Файл: Максимов С.Н. Инженерные сооружения (с основами строительного дела) учеб. пособие.pdf

или каким-либо другим) или струей воды. Соотношение грунта и воды в пульпе находится в зависимости от вида грунта и состав­ ляет: для илов и слабых глин 1:4, для мелких песков 1:5, средних песков 1:6, крупных песков 1:7, а для песков с гравием 1:10 и да­ же 1:15 (в зависимости от количества гравия).

Разработка грунта землесосами всегда ведется из-под воды, поэтому большинство земснарядов (за исключением стационар­ ных, перекачивающих пульпу, образующуюся при гидромонитор­ ной разработке) монтируется на понтонах или баржах.

В комплект земснаряда входят следующие агрегаты: а) при­ емное устройство (рис. 17), состоящее из грунтоприемника, рыхли­ теля и всасывающего трубопровода, б) землесосный насос с дви­ гателем (обычно электромотором), в) папильонажные сваи и лебедки управления, г) напорный трубопровод для транспорта пульпы к месту укладки грунта.

Для обеспечения разработки грунта на разных глубинах у всех земснарядов грунтоприемное устройство крепится на раме, шарнирно соединенной с корпусом земснаряда. Рабочее переме­ щение земснаряда («папильонирование») состоит из последова­ тельных поворотов его на некоторый угол вокруг одной, а затем другой сваи. Такое постепенное переступание и вращение снаряда позволяет разрабатывать всю площадь карьера. Разработка грун­ та землесосами возможна со свободной поверхности воды, а также в котлованах, заливаемых водой. В последнем случае во время работы землесоса в котлован должна подаваться вода-; нужная для образования пульпы.

Промышленность выпускает земснаряды производительно­ стью от 400 до 10 000 м3 пульпы в час при давлении от 25 до 80 м водяного столба.

Взрывные работы

Рыхление скальных и твердых пород при малых объемах ра­ бот производится шпуровыми зарядами малого диаметра, котло­ выми зарядами в шпурах и зарядами в рукавах. При больших объемах работ применяют колонковые заряды и заряды в котлах, а при массовом обрушении — минные камеры. Для раскола от­ дельных глыб или валунов обычно применяют накладные заряды, располагаемые непосредственно на поверхности раскалываемой глыбы. При разработке на выброс каналов и других крупных вые­ мок закладывают один или два ряда котловых зарядов или мин­ ных камер, а при малых объемах (вскрытие канав и траншей) — один или два ряда скважин или шпуров.

Разработка минных камер, так же как и бурение шпуров и скважин, производится с применением специальных буровых стан­ ков, а также пневматических или электрических перфораторов. Котловые камеры в скважинах и шпурах создают взрывами ма­ лых зарядов, способных образовывать расширения нужного объе­

43

ма. По своему расположению различают одиночные и групповые заряды.

Вкачестве взрывчатого вещества (ВВ) при проведении взрывных работ применяют аммоналы, аммониты, динамиты, ам­ миачную селитру, а в ряде случаев черный порох. Взрывание про­ изводят либо огневым или электрическим способом, либо детона­ цией. Для огневого способа обычно применяют бикфордов шнур (при малом числе взрываемых зарядов), а при электрическом взрывании — взрывные машинки ручного действия, позволяющие взрывать от 25 до 100 зарядов одновременно.

Впроцессе взрыва в массиве пород, в котором происходит взрывание ВВ, образуются четыре сферы действия: сжатия, выб­ роса, разрыхления и колебания. Размеры каждой из зон зависят

сопротивление массива в каком-либо направлении ослаблено (на­ пример, вблизи проходит обнаженная поверхность массива), то в этом направлении образуется воронка взрыва.

Существуют различные методы размещения зарядов в сква­ жинах, а также в минной камере — это сосредоточенный, рас­ средоточенный и котловой заряды. Сосредоточенный заряд рас­ полагается в нижней части скважины и обеспечивает наибольший эффект обрушения при высоком уступе. Рассредоточенный заряд дает наиболее равномерное дробление породы. Котловой заряд дает наиболее массовое обрушение породы при высоком уступе и применяется также при взрывах на выброс.

Наибольший эффект от взрывных работ, проводимых для дробления и рыхления пород, получается в прочных и жестких породах, а малый — в вязких (в частности, в мерзлых грунтах).

Производство взрывных работ осуществляется обычно по спе­ циально разрабатываемым проектам ведения этих работ.

§ 3. ТРАНСПОРТ ГРУНТА

Транспортирование грунта из выемки (карьера) до места его укладки в насыпь или отвал может быть выполнено или теми же землеройными и комплексными землеройно-транспортными меха­ низмами, или специальными транспортными средствами.

Выбор системы транспортирования грунта производится в зависимсти от: 1) метода разработки и вида грунта, 2) общего и суточного объема перевозок, 3) дальности перевозки, рельефа местности и характера пути, 4) метода возведения насыпи или отвала.

Специальные средства для транспорта грунта делятся на ме­ ханические и гидравлические.

Механические транспортные средства в свою очередь подраз­ деляются на рельсовые, колесные и ленточно-транспортерные.

44

редвигающихся с помощью паровозов, мотовозов или электрово­ зов. Емкость вагонов около 50 т (при нормальной и 1000-милли­ метровой колее) или 25 т (при 750-миллиметровой колее). Погрузка грунта в вагоны производится главным образом экска­ ваторами. Рельсовый транспорт применяют при дальности возки не менее 3 км. Его достоинствами является большая пропускная способность, наименьший расход энергии, наименьшая стоимость перевозок. К недостаткам относятся более высокие требования к качеству путей, меньшая маневренность, невозможность использо­ вания при стесненной территории и необходимость в устройстве погрузочно-разгрузочных путей. Железнодорожные пути в месте выемки грунта и при разгрузке время от времени по мере отра­

пускает автосамосвалы грузоподъемностью 1,2; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 10,0; 25,0; 42 и 67 т. Погрузка грунта на самосвалы произво­ дится экскаваторами.

Транспорт грунта автомобилями и тракторными прицепами применяется в случаях, когда дальность возки грунта меньше, чем

шой степени зависит от грузоподъемности машин, мощности двига­ теля, вида и качества дорог. Обычно более мощные и грузоподъ­ емные машины оказываются более производительными и эконо­ мичными. Благодаря своей большой маневренности колесный транспорт имеет очень большое распространение при ведении зем­ ляных работ.

Транспорт грунта л е н т о ч н ы м и т р а н с п о р т е р а м и про­ изводится в основном на короткие расстояния, причем если оно больше 50 м, то применяют последовательно несколько звеньев, обеспечивающих переброску грунта на нужное расстояние. В за­ висимости от расположения поддерживающих роликов различают транспортеры с плоскими и лотковыми лентами. Ширина транс­ портерной ленты составляет от 300 до 2200 мм. Скорость движе­ ния ленты при транспортировании песка и гравия достигает 2—4 м/сек, а камня 1,5—2 м/сек.

Для удобства загрузки и непрерывного поступления потока грунта на ленту у забойного транспортера устанавливается бун­ кер, загружаемый механизмом, ведущим разработку грунта.

Гидравлический транспорт грунта может осуществляться по двум схемам: при движении под уклон самотеком по лоткам и под давлением по трубам.

45

При гидравлическом транспорте самотеком по лоткам грунт смешивается с водой в специальных бункерах-смесителях или стекает в виде готовой смеси с водой (пульпы) при гидромони­ торной разработке грунта. Этот способ применим только для пе­ ремещения грунта с высоких отметок на более низкие.

При перемещении пульпы по трубам давление создается на­ сосом землесоса или специальными насосами станций перекачки. Такой способ позволяет транспортировать грунт на более высокие горизонты, чем расположение землесоса (в карьере или в прудке, куда стекает пульпа).

Гидравлический транспорт грунта по трубам очень произво­ дителен и широко применяется в строительстве. Дальность транс­ портировки зависит от напора, создаваемого насосом, и от диамет­ ра труб. Обычно она составляет 1 —1,5 км. При необходимости перекачивать пульпу на большее расстояние создают промежуточ­ ные прудки, где производят дополнительное перемешивание грун­ та с водой и откуда пульпу качают насосами станции перекачки.

Наиболее распространенные трубы, применяемые для гидро­ транспорта грунта, имеют диаметр от 250 (для расхода пульпы в 300—400 м3/час) до 600 мм (для расхода пульпы в

3500—4000 м3/час).

В зависимости от того, какой грунт разрабатывается и транс­ портируется, пульпа должна быть разной консистенции — более густой для более дисперсных грунтов и более жидкой для более крупнозернистых. Скорость движения пульпы разного состава то­ же должна быть различной. Так, во избежание выпадения грунта из пульпы скорость движения при транспорте крупнозернистых разностей грунтов должна быть выше скорости движения пульпы с тонкозернистым материалом. Как показывает практика, критиче­ ская скорость, при которой происходит выпадение песка из пуль­ пы, составляет 2,5—3,0 м/сек, для песчано-гравийной смеси 3 — 4 м/сек, а при наличии крупного гравия 6—8 м/сек.

§ 4. УКЛАДКА ГРУНТА

Укладка грунта в земляное сооружение или в отвал может вестись путем отсыпки с транспортных средств или землеройных машин или намывом средствами гидромеханизации. Выбор того или иного способа укладки зависит от ряда факторов, среди ко­ торых вид грунта является одним из определяющих. Так, укладка гравийно-галечного грунта, так же как каменной наброски, ведет­ ся преимущественно отсыпкой сухим способом. Укладка супесча­ но-суглинистых грунтов и глин также ведется главным образом путем механической отсыпки грунта в состоянии оптимальной влажности с последующим уплотнением грунта укаткой. Пески во всех случаях, когда это только возможно по производственным

условиям, укладывают намывом, хотя их можно укладывать и от­ сыпкой.

4 6

Все насыпи, в которые укладывают грунты, можно разделить

ских и поселковых, промплощадок, аэродромов и др.).

По своей форме насыпи разделяют на: а) насыпи линейного типа (дорожные и гидротехнические), б) сплошные подсыпки пло­ щадок и в) отвальные насыпи. Отвалы грунта, не используемого для создания земляного сооружения, также могут иметь форму линейных отсыпок (кавальеры вдоль выемок) или сосредоточен­ ного скопления материала на специально отведенной территории.

Как при поперечном, так и при продольном транспорте грунта укладка его в сооружение может вестись: а) слоями той или иной толщины, участками большей или меньшей длины, но на всю ши­ рину насыпи; б) отдельными участками по длине насыпи, но од­ ним слоем (на всю высоту сооружения); в) головным способом, при котором насыпь удлиняется отсыпкой ее на полную высоту и ширину.

Возведение насыпи сразу на полную высоту применяется только: а) при переходе дорожного полотна из выемки на на­ сыпь; б) при переходе через болота; в) при устройстве съездов на крутых склонах; г) при отсыпке некачественных пионерных насыпей.

Все качественные земляные насыпи из суглинистых и глини­ стых грунтов, как правило, возводятся слоями. Каждый слой сна­ чала отсыпают на определенную высоту (большую для более пес­ чаных грунтов и меньшую для более глинистых), затем разрав­ нивают и после этого укатывают до задаваемой плотности.

Уплотнение грунтов при послойной их укладке ведется чаще всего различными катками большого веса. Наиболее распростра­ ненными среди них являются катки на пневматическом ходу или металлические с кулачками, которые совершают несколько прохо­ док по укатываемому слою для достижения заданной плотности. Кроме того, уплотнение грунтов проводится путем прохода по слою отсыпанного грунта автомобилей или тракторов, но при этом получается менее равномерное уплотнение, чем при укатке специ­ альными катками. В процессе укатки ведется постоянный конт­ роль за плотностью укладки грунта путем взятия контрольных образцов для определения объемного веса или с помощью гамма- и нейтронных плотномеров.

Кроме того, уплотнение грунтов можно осуществить ударны­ ми трамбовками (взрывного или пневматического действия весом от нескольких десятков килограммов до 4—6,5 т) или вибраторами (поверхностными или глубинными).

4 7