Краткий ответ
Мёрзлый грунт не столько затрудняет выемку, сколько временно ведёт себя иначе, и это различие определяет способ работы. Мёрзлый слой твёрдый и для гидромолота ведёт себя как скала, но грунт под ним мягкий. Значит, задача не в том, чтобы раздробить массив, а в том, чтобы взломать слой и пройти под него. Здесь действует та же логика, что и в скале: «создайте свободную поверхность и продвигайтесь от края», но с отличием: свободная поверхность не горизонтальная, а вертикальная, высотой в толщину мёрзлого слоя. Выемка, построенная с пониманием этого, идёт быстро; выемка, в которой пытаются раздробить массив, затягивается без нужды.
Как ведёт себя мёрзлый слой?
Твёрдость мёрзлого грунта возникает из-за того, что вода в нём превращается в лёд; значит, твёрдость не постоянная, а сезонная, и с глубиной она снижается. Начиная с определённой глубины грунт не промёрз и ведёт себя при выемке как обычно.
Это слоистая структура, а в слоистой структуре разрушение начинается не изнутри массива, а с края. Когда край мёрзлого слоя взломан, оставшийся слой можно обламывать в сторону мягкого грунта под ним.
Практический вывод такой: упорствовать в одной точке на мёрзлом грунте ещё бессмысленнее, чем в скале. Как только слой взломан, начинается продвижение; если его нет, ошибка в выборе точки, а не в мощности.
Выбор навесного оборудования
Выбор между рыхлителем и гидромолотом здесь такой же, как в скале, и сводится к тому же вопросу: может ли зуб войти в плоскость между слоями? Разницу мы разобрали в статье о выборе между рыхлителем и гидромолотом.
- Рыхлитель: самый быстрый вариант при слоистой структуре. Если зуб может зайти под мёрзлый слой, рыхлитель поднимает слой крупными кусками.
- Гидромолот: когда рыхлитель не может пройти такую толщину или слой слишком твёрдый. Клин или тупой инструмент дают лучший результат, чем пика, потому что задача не пробить, а взломать слой.
- Зубья ковша: при тонком мёрзлом слое их может хватить; но работа зубьями через силу может дорого обойтись стреле и зубьям.
- Барабанная фреза: в этой работе обычно не нужна; мёрзлый слой не требует точности профиля, а фреза работает медленно.
Зима влияет и на машину, и на навесное оборудование
При разработке мёрзлого грунта в зимних условиях работает не только навесное оборудование, но и вся техника. Гидравлическое масло густеет, консистентная смазка теряет текучесть, а давление азота с понижением температуры падает.
Самое заметное последствие: в первые утренние часы гидромолот бьёт слабее, чем ожидается. Это не неисправность и не требует дозаправки азотом; это проходит после прогрева. Подробно тема разобрана в статье о запуске в холодную погоду.
Второе последствие касается смазки: на холоде консистентная смазка может остаться в канале, и смазка, которую считают поданной, не доходит до втулки. В зимних условиях смазку выполняют после прогрева.
Оттаивание мёрзлого грунта прогревом не всегда дороже
В некоторых работах мёрзлый слой предпочитают не взламывать механически, а оттаивать прогревом (укрывными материалами, нагревателями или подобными способами). Оценивать это нужно не по времени выемки, а по общему сроку: на небольших и повторяющихся выемках ожидание прогрева обходится дорого, а на разовой выемке большой площади оно может оказаться дешевле, чем износ при механической разработке.
Что делать и чего не делать
Что делать
- Работайте по логике слоя: начинайте с края, взламывайте слой и проходите под него.
- Если зуб рыхлителя заходит под слой, начинайте с рыхлителя.
- Если работаете гидромолотом, выбирайте клин или тупой инструмент.
- Начинайте день с прогрева и выполняйте смазку после него.
- Учитывайте глубину промерзания в плане выемки; если глубина выемки больше глубины промерзания, поведение материала меняется посреди работы.
Чего не делать
- Не упорствуйте в одной точке на мёрзлом грунте.
- Не принимайте слабые удары на утреннем холоде за неисправность и не дозаправляйте азот.
- Не нагружайте холодный гидромолот сразу на полную мощность.
- Не работайте через силу зубьями ковша на тонком мёрзлом слое; за это расплачиваются стрела и зубья.
- Не продолжайте по тому же плану выемки на оттаявшем грунте; когда меняется поведение материала, может понадобиться и другое навесное оборудование.
Период оттаивания: отдельная проблема
Главная зимняя трудность не мороз, а переходный период между промерзанием и оттаиванием. В это время верхний слой оттаивает и превращается в грязь, а под ним грунт остаётся мёрзлым.
В результате складывается самое тяжёлое сочетание: машина не может держаться на грязи сверху, а мёрзлый слой внизу по-прежнему твёрдый, и его нужно взламывать. В этот период работа идёт и медленно, и с риском.
Практический подход: по возможности сдвинуть выемку на другие сроки либо осушить рабочую зону и снять верхнюю грязь. Выбор навесного оборудования эту проблему не решает; решение в подготовке площадки.