Подводные забои

В подводных забоях грунт разрабатывают землесосным способом, при котором грунт всасывается землесосным снарядом и перекачивается к месту укладки в виде пульпы.

Со дна водоема грунт всасывается при помощи всасывающей трубы землесоса, подвешенной к специальной стреле. Стрела соединена с мачтой, установленной на барже.

При разработке плотных грунтов всасывающую трубу снабжают специальной вращающейся рыхлительной головкой или вибрационным рыхлителем. Земснаряд соединяют с магистральным пульпопроводом, проложенным по берегу, при помощи плавучего пульпопровода, смонтированного на плашкоутах, что позволяет ему передвигаться по забою вслед за движением земснаряда.

Разработка начинается с заглубления всасывающей трубы, на глубину снимаемого за одну проходку слоя. Затем воронку расширяют путем периодического отвода земснаряда назад и в сторону, следя за тем, чтобы при этом не прекратился контакт всасывающей части с грунтом.

Намыв грунта происходит в результате оседания частиц грунта из пульпы, когда скорость движения ее становится ниже критической. Возводимую насыпь разбивают в плане на захватки, на которых поочередно выполняют намыв грунта и подготовительные работы к намыву следующего слоя. По контуру очередной захватки бульдозером возводят земляной вал на высоту намываемого слоя пульты и наращивают установленный ранее в пределах захватки водосбросный колодец с выпускаемой трубой.

Когда магистральный пульпопровод на участке намыва размещают на эстакаде, превышающей по высоте возводимую насыпь, и выдают из него пульпу поочередно на захватки (карты) намыва, мы имеем дело с эстакадным способом подачи пульпы. При безэстакадном способе магистральный пульпопровод укладывают вдоль основания возводимой насыпи. Через каждые 20-30 м на трубопроводе устанавливают специальные выпускные патрубки, через которые пульпа поступает на карту намыва. В первом случае возведение эстакады представляет собой относительно дорогую и трудоемкую работу, зато в дальнейшем дополнительные работы сводятся к минимуму, а процесс намыва значительно ускоряется. При втором способе стоимость и трудоемкость начальной проходки трубопровода незначительны, но в дальнейшем приходится периодически наращивать и перемонтировать выпускные патрубки, что задерживает процесс намыва.

Возведение насыпей методом намыва обеспечивает значительную плотность грунта, поэтому прибегать к искусственному уплотнению грунта не надо. На последующую усадку насыпи придают небольшой запас высоты: 1,5% при суглинистых и супесчаных грунтах и 0,75% при песчаных.

№30. Разработка грунтов способом щитовой проходки.

Щитовая проходка - способ, заключающийся в монтаже проходческого щита на начальном участке трассы в основании предварительно устроенного вертикального ствола, щит представляет собой стальной полый цилиндр с режущей кромкой, который системой гидродомкратов внедряется в забой выработки. Отделенный от общего массива грунт разрабатывается вручную или вращающейся по забою дисковой фрезой и поступает на продольный ленточный транспортер с погрузкой в транспортные средства (вагонетки), которые подаются к стволу под разгрузку. По мере выработки грунта в объеме внедренной части щита, последний домкратами продолжают внедрять на очередную захватку, а высвободившуюся часть выработки по внешнему периметру облицовывают сборными железобетонными блоками, монолитными железобетонными плитами. Возведенная облицовка используется в качестве опорной конструкции для гидродомкратов при очередной подвижке щита. Для надежного соединения сборных железобетонных блоков облицовки обделки с грунтом после установки очередных двух - трех колец производится чеканка рабочих швов между блоками и нагнетание в стыки через специальные отверстия цементно-песчаного раствора.

Диаметр проходческого щита обусловливается проектным диаметром возводимого подземного сооружения и принимается от 2,2 м для канализационных коллекторов до 6,5 м (в отдельных случаях до 9 м) при устройстве проходок для подземных транспортных магистралей.

Щит проходческий - передвижная металлическая временная крепь, обеспечивающая защиту от обрушения грунта в зоне выполнения основных операций по сооружению тоннеля: разработки грунта, крепления забоя, уборки разработанного грунта и устройства обделки. Комплекс тоннелепроходческий механизированный - комплекс технологического оборудования для строительства тоннелей, головной частью которого является проходческий механизированный щит с призабойной камерой для создания активного пригруза забоя, при условии наличия которого исключается предварительное водопонижение.

№31. Разработка грунтов способом горизонтального бурения.

Используется при прокладке кабелей, а также самотечных канализационных систем, водопроводов и газопроводов, дюкеров. Главное преимущество горизонтального бурения - возможность использования бестраншейных методик, это экономит время и средства. При методе горизонтального бурения можно прокладывать коммуникации на совершенно разной глубине, беспрепятственно работая как под всевозможными природными, так и искусственными препятствиями. Неуправляемые методы горизонтального бурения: бурение без обсадных труб (шнековое, вытесняющее бурение), бурение с обсадными трубами (бурение проколом, тараном, буровое нагнетание). Управляемые методы горизонтального бурения: шнековая и промывочная откатка, откатка с подсосом, микротоннелирование, промывочное и пилотное бурение.

Пилотное бурение с промывкой (направленное бурение): запрессовывание буровой управляемой головки. Именно через неё оптимизируется подача раствора бентонита, являющего главным созидателем режущего эффекта. Головка традиционно снабжена встроенным зондом со специальным передатчиком. Его целью является передача сигнала расположенному на поверхности приемнику. Такая технология позволяет проводить движение по любой кривой.

Шнековое бурение: за буровой головкой при такой методике следует специальный винт. Однако использование горизонтального шнекового бурения ограниченно особенностями грунта. Он должен быть неподвижным и ни в коем случаем не имеющим склонность к осыпанию.

Ударное бурение: удобно работать с вытесняемыми грунтами, но применяется чаще всего не само по себе, а с пилотной технологией бурения. Происходит процедура запрессовывания штанги с буровой головкой. При этом в целевом котловане, согласно особенностям технологии, к штанге присоединяется специальная расширительная головка, имеющая трубу. Она затягивается в начальный котлован, вытесняя при этом грунт в стороны.

Микротоннелирование: оборудование снабжено приводом непосредственно в самой буровой головке и специальном режущем кольце, а шнек, который в этом случае следует непосредственно за приводом, приводится в действие из начального котлована при помощи станции прессования. Для управления применяются лазерные технологии.

№32. Разработка грунтов способом прокола и вибропрокола.

При прокладке труб способом прокола образование скважины осуществляется за счет радикального вытеснения и уплотнения грунта прокладываемой трубой, пневмопробойником или раскатчиком грунта. Различают прокол механиче­ский (статический) и вибропрокол. При механическом проколе вдавливаемой в грунт трубе сообщается поступательное движение от продавливающего устройства или же она протаскивается через готовую скважину, полученную с помощью пневмопробойника или раскатчика грунта.

Механический прокол применяют для прокладки тру­бопроводов различного назначения диаметром до 426 мм в глини­стых и суглинистых грунтах, при максимальной протяженности проходок до 40...60 м. В качестве продавливающих устройств при механическом проколе обычно используют насосно-домкратные ус­тановки. Нажимные усилия от насосно-домкратной установки пере­даются прокладываемой трубе через ее торец. Для уменьшения ло­бового сопротивления на конце ведущего звена трубопровода устанавливают конический наконечник, диаметр основания которо­го превышает диаметр трубопровода на 20...30 мм. Продвигаясь в грунте, наконечник раздвигает и уплотняет его, образуя скважину.

При вибропроколе применяется вибрирование наконечника про­кладываемой трубы (реже самой трубы) при одновременном вдав­ливании их в грунт. Вибропрокол применяют при прокладке трубопроводов в песчаных, супесчаных и водонасыщенных грунтах, в которых нельзя получить устойчивую скважину и поэтому механический прокол силь­но затруднен, или практически невозможен из-за больших сопротив­лений движению трубы, зажатой грунтом. Сущность вибропрокола заключается в том, что прокладываемой трубе (или ее наконечнику) одновременно с усилием подачи сообщаются продольно направлен­ные вдоль ее оси колебания, резко уменьшающие (в 8... 10 раз) трение между грунтом и внедряемой в него трубой. В качестве возбудителей продольно направленных колебаний используются вибраторы на­правленного действия и вибромолоты, которые кроме вибрации сооб­щают прокладываемой трубе ударные импульсы. Секции труб длиной до 8 м последовательно внедряются в грунт под действием виброударных импульсов и вдавливающего усилия пригрузочного полиспаста. Проложенная труба соединяется с оче­редной электросваркой. Вибропроколом прокладывают трубы диаметром до 426 мм на длину до 25...50 м. Скорость проходки зависит от грунтовых усло­вий и диаметра прокладываемой трубы и составляет в среднем 20...60 м/ч.

№33. Разработка Гунтов закрытым способом гидроразмыва.

Гидромеханический способ разработки грунта включает следующие операции: размыв грунта под давлением и перевод его в полужидкую массу, называемую пульпой; перемещение и укладку (намыв) пульпы в сооружение или отвал. После доставки пульпы к месту образования насыпи вода из нее отфильтровывается, а грунт осаждается. Этот способ разработки применяют при устройстве каналов, плотин, дорожных насыпей и выемок, вскрышных работах на карьерах. Стоимость разработки, перемещения и укладки грунта в этом случае более низкая, чем при разработках механизированным способом. Разрабатывать грунт гидромеханическим способом можно в наводных и подводных забоях. Сухой грунт размывают гидромонитором, который представляет собой стальной ствол с насадкой и коленами, обеспечивающими вращение ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях для направления водяной струи. Гидромониторы монтируют на рамах, позволяющих перемещать их в забое. Вода поступает к гидромонитору по трубопроводу под значительным давлением (2,5...15 МПа в зависимости от рода разрабатываемого грунта). Выходя из насадки с большой скоростью, вода ударяет в грунт и разрушает его, образуя пульпу. В зависимости от рода грунта и высоты забоя расход воды на 1 м разрабатываемого грунта составляет 3..15 м. Плотный грунт размывают гидромонитором преимущественно встречным забоем, рыхлый несвязанный грунт - попутным забоем.

При благоприятном рельефе местности размытый гидромонитором грунт по трубопроводу или лоткам самотеком направляется к месту образования насыпи. При неблагоприятном рельефе пульпа вначале поступает по канавам в зумпф или приемный колодец, а затем по напорному трубопроводу перекачивается земснарядом в насыпь.

В подводных забоях грунт разрабатывают плавучими земснарядами, представляющими собой баржу со смонтированным на ней земснарядом. Территорию, подлежащую разработке, разбивают в натуре с помощью плавучих буйков или бакенов, имеющих источники света в ночное время. Грунт со дна водоема всасывается трубой земснаряда, подвешенной к специальной стреле, соединенной с мачтой, установленной на барже.

№34. Особенности технологии разработки мерзлых грунтов.

В зависимости от конкретных местных условий разработку грунта в зимних условиях осуществляют следующими методами:

1) предохранением грунта от промерзания и последующей разработкой обычными методами;

2) разработкой грунта в мерзлом состоянии с предварительным рыхлением;

3) непосредственной разработкой мерзлого грунта;