ТЕХНОЛОГИЯ И СРЕДСТВА МЕХАНИЗАЦИИ

Возведение подземных сооружений методом «стена в грунте»

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

За рубежом метод "стена в грунте" эффективно применяют при возведении подземных сооружений различного назначения. При этом используют проходческие агрегаты с рабочими органами: колонкового, скребкового, бурового, роторного типов, а также в виде цепи или каната оснащенных резцами.

Установка итальянской фирмы "Родио-Маркони". Основным рабочим органом для разработки грунта под глинистым раствором в этом способе является колоколообразное долото буровой установки. Буровая вышка установлена на передвижной тележке, на которой смонтированы лебедка, всасывающий насос и сепараторы очистки глинистого раствора. Долото с лезвием подвешено к трубам. Диаметр колоколооб-разного долота может быть от 0,4 м до 1,5 м. Колонна труб, которая заканчивается долотом, подвешивается на тросе тяговой лебедки.

Разработка траншеи под глинистым раствором с применением оборудования установки "Родио-Маркони" производится захватками длиной 4—9 м на всю глубину траншеи слоями толщиной 15—50 см в зависимости от прочности породы. Для послойной разработки траншеи буровая установка совершает челночные движения путем перемещения тележки, на которой она смонтирована.

Порядок разработки траншеи следующий. Сначала отрывается мелкая траншея шириной, соответствующей диаметру лезвия долота, и глубиной 40—80 см, затем она заполняется глинистым раствором. Глубина траншеи должна быть достаточной для того, чтобы всасывание грунта через долото могло начаться без срыва вакуума. Затем долото становится на забой и начинается разработка траншеи под глинистым раствором. Горизонт глинистого раствора в траншее поддерживается на уровне земли. По мере углубления траншеи производится наращивание колонны труб. В последних моделях установки инвентарные трубы не сочленяются с долотом и остаются при бурении неподвижными. Ударные движения при этом сообщаются непосредственно долоту при помощи троса, пропущенного внутри труб. В процессе проходки высота падения долота может регулироваться в зависимости от крепости породы.

Фирма, выпускающая установку, определяет ее производительность 150 м2 в смену, при максимальной глубине проходки до 100 м. Установка состоит из следующих основных элементов: 1 — сменное долото; 2 — колонна труб; 3 — рельсовый путь; 4 — силовая лебедка; 5 — труба отсоса раствора; 6 — тяговый трос; 7 — отклоняющий ролик; 8 — буровая вышка; 9 — труба отсоса грунта из зоны разработки грунта в емкость; 10, 11 — отстойники отделения грунта от раствора; 12 — передвижная тележка; 13 — пионерная траншея; 14 — рукав подачи раствора в разрабатываемую щель; 15 — щель заполнения раствором; 16 — колесный ход передвижной тележки.

Западногерманские фирмы выпускают траншеепроходчес-кий агрегат с ковшовыми рабочими органами, которые крепят к замкнутой цепи. Такой агрегат разрабатывает траншею в слабых грунтах на глубине до 5 м сплошным забоем и выносит его на поверхность. Агрегат имеет платформу с вышкой 1, на которой крепят механизмы подвеса рамы режущей части 2 и привод замкнутой цепи. Рама 2 содержит натяжной и приводной ролики с двумя рядами замкнутых цепей 4 с режущими элементами 3, выполненными в виде ковшей.

Подачу на забой осуществляют распорным механизмом 6, рычагом 7, который имеет винтовые пары, закрепленные в ребрах жесткости 5, последние связаны с кожухом рамы 2.

Разработку грунта начинают с бурения лидерной скважины до проектной отметки. Подводят тележку с вышкой 1 на ось скважины и опускают агрегат с рамой 2. Рычагом 7 через винтовые пары разворачивают распорные лапы 6, создавая упор от реактивной силы, возникающей от сопротивления грунта резанию, и включают привод цепной нити 4 с режущими элементами 3, производят резание грунта и вынос его на поверхность.

Японские фирмы для устройства тонких противофильтра-ционных завес используют следующие устройства. Устройство для разработки грунта струями раствора под давлением, которое включает стойки 1 с отклоняющими роликами 2, через которые проходят тяговые канаты 11 и подвижные консоли 3 с шарнирами 12, к которым закреплены тяги 5. Тяги 5 через нижние шарниры крепят к пустотелой трубе 10 с отверстиями для сопел 4. К пустотелой трубе подводят жидкость или растворы под высоким давлением шлангом 6.

Устройство тонкой противофильтрационной завесы начинается с подготовки скважин 7 и 9, затем на ось захватки устанавливают устройство с длинной трубы 10, равной длине захватки 8. Включают тяговые лебедки 13 поочередно, тяговые канаты оттягивают трубу 10 через тяги 5 и создают ей качающие движения в горизонтальной плоскости, при этом подвижные консоли 3 опускают на величину подачи. Через шланг 6 подают жидкость под давлением. Струя жидкости под давлением размывает грунт и перемещает его с раствором, образуя тело глиногрунтовой завесы. Глубина разработки зависит от длины стойки, по которой опускают лебедками 13 подвижные консоли 3. Внедрение рабочего органа в виде полой трубы 10 с соплами 4 в размытый грунт происходит под действием собственного веса и покачивающих движений. Разработанный струей жидкости грунт перемешивается с жидкостью (раствором) и после извлечения рабочего органа 10 раствор твердеет, образуя тело завесы.

Для устройства тонких глиногрунтовых противофильтра-ционных завес в Японии применяют способ разработки грунта канатной и цепной нитью, оснащенной резцами, снизу вверх. Устройство, осуществляющее это способ, оно включает: взрывное устройство 9, закрепленное на штанге 10 с ядром 4, к которому присоединен трос 5; штангу подъема ядра 3 с крюком 12; рабочий орган 8, выполненный в виде канатной или цепной нити с резцами для разработки грунта; концы рабочего органа 8 соединяют с тяговыми канатами 1 и далее к лебедкам. Возведение завесы начинают с устройства пионерных скважин и заполнения их раствором, затем в скважину 11 на штанге 10 опускают взрывное устройство 9 с ядром 4, ориентируют его на ось противоположной скважины и производят выстрел. Ядро 4 пробивает захватку 2 и оставляет после себя канал 6. Затем опускают штангу 3 с крюком 12 в скважину 13 извлекают ядро 4 с тросом 5, к которому закреплен конец рабочего органа 8, и присоединяют его к тяговому канату 1. Включают тяговые лебедки поочередно и создают возвратно-поступательные перемещения рабочему органу. Рабочий орган резцами разрабатывает грунт и перемешивает его с глинистым раствором, образуя глиногрунтовую смесь 7, которая при затвердении превращается в тонкую глиногрунтовую завесу.

Для разработки грунта в узкой траншее под защитой глинистого раствора в Японии применяют устройство, которое состоит из передвижной платформы 1 с лебедкой опускания и подъема рабочего органа 5, копровой стойки 2 с насосом 9, тягового каната 3, рабочего органа 5 с приводом 4. Рабочий орган выполнен в виде несущего каркаса, на котором закреплены звездочки привода замкнутой цепи с резцами 6.

Разработку грунта начинают с устройства пионерной скважины, затем в нее опускают копровую стойку с упорным клином 7 и внедряют клин в грунт. Ориентируют рабочий орган 5 на ось захватки и включают привод 4. Замкнутую цепную нить, оснащенную резцами 6, приводят в движение, а срезанная грунтовая стружка падает вниз и побудителем 8 подводится к всасывающей трубе центробежного грязевого насоса 9 для вывода ее на поверхность. Когда рабочий орган 5 пройдет захватку до проектной отметки, его извлекают при помощи каната 3, а тележку 1 с копровой стойкой 2 перемещают к следующей захватке и процесс повторяют.

В США для устройства траншей под защитой глинистых растворов используют машинный комплекс, который включает рабочий орган 1, выполненный в виде двух мотор — колес с резцами, эрлифтную установку 2 или грязевые насосы, систему вертикальной подачи 3 и извлечения рабочей части при переходе на новую захватку, узел приготовления глинистого раствора 4 и установку регенерации раствора 5.

Машинный комплекс используют при устройстве несущих, ограждающих стенок и противофильтрационных диафрагм, возводимых по методу "стена в грунте" в слабых и галечных грунтах на глубины до 20 м. Для этих целей устраивают пионерные скважины 6 или скважины по центру захватки ориентируют рабочую часть на ось траншеи и начинают разработку грунта по контуру сооружения.

Грунт разрабатывают резцами мотор-колесо 1, которые вращаются на встречу друг другу и подводят грунтовую стружку к приемной камере эрлифта 2. Эрлифт выносит пульпу на поверхность и направляет ее в установку регенерации раствора 5, где происходит отделение грунта от раствора. Очищенный от грунта раствор поступает в резервуар и далее в траншею.