«Земноводные»
Экскаваторы на понтонно-гусеничном ходу

Экскаваторы на понтонно-гусеничном ходу, или плавающие экскаваторы, они же экскаваторы-амфибии – специализированный вид техники, созданный для работ в условиях, где применять другие механизмы невозможно или неэффективно и, например, требуется большой объем подготовительных работ.

 Это прежде всего работы в заболоченной местности, на строительстве и реконструкции гидротехнических сооружений, при подготовке или очистке рельефа дна в водоемах до глубины 5–6 м, а также на землечерпательных работах, на обустройстве или переоборудовании отстойников, при прокладке трубопроводов, на установке ограждений для водоемов, на земляных работах в обводненных, слабонесущих грунтах, на рекультивационных работах в природоохранных зонах. Парк плавающих экскаваторов невелик, как и у любого узкоспециального оборудования, но экскаватор-амфибию и не используют в коттеджном строительстве, это техника для серьезных проектов (см. врез).

Загорская ГАЭС в Сергиево-Посадском районе Московской обл. – единственная в стране действующая гидроаккумулирующая электростанция, предназначенная для выравнивания перепадов мощности в общей электросети в течение суток. Сегодня работает первая очередь электростанции мощностью 1200 МВт. В состав ГАЭС входит верхний бассейн объемом 25 млн м³ воды, образованный насыпными дамбами, и нижний бассейн, образованный путем перекрытия реки Кунья плотиной, намытой из песка. Ночью, при избытке энергии в сети, вода из нижнего бассейна закачивается в верхний, потребляя энергию из сети по ночному тарифу. Днем вода спускается в нижний бассейн, приводя генераторы и отдавая энергию в сеть уже по дневному тарифу. При создании нижнего бассейна для очистки и углубления дна водохранилища использовали тяжелый гусеничный кран Liebherr, переоборудованный в драглайн, и плавающий экскаватор Waterking WK250 с поворотной платформой Doosan, оснащенный дополнительными понтонами, который действовал там, куда не доставал драглайн. Впечатляет вместимость основного ковша мод. WK250 – 1,5 м³.

И конечно, плавающий экскаватор – это объект аренды. Судя по найденным в Интернете цифрам, цена за час аренды (без ГСМ) плавающего экскаватора начинается от 5000 руб.

Понтонно-гусеничный экскаватор способен как передвигаться по слабым грунтам, так и плыть по воде. Его база – это поворотная платформа общестроительного одноковшового экскаватора. Гидросистема поворотной платформы может несколько отличаться от стандартной, но главные отличия – это шасси, понтонно-гусеничный движитель и рабочее оборудование.

Понтонно-гусеничный движитель представляет собой два герметичных понтона с вмонтированными катками и ведущей звездочкой. Понтон может быть разделен переборками на отсеки для обеспечения живучести «судна». Размеры понтона вычисляются исходя из массы машины и вырывного усилия на ковше для обеспечения устойчивости машины на воде. Размеры понтона примерно в 2,5 раза превышают стандартную гусеничную тележку. Поэтому при перевозках по дорогам общего пользования, чтобы не оформлять разрешительных документов, плавающие экскаваторы обычно разбирают. Движение по грунту и по воде обеспечивает гусеничная лента. Наилучшая проходимость у гусеничной ленты на всю ширину понтона с узкими поперечинами-траками из квадратного профиля. Траки также служат лопастями при движении по воде.

На штатных понтонах экскаватор может работать на глубине, где есть контакт понтона с дном, который обеспечивает устойчивость машины, то есть полтора-два метра максимум. Для работы на большой глубине навешивают дополнительные боковые понтоны, которые оснащены закольными сваями для якорения машины на глубине примерно до 4 м. Применяют разные гидравлические механизмы заглубления свай: с гидроцилиндром, с зубчатой рейкой и гидромотором. Закольные сваи, которые в транспортном положении укладываются вдоль понтона, предпочтительнее, так как в вертикальном положении они ограничивают рабочую зону экскаватора.

Понтонно-гусеничный движитель – устройство нежное, требует бережного к себе отношения. В контакте с абразивными материалами понтоны и гусеница легко изнашиваются. Гусеницу легко поломать, если, например, она примерзнет к понтону, поэтому при отрицательной температуре эксплуатировать плавающий экскаватор нужно с осмотрительностью, даже если он оснащен опционной системой подогрева понтонов.

В СССР предпринимались попытки построить плавающий экскаватор, особенно в 1960-е годы, когда началось освоение нефтяных месторождений Сибири. Разработками в этом направлении занималось и Специальное конструкторское бюро «Газстроймашина», где были спроектированы и произведены многие машины и оборудование, обеспечившие развитие неф­тегазовой промышленности СССР. В начале 1960-х была выпущена опытная партия экскаватора ЭПГ-1 на понтонно-гусеничном ходу. Экскаватор предназначался для земляных и грузоподъемных работ на заболоченной местности и в воде на глубине до 0,9 м.

Поворотную платформу серийного экскаватора Э-302 установили на оригинальную понтонную ходовую часть. Каждый понтон состоял из пяти пустотелых герметичных опорных катков, на которые была натянута гусеничная цепь. В единую конструкцию катки, ведущие звездочки и натяжной каток соединялись продольной балкой.

Суммарное водоизмещение десяти катков-понтонов составляло 23 т. Понтонно-гусеничный движитель позволял машине передвигаться по заболоченной местности и переплывать водоемы с осадкой 1,2 м. Приводил в движение машину двигатель Д-38 мощностью 38 л.с.

На поворотной платформе установлена решетчатая стрела длиной 10,5 м, и машина могла выполнять функции драглайна, грейфера или крана в зависимости от рабочего оборудования. Максимальная грузоподъемность кранового оборудования составляла 3 т, а вылет стрелы – 12 м. Вместимость ковша драглайна – 0,35 м3. Для управления основными механизмами предусмотрена пневматическая система, вспомогательные механизмы были с рычажным управлением.

Размеры экскаватора (без стрелы) в длину – 8470 мм, в ширину – 5530 мм, в высоту – 3575 мм. Масса машины с драглайном – 19 385 кг.

Еще одно свойство понтонно-гусеничного экскаватора как негабаритного механизма – он легко разбирается для транспортировки и собирается на месте работ с помощью грузоподъемных средств, соответствующих массе частей экскаватора. Гидравлический механизм раздвижения применяют для экскаваторов класса миди, у более крупных машин габариты такие, что разбирать их придется в любом случае и в механизме раздвижения смысла нет.

Конфигурация рабочего оборудования зависит от задач, но в основном это сверхдлинные стрела и рукоять, обеспечивающие максимальный радиус и глубину действия экскаватора. Сверхдлинное рабочее оборудование и понтонно-гусеничный движитель с мощными гидромоторами определяют увеличенный объем гидросистемы и требуют большей подачи гидронасоса. Плавающие экскаваторы работают с разнообразными навесками, начиная от ковшей различного назначения и конфигурации. Водяные ковши отличаются от сухопутных прорезями для стока воды. Применяют гидрофицированную навеску, которая не боится воды: захваты для извлечения грунта, деревьев, бревен, труб, камней, гидроножницы и разрушители, также гидромолоты в исполнении для работы под водой, в этом случае несущую машину оснащают компрессором для подачи в гидромолот воздуха под давлением. И конечно, специальные навески для гидротехнических работ, как, например, землесос, превращающий плавающий экскаватор в земснаряд для дноуглубительных работ.

Экскаваторы на понтонно-гусеничном ходу выпускают в США, Китае, Финляндии, Нидерландах, Малайзии специализированные предприятия под заказ с использованием стандартных поворотных платформ практически всех ведущих производителей экскаваторов. В нашей стране наиболее известны марки Waterking из Нидерландов, марка AmphiMaster малайзийской компании EIK, марка Big Float финской компании Remu. Производители плавающих экскаваторов не ограничены в выборе поворотной платформы и могут поставить платформу любой марки соответствующего типа и размера. В целях снижения цены выбирают платформу с оптимальным для данного региона соотношением цены и качества. Для России это марки восточного происхождения – Hitachi, Doosan и Hyundai. У продукции каждого производителя свои особенности.

Например, компания Water­king предлагает для российского рынка более широкие понтоны с гусеницей на всю ширину. Понтон разделен переборками на три изолированных отсека, как в подводной лодке. Траки сделаны из высокопрочной стали, обеспечивающей прочность, надежность гусеницы и сниженный вес. Гидромоторы хода вдвое мощнее стандартных. Крутящий момент от гидромотора передается на ведущие колеса через цепную передачу. Срок службы приводных цепей рассчитан на 5000 машиночасов по заболоченной местности, цепи нуждаются только в периодической смазке и свое­временном натяжении с помощью регулировочных винтов. На каждом понтоне использовано по три стандартные гусеничные цепи и опорные ролики, что лучше для зимней эксплуатации. Линейка состоит из четырех моделей с поворотными платформами Doosan.

В заключение хотелось бы сказать, что плавающие экскаваторы ожидает большое будущее, но в новой экономической реальности лучше воздержаться от оптимизма и ограничиться скромным ожиданием этого самого будущего.