Закрытые способы разработки грунта это

ЗАКРЫТЫЕ СПОСОБЫ РАЗРАБОТКИ ГРУНТА

В обычных условиях для прокладки трубопроводов, коммунальных и транспортных тоннелей и т. п. отрыва­ют траншею.

Иногда отрыть траншею невозможно, например, при пересечении трассой трубопровода транспортной маги­страли с интенсивным движением, которое невозможно прервать даже на относительно короткий срок. В этих условиях прибегают к закрытым методам работ: проко­лу, продавливанию, горизонтальному бурению и пневмо-пробивке.

Прокол основан на образовании отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником. Вдавливание произ­водят гидравлическим домкратом (рис. У.34, а). В кот­ловане укладывают звено трубы с наконечником и после выверки домкратом вдавливают в грунт на длину хода штока, а затем после возвращения штока в начальное положение вводят на их место нажимной патрубок (шом-

пол), и процессы повторяются. По окончании вдавлива­ния первого звена трубы на полную длину шомпол уби­рается, а в котлован опускается следующее звено, кото­рое приваривается встык к уже задавленному в грунт. После этого задавливают наваренное звено, и циклы по­вторяются до выполнения прокола на всю требуемую длину (передвижение за каждый цикл равно 150 мм). Этот метод позволяет прокалывать в хорошо сжимаемых

У.35. Пневмопробойник

/ — корпус; 2 —съемный расширитель; 3 —ударник; 4 — окна; 5 —золотник; 6 — реверсивное устройство; 7 — шланг

грунтах отверстия для труб диаметром 100. 400 мм на глубине более 3 м. В мало

сжимаемых грунтах (песке, супеси) для обеспечения устойчивости стенок дополни­тельно к горизонтальному

усилию необходимо применять поперечное и вибрационное воздействие, что позволяет получать отверстия

диаметром до 300 мм.

Продавливание (рис. У.34, б) применяют для проклад­ки стальных труб диаметром 500. 1800 мм либо коллек­торов квадратного или прямоугольного сечения на рас­стояние до 80 м. В грунт последовательно вдавливают звенья труб со сваркой, разработкой грунта внутри тру­бы и удалением его через прокладываемую трубу посред­ством шнековой установки или гидромеханическим ме­тодом — путем размыва грунта внутри трубы струей воды и последующей откачки пульпы насосом (при легко размываемых грунтах) или желонками с нара­щиванием рукоятки их. Трубы используют часто как футляры для размещения в них основных трубопрово­дов.

Бурение (рис. У.34, в) применяют для прокладки в глинистых грунтах трубопроводов диаметром 800. . 1000 мм на длину 80. 100 м. Конец трубы снабжается режущей коронкой увеличенного диаметра, и труба при­водится во вращение от мотора, установленного на бров­ке котлована. Поступательное движение трубе сообщает реечный домкрат с упором в заднюю стенку котлована. Грунт, заполняющий трубу изнутри, может удаляться, как в предыдущем случае.

Пневмопробивку ведут при помощи специального про­ходческого снаряда виброударного действия — пневмо-пробойника. Пневмопробойник (рис. У.35) представляет собой самодвижущуюся пневматическую машину, кор­пус которой является рабочим органом, образующим скважину. Ударник под действием сжатого воздуха со­вершает возвратно-поступательное движение и наносит удары по переднему внутреннему торцу корпуса, забивая его в грунт. Пневмопробойник позволяет проходить скважины длиной до 50 м для трубопроводов диаметром до 300 мм. Применение пневмопробойников резко уве­личивает производительность труда по сравнению с тра­диционными методами бестраншейной прокладки под­земных коммуникаций.

§ 27. ГИДРОМЕХАНИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА ГРУНТА

Гидромеханический метод основан на использовании кинетической энергии потока воды для разработки, транспортировки и укладки грунта. Применение этого метода целесообразно при больших объемах работ, уст­ройстве насыпей с минимальной осадкой, наличии доста­точных ресурсов воды и электроэнергии.

Технологический процесс гидромеханизации включа­ет: размыв грунта в забое и перевод его в полужидкую массу (пульпу), транспортировку и укладку (намыв) пульпы в сооружение или в отвал.

Разрабатывать грунт можно в надводных и подвод­ных забоях.

В надводных забоях сухой грунт размывают гидро­мониторным способом. Основное технологическое сред­ство — гидромонитор, который представляет собой сталь­ной ствол с насадкой и шарнирными сочленениями, обеспечивающими вращение ствола в вертикальной и го­ризонтальной плоскостях для направления водяной струи на фронт забоя (рис. У.36, а). Вода поступает к гидромонитору по трубопроводу под значительным на­пором (60. 80 м), создавая удельное давление на фронт забоя 0,5. 4,3 МПа. В результате ударного действия струи грунт разрушается и образуется пульпа. В за­висимости от рода грунта и высоты забоя расход во­ды на 1 м 3 разрабатываемого грунта составляет 3. . 15 м 3 .

Разработка грунта может производиться встречным забоем, когда гидромонитор располагается на подошве забоя и размыв ведут снизу вверх, или попутным забо­ем— с расположением гидромонитора над фронтом за­боя и размывом грунта сверху вниз.

В первом случае (рис. У.36, б) обеспечивается высо­кая производительность гидромонитора за счет периоди­ческих обвалов грунта, нависающего над зоной подмыва (вруба). Этот эффект достигается при применении для отбойки грунта высоконапорной воды или взрывчатых веществ (взрывание грунта). Так как гидромонитор может оказаться среди потоков пульпы, ее следует на­правлять в обход гидромонитора. При попутных забоях (рис. У.36, в) производитель­ность гидромонитора ниже, но перемещается он по су­хому грунту, а поток пульпы, приобретая от водяной

Последнее изменение этой страницы: 2019-03-30; Просмотров: 442; Нарушение авторского права страницы

Источник

Закрытые способы производства земляных работ и область их применения

Закрытые способы производства земляных работ(без отрывки траншей или котлованов) широко применяются при прокладке подземных коммуникаций и устройстве различных подземных выработок (проходок) под зданиями, сооружениями, улицами, дорогами и в других случаях, когда открытым способом вести работы невозможно. В зависимости от требуемых размеров и длины подземной проходки применяют: прокол и пневмопробивку грунта, вибровакуумный и гидромеханический способы, способ продавливания и горизонтального бурения, щитовую проходку, микрощиты и т.д. (рис. 5.4).

Прокол– образование отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником, приваренным к её торцу.

Способ проколанаиболее технологичный, хорошо освоен специализированными подразделениями и находит широкое применение в практике гражданского и промышленного строительства. Прокалывание применяется для прокладки трубопроводов диаметром до 400 мм на расстояние до 50 м
и осуществляется при помощи одного или нескольких гидравлических домкратов. Первое звено прокладываемого трубопровода снабжается острым закрытым наконечником и укладывается на направляющие рамы. Давление домкрата на трубу передается через шомпол с переставным штоком. Расстояние между отверстиями на шомполе равно длине рабочего хода поршня домкрата. По мере вдавливания труба наращивается. Опорой для домкрата служит укрепленная щитом стенка приямка. Способ прокола может применяться при прокладке труб на глубине не менее 3 м в грунтах, не содержащих валунов и других твердых включений. В противном случае вдавливаемая труба может потерять прямолинейное направление или выйти на поверхность земли.

Рис. 5.4. Закрытые способы разработки грунта: а) прокалывание; б) продавливание;
в) горизонтальное бурение; l — ход штока; 1 – крепление передней стенки рабочего котлована; 2 – упор, устанавливаемый на задней стенке рабочего котлована;
3 – гидравлический домкрат; 4 – шомпол; 5 – труба; 6 – конический наконечник;
7 – приямок для наращивания трубы; 8 – привод; 9 – шнековое устройство для извлечения грунта из трубы; 10 – рама, передающая давление; 11 – реечный домкрат;
12 – вращающийся шпиндель; 13 – режущая коронка; 14 – лоток и приямок для пульпы

Пневмопробивкаскважин ведется при помощи специального самодвижущегося пневмопробойника, работающего на сжатом воздухе. Он прост по устройству, надежен в эксплуатации, может применяться в стесненных условиях и обеспечивает высокую скорость проходки скважин. Пневмопробойники применяют для проходки в грунте скважин диаметром 50. 400 мм (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Пневмопробойник: 1 – корпус; 2 – съемный расширитель;
3 – ударник; 4 – золотник; 5 – реверсивное устройство; 6 – рукав

Практика показывает, что при встрече пневмопробойника с твердыми включениями (гравием, щебнем, строительным мусором и др.) или при проходке скважин в грунтах с прослойками различной плотности он отклоняется от проектной оси скважины, и возвратить его обратно на дневную поверхность часто оказывается невозможным. Поэтому пневмопробойники можно эффективно использовать для проходки скважин только в однородных грунтах и на расстояние не более 50 м. Их используют не только для пробивки скважин, но также и для забивки горизонтальных труб открытым концом под автомобильными и железными дорогами, с последующим извлечением грунта из трубы сжатым воздухом или желонкой (совком на приводе). Самый мощный пневмопробойник диаметром 400 мм может забить трубу диаметром до 2 м на расстояние 30. 40 м.

Пневмопробойники широко применяют для разрушения изношенных трубопроводов и одновременного затягивания в их полость новых трубопроводов, а также для забивки шпунта и свай, устройства набивных свай, глубинного уплотнения грунта и др.

Вибровакуумный способ устройства горизонтальных скважин осуществляется установкой, состоящей из проходческого снаряда, лебедки и вакуум-насоса с грунтоулавливателем. На штанге проходческого снаряда закреплен стакан (отрезок трубы длиной 1,5…2 м с одним открытым концом) с вибратором (рис. 5.6). При помощи лебедки стакан прижимается к грунту. Вакуум-насосом в нем создается разрежение. Под действием атмосферного давления и лебедки стакан погружается в грунт и заполняется им. После продвижения на глубину 1,5 м снаряд извлекают, грунт из стакана удаляют и цикл повторяется. При каждом последующем цикле штанга наращивается. С помощью этого способа можно прокладывать скважины диаметром 200…500 мм, длиной до 25 м.

Рис. 5.6. Прокладка горизонтальных скважин вибровакуумным способом: 1 – лебедка; 2 – грунтоулавливатель; 3 – вакуум-насос; 4 – труба; 5 – вибратор; 6 – штанга

Гидромеханический способ прокладки трубопроводов основан на использовании разрушающего действия струи воды. Первое звено проталкиваемой трубы снабжается конической насадкой с отверстием. В насадку под давлением подается вода. Выходя из насадки с большой скоростью, она разрушает грунт и выносит его в пульпосборный приямок. Из приямка пульпа удаляется насосом. Проталкивание трубы ведется лебедкой. Гидромеханическим способом прокладываются трубы диаметром до 600 мм на расстояние до 50 м. Наибольшая скорость прокладки труб достигается в несвязных грунтах (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Прокладка трубопровода гидромеханическим способом: 1 – лебедка; 2 – грунтонасос; 3 – насадка; 4 – пулытосборник; 5 – прокладываемая труба

Для упора домкратов служит стенка, состоящая из двух рядов брусьев. После возвратного движения штока домкрата между нажимным фланцем и торцом трубы устанавливают нажимной патрубок, равный длине штока домкрата, и повторяют цикл продавливания Для следующего цикла применяют патрубки двойной длины Далее к трубе приваривают очередное звено Грунт удаляют вручную шнеками, размывают водой Трубы используют часто как футляры для размещения в них основных трубопроводов. Скорость проходки не превышает 3 м в смену.

Способ продавливанияприменяют для прокладки стальных труб диаметром 500…1800 мм и длиной до 80 м. Установка состоит из рамы с одним или несколькими домкратами, которые передают усилие на торец трубы через надеваемый на него нажимной фланец. Другой конец трубы снабжён ножевым кольцом большего диаметра для уменьшения сопротивления грунта.

Для упора домкратов служит стенка, состоящая из двух рядов брусьев. После возвратного движения штока домкрата между нажимным фланцем и торцом трубы устанавливают нажимной патрубок, равный длине штока домкрата, и повторяют цикл продавливания. Для следующего цикла применяют патрубки двойной длины. Далее к трубе приваривают очередное звено. Грунт удаляют вручную шнеками, размывают водой. Трубы используют часто как футляры для размещения в них основных трубопроводов. Скорость проходки не превышает 3 м в смену.

Горизонтальное бурение применяют для прокладки в глинистых грунтах трубопроводов диаметром 800. 1000 мм на длину 80. 100 м. Конец трубы снабжают режущей коронкой увеличенного диаметра, труба приводится во вращение от двигателя, установленного на поверхности земли у бровки котлована. Поступательное движение трубы обеспечивается реечным домкратом с упором в заднюю стенку котлована, усиленную двумя рядами брусьев. Удаление грунта из трубы аналогично как при способе продавливания. Производительность проходки 4. 5 м/ч.

Щитовая проходка применяется для устройства выработок диаметром 1,5 м и более на длину до 150 м (рис. 5.8). Проходческий щит состоит из трех основных отсеков: рабочего (режущая часть с козырьком), опорного (домкратного) и хвостового. В рабочем отсеке ведется разработка грунта. Козырек применяется при проходке выработок в слабом грунте и предотвращает его обрушение. В опорной части щита размещены домкраты, которые опираются на обделку выработки и вдавливают щит в грунт. В хвостовой части ведется обделка проходки блоками.

Рис. 5.8. Схема проходки туннеля с помощью щита:

1 – полость, заполняемая бетонной смесью; 2 – обделка туннеля из тюбингов;
3 – обойма щита; 4 – домкраты; 5 – режущий край; 6 – защитный козырек;
7 – рабочая платформа; 8 – эжектор; 9 – вагонетка; 10 – рукав растворонасоса

Микрощиты используют для проходки в грунте скважин диаметром до 300 мм. Отличительной особенностью микрощитов является возможность выполнять скважины практически во всех грунтах и необходимой длины. Микрощиты снабжены компьютерной лазерной системой наведения, которая обеспечивает достижение высокой точности проходки скважины. Микрощит комплектуется находящимся на поверхности оборудованием для приготовления и подачи бентонитового раствора в забой и удаления шлама из скважины.

Установки наклонного (горизонтального) направленного бурениянашли применение при проходке скважин диаметром 50. 1420 мм на длину до 0,5 км. Отличительной особенностью этих установок является то, что они позволяют изготавливать скважины по криволинейной трассе, обходя препятствия, и одновременно затягивать в них любые виды коммуникаций, в том числе и по дну (под дном) водных преград. Сущность данной технологии состоит в следующем.

На первом этапе работ на запланированной трассе при помощи компьютерной системы контроля пробуривается пилотная скважина буровой головкой или резцом диаметром 60. 150 мм, смонтированной на приводной полой штанге. При выходе буровой головки на поверхность в заданной точке ее снимают и к приводной штанге присоединяют расширитель диаметром от 200 до 1420 мм (в зависимости от диаметра затягиваемой в скважину коммуникации), к которому с помощью вертлюга (серьги) присоединяют трубопровод или кабель. Затем при вытягивании с вращением штанги производят расширение пилотной скважины и одновременное затягивание в расширенную скважину коммуникации. В процессе бурения пилотной скважины по полым приводным штангам к буровой головке подается под высоким давлением (до 800 атмосфер) бентонитовый раствор. Аналогично, при возвратном движении к расширителю также подается такой же раствор, который предотвращает обрушение стенок скважины и облегчает затягивание в скважину прокладываемой коммуникации.

Высокочастотные компьютерные системы контроля передают на дисплей оператора необходимую информацию о траектории движения буровой головки и о месте ее нахождения в данный момент. Если движение начинает отклоняться от проектной траектории, то оператор приостанавливает вращение приводной штанги, осуществляет их задавливание без вращения, чем добивается возвращения буровой колонки к нужному направлению.

Для бестраншейной проходки используют раскатчик грунта – одну из лучших установок направленного горизонтального бурения. В отличие от бурового инструмента, который выбирает и извлекает грунт из скважины, раскатчик ввинчивается в породу, уплотняет и раздвигает его в радиальном направлении. Стенки скважины уплотняются настолько, что их нет необходимости укреплять бентонитовым раствором, после прохождения раскатчика грунт вокруг коммуникаций не проседает, в том числе и в период эксплуатации проложенной трубы, что значительно повышает срок ее службы. Важное отличие раскатчика от бурового инструмента в значительно меньшем задавливающим усилии для его перемещения в грунте за счет того, что раскатчик является самозавинчивающимся механизмом. Поэтому для раскатчика требуется насосная станция значительно меньшей мощности. Кроме этого при монтаже привода раскатчика для восприятия осевых залавливающих усилий требуются менее мощные анкерные устройства по сравнению с буровым инструментом. Освоено производство раскатчиков скважин диаметром 80, 140, 200, 260 и 370 мм.

Раскатчики могут быть использованы для устройства набивных свай, анкеров, стены в грунте, для зондирования и глубинного уплотнения грунтов. С помощью раскатчика можно ремонтировать и трубопроводы: раскатчик ввинчивается в старую трубу, разрушает ее и одновременно затягивает внутрь новую трубу.

Дата добавления: 2015-02-05 ; просмотров: 7317 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник