih oblika iskopa, itd.).<br />
50
slika 5.2.16: Uobičajeni hidraulični bager na plovilu s dubinskom lopatom za iskop u vodi ispod razine plovljenja;<br />
unutar kabine za uprvaljanje nalazi se ekran koji pokazuje i omogućava točnost obrisa iskopa<br />
Slika 5.2.17: Suvremeni hidralični bager gusjeničar s dugačkim krakom koji je ujedno djelomice bager - sajlaš<br />
pogodan za iskope na veću daljini (na slici je primjer učinkovite primjene ovog bagera pri održavanju melioracijske mreže<br />
kanala)<br />
Slika 5.2.18: Primjer razrade (prostorne organizacije) nekog iskopa u dubinu pomoću hidraličnog bagera<br />
gusjeničara s dubinskom lopatom; iskop dijela 1 započinje u smjeru X→Y (položaj bagera A→B) kako bi stranica iskopa bila<br />
izvedena uspravno, zatim slijedi iskop dijelova 11-11 iz položaja bagera C→D; zatim slijedi iskop dijel 12 u smjeru U → V iz<br />
položaja bagera E itd. (izvor: The demo book, Demonstrating equipment end methods of operation, Indistrial training center,<br />
Sales Training, John Deer)<br />
51
Skrejperi (slika 5.2.19 gornji red sličica) su posebni građevinski strojevi koji izvode u<br />
ciklusima samostalno iskop, utovar, prijevoz (prethodna slika 1.3.1) i odlaganje (razastiranje, grubo<br />
izravnanje) iskopanih zemljanih materijala odnosno sve te navedene tehnološke zahvate obavljaju<br />
neprekidno (bez stajanja) u kretanju (u vožnji).<br />
Kao strojna cjelina sastoje od osobito oblikovanoga prednjeg nosivog i vučnog dijela na<br />
gumenim kotačima, nosivog okvira na kojemu je ovješen osobito oblikovani sanduk u obliku povlačne<br />
ili tzv. povlačne (skrejperske 8 ) košare te stražnjega nosivog dijela također na kotačima. Otvaranjem<br />
dna sanduka i spuštanjem osobito oblikovanoga noža izvodi se u smjeru kretanja iskop tla struganjem te<br />
samopunjenje sanduka. Pri pražnjenju otvaranje sanduka je usklađeno s smjerom njegova kretanja.<br />
Može imati sanduk s elevatorom koji olakšava njegovo punjenje (prethodna slika 5.2.19 sličice desno).<br />
Skrejper može imati također pogon (motore, vuču) na stražnjim osovinama tj. kotačima.<br />
slika 5.2.19: Skrejper bez elevatora (sličice lijevo) i skrejpre selevatorom (sličice desno); sličice lijevo i desno - u<br />
sredini: iskop struganjem i punjenje sanduka, - dolje: pražnjenje sanduka (izvor skica: Vorlesungskriptum Bauverfahren, T U<br />
Graz)<br />
Pri iz bilo kojeg razloga otežanom iskopu skrejperima guranjem sa stražnje strane često<br />
“pomažu” snažni dozeri (tzv. «push dozeri», slika 5.2.20).<br />
Slika 5.2.20: Pripomoć (tzv. “push –”) dozera guranjem sa stražnje stran pri otežanom iskopu skrejpera<br />
Skrejperski iskop se primjenjuju samo pri izvedbi masovnih, prostranih i plićih površinskih<br />
(plošnih) iskopa te prijevozu iskopanog materijala na odlaganje ili u<strong>grad</strong>nju do 1,5 km najviše 2 km. Pri<br />
tomu organizacija prostornog načina rada skrejpera (slika 5.2.2) mora biti takova da kontinuirani i<br />
8 povlačna košara (engl. scraper, njem. Schleppschaufel, Schürfkübel. f.) oblik radnog alata tj. uređaja za iskop<br />
zemaljanih materijala struganjem u vidu sanduka ili košare koja se istovremeno puni prilikom povlačenja po tlu koji kopa<br />
52
jednolični iskop po visini i širini nekog područja slijedi isto tako jednoliko nasipavanje po visini i širini<br />
njegova prostorna napredovanja.<br />
slika 5.2.21: Osnovni način organizacije ukupnog tehnološkog postupka zemljanih radova pomoću skrejpera<br />
Odabrana organizacija rada s skrejperima mora biti takova -<br />
- da putevi po kojima se skrejperi kreću budu pretežito ravni sa što manje oštrih krivina na<br />
putanji njihove kretanja kako se ne bi smanjivala prosječna brzina skrejpera,<br />
- da se sustavno izravnava podina u području iskopa,<br />
- da skrejperi osobito kopaju sa što većim brzinama,<br />
- da se pri radu skrejperima izbjegavaju usponi (odnosno ukupni otopri) veći od 10% (slika<br />
5.2.22) te padovi veći od 15%.<br />
Niz čimbenika utječe na radnu učinkovitost skrejpera kao primjerice -<br />
- geotehnička i fizičko-mehaničkog obilježja u kojem se tlo nalazi za vrijeme iskopa,<br />
- vremenski i prostorni uvijeti pod kojima se tlo kopa,<br />
- ukupna organizacije radova na iskopu i nasipavanju određenog prostora (organizacija<br />
ukupnog tehnološkog postupka iskopa odnosno rada s skrejperima), kao i<br />
- iskustvo strojara.<br />
slika 5.2.22. Područje primjene skrejpera bez elevatora i s elevatorom bilo s samo prednjom vučom (singl engine<br />
scraper) ili dvostrukom vučom (twin engine scraper) u pogledu duljine transporata (izraženo u metrima) i u pogledu ukupnog<br />
otpora (total resistance) koji sačinjavaju otpor uspona i otpor kotrljanja (stanje podloge) (izvor:Fiat Allis, Performance<br />
Handbook)<br />
53
Skrejperski iskop izvodio se je dosada pretežito u zemljanim materijalima koji se lako kopaju<br />
(glina, prašina, pijesak, šljunak). Pomalo nestaje u primjeni jer ih pri masovnom iskopu zemljanih<br />
materijala potiskuju učinkovitije kombinacije radnih grupa strojeva složenih od bagera ili utovarivača s<br />
kamionima kiperima i damperima. Trenutno samo dvije američke tvrtke proizvode samohodne<br />
građevinske skrepere (slika 5.2.23). Ovi suvremeni skrejperi – osobito bez elevatora - također se rabe<br />
za iskop trošne stijene a u nekim slučejvima za iskop prethodno dozerima ripane stijene pa čak i za<br />
iskop prethodno dobro (sitno) minirane stijene.<br />
Slika 5.2.23: Proizvodni program skrejpera tvrtke Caterpillar: skrejperi samo sa prednjom vučom u rasponu snage<br />
od oko 250 kW do oko 400 kW obujma skrejperskog snduka ili košare 15 m3 do oko 35 m3 (sličice lijevo), isti skrejperi sa<br />
prednjom idodatnom stražnjom vučom snage od oko 170 kW do oko 400 kW obujma sanduka 15 m3 do oko 35 m3 (sličice u<br />
sredini) te manji skrejperi sa prednjom vučom u rasponu snage od oko 130 kW do oko 270 kW obujma sanduka 8 m3 do<br />
oko18 m3sa elevatorom (sličice desno)<br />
Posebni vrsta građevinskih strojeva za izvebu kombinacije skrejperskog i dozerskog iskopa<br />
kao i učinkovitog transporta iskopanog materijala bez gubitaka na veće daljine od 100 m su tzv. dozerskrejperi<br />
(engl. scrape-dozer, njem. Schuerfraupe, slika 5.2.24).<br />
slika 5.2.24: Iskop (sličice lijevo i u sredini gore) i razastiranje (sličica lijevo dolje) odnosno odlaganje (sličica u<br />
sredini dolje) pomoću dozer-skrejpera u zemljanom tlu (sličica desno) (izvor skica: Vorlesungskriptum Bauverfahren, T U<br />
Graz)<br />
Ovi strojevi umjesto uobičajnog dozerskog noža imaju između gusjenica smještenu<br />
skrejpersku košaru kojom stružu tlo prilikom iskopa a zatim (bez guranja) prenose u toj košari<br />
materijal do mjesta odlaganja ili u<strong>grad</strong>nje. Na taj način ujedinjuju u jednom stroju radna obilježja<br />
dozera i skrejpera. Naime, kreću se na gusjenicama kao dozer, stružu kao skrejper a prenose materajal<br />
na veće duljine nego dozer međutim na manje daljine nego skrjeper. Razumljivo je da su također sporiji<br />
nego skrejperi ali mogu lakše kopati, za razliku od skrejpera, “tvrđa” tla odnosno neke vrste trošnih<br />
(prelaznih) stijena.<br />
54
5.3. Strojni iskop stijene bez prethodna miniranja<br />
Mogućnosti primjene određenih tehnika i tehnologija iskopa odnosno razaranja (razbijanja,<br />
rastresanja, usitnjavana) stijene «mehaničkim» (fizikalnim) načinom pomoću posebnih građevinskih<br />
strojeva, a također sa posebnim alatima i uređajima, ovisi prvenstveno o inženjersko-geološkim i<br />
fizičko-mehaničkim obilježjima stijene u kojoj se izvodi iskop. Od petrografskih obilježja ključnu<br />
ulogu ima sadržaj silicija u kamenu odnosno stijeni. Strojni iskop mehaničkim načinom provodi se u<br />
razmjerno čvršćim, tvrdim te pretežito nesilikatnim stijenama koje imaju manje ili više izraženu<br />
anizotropiju njihovih makro- i mikro-strukturnih inženjersko-geoloških obilježja. To bi bile u<br />
načelu stijene koje su neki način određenim prirodnim geološkim procesima prethodno u određenoj<br />
mjeri dezintegrirane (raspucale, sitno uslojene, grusificirane itd., slika 5.3.1), primjerice -<br />
- trošne metamorfne škriljave stijene, promjenjive građe i obilježja, manje tlačne čvrstoće,<br />
- jako raspucale sedimentne stijene male do srednje tlačne čvrstoće,<br />
- okamenjene glinene stijene različite tlačne čvrstoće,<br />
- polučvrste sedimentne stijene glinenog porijekla visokog stupnja zbijenosti, koje su<br />
postojane i tvrde u suhom stanju i sl.<br />
Slika 5.3.1 Prirodno dezitegrirani (stratificiranih) stijenski masiv vapnenca (sličica lijevo) i trošne metamorfozirane<br />
olivinske stijene (sličica desno) pogdne za strojni iskop bez prethodna miniranja (izvor slika<br />
http://www.geodienst.de/fotoalbum.htm)<br />
Neke vrste prirodno sitno uslojenih i jako raspucalih stijena bilo kojeg geološkog porijekla<br />
kopaju se uobičajeno bagerima sa također uobičajenim alatima odnosno lopatama (slika 5.3.2.). Ostali<br />
oblici strojnog iskopa prije navedenih vrsta za to pogodnih stijena, koje bi se mogle razarati<br />
«mehničkim » putem, izvodi se zasada u tehničkom smislu na dva osnovna načina:<br />
Slika 5.3.2 Strojni iskop dijelova dezitegriranih (prirodno stratificiranih) stijenskih masiva pomoću uobičajenog hidrauličnog<br />
bagera sa uobičajenom lopatom (izvor slike: http://www.geodienst.de/fotoalbum.htm)<br />
- ili uzastopnim udarom određenog alata po površini stijene koja se razara, ili<br />
- pritiskom (odnosno utiskivanjem) određenog alata na/u stijenu uz provlačenje, dakle<br />
kretanje tog alata u/po stijeni ili kroz stijenu čime se ona smicanjem lomi u manje (sitnije)<br />
dijelove, gdje se ističu dva glavna načini ovog oblika mehaničkog razaranja stijene –<br />
55
- ripanje 9 , kao način masovnog površinskog uglavnom dozerskog iskopa, te<br />
- struganje ili glodanje, kao način iskopa po mjerama ograničnog osobito skučenog<br />
podzemnog prostora ili nadzmnog iskopa temelja, rovova, manjih građevnih jama i<br />
ostalih oblika površinskih iskopa manjeg obujma.<br />
Neposredni iskop udarom pomoću udarnih ili vibracijskih čekića, bez bilo kakvog oblika<br />
istovremenog transporta iskopanog materijala (primjerice utovara), primjenjuje se pri iskopu pretežito<br />
manjih obujama stijene ili pri djelomičnom razaranju radi usitnjavanju većih blokova koji su na neki<br />
način prethodno prirodno izdvojenih iz stijenskih masiva (slike 5.3.3 i 5.3.4). Primjenjuje se također pri<br />
iskopu manjih temelja, rovova i sl., pri razbijanju većih blokova preostalih nakon miniranja čime se<br />
izbjegava naknadno («sekundarno») miniranje, pri dotjerivanju obrisa iskopanog usjeka, zasjeka,<br />
predusjeka, kao i pri iskopu čvrste stijene u onim slučajevima gdje je nemoguće primijeniti miniranje iz<br />
sigurnosnog razloga. Međutim, primjena udarnih čekića u tehničko-tehnološkom smislu nije ograničena<br />
prostorom, vrstom te obilježjima stijene u kojoj se izvodi. Mogući su iskopi u svim vrstama stijena.<br />
Razlozi ograničavanja u primjene ove tehnike i tehnologije pri masovnom iskopu razmjeno čvrstih,<br />
tvrdih i krtih kompaktnih stijena zasada su pretežito tehno-ekonomske prirode zbog razmjerno manjih<br />
radnih učinika takvog načina razaranja stijene kao i zbog povećanog trošenja (utroška) alata za udar.<br />
Slika 5.3.3: Primjer dezitegriranog (prirodno stratificiranog) stijenskog masiva kojega je moguće učinkovito kopati<br />
(tj. prethodno razarati i usitnjavati) udarnim čekićima (izvor slike: http://www.geodienst.de/fotoalbum.htm)<br />
Slika 5.3.4: Primjer okršene površine terena (tzv. ljuti krš) na trasi autoceste Dalmatine ( dionica Dugopolje –<br />
Šestanovac) kojega je moguće prethodno poravnati, a na taj pripremiti za kasnijeučinkovito masovno miniranje radi iskopa<br />
usijeka ili zasjeka ili za nasipavanje, jedino udarnim čekićima<br />
9 hrvatski je još moguć naziv rijanje ili ripanje, međutim ovdje se dalje koristi uobičajeni stručni naziv ripanje<br />
56
Udarni čekići dvojake su konstrukcije. Razlikuju se laki ručni udarni čekiči mase do oko 25<br />
kg (tj. koliko može radnik prosječno držati rukama) ili teški lafetirani udarni čekići (slika 5.3.5) mase<br />
do nekoliko tona koji su na neki učvršćeni na posebni nosač, koji opet može biti samohodan ili<br />
nepokretan. Ručni udarni čekiči još su uvijek pretežito na pogon tlačenim (“kompriminiranim”) zrakom<br />
dok su suvremeni lafetirani čekići pretežito na hidraulični pogon (slika 5.3.5 sredina).<br />
Slika 5.3.5: Lafetirani udarni čekići za podvozja koja ih nose (bagere) mase do 25 t (sličica lijevo, laki do srednje<br />
teški udarni čekići) i (sličica desno) srednje teški do teški hidralični čekiči za podvozja mase do 75 t)<br />
Udarni čekić se sastoji od «oklopa», «tijela» sa mehanizimima odnosno ventilima (unutar<br />
«oklopa») i (unutar «tijela» pokretljivog) dlijeta koje svojim kretanjem gore-dolje neposredno udarom<br />
razara površinu stijene i to njezinim posmičnim naprezanjem uslijed utiskivanja (ulaska) vrha dlijeta u<br />
stijenu. Dlijeta mogu biti različite veličine (duljine, promjera) i oblika, primjerice više ili manje tupo<br />
stožastog ili sfernog odnosno šiljatog (pa ih praksi zovu «špice» koje služe pretežito za iskop «tvrde»<br />
odnosno žilave stijene), zatim sa jednobridnim sječivom različite širine (pretežito za iskop «mekše»<br />
stijene), zatim u obliku lopate (za iskop tla) itd (slika 5.3.6.)<br />
Slika 5.3.6: Oblici dlijeta («špice») teških udarnih čekiča (sličica lijevo) i lakih (sličica desno) udarnih čekiča<br />
Samohodni lefetirani udarni čekić smješteni su na kraku hidraličnog bagera (prethodna slika<br />
5.3.4, slika 5.3.7) ili bager-utovarivača (tzv. “kombinirke”). Mase su do oko 3,5 tone a rade sa više<br />
stotina (do zasada najviše tisuću) udara u minuti. Ovisno o inženjersko-geološkim i fizičko mehaničkim<br />
obilježjima stijene koja se razara učinak ovakovih najtežih čekića kreće se do oko 50 m 3 /sat razbijene<br />
(usitnjene) stijene (vidi tablice 5.3.1 i 5.3.2).<br />
57
Tablica 5.3.1 Učinak udarnih čekića pri iskopu tvrdog pješčenjka (kao<br />
vrste prosječne stijene za iskop udarom) prema prospektu tvrtke NPK<br />
masa udarnog čekića broj udara u učinak (m3 / 8 sati) pri<br />
sa dlijetom (kg) minuti iskopu stijene (rastresito)<br />
240 45 - 65 10 - 20<br />
410 50 - 80 20 - 30<br />
505 30 - 50 80 - 140<br />
585 45 - 140 100 - 230<br />
785 100 - 150 120 - 280<br />
940 150 - 200 250 – 380<br />
1.200 155 - 210 350 - 500<br />
1.500 175 - 225 450 - 610<br />
1.860 200 - 260 550 - 720<br />
2.550 250 - 300 880 - 1100<br />
Tablica 5.3.2 Učinak udarnih čekića pri iskopu prosječne stijene (u sraslom stanju) prema prospektu tvrtke O&K<br />
masa udarnog čekića broj udara u učinak (m3 / 8 sati) pri učinak (m3 / 8 sati) pri masa bagera koji<br />
sa dlijetom (kg) minuti širokom iskopu stijene (skučenom) iskopu rovova i sl. nosi čekić (t)<br />
695 415 – 665 150 – 250 8 – 20 7 – 16<br />
837 385 – 880 200 – 450 15 – 50 9 – 16<br />
1100 400 – 800 340 – 700 30 - 90 15 – 25<br />
1380 400 – 1050 400 – 1200 40 – 120 16 – 27<br />
1505 540 – 770 360 – 1200 35 - 110 18 – 30<br />
2440 510 – 1160 660 – 1700 55 - 250 25 – 37<br />
3170 440 - 1045 1200 - 2450 110 - 570 32 - 55<br />
Slika 5.3.7 Masovni iskop trošne površinske stijene grupom bagera sa udarnim čekićima (sličica lijevo) i (sličica<br />
desno) iskop udarnim čekićom rova za cjevovod u dezinegriranoj stijeni<br />
Kako je već prethodno napisano ripanje je tehnika i tehnologija masovnog iskopa<br />
okamenjenog tla te nekih vrsta, do neke mjere prirodno dezintegriranih trošnih (osobito sedimentnih)<br />
stijena (slika 5.3.8). Osnovnu opremu čine veliki snažni dozeri opskrbljeni sa stražnje strane posebnim<br />
uređajem tzv. riperom 10 (prethodne slike 5.1.5 i 5.2.13). Riperi se utiskuju u stijenu i provlače zatim<br />
kroz stijenu određenom brzinom kretanja dozera (slika 5.3.10). Zbog toga ripanje podsjeća na oranje<br />
samo što prilikom ripanja ne dolazi do prevrtanja iskopanog materijala kao kod oranja. Dubina ripanja<br />
moguća je do oko 1 m ali su prilikom iskopa trošnog okamenjenog tla, primjerice lapora, moguće veće<br />
dubine ripanja. Sve to ovisi o vrsti okamenjenog tla i stijene, zatim o broju, obliku i duljini «klinova»<br />
ripera kao i uz to vezanoj veličini, masi i snazi dozera.<br />
10 hrvatski još moguć naziv rijač ili ralo, međutim ovdje se dalje koristi uobičajeni stručni naziv riper<br />
58
Slika 5.3.8 Primjer dezitegriranog (prirodno stratificiranog) površinskog (sličica lijevo) trošnog stijenskog masiva i<br />
sitno uslojnog (sličica desno) stijenskog masiva kojega je moguće učinkovito kopati (tj. razarati i usitnjavati) ripanjem<br />
(izvor slika: http://www.geodienst.de/fotoalbum.htm)<br />
Riperi se također mogu u<strong>grad</strong>iti sa stražnje strane utovarivača-gusjeničara (prethodna slika<br />
5.2.2., sličica lijevo) pa čak i grejdera za potrebe po obujmu manjeg ripanje nekih vrsta trošnih stijena a<br />
osobito za ripanje stvrdnutog tla u slučajevima kada to olakšava iskop navedenih strojeva. Primjenjuju<br />
se također kao dijelovi utovarnih i bagerskih lopata čime se u nekim slučajevima također olakšava<br />
iskop odnosno utvar iskopanog materijala (slika 5.3.9).<br />
Slika 5.3.9: Riperi bagerske dubinske lopate (sličica lijevo) i utovarne lopate (sličica desno)<br />
Suvremeni razvoj vrlo snažnih dozera uz nove konstrukcije hidrauličnih ripera s habajućim<br />
dijelovima iz najkvalitenijih čelika daju tehnologiji ripanja sve više prednost pred miniranjem pri<br />
iskopu mnogih vrsta okamenjenih tala ili stijena koje su se donedavno mogli kopati samo njihovim<br />
prethodnim miniranjem (slika 5.3.10). Razlog su tomu također ne samo smanjenii troškovi po jedinici<br />
mjere iskopa, nego također manji štetni utjecaja po okoliš, zatim najveće moguće iskorištenje učinaka<br />
pripadne opreme osobito zbog neprekidnog rada strojeva, iskop željene veličine lomljenjaka itd.<br />
Slika 5.3.10: Ripanje jako okamenjenog tla ili tvrde uslojene sedimentne stijene (sličica lijevo) te ripanje pogodne<br />
stijene u užem smislu (sličica desno) (izvor: ESCO, Stories of the year)<br />
59
Razlikuju se slijedeće vrste ripera u smislu načina njihova učvršćenja na podvozje dozera kao i<br />
u smislu oblika samog “klina” ripera (slika 5.3.10) pri čemu oni mogu biti u smislu broja klinova<br />
jednostruki, dvostruki ili trostruki:<br />
- “radijalni” tip (okretni tip) ripera ravnim ili blago zakrivljenim “klinom” ripera,<br />
- “paralelni” tip (čvrsti tip) ripera s ravnim te pri samo kraju zakošenim “klinom” ripera,<br />
- kombinirani tip (promjenjivi tip) s različitim oblicima “klina” ripera.<br />
Slika 5.3.10: Slijeva na desno: radijalni jednostruki te paraleni i kombinirani trostruki tip dozerskog ripera<br />
(izvor: FIATALLIS Performance Handbook, 1981)<br />
“Radijalni” riper omogućava promjenjivi kut ripanja što olakšava rad u stijenama heterogenih<br />
makrostrukturnih obilježja. Tu je mala vjerojatnost podbacivanja materijala pod gusjenice dozera a što<br />
sve olakšava lomljenje većih blokova deblje uslojenih stijena. “Paralelni” riper lakše prodire i «stoji» u<br />
stijeni, a što izaziva manje habanje (trošenje) samog «klina» ripera. Međutim, “paralelni” tip ripera se<br />
najčešće lome uslijed zapinjanja prilikom nailaska na dijelove stijene koja se ne može iz bilo kojeg<br />
razloga ripati. Kod “radijalnog” tipa ripera je to nemoguće jer oni ne zapinju nego se okretanjem odižu<br />
zbog načina učvršćenja i kinematike svog djelovanja iznad dijelova stijene koja se ne može lomiti.<br />
Ripanje bi se moralo svakako primijeniti kada je to god moguće uz uvažavanje slijedećeg:<br />
- ripanje je još uvijek više «umješnost» nego znanje, a primjena ove tehnike i tehnologije<br />
iskopa ovisi o trenutnoj procjeni moguće primjene nego o nekoj zakonitosti moguće primjene,<br />
- ukoliko ne postoji sigurnost o mogućnosti primjene ripanja, odnosno sumnja da se iskop<br />
može u potpunosti uspješno izvršiti ripanjem, bolje je primijeniti miniranje.<br />
Ipak se mora istaknuti općenito pravilo: “Ako možeš ripati .... ripaj!” ovisno obilježjima stijene koja<br />
kao povoljne omogućavaju ripanje a to su sitna uslojenost, velika raspucalost, velika razlomljenost,<br />
velika raspadnutost, krupnoznost, krhkost stijene, mala čvrstoća te mala gustoća stijene. Ripanje ipak<br />
nije uvijek moguće kod navedenih povoljnih obilježja stijene osobito u slučaju nepogodne uslojenosti<br />
kada dolazi do lomljenja prekrupnih komada koji onemogućavaju kretanje dozera a nisu također<br />
pogodni za daljnju logistika dobivenog kamenog <strong>grad</strong>iva. Na tablici 5.3.3. vidi se organizacijskotehnološka<br />
i tehno-ekonomska prednost ripanja nad miniranjem pri iskopu razmjeno tvrdih i čvrstih, za<br />
ripanje povoljnih, stijenskih masiva:<br />
Tablica 5.3.3: upuredba tehnike i tehnologije ripanja prema. miniranju stijene<br />
ripanje: miniranje:<br />
radna snaga: 1 čovjek grupa radnika<br />
strojevi: 1 dozer s riperom više strojeva (kompresor, bušilica, dozer)<br />
rad: neprekinuti s prekidima<br />
pouzdanost: kao obično opasnost zbog uporabe eksploziva<br />
kvalitet rada: jednoliko lomljenje stijene nejednoliko lomljenje stijene<br />
U smislu svega dosad navedenog, teško je unaprijed odrediti mogući učinak ripanja, ali je on<br />
to veći što je dozer snažniji te ako se dozer kreće na što manjoj brzini tj. ako se riper polako provlači<br />
kroz stijenu. Pri tomu valja ripati samo one dijelove stijenskog masiva koje je moguće a ostale dijelove<br />
mora se obavezatno zaobići i naknadno minirati.<br />
60
Tehnike i tehnologije iskopa stijene struganjem ili glodanjem obuhvaća slične načine<br />
plošnog ili površinskog mehaničkog (fizikalnog) razaranja čvrste stijene smicanjem pomoću posebnih<br />
strojeva i pripadnih uređaja ili alata. U smislu koncepcije i konstrukcije alata za struganje kao i čitavog<br />
stroja na kojem je alat ustrojen te u smislu područja primjene razlikuju se, za potrebe površinskog<br />
iskopa, uobičajeni ili posebno građeni bageri odnosno strojevi s rotirajućom otkopnom glavom za<br />
struganje ili glodanje stijene te posebni bageri rovokopači ili trenčeri.<br />
Slika 5.3.11: Strojevi sa rotirajućom otkopnom glavom (tunelske glodalice) koja se može okretati u smjeru osi<br />
kraka za potrebe iskopa vrlo tvrdih i čvrstih stijena (sličica lijevo) ili se pri uobičajnom iskopu odgovrajućih trošnih odnosno<br />
mekših stijena okreće po osi koja je pod pravim kutem na os kraka (sličica desno)<br />
Bageri sa rotirajaćom otkopnom glavom prizišli su iz rudarskih (a kasnije građevinskih)<br />
strojeva s rotirajućom otkopnom glavom (nazivanih još selektivni strojevi, kombajni, «frezeri»,<br />
glodalice; engl. “road header”; njem. “Teilschnittmaschine”, prethodna slika 5.3.11) koji se pretežito<br />
koriste pri iskopu stijene u tunelo<strong>grad</strong>nji. Ti strojevi obuhvaćaju, kao ključni strojno-tehnološki dio, u<br />
svim smjerovima pokretljiv krak na čijem se kraju odnosno vrhu nalazi rotirajuća otkopna glava. Na<br />
njoj se nalaze alati-rezači u vidu osobito oblikovanih šiljaka (eng. “picks”) koji prilikom okretanja<br />
glave neprekidno prodiru u stijenu i razaraju njezin površinski dio posmičnim naprezanjem tj. šiljci<br />
paraju površinu stijene. Pri tomu se okretna glava određenom silom tiska na površinu stijene. Zbog<br />
navedenog prigodan hrvatski naziv ovih strojeva bio bi možebitno «glodalice»<br />
Šiljci za struganje («pikovi») (slika 5.3.12, sličica lijevo) sastoje se od tijela standardiziranih<br />
mjera, na čijem se vrhu nalazi umetak od tvrde kovine kojim se neposredno para stijena. To je ustvari<br />
ključni dio ovih alata za mehaničko paranje stijene. Njegova kvaliteta odnosno trošenje utječe na tehnoekonomsku<br />
učinkovitost ove tehnike i tehnologije iskopa stijene. Kao materijal za tvrdu kovinu, iz koje<br />
je građen umetak vrha šiljka za struganje, rabi se slitina volframkarbida, titankarbida, tantalkarbida i sl<br />
(slika 5.3.12, sličica desno). Šiljci za struganje se nakon određenog vremena odnosno količine iskopa<br />
troše habanjem, postaju neučinkoviti za paranje stijene, pa se moraju mijenjati novim. Zamjena je vrlo<br />
jednostavna, jer su oni uloženi u nosače učvršćene na rotirajuću glavu. Na trajnost šiljaka za struganje<br />
najvše utječe sadržaj silicija u stijeni odnosno njezina tvrdoća, po je on, uz tlačnu čvrstoću glavni<br />
čimbenik učinkovitosti ove tehnike i tehnologije strojnog iskopa stijene «mehničkim» putem.<br />
Slika 5.3.12: Šiljci za struganje («pikov»i) (lijevo) i umetci vrha «pika»<br />
61
Standardni hidralični bageri, bilo na kotačima bilo gusjeničari, ili neki drugi univerzalni<br />
strojevi primjerice bager-utovarivači (tzv. «kombinirke») ili mini-utovarivači, mogu biti opskrbljeni<br />
umjesto uobičajene lopate ili udarnog čekića također dodatnom manjom rotirajućom otkopnom glavom<br />
sa šiljcima odnosno dodatnom hidrauličnom bagerskom «glodalicom» (njem: Hydraulik-Anbaufräsen;<br />
engleski: hydraulic transverse cutting units., slika5.3.13) kao zamjenskim radnim alatom ili uređajem.<br />
Slika 5.3.13: Dodatna bagerskih «glodalica» smještena, primjerice, na<br />
hidruličnom bageru na kotačima, a pri iskopunekog rova (sličica lijevo) ili,<br />
primjerice, na bager – utovrivaču (tzv. «kombinirka») a pri dotjerivanju<br />
iskopanog obrisa neke građevinke jame (sličica desno). Vidljivo jekako je<br />
ovaj uređaj mogućakao dodatna tehnološka oprema na bilo kojem tipu<br />
bagera ili vrsti hodraličnog bagera ili bager – utovarivača ili utovarivača.<br />
Ove dodatne bagerske «glodalice» isporučuju se sa različitim hidrauličnim motorima i<br />
različitim oblicama i veličinama same rotirajuće glave na kojima također mogu biti smještni različiti<br />
šiljci za struganje («pikovi») raspoređeni na različiti načine (slika 5.3.14), ovisno o tome za koju vrstu<br />
stijene i oblika iskopa se primjenjuju. Ovakova «glodalice» mogu biti također u kombinaciji sa<br />
bagerskom lopatom čime se u nekim slučajevima olakšava uobičajeni bagerski iskop primjerice<br />
okamenjenog tla ili trošne stijene (slika 5.3.15). Moguće je također ovakim uređajima neki oblik<br />
usitnjavanja pa čak i drobljenja iskopanog materijala (slika 5.3.15, sličica desno).<br />
Slika 5.3.14: Razni oblici dodatnih bagerskih «glodalica»<br />
Razmatrane «glodalice» rabe se pri iskopu građevnih jama i rovova za cjevovode, zatim za<br />
struganje trošnih betonskih konstrukcija prilikom njihova popravka, za dotjerivanje obrisa iskopa, za<br />
točno planiranje nagiba iskopanih ploha, za podvodne iskope, za iskope rovova, za iskope zidova<br />
građevnih jama, za iskope vodovodnih i kanalizacijskih okana itd. Uglavnom se radi o tehnici i<br />
62
tehnologiji koja sa primjenjuje pri iskopima manjeg obujma u posebnim, pretežito prostorno,<br />
ograničenim uvjetima gdje bi miniranje bilo nepogodno po okolinu.<br />
Slika 5.3.14: Bagerska lopata sa<br />
dodatnom «glodalicom» koja<br />
omogućava u nekim slučajevima<br />
usitnjavanja ili drobljenja<br />
iskopanog materijala<br />
Učinak struganja ili glodanja, osim o inžinjersko-geološkim i fizičko-mehaničkim obilježjima<br />
stijene koja se kopa, ovisan je o promjeru odnosno masi dodatne «glodalice» koja pak uvjetuje masu<br />
bagera na koju je «glodalica» složena odnosno učvršćena kao radni alat (slika 5.3.15, slika 5.3.16). Na<br />
slijedećoj tablici 5.3.4 se vide okvirni tehnički podaci za pet vrsta dodatnih bagerskih «glodalica»<br />
određenog proizvodnog programa ovisno o njihovom promjeru odnosno masi.<br />
Tablica 5.3.4. Tehnički podci o dodatnim bagerskim «glodalicama» odnosno rotirajućim glavama<br />
jedinica<br />
masa bagera t 7 - 15 15 – 25 25 - 35 30 - 40 40 - 60<br />
masa glave t 0,7 1,3 1,8 2,5 4,2<br />
promjer glave m oko 0,5 oko 0,6 oko 0,7 oko 0,8 oko 0,9<br />
širina glave m oko 1,00 oko 1,15 oko 1,25 oko 1,35 oko 1,75<br />
broj okretaja o/min oko 40 oko 80 oko 90 oko 50 oko 45<br />
okretni moment kNm oko 7.000 oko 10 oko 14 oko 30 oko 45<br />
sila rezanja kN oko 25 oko 35 oko 45 80 105<br />
uporaba u stijeni<br />
tlačne čvrstoće<br />
MPa do 20 do 40 do 60 do 80 do 100<br />
Slika 5.3.15: Odnos radnih učinaka rezanja odnosno<br />
glodanja (net. cutting capacity u m3/h = m3/sat) i tlačne<br />
čvrstoće stijene (compressive strenght σd u Mpa) dodatnih<br />
bagerskih «glodalica» određenog proizvodnog programa tvrtke<br />
Eickhoff i to «glodalica» tipa ETH 30 (najmanja masa bagera<br />
20 t, masa rotirajuće glave 1,73 t, broj pikova 60, promjer glave<br />
67 cm, širina glave 122 cm, broj okretaja glave 75-95 o/min,<br />
brzina kretanja pojedinog pika prilikom okretanja glave 2,6-3,3<br />
m/sek, okretni moment 13 kNm, sila rezanja 40 t), ETH 50<br />
(najmanja masa bagera 30 t, masa rotirajuće glave 2,78 t, broj<br />
pikova 76, promjer glave 75 cm, širina glave oko 150 cm, broj<br />
okretaja glave 60-90 o/min, brzina kretanja pojedinog pika<br />
prilikom okretanja glave 2,3-3,5 m/sek, okretni moment 23<br />
kNm, sila rezanja 60 t) i ETH 200 (najmanja masa bagera 60 t,<br />
masa rotirajuće glave 7,65 t, broj pikova 152, promjer glave 110<br />
cm, širina glave 198 cm, broj okretaja glave 52-72 o/min, brzina<br />
kretanja pojedinog pika prilikom okretanja glave 3,0-4,2 m/sek,<br />
okretni moment 50 kNm, sila rezanja 120 t) (izvor «Eickhoff<br />
Hydraulic Milling Cutters of the ETH series»).Vidi se veliki<br />
raspon učinka za pojedini tip «glodalice» u odnosu na tlačnu<br />
čvrstoću stijene<br />
63
Slika 5.3.16: Primjer bagerske «glodalice» (sličica lijevo) snage rezanja 170–215 kW, okretne glave mase 2,5 t,<br />
promjera 0,85 m i širine 1,35 m, sa 96 šiljaka na galv, brzine rezanaja odnosno paranja 3–3,2 m/sec pri 60-80 okretaja glave u<br />
minuti, za iskop stijenetlačne čvrstoće do najviše 55 Mpa (sličica desno) (izvor: http://www.ibstec.de)<br />
Temeljem iskustava u konstrukciji i radu prethodno opisanih rudarskih<br />
i građevinskih strojeva sa rotirajućom otkopnom glavom razvijene su trenutno<br />
mnogobrojne suvremne te različite strojno-tehnološke koncepcije odnosno<br />
konstrukcije složenih samohodnih «glodalica» uglavnom na gusjenicama za<br />
površinski iskop okamenjenog tla ili nekih vrsta stijena (različitog naziva na<br />
engl. roadminer, surface miner, milling/mining head, sličica desno, hrvatski možebitni naziv bi bio<br />
površinske “glodalice” tla ili stijene). To su strojevi koji pri neprekinutom iskopu zahvaćaju veće radne<br />
površine odnosno širine struganja ili glodanja (slika 5.3.17).<br />
Slika 5.3.17 : Primjeri sličnih radnih koncepcija i strojnih konstrukcija raznih površinske «glodalice» (engl.<br />
roadminer) koje rade u širinu do oko 4,5 m a u dubino do 1,5 m (sličice gore i sličica lijevo dolje) sa prikazom razrade<br />
iskopazasjeka sa takvim strojevima (sličica dolje desno) (izvor: http://www.trencor.com; http://www.tesmec.com,<br />
http://www.hlchapman.com, http://www.jhbecker.com/photos.asp?id=58&page=6)<br />
64
Rovokopači ili trenčeri (engl. “rock trencher”) osobito su složeni bageri za neprekinuti iskop<br />
rovova u tlu i stijeni slične radne koncepcije kao prethodno opisani strojevi sa<br />
rotirajućom otkopnom glavom te površinske «glodalice»<br />
stijene. U načelu razlikuju se rovokopači s kolom (sličica<br />
lijevo) i rovokopači s lancem (sličica desno). Primjenjuju se za<br />
iskop rovova za pologanje cijevi naftovoda, plinovoda, vodovoda, kablova<br />
elektrovodova i sl. odnosno za dugačke rovove jednolikog poprečnog presjeka<br />
osobito iste širine. Širina iskopa kreće se od 10 do 150 cm, a dubina do oko 5 m pa i više. Za iskop širih<br />
rovovova u stijeni pretežito se primjenjuje rovokopači s krakom i s lancem (slika 5.3.18 desno) na<br />
kojemu se nalaze šiljci za struganje (“pikovi”) isti ili slični kao kod prethodno opisanih strojeva tj.<br />
bagera s otkopnim rotirajućom glavom ili površinskih «glodalica». Za iskop uskih rovovova u stijeni<br />
pretežito se primjenjuje rovokopači s kolom (slika 5.3.18 lijevo) na kojemu se također nalaze šiljci za<br />
struganje (“pikovi”).<br />
Slika 5.3.18: Trenčer za iskop rovova u stijeni sa kolom šiljka (sličica lijevo) i sa lancem šiljaka (sličica desno)<br />
Rovokopači ili trenčeri kao strojno-tehnološka cijelina obuhvaćaju samohodno traktorsko<br />
postolje uglavnom na gusjenicama rijeđe na kotačima, diesel - hidraulične motore s uređanjima za<br />
električno i elektronsko upravljanje i nadzor te opreme za rezanje odnosno ili krak s lancem šiljaka ili<br />
kolo šiljaka za struganje (slika 5.3.19). Postoje različiti oblici strojne konstrukcije rovokopača ili<br />
trenčera u smislu njihove veličine i snage, zatim podvozja te osobito konstrukcije lanca ili kola za iskop<br />
rova kao i načina dopreme materijala od/oko stroja. Podvrstu tih strojeva čine drenopolagači koji uz<br />
iskop uskog rova istvremeno polažu drenažne cijevi ili slične vodove malog promjera te nakon<br />
polaganja zatrpavaju taj rov istovremeno sa iskopom i polaganjem cijevi ili voda.<br />
Iskopom rovova mehaničkim putem pomoću trenčera izbjegava se<br />
skoro u potpunosti tzv. “prekoprofilski” iskop (sličica desno) koji obavezno<br />
nastaje miniranjem, a što smajuje troškove:<br />
- povećanog odvoza viška iskopanog materijala koji se ostvaruje<br />
kod iskopa miniranjem,<br />
- povećane količine materijala možebitnog podgrađivanje pri<br />
osiguranju iskopanog obrisa rova kod njegova iskopa miniranja,<br />
uz napomenu da miniranje svojim djelovanjem također znatno narušava strukturu a time<br />
stabilnost te homogenost okolne stijene u blizini bokova iskopanog obrisa rova.<br />
Bez obzira kako se gleda na ukupnu ekonomičnost primjene rovokopača ili trenčera neka tehnička<br />
načela daju prednost primjeni ovakve opreme, kao:<br />
- neprekinuti iskop i uporedni neprekinuti odvoz viška materijala (ovo ujedno organizaciju<br />
neprekinutog odvoza ili postranog odlaganja iskopanog materijala),<br />
- neprekinuto usporedno izvođenje ostalih radova na pologanju vodova i zatrpavanju rova,<br />
- manji broj radnika na iskopu, ustvari samo jedan strojar kao rukovaoc rovokopača (nasuprot<br />
tome za iskop miniranjem postoji potreba za višeradnika, te dobra uigranost istih prilikom<br />
pojedinih faza minerskih radova: priprema - obilježavanje - bušenje - međupriprema -<br />
punjenje eksplozivom - otpucavanje - pregled - kavanje - utovar - odvoz, kako bi postupak<br />
65
iskopa tekao neprekinuto; «pucanje edne karike» u opisanom tehnološkom lancu izaziva<br />
zastoj radnog postupka s mnogobrojnom premom i mnogobrojnim radnicima),<br />
- po čovjeka lakši rad, itd.<br />
Učinak iskopa rovokopača ili trenčera, kao i ostalih prethodno opisanih «glodalica», ovisi<br />
prvenstveno o inženjersko-geološkim pa zatim o fizičko-mehaničkim geotehničkim obilježjima stijene<br />
osobito u makro i mikro-strukturnom pogledu. Niže navedeni podaci (tablice 5.3.5 i 5.3.6) ostvarenog<br />
učinka su iz oglednih lista pojedinih proizvoditelja predmetne opreme (uz neke vrste stijene navedene<br />
su u za<strong>grad</strong>i tlačne čvrstoće) ukazuju na raznolikost učinaka koji osim navedenog ovise još i o mjerama<br />
rovova koji se kopa. Na ekonomičnost iskopa razmatranim strojevima također utječe, kako je već prije<br />
navedeno i kod «glodalica», sadržaj silicija u stijeni pa je utrošak šiljaka za struganje različit u<br />
različitim vrstama stijena (vidi tablicu 5.3.7).<br />
tablica 5.3.5: Učinak iskopa rovokopača ili trenčera u ovisnosti o tvrdoći i tlačnoj čvrstoći stijene<br />
te o mjerama rova koji se kopa<br />
Tvrdoća stijene po Mhosu Tlačna čvrstoća (Mpa) Širina * visina (cm) Učinak (m3/sat)<br />
3 15 - 30 60 x 270 100 - 110<br />
3 - 3,5 40 – 55 60 x 210 30 - 45<br />
3,5 80 – 115 52 x 270 25 - 30<br />
7 60 24 x 270 10 - 20<br />
5,5 - 7 40 – 80 45 x 240 20 - 25<br />
tablica 5.3.6: Učinak iskopa određenog rovokopača ili trenčera ukupne, nazivne snage oko 350<br />
kW i snage rezanja od 115 do 230 kW te mase oko 70 tona, u nekim vrstama stijena<br />
Vrsta stijene Tlačna čvrstoća (Mpa) Učinak (m3/sat)<br />
tvrdi laporu s većim sadržajem kvarcita 80 do 100 oko 60<br />
vapnenca do 100 oko 50<br />
pješčenjak i profirni bazaltu 40 do 60 oko 20<br />
tvrdom laporu i pješčenjaku 80 do 150 12 do 15<br />
ugljen s 50% glinenog škriljevca 40 do 60 oko 25<br />
lapor sa željeznom rudom 30 do 50 25 do 50<br />
pješčenjak 30 do 50 oko 35<br />
tablica 5.3.7: Utrošak šiljak za struganje («pikova») ovisno o vrsti stijene<br />
Vrsta stijene Tlačna čvrstoća (Mpa) Utrošak šiljaka za struganje («pikova»)<br />
glina 5 1 na oko 200 m3 iskopa<br />
pjeskoviti lapor 20 1 na oko 50 m3 iskopa<br />
lapor 40 1 na oko 30 m3 iskopa<br />
glineni škriljac 50 1 na oko 25 m3 iskopa<br />
krupnozrni pješčenjak 50 1 na oko 5 m3 iskopa<br />
gips 55 1 na oko 25 m3 iskopa<br />
lapor 60 1 na oko 15 m3 iskopa<br />
lapor/alverit 80 1 na oko 5 m3 iskopa<br />
Slika 5.3.19: Primjeri trenčer za iskop rovova u stijeni sa lancem šiljaka (sličica lijevo) i sa kolom šiljka (sličica desno)<br />
66