Закриті та гідромеханічні методи розробки грунту

Закриті методи розробки грунту або безтраншейна прокладка комунікацій застосовуються, якщо відкриті технічно неможливі або економічно невигідні (як правило, для прокладки комунікацій під будівлями та спорудами). Здійснюються проколювання, продавлювання, горизонтальне буріння, пневмопробивка ("кріт"), щитова проходка.

Суть способу проколу ‑ вдавлювання труби з конусовидним загостреним наконечником. Обов'язкове влаштування котловану з опорною стінкою. Довжина котловану влаштовується на довжину секції труби і домкрата з опорною частиною. Перша секція труби вдавлюється на довжину штока домкрата, потім шток повертають в попередній стан, вставляють патрубок на довжину штока і так повторюють, поки не вдавлять всю секцію труби. Тоді трубу нарощують новою секцією і цикли продовжують до повного продавлювання до протилежної траншеї. В процесі проколу грунт біля труби ущільнюється, тому краще застосовувати цей спосіб в грунтах, які добре стискаються. Діаметр може бути до 500 мм, можна за декілька разів, спочатку "піонерну" проходку невеликого діаметра, а потім збільшувати до потрібної.

Рис. 2.6. Зниження рівня ґрунтових вод легкими голкофільтровими установками: а ‑ котлован з голкофільтрами, встановленими в один ярус; б ‑ встановлення голкофільтрів у два яруси; в ‑ гідравлічне занурення голкофільтра; г ‑ ланка фільтра й схема роботи клапанів під час гідравлічного занурення голкофільтра; д ‑ те саме, при викачуванні води; 1 ‑ відцентровий насос; 2 ‑ засувка; 3 ‑ колектор; 4 ‑ голкофільтри; 5 ‑ підвідний трубопровід для води; 6 ‑ насос;
7 ‑ напірний рукав; 8 ‑ хомут для ручного регулю­вання; 9 ‑ приямок; 10 ‑ всмоктувальний колектор; 11 ‑ фільтраційна сітка; 12 ‑ захисна сітка; 13 ‑ сталева спіральна обмотка; 14 ‑ зовнішня труба з отворами; 15 ‑ внутрішня труба; 16 ‑ кільцевий клапан; 17 ‑ шаровий клапан; 18 ‑ стопорний болт; 19 ‑ наконечник; 20 ‑ крива депресії при відкачуванні води з першого ярусу; 21 ‑ те саме, з другого ярусу

Спосіб продавлювання принципово відрізняється тим, що труба не має наконечника, вона пола, а тому грунт не ущільнюється, а виймається із середини труби по мірі її вдавлювання. Тому є додаткова операція з розробки і видалення грунту з полості труби. Цю операцію виконують шнековим буром, гідромонітором (вимиванням), або іншими зручними засобами. Таким способом можна збільшити діаметр проходки до 1400 мм.

Горизонтальне буріння застосовують в щільних грунтах з використанням труби з ріжучою кромкою, якій оберти передаються від екскаватора або іншої машини через спеціальний пристрій.

Для пневматичної пробивки використовують спеціальний снаряд ("кріт"), який приводиться в дію стиснутим повітрям, що під тиском 6…8 атмосфер подається по шлангах від компресора. Робочий снаряд ("кріт") являє собою трубу із загостреним наконечником довжиною 0,5…1,5 метри діаметром 0,1…0,5 метра, в середині якої під дією стиснутого повітря переміщається металевий циліндр. За рахунок різної швидкості його руху і різної сили удару в тому чи іншому напрямку відповідно задається напрямок руху снаряду, який стискуючи грунт, робить в ньому потрібні отвори. Снаряду можна задавати різні напрямки руху, тому проходки (отвори) можуть бути не тільки прямолінійні, а й під будь-яким кутом як по горизонталі, так і по вертикалі. Тому цей спосіб широко застосовується з метою улаштування отворів для прокладки різноманітних комунікацій.

Щитова проходка застосовується для влаштування отворів великих розмірів (підземних переходів, проїздів і т.ін.). Грунт різними механізованими способами розробляють і переміщують під захистом спеціальної оболонки-щита із захисним козирком. По мірі виїмки грунту монтують залізобетонне оздоблення, об яке опирають домкрати для подальшого вдавлювання щита і подальшої розробки грунту під його захистом.

Розробка грунту при влаштуванні фундаментів типу "стіна в грунті" застосовується при значному заглибленні фундаментів, особливо ефективно в слабких грунтах. По контуру фундаментів розробка грунту ведеться, як правило, грейфером. Для захисту стінок від обвалювання в траншею подають водну суспензію бентонітової глини і під її захистом продовжують розробку на задану глибину. Траншею розробляють ділянками довжиною 3…4 метри, в яких одразу після завершення земляних робіт влаштовують монолітний або збірний залізобетонний фундамент (захисну стінку).

Безпосередньо в траншею, заповнену суспензією, вставляють каркас, а потім на дно траншеї встановлюють трубу (шланг), по якому подають бетонну суміш. Остання по мірі заповнення траншеї вижимає з неї суспензію із бентонітової глини, і таким чином влаштовують залізобетонну конструкцію на всій ділянці на всю глибину траншеї. Потім розробляють наступну ділянку і процеси повторюють. Щоб зменшити терміни виконання робіт, розробляють через декілька ділянок, а потім решту, або розробляють зразу по всій траншеї, але бетонують обов’язково ділянками по 3…4 метри, влаштовуючи перегородки із шпунта або іншої конструкції (опалубку).

Останнім часом з’явилися ефективвні технології (з відповідними комплектами машин) безтраншейної прокладки комунікацій. Їх треба вивчати самостійно по додаткових матеріалах.

Гідромеханічна розробка грунту дуже високопродуктивна, має низькі відносні енерговитрати. Ефективна при великих об’ємах робіт і значних запасах води (треба 3…15 м³ води на 1 м³ грунту). Грунт розмивають спеціальними моніторами (рис. 2.7), які подають воду під великим тиском (2…15 МПа), отримують суспензію з досить високою концентрацією звішених у воді частинок грунту (пульпу). За допомогою земснаряду, який, як правило, розміщується на плавзасобах, цю суспензію подають до місця укладання (на баржі або площі, що намиваються), зайву воду відводять, а частинки грунту осідають. Продуктивність 400…1200 м³ пульпи за годину.

Рис. 2.7. Розроблення ґрунту гідромоніторними пристроями: а ‑ зустрічним забоєм знизу вверх і транспортуванням пульпи землесосом; б – попутним забоєм зверху вниз; в ‑ зустрічним забоєм знизу вверх із додатковим розмиванням через свердловину; г, д ‑ гідромонітори ближнього бою на гусеничному ходу; 1 – насосна станція; 2 ‑ магістральний водовід; 3 ‑ землесосна установка; 4 ‑ колодязь (зумпф); 5 ‑ гідромонітори; 6 ‑ забій; 7 ‑ канава для відведення пульпи

Дата добавления: 2014-01-11