close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Pershin Vozvedenie zeml

код для вставкиСкачать
М. Н. Першин, Г. И. Артюхина,
А. С. Симонова
Возведение земляного полотна
автомобильных дорог
с применением средств
гидромеханизации
42
43
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
М. Н. Першин, Г. И. Артюхина,
А. С. Симонова
Возведение земляного полотна
автомобильных дорог
с применением средств
гидромеханизации
Учебное пособие
Санкт-Петербург
2012
1
УДК 625.731.2 : 621.879.45
Рецензенты: д-р воен. наук, профессор Н. А. Ермошин; начальник отдела
науч.-техн. сопровождения ЗАО «Институт Стройпроект”» Н. Н. Беляев
Першин, М. Н.
Возведение земляного полотна автомобильных дорог с применением средств гидромеханизации: учебное пособие / М. Н. Першин ,
Г. И. Артюхина, А. С. Симонова; СПбГАСУ. – СПб., 2012. – 40 с.
ISBN 978-5-9227-0398-3
Содержатся основные положения производства, контроля качества и
приемки гидромеханизированных работ, а также список рекомендуемой
литературы.
Табл. 7. Ил. 12. Библиогр.: 2 назв.
Рекомендовано Редакционно-издательским советом СПбГАСУ в качестве учебного пособия.
ISBN 978-5-9227-0398-3
© М. Н. Першин , Г. И. Артюхина,
А. С. Симонова, 2012
© Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, 2012
2
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Условия рационального применения средств
гидромеханизации
В парке строительных машин и механизмов, предназначенных
для производства земляных работ, особое место занимают средства
гидромеханизации, которые широко применяются на объектах гидротехнического строительства. При производстве Куйбышевского
гидроузла до 60 % всех земляных работ было выполнено с использованием гидромеханических средств производства, а при строительстве Волгоградского гидроузла – 80 %. На железнодорожном транспорте гидромеханизированные работы составляют более 10 млн м3
от общего объема земляных работ. Имеется много примеров успешного применения средств гидромеханизации при строительстве автомобильных дорог.
Гидромеханический способ производства земляных работ основывается на использовании для разработки, транспортировки и
укладки грунта энергии воды. Струя воды, подаваемой под большим
давлением, приобретает новые, необычные физические свойства.
Она становится настолько упругой и твердой, что легко разрушает грунт и перемешивает его с водой. Жидкая масса грунта с водой
(пульпа) легко может транспортироваться по трубопроводам либо
самотеком (в зависимости от местных условий) к месту возведения насыпи. Здесь благодаря резкому снижению скорости движения
пульпы (гидромассы) частицы грунта из нее выпадают, складываясь
в сооружении, а осветленная вода стекает.
Принцип действия гидравлических средств механизации определяет и основные условия рационального применения гидравлических способов разработки грунтов. При помощи средств гидромеханизации могут производиться: разработка выемок, возведение
насыпей и дамб, разработка карьеров и котлованов, вскрышные работы, выторфовывание и другие.
3
Особенно эффективно применение гидромеханизации в дорожном строительстве при возведении подходов к мостам, устройстве
регуляционных сооружений, насыпей, расположенных вдоль водоемов, при разработке смежных глубоких выемок и высоких насыпей,
вблизи мощных источников воды.
Главные преимущества гидромеханизации по сравнению с другими
видами механизированных земляных работ заключаются в дешевизне
работ, сравнительно небольших капиталовложениях в оборудование,
малой трудоемкости и высоком качестве земляных работ, а также в
возможности автоматизации всего процесса земляных работ.
К недостаткам гидромеханизированного способа можно отнести
большую энергоемкость и потребность металла на трубопроводы,
затраты времени на проведение монтажных и других подготовительных работ, а также ограниченную возможность применения в районах с суровым климатом и в зимних условиях.
Опыт применения гидромеханизации на крупных гидротехнических стройках показывает, что стоимость разработки 1 м3 грунта при
помощи средств гидромеханизации в среднем на 50 % меньше, чем
при разработке грунта экскаваторами. Применение гидромеханизированного способа разработки обеспечивает высокую плотность намываемых грунтов. В результате этого намытые насыпи обычно не
требуют дополнительного уплотнения и укладка дорожных одежд
на такие насыпи возможна непосредственно после просыхания намытой насыпи.
Таким образом, этот способ дает возможность исключить из технологического процесса производства земляных работ ряд трудоемких операций, таких как рытье, погрузка в транспортные средства,
разгрузка, уплотнение грунта, планировка и др., которые присущи
механическому способу. Кроме того, с помощью гидромеханического способа возможно производить фракционирование грунта в соответствии с конструктивными требованиями сооружения или для
обогащения песчаных и песчано-гравийных грунтов.
Для успешного применения гидромеханизированного способа
необходимо иметь:
• большие и сосредоточенные объемы земляных работ (не менее
50 тыс. м3 на 1 км насыпи) при небольшом расстоянии от места разработки до укладки грунта;
• близко расположенные источники воды с достаточным ее количеством для ведения работ;
4
• дешевые источники электроэнергии и другие виды энергии;
• легкоразрабатываемые грунты.
Экономическая эффективность гидромеханического способа
определяется наличием достаточного количества воды, а также наличием электроэнергии в районе строительства. При недостаточном
количестве воды требуется организация работ на водообороте, что
требует дополнительного оборудования строительства специальных
сооружений (артезианских колодцев, водоприемных устройств и
т. п.) – все это удорожает стоимость работ. Таким образом, целесообразность применения этого способа в каждом конкретном случае
должна определяться технико-экономическим сравнением.
1.2. Классификация грунтов по трудоемкости разработки
и транспортированию. Размываемость грунтов
Физико-механические свойства грунтов существенно влияют на
эффективность их разработки средствами гидромеханизации. Эти
свойства определяют тип грунтозаборных устройств земснаряда, величину напора в насадке гидромонитора (диаметр насадки), тип землесосов, профиль намываемых сооружения и отвалов. Грунты, поддающиеся разработке гидромеханизированным способом, обычно
делят на связные (глины, суглинки, илы и т. п.) и несвязные сыпучие,
хорошо дренирующие грунты (пески, супеси, песчано-гравийные и
т. п.).
Основными характеристиками, оказывающими влияние на размываемость, транспортирование и укладку грунтов гидромеханизированным способом, являются:
• объемная масса, выражающая отношение общей массы грунта
к его объему, включая объем пор;
• удельный вес – вес единицы объема грунта; фазовый вес скелетной части грунта;
• гранулометрический состав – процентное содержание по весу
частиц различной крупности; оказывает влияние на трудоемкость
разработки, транспортирование и укладку грунта, на коэффициент
фильтрации (срок высыхания), а также на пригодность грунта для
устройства земляного сооружения;
• влажность – содержание влаги в грунте; влияет на разработку
грунта средствами гидромеханизации. Так, например, влажные гли5
ны леко размываются струей гидромонитора, а мелкозернистые пески, супеси с повышенной влажностью легко засасываются трубой
гидроснаряда;
• пористость – отношение объема пор в грунте ко всему объему
грунта, %.
Для возведения насыпей земляного полотна автомобильных дорог
рекомендуется применять преимущественно хорошо дренирующие
грунты (пески, супеси, песчано-гравийные и т. п.). Эти грунты, находясь в теле насыпи, быстро отдают воду, хорошо просыхают, а осадка
их после намыва занимает незначительное время. Грунты тонкодисперсные (суглинки, глины), плохо дренирующие после намыва, просыхают медленно, осадка насыпи растягивается на длительное время,
достигая иногда (для глин) нескольких лет. Это не дает возможности
своевременно приступить к устройству дорожной одежды.
В зависимости от гранулометрического состава, трудоемкости
разработки и транспортирования грунты подразделяют на восемь
групп – при разработке гидромониторами.
Основным фактором, характеризующим эффективность применения гидромеханизированного способа земляных работ, является
удельный расход воды, т. е. количество воды, рекомендуемое на разработку и перемещение 1 м3 грунта. Удельный расход воды зависит
от гранулометрического состава грунта, высоты забоя и ряда других
факторов и колеблется при гидромониторном способе от 3 м3 для песков и супесей до 15–20 м3 для тяжелых (сухих) глинистых грунтов
на 1 м3 грунта. При землесосных работах удельный расход воды в
среднем составляет 10 м3 (при песках – 5 м3, при суглинках и гравийных грунтах – до 15–16 м3).
Не все грунты, используемые в теле земляного полотна, хорошо
поддаются размыву струей воды. Размываемость зависит от связности и плотности грунта. Чем плотнее грунт и чем больше силы
внутреннего сцепления, тем труднее он размывается струей воды.
Так, например, для размыва песка любой крупности величина разрушающей скорости струи воды (при гидромониторных работах)
составляет в среднем 10–15 м/с, а количество воды, требуемое для
размыва 1 м3 песчаного грунта, – 3–7 м3; для размыва супесчаного
грунта эти величины соответственно будут 18–20 м/с и 5–7 м3; для
размыва суглинков соответственно – 18–26 м/с и 7–10 м3; для размыва глинистых грунтов разрушающая скорость струи воды 5–34 м/с, а
расход воды для размыва 1 м3 грунта составляет 9–15 м3.
6
Таким образом, несвязные грунты (песчаные и супесчаные) размываются легче и требуют меньше воды для размыва. Грунты, содержащие крупные включения (гравелистые), размываются легко,
но транспортирование их в составе пульпы затрудняется при скоростях, которые устанавливаются для супесей и песка. Для песчаногравелистых грунтов скорости транспортирования должны быть
повышенными, чтобы в пути движения пульпы не происходило выпадение зерен гравия.
Выемки способом гидромеханизации могут разрабатываться в
любых грунтах, за исключением скальных и грунтов, содержащих
большое количество включений (камни, корни и т. п.).
1.3. Средства гидромеханизации,
применяемые при возведении земляных сооружений
Для производства земляных работ гидромеханизированным способом применяют:
а) для разработки грунта:
• гидромониторы – приспособления, служащие для создания
плотной, компактной водяной струи с большой скоростью и для
управления ее полетом (рис. 1);
• землесосные снаряды – плавучие самоходные и несамоходные
суда, предназначенные для разработки грунта в подводных закрытых (мокрых) забоях (рис. 2);
б) для транспортирования грунта (пульпы-гидросмеси):
• насосные станции, стационарные и передвижные;
• центробежные насосы для перекачки пульпы (землесосы), для
подачи воды к гидромониторам и для вспомогательных работ;
• землесосные перекачивающие станции (рис. 3);
• гидроэлеваторы – водоструйные насосы (рис. 4);
• трубопроводы для транспортирования пульпы и воды;
• арматура трубопроводов – соединения труб, фасонные части,
задвижки, переключатели и т. д.;
в) для вспомогательных (сопутствующих) работ – бульдозеры,
краны, экскаваторы, трубоукладчики и другие механизмы;
г) электрооборудование (электромоторы, электроарматура и т. п.).
К гидромониторам предъявляют следующие требования:
• потери напора при движении воды должны быть минимальными;
7
• струя воды, вылетающая из насадки, – плотной (нераспыляющейся);
• иметь небольшой вес.
Рис. 3. Схема землесосной (перекачивающей) установки: 1 – металлический щит;
2 – землесос (грунтовый насос); 3 – электродвигатель; 4 – всасывающая труба;
5 – шарнир; 6 – всасывающий патрубок; 7 – лебедка; 8 – подъемная стрела; 9 – трос;
10 – зумпф; 11 – напорный пульпопровод; 12 – задвижка; 13 – обратный клапан
Рис. 1. Гидромонитор ГМН-250: 1 – подводящий трубопровод; 2 и 3 – нижнее и
верхнее колено; 4 и 5 – горизонтальный и вертикальный шарниры; 6 – ствол; 7 – передвижная опора (типа понтона); 8 – кронштейны для крепления водила; 9 – сменная насадка; 10 – водило
Рис. 4. Схема гидроэлеватора: 1 – насадка; 2 – камера смешения; 3 – диффузор;
4 – всасывающая труба; 5 – нагнетательный патрубок
Рис. 2. Плавучий землесосный снаряд: 1 – папильонажная свая; 2 – свайный аппарат; 3 – палубная надстройка; 4 – стрела; 5 – всасывающий пульпопровод; 6 – металлический понтон; 7 – двигатель; 8 – грунтовый насос (землесос); 9 – рыхлитель;
10 – напорный трубопровод (пульпопровод); 11 – плавучий пульпопровод; 12 – лебедка; 13 – трос
8
Гидромониторы разделяют:
• по назначению – на гидромониторы для открытых и подземных
работ;
• технологическим признакам – на врубовые и смывные;
• создаваемому напору – на высоконапорные и низконапорные;
9
• способу управления – управляемые вручную (ГМ-2, ГМН-250,
ГМН-300) и с дистанционным управлением (ГДУ-250, ГИЦ-150);
• способу передвижки – с демонтажем подводящего трубопровода и при помощи телескопических труб.
В строительной гидромеханизации наибольшее применение
находят гидромониторы с ручным управлением типа ГМН-250,
ГМН-300 (см. рис. 1). В таких гидромониторах ствол может поворачиваться в горизонтальной плоскости на 360°, а в вертикальной
до 50°. Насадки настраиваются сменные с диаметром от 40 до 150 мм.
Напор воды должен соответствовать плотности грунта. Иногда при
плотных грунтах применяют предварительное их разрыхление взрывами, механическими средствами (рис. 5, а), нагнетанием воды в заранее устроенные скважины (рис. 5, б) и др.
а
а)
а)
Скорость течения воды из насадки гидромонитора V, м/с, может
быть найдена по формуле
V = ϕ 2 gH , (1)
где φ – коэффициент скорости, равный 0,92–0,96; g – ускорение силы
тяжести, м/с2; H – напор воды у насадки гидромонитора (равен полному напору – потеря в гидромониторе до насадки).
Расход воды Q, м3/с, равен:
Q = µ ⋅ ω ⋅ 2 gH , (2)
где µ = α ⋅ ϕ – коэффициент расхода, для конусоидальных насадок – 0,92–0,96 (α = 1 – коэффициент сжатия струи); ω – площадь
выходного отверстия насадки.
Диаметр насадки, м, определяют из выражения
1,27
d=
⋅Q . (3)
µ ⋅V
Потери напора в гидромониторе hг – по формуле
hг = k ⋅ Q , (4)
где k – коэффициент потери напора. При горизонтальном положении
ствола гидромонитора k = 0,82, поднятом вверх – 0,91, опущенном
вниз – 1,0.
По этим формулам подбирается диаметр насадки и давление
в зависимости от конкретных условий (типа гидромонитора, насоса
и т. д.). Для средних условий практикой выработаны рекомендации
о величинах оптимального напора и расхода воды при разработке
различных грунтов (табл. 1).
0,3–0,5 H
0,3–0,5 НН
0,3-0,5
б
Труба
Труба
заб
заб
ННзаб
б)
б)
H
Таблица 1
Песок мелкий
0,3–0,4
Расход воды на размыв
и транспорт 1 м3 грунта, м3
4–6
Песок крупный
0,3–0,4
5–7
Супесь рыхлая
0,3–0,5
4–6
Суглинок
0,5–1,0
5–10
Глина
0,6–1,5
7–15
До 1 м
До
м
до 11 м
Грунт
Рис. 5. Схемы разрыхления грунта: а – при помощи бульдозера; б – при помощи
воды
10
Давление, МПа
11
Масса с одной
насадкой, кг
Производительность
по воде, м3/ч
Рабочее давление, МПа
250
250
250
50; 65; 75 50; 70; 90; 100 51; 63; 76; 89; 102
2300
2283
4175
ГМЦ-150
150
–
–
242
196
1013
–
20–160
300–1600
230 (без
салазок)
–
–
1,2
1,0
–
Землесосные снаряды (установки) (см. рис. 2). В транспортном
строительстве, в том числе при строительстве автомобильных дорог, преимущественно применяют плавучие землесосные установки. Перемещают их обычно волоком при помощи тракторов либо на
плаву. В табл. 3 приведены основные технические характеристики
плавучих землесосных установок.
Независимо от конструктивных особенностей каждый землеснаряд состоит:
• из корпуса снаряда, на котором размещены все элементы и
устройства;
• гидротранспортирующей установки, состоящей из грунтового
насоса и привода;
• грунтозаборного устройства (рыхлителя);
12
30040М
ГДУ-250
300-40
ГМН-250
12А-5
Диаметр, мм:
входного отверстия
насадков
Длина ствола, мм
ГМ-2
Наименование
показателей
12А-4
Параметры
Гидромонитор
Тим земснаряда
8Н3М
Таблица 2
Таблица 3
Единица измерения
Необходимо иметь в виду, что скорость струи воды V на выходе
из насадки должна быть на 10–15 % больше скорости, разрушающей
грунт (в месте соприкосновения с поверхностью грунта).
Успешная работа по размыву несвязных грунтов (в сухом забое)
зависит от нескольких условий:
• конструкции гидромонитора, в значительной мере определяющей компактность выпускаемой им струи;
• напора воды в водоводе;
• дальности установки гидромонитора от забоя.
Основные характеристики гидромониторов, применяемых в транспортном строительстве, приведены в табл. 2.
Производительность по грунту при 10%-ной консистенции
м3/ч
80
205
140
375
400
Дальность транспортирования
песчаных грунтов по горизонтали
м
600
2000
1600
2000
2300
Максимальная глубина разработки грунта
м
6,5
7,5
7,5
11
11
Максимальная ширина проходки при свайно-тросовом
папильонировании
м
25
35
35
40
45
Марка грунтового насоса
–
8Н3У 12НЗУ 31М-1 20Р-11 20Р-11М
Корпус снаряда
Длина
Ширина
Масса
Фрезерный рыхлитель:
диаметр
мощность привода
Папильонажные устройства:
тип механизма
диаметр сваи
длина сваи
Плавучий пультопровод:
диаметр
число звеньев
Тип папильонажных лебедок
Разборный
Неразъемный
м
т
т
16,2
9,1
20,76
19,26
9,1
28,6
19,26
9,1
28,7
30
9,5
63,0
33,6
9,5
68,5
м
кВт
0,7
20
1,25
40
1,25
40
1,75
135
1,9
170
–
Шагающий
мм
м
385
13
325
13
325
13
631
20
560
20
мм
шт.
320
10
426
15
376
15
530
30
530
30
–
Однобарабанные электрические
Вспомогательные насосы:
число
марка
мощность
шт.
–
кВт
–
3К-6
20
Установленная мощность
снаряда
кВт
250
13
1
1
4КМ-8 4КМ-8
28
28
650
425
2
4НДв
75
2
4НДв
75
1450
2000
• всасывающего пульпопровода (трубопровод, соединяющий
грунтозаборное устройство с грунтовым насосом);
• напорного пульпопровода (трубопровод на корпусе земснаряда, соединяющий грунтовый насос с плавучим пульпопроводом);
• папильонажных свай и устройств, обеспечивающих перемещение земснаряда при разработке грунта;
• пульта управления;
• обстройки для защиты обслуживающего персонала;
• вспомогательного водоснабжения для промывки, уплотнения и
охлаждения рабочих элементов;
• плавучего пульпопровода, который является частью напорного
пульпопровода, соединяет земснаряд с береговым пульпопроводом
и обеспечивает возможность перемещения земснаряда в забое;
• вспомогательных устройств.
Земснаряды должны быть прочными, надежными в работе, простыми и безопасными в обслуживании и удобными для транспортирования. Основными характеристиками земснарядов являются:
производительность по грунту; напор грунтового насоса, установленного на земснаряде; глубина разработки – расстояние от поверхности воды до подошвы забоя.
Плавучими землесосными снарядами грунт может разрабатываться путем всасывания его из-под воды либо с предварительным
рыхлением, либо без рыхления. При разработке без рыхления рабочим органом земснаряда служит конечная часть всасывающей трубы
грунтового насоса – сосун, который закрепляется на раме и шарнирно соединяется с этой всасывающей трубой.
Пульпа образуется у зева наконечника сосуна, где в результате
всасывания создаются большие скорости течения воды (свыше 3
м/с). Вода, движущаяся с такой скоростью к наконечнику сосуна,
увлекает за собой частицы грунта. При разработке грунта с предварительным разрыхлением у конца сосуна устанавливают разрыхлитель (фрезерный, роторный, скребковый, гидравлический и др.),
который разрыхляет грунт и способствует всасыванию его сосуном.
Применение землесосных снарядов с обычными грунтозаборными устройствами эффективно при разработке несвязных песчаных
и супесчаных грунтов. Тяжелые (трудноразрабатываемые) грунты
разрабатываются земснарядами, дополнительно оборудованными
механическими или гидравлическими рыхлителями.
14
Насосные станции (установки). Для подачи воды гидромониторным устройствам используются насосные станции (передвижные или стационарные), оборудованные центробежными насосами.
В табл. 4 приведены технические характеристики центробежных насосов, используемых в гидромеханизации. Наибольшее распространение получил насос 8НДв. В движение насосы приводятся электромониторами, двигателями внутреннего сгорания, часто для этой
цели используют тракторы ДТ-75 и др.
Таблица 4
Диаметр
МаксимальВес
трубопровода, мм
Марка Подача, Напор, ная высота Мощность
насоса,
насоса
м3/ч
м
всасывания, двигателя,
напорвсасыкВт
кг
м
ного
вающего
4НДв
150
104
3,3
75
100
150
190
6НДс
250
77,5
5
75
150
200
300
6НДв
325
49
5
75
150
200
300
8ДНв
720
89
1,4
240
200
250
1000
12НДс
1260
64
3,2
250
300
350
1400
14НДс
1620
90
2
500
350
400
2050
14Д-6
1250
125
4,6
630
–
–
–
20Д-6
2300
89
4,2
840
–
–
–
Все передвижные насосные установки должны быть снабжены
приемным и обратным клапанами, задвижкой, манометром, вакуумметром, а также комплектом легких сварных труб длиной не менее
100 м с быстроразъемными соединениями. Грунтовые насосы являются разновидностью центробежных насосов, используются для
перекачки гидросмеси (пульпы) землесосной установкой из зумпфа
к месту намыва (см. рис. 3).
Из существующих грунтовых насосов для передвижных землесосных установок наибольшее распространение получили насосы
6НЗ и 8НЗ, основные параметры которых приведены в табл. 5.
Передвижные землесосные установки на базе тракторов, используемые для перекачки пульпы, сооружаются и монтируются гораздо
15
быстрее и легче, и стоят дешевле, чем плавучие землесосные снаряды и стационарные землесосные установки. Доставка передвижных
установок к месту работ и переброска их с объекта на объект не вызывает больших затруднений.
Таблица 5
n, об/
мин
КПД
Тип трактора
(привод)
6НЗ
130
114
99
26,4
20,3
15,4
77,7
52,5
34,5
980
860
750
0,59
Т-100
ДТ-54(75)
КД-35 (КДМ-35)
8НЗ
120
140
160
16,2
15,6
15,0
44,2
48,8
53,5
560
0,6
ДТ-54(75)
Основными техническими показателями насосов являются: объемная подача (производительность), давление на входе и выходе из
насоса, напор, допускаемая вакуумметрическая высота всасывания,
полезная мощность и коэффициент полезного действия (КПД).
Гидроэлеваторы – водоструйные насосы (см. рис. 4) – предназначаются для всасывания и транспортирования различных гидросмесей (пульпы). Они отличаются простотой и надежностью конструкции (отсутствие вращающихся и подвижных частей), обладают
самовсасывающей способностью, не боятся попадания воздуха. Существенным недостатком их является низкий КПД (20–30 %). Довольно часто также происходит забивка гидроэлеваторов посторонними включениями всасываемого материала.
Трубопроводы и арматура при гидромеханическом способе производства земляных работ играют важнейшую роль, являясь основными
магистралями как для гидротранспорта грунта (пульпопроводы), так
и для подачи воды к гидромониторам (водоводы). Водоводы и пульпопроводы разделяются на магистральные и разводящие (рис. 6).
Трубы для водоводов выбирают в зависимости от напора, развиваемого насосом, и максимально допустимых скоростей движения воды. Как правило, для магистральных водоводов от насосных
станций применяются бесшовные металлические трубы диаметром
от 300 до 500 мм. Трубы для пульпопроводов выбирают в зависимости от условий гидротранспорта, т. е. от принятых скоростей движе16
Река
Потребляемая
мощность, л. с.
55
7
6
22
10 11
10
11
Осьмоста
моста
ось
99
88
Намытая
намытая
насыпь
насыпь
река
Тип Расход, Напор,
насоса
л/с
м
44
3
1
13
12
12
14
14
Рис. 6. Схема организации намыва насыпи на подходе к мосту: 1 – водозабор; 2 –
насосная станция; 3 – напорный водовод; 4 – гидромонитор; 5 – карьер; 6 – зумпф;
7 – перекачивающая установка; 8 – магистральный пульпопровод; 9 – разводящий
пульпопровод; 10 – карта намыва; 11 – водосбросный колодец; 12 – водосбросная
труба; 13 – водосбросная канава; 14 – намытая насыпь
ния пульпы. Так, при перекачивании абразивных гравийных пульп,
имеющих повышенные скорости движения, что вызывает быстрый
износ стенок труб, необходимо применять бесшовные толстостенные трубы, с толщиной стенок до 12 мм, и наоборот, при перекачивании глинистых пульп с малыми скоростями, когда износ стенок
труб будет незначительным, можно применять тонкостенные сварные трубы, с толщиной стенок 4 мм. Кроме металлических труб, для
разводящих пульпопроводов при транспортировании неабразивных
материалов применяют фанерные трубы. Магистральные водоводы и пульпопроводы при длительной эксплуатации прокладывают
из труб со сварными стыками, а разводящие водоводы собирают из
труб, соединенных на фланцах с резиновыми прокладками. Для защиты наружных стенок труб от коррозии магистральные водоводы и
пульпопроводы необходимо периодически окрашивать.
17
При прокладке трубопроводов по пересеченной местности необходимо перед укладкой труб предварительно выровнять поверхность
земли. Желательно, чтобы уклон трубопровода был в одну сторону.
При транспортировании и хранении труб необходимо следить за
тем, чтобы не деформировались их торцы, а при перемещении труб
по трассе тракторами следует закрывать трубы пробками от забивки
грунтом.
Арматура трубопроводов. В процессе эксплуатации трубопроводов возникает необходимость регулирования расхода жидкости, переключения разводящих водоводов и пульпопроводов, предотвращения обратного потока в магистралях, опорожнения трубопроводов,
выпуска их них воздуха и т. д. Кроме того, необходимо оберегать
трубопроводы от напряжений, возникающих при температурных
деформациях. Все это обеспечивается при помощи специальных
устройств, называемых арматурой трубопроводов.
К арматуре относятся:
• задвижки для регулирования расхода воды и пульпы в трубопроводах и для переключения водоводов;
• обратные клапаны для предотвращения обратного потока жидкостей при остановке насоса или землесоса;
• переключатели пульпы для переключения потока пульпы в тот
или иной пульпопровод;
• компенсаторы для устранения возможности появления температурных деформаций в трубопроводах;
• вантузы для автоматического выпуска воздуха из трубопроводов.
2. Производство
Гидромеханизированных работ
2.1. Общие сведения
Производство работ способом гидромеханизации состоит из следующих основных технологических операций:
а) разработка грунта (размыв и превращение его в пульпу);
б) транспортирование грунта (пульпы) к месту укладки (намыва)
или в отвал;
в) намыв грунта в насыпь.
Разработку грунта производят двумя способами:
• в сухом забое при помощи гидромониторов, используя энергию
струи воды;
• в мокром забое (под водой) – засасыванием разжиженного грунта вместе с водой со дна водоема (забоя) при помощи землесосных
снарядов.
В отдельных случаях оба способа применяются одновременно.
Это происходит тогда, когда место разработки грунта находится на
большом удалении от места намыва и когда место намыва находится
ниже места забоя. Тогда грунт в забое (карьере) разрабатывают гидромониторами, пульпа стекает в специальные котлованы (зумпфы),
откуда она при помощи землесосов перекачивается под напором к
месту намыва.
2.2. Разработка грунта гидромониторами
При разработке грунтов открытым способом для образования
струи воды под высоким давлением применяют гидромониторы с
ручным и дистанционным управлением. Гидромониторами грунт
размывается компактной струей воды, имеющей скорость от 20 до
50 м/с. Образовавшаяся пульпа стекает сперва по склону подошвы
18
19
Lmin = α ⋅ H , (5)
где H – высота забоя, м; α – коэффициент, учитывающий свойства
грунта.
Максимальное удаление гидромонитора Lmax зависит от напора
воды и диаметра насадки. Ширину забоя назначают из расчета 20–30 м
на каждый гидромонитор. Гидромониторы дистанционного действия («глухие» мониторы) могут вплотную продвигаться к забою
и подрезать грунт в упор. Эти гидромониторы наиболее часто используются совместно с обычными мониторами: глухие мониторы
вызывают обрушение грунта, а обычные его размывают.
При способе размыва встречным забоем снизу вверх обеспечивается наибольшая производительность, так как струя воды встречается с забоем под прямым углом. Однако при этом способе трудно управлять пульпой, рабочая площадка обычно заливается водой,
приходится уделять повышенное внимание технике безопасности
работ.
Во втором случае гидромонитор находится на поверхности забоя
(рис. 7, б). Работы производятся в две стадии: сначала промывается
продольная наклонная траншея, по которой стекает пульпа; затем
производится уширение траншеи в стороны. Гидромонитор в этом
случае находится в сухом месте; облегчается управление пульпой,
а)
66
а)
44
8
LLmin
min
Lmax
L
max
План
План
77
33 2
20
55
11 11 П
2
3
б)
б)
99 2
4
5
11
1
ННзаб
заб
забоя (средняя скорость 3–5 м/с), а затем по лоткам или канавам в
приямок зумпф, откуда перекачивается насосом в пульпопроводы.
Размыв грунта гидромониторами производится двумя способами:
встречным (подмыв) или попутным (смыв) забоем. В первом случае гидромонитор устанавливается у подошвы забоя (рис. 7, а). Для
разработки забоя сначала пробивается узкая горизонтальная щель,
как бы подрезывающая стенку забоя. Затем вызывается обрушение
подрезанного массива. Обрушившийся грунт быстро размывается
водой, превращается в пульпу и направляется к отвалу. После размыва забоя на глубину 6–10 м производится передвижка гидромонитора вперед. Гидромонитор для повышения производительности
должен располагаться возможно ближе к забою, однако по условиям
техники безопасности не ближе чем на расстояние высоты забоя в
песчаных грунтах и не менее полуторной его высоты в плотных глинистых грунтах.
Минимальное расстояние до забоя Lmin, м, ориентировочно можно
определять по формуле
77
10
10
8
Разрез
Разрез
пульпа
Пульпа
План
План
22
11
Пульпа
пульпа
Рис. 7. Схема разработки грунта гидромониторами: а – встречным забоем («подмыв»); б – попутным забоем («смыв»); 1 – гидромонитор; 2 – напорный водовод;
3 – землесосная установка; 4 – зумпф; 5 – обрушаемый грунт; 6 – плоскость обрушения; 7 – канава для отвода пульпы в зумпф; 8 – подошва забоя; 9 – напорный
магистральный пульпопровод; 10 – струя воды
21
(6)
l = H (1 + α). На практике шаг гидромонитора принимается равным длине звена трубы водовода, т. е. примерно 6 м.
Для повышения производительности гидромониторов и снижения
расхода воды часто применяют предварительное рыхление плотных
и сухих грунтов при помощи механических средств (бульдозеров
и т. д.) и воды (см. рис. 5, а и б), а также взрывным способом. Рыхление взрывами зарядов взрывчатых веществ применяется при разработке плотных грунтов.
2.3. Разработка грунта землесосными снарядами
Землесосный снаряд работает по схеме, показанной на рис. 8, б:
землеснаряд поворачивается в плане (в обе стороны от оси прорези)
на угол 2φ вокруг опущенной папильонажной сваи. После поворота
примерно на 70° опускается вторая свая, а первая вынимается. Затем
снаряд делает обратный поворот.
В результате двухстороннего движения земснаряда разрабатывается забой шириной B. Вторая папильонажная свая устанавливается от первой на расстоянии шага земснаряда S, величину которого
определяют по формуле
(8)
S = b ⋅ sin ϕ , где b – расстояние между папильонажными сваями (по оси прорези), м.
а)
а)
R
б)
б)
При разработке грунта из-под воды (закрытым способом) используют плавучие землесосные снаряды (см. табл. 3). Землесосный снаряд
разрабатывает грунт под водой специальным рыхлителем фрезерного, гидравлического или другого типа, засасывая образовывающуюся
пульпу при помощи землесоса, всасывающее оборудование которого размещено внутри рыхлителя (рис. 8). Глубина подводных забоев,
разрабатываемых землеснарядами, достигает 10 м и более.
Ширина забоя определяется по формуле
(7)
B = 2R ⋅ sin ϕ,
где R – расстояние в плане от папильонажной сваи (см. рис. 8, а) до
всасывания при заданной глубине разработки, м.
ϕ
22ϕ
В
но производительность резко снижается. Грунт размывается в ненарушенном состоянии, что ведет к перерасходу воды, поэтому во всех
возможных случаях гидромеханизированные работы осуществляются методом встречного забоя; применение попутного забоя ограничивается, главным образом, вскрышными работами и разработками
малой высоты.
По мере размыва грунта расстояние от забоя для гидромонитора увеличивается, снижается размывающая способность струи
воды, поэтому требуются передвижки гидромонитора на расстояние
l = Lmax – Lmin. Расстояние, на которое осуществляется передвижка,
называется шагом гидромонитора. При средней высоте забоя 4–5 м
шаг равен примерно высоте забоя H. При других значениях высоты
забоя расстояние передвижки, м, определяют по формуле
22
Рис. 8. Схема разработки грунта в водоеме землесосным снарядом: а – разрез;
б – план
23
Необходимая часовая производительность землеснаряда по пульпе Q (м3/ч) определяется по формуле
V (1 − n + q )
Q=
,
(9)
К и⋅Т
K
где V – объем грунта, подлежащего разработке, м3; n – средняя пористость грунта в забое (выемке), %; q – удельный расход воды, требуемый по нормам на разработку и транспортировку 1 м3 грунта, м3;
Ки – коэффициент использования земснаряда во времени; Т – период
производства работ, ч.
Количество землесосных снарядов на выполнение объема работ
V равно:
Q
Nз = , (10)
Qз
где Qз – производительность принятого землесосного снаряда по
пульпе, м3/ч.
Аналогично определяется и потребность гидромониторов.
Опыт показывает, что разработка грунта землесосными снарядами по сравнению с гидромониторами имеет следующие преимущества:
• меньший удельный расход электроэнергии (в 2–2,5 раза);
• отсутствие насосных станций и водопроводных коммуникаций,
необходимых для питания гидромониторов;
• больший коэффициент использования рабочего времени.
При строительстве автомобильных дорог и регуляционных сооружений в районах мостовых переходов должно отдаваться предпочтение разработке грунта землесосными снарядами. Гидромониторы более целесообразно применять в карьерах, в грунте которых
содержится большой процент крупных включений, а также при невозможности затопления забоя для ввода плавучего земснаряда.
2.4. Транспортирование грунта (пульпы)
Транспортирование пульпы от забоя к месту укладки может производиться либо самотеком (безнапорный способ) по земляным канавам или открытым лоткам, либо под напором по трубопроводам
(см. рис. 6). Безнапорный транспорт применяется преимущественно
24
для перемещения пульпы от места размыва грунта гидромониторами к зумпфам, а также к местам отвала при благоприятных условиях
рельефа местности, когда оказывается возможным устроить лотки
или канавы для пропуска пульпы самотеком. Этот способ является
самым рентабельным и экономичным, так как не требует затрат на
перекачку пульпы. Транспортирование самотеком возможно лишь
тогда, когда уклон местности или лотка достаточен для того, чтобы
частицы грунта находились во взвешенном состоянии и не оседали.
Величины минимальных уклонов для различных пульпопроводов
приведены в табл. 6.
Таблица 6
Грунт
Продольные уклоны
в тысячных долях
Средняя скорость
движения пульпы, м/с
лотков
земляных канав
0,05–0,1
–
1,5
Песок
0,035–0,05
0,04–0,06
0,6
Супесь
0,03–0,035
0,04–0,05
0,4
Глина
0,015–0,025
0,02–0,03
0,2
Мелкий гравий
Лотки устраивают деревянные или металлические, часто на эстакадах. Магистральные лотки также устанавливают на эстакадах, а
при высоте 3–4 м их ограждают перилами. Напорный гидротранспорт применяется при разработке грунта как гидромониторами, так
и землесосными снарядами. Необходимый напор создается грунтовыми насосами. Для транспортирования пульпы под напором применяются металлические (реже фанерные) трубы. Фанерные трубы
пригодны при напорах, не превышающих 0,5–0,6 МПа. Следует
отметить, что скорость движения пульпы по трубопроводам должна быть выше, чем по открытым лоткам, во избежание заиливания
труб. Однако не следует сильно завышать скорости движения пульпы, так как это увеличивает сопротивление движения и износ труб.
В табл. 7 приводятся выработанные практикой ориентировочные
значения критических скоростей движения гидромассы по инвентарным трубопроводам.
25
Таблица 7
Грунт
Скорость, м/с
Песок мелкий и супеси
2–3
Песок крупный с небольшим количеством гравия
3–4
Гравий с песком
4–6
Диаметр труб, м
0,35–0,6
Если разработка ведется гидромониторами, а для перекачки пульпы используют насосы, то в непосредственной близости от забоя
устраивается бассейн (зумпф) для сбора пульпы. Горизонт пульпы в
зумпфе должен быть не менее 1 м во избежание всасывания воздуха.
Магистральные пульпопроводы обязательно должны укладываться на эстакады небольшой высоты, порядка 0,5 м. Размеры конструктивных элементов эстакад определяются расчетом. Уровень
их задается с учетом уклонов, обеспечивающих движение пульпы
самотеком через специальные задвижки в случае установки землесосов. Для современных землесосов диаметры магистральных пульпопроводов установлены заранее. В задачу расчета гидротранспорта
входит определение потерь напора в линиях и сравнение с напором,
развиваемым грунтовым насосом землесоса. Если окажется, что принятый грунтовый насос землесоса развивает недостаточный напор,
то в схему гидротранспорта вводятся промежуточные перекачивающие установки (станции). Для расчета необходимо иметь данные,
характеризующие гранулометрический состав разрабатываемых
грунтов, среднюю геометрическую и гидравлическую крупность частиц грунта, геодезическую высоту подачи пульпы, предполагаемую
консистенцию пульпы, предполагаемую консистенцию пульпы, напор, развиваемый землесосом, и длину транспортирования.
Общие потери напора в сети Hм при гидротранспорте зависят от
частных потерь на разных участках:
H м = hг + hвт + hт + hм , (11)
где hг – геодезическая высота подачи пульпы от уровня в зумпфе до
отметки намываемой насыпи, м; hвт – потери напора по всасывающей трубе землесоса, м; hт – потери напора на трение в магистральном и плавучем трубопроводах, м; hм – местные потери напора на
шарнире, м.
26
Потери напора во всасывающей трубе землесоса hвт определяют
по формуле

 0,03 ⋅ l в
hвт = 0,585 ⋅ v 2 ⋅ 
+ 0,725  , (12)
D


в
где v – скорость движения пульпы, м/с; lв – длина всасывающей трубы, м; Dв – диаметр всасывающей трубы, м.
Местные потери напора определяются по формуле
v2
(13)
⋅ γп , 2
где εшар – коэффициент потерь на шарнире (обычно ε = 0,25); γп –
удельный вес пульпы (в среднем 1,15 т/м3).
Потери напора в магистральном пульпопроводе составляют основную часть всех потерь. Они подсчитываются по формуле
hм = ∑ ε шар ⋅
hт = L ⋅ i тр , (14)
где L – длина напорного пульпопровода от землесосного снаряда до
наиболее удаленной точки карты намыва, м; iтр – сопротивление в
пульпопроводе на трение, на один погонный метр длины,
L2кр
(15)
iтр = λ ⋅
⋅ γп, 2D ⋅ g
где λ – коэффициент шероховатости труб (около 0,015); D – диаметр
пульпопровода, м; vкр – критическая скорость пульпы, м/с.
Критической называется скорость, при которой обеспечивается
взвешенное состояние твердой фазы пульпы в движущемся потоке
по трубе. Эта скорость может рассчитываться или приниматься по
данным табл. 7. По формуле (11) находят общие потери Hм. Если
окажется, что напор землесоса Hз ≤ 1,05Hм, то необходимо устанавливать перекачивающую станцию, местоположение которой (расстояние от землесосного снаряда) определяют по формуле
 H 
(16)
a = Lп 1 − з , H 

где Lп – горизонтальная проекция длины пульпопровода, м; Hз – напор, развиваемый землесосным снарядом; Hм – суммарные потери в
пульпопроводе; a – расстояние, м, от землесосного снаряда до перекачивающей станции.
27
а)
а)
1
8
2.5. Намыв насыпей
С уменьшением скорости потока пульпы происходит выпадение
взвешенных частиц грунта. Снижение скорости потока достигается
созданием в месте намыва грунта отстойных бассейнов. Попадая из
пульпопровода в такой отстойный бассейн, пульпа разливается по
большой площади. Скорость ее резко уменьшается, частицы грунта
ее резко оседают, а осветленная вода стекает. При этом происходит
определенная сортировка (фракционирование) частиц по крупности.
У места слива отлагаются наиболее крупные частицы, далее более
мелкие. Наиболее мелкие глинистые частицы могут выноситься так
называемым хвостовым потоком за пределы насыпи. Этим можно
пользоваться для надлежащего распределения в теле насыпи частиц
различной крупности и для улучшения зернового состава грунта,
удаляя мелкие фракции.
Намыв насыпи производится следующим образом: предварительное место, где должна быть намыта насыпь, выравнивается бульдозерами. Чтобы пульпа не растекалась, по сторонам основания будущей насыпи устраивают земляные валы (h = 0,5–0,8 м).
Центральный пульпопровод устраивается обычно посередине насыпи на легкой эстакаде (рис. 9).
От него делаются ответвления в стороны в виде лотков; подача
пульпы в лотки регулируется заслонками. По мере намыва устройство валов возобновляется. Для отвода осветленных вод служит система колодцев и галерей. Вертикальные колодцы устраиваются по
оси примерно через 50–100 м. Галереям придается уклон 1,0–1,5 %.
Сечение колодца и галерей должно обеспечить пропуск всего количества поступающей воды, а конструкция колодца должна обеспечивать возможность его наращивания.
По окончании намыва колодцы и галереи тщательно заполняют
грунтом. Деревянные части колодцев и эстакад должны быть полностью разобраны не менее чем на 1,5–2,0 м от поверхности насыпи.
Длина карт намыва принимается обычно в 5–7 раз больше ширины
28
10
10
б)
б)
33
22 4
9
11
11
1:m
5
6
До1м
1м
до
I I–I
-I
7
22
10
4
11
5
66
8
33
150–300
150
- 300 м
В заключение отметим, что напорный гидротранспорт составляет
ориентировочно 30–35 % общей стоимости земляных работ, а в случае применения перекачивающих станций эта стоимость возрастает
до 40–80 %.
77
12
Рис. 9. Эстакадный способ намыва: а – план; б – поперечный разрез; 1 – распределительный (разводящий) пульпопровод (лоток); 2 – сливной лоток; 3 – первичное
боковое обвалование (h = 0,7–1,0 м); 4 – эстакада; 5 – водосбросный колодец; 6 – водосбросная труба (галерея); 7 – намытый грунт; 8 – прудок; 9 – переносные опоры;
10 – отводная канава; 11 – обвалование из намытого грунта; 12 – бульдозер
29
150–300
150–300
- 300 мм
150
- 300мм 150
в) Карта
Карта №№3
3
г)г) Карта
Карта №№4
4 в)
а)
а)
2
До1м
1м
до
66
б)б) Карта
Карта №№2
2 а)
а) Карта
Карта №№1
1
11 d = 500 мм
11
4
55
44
8
10
55
33
б)
б)
22 1
II
66
77
22
7
Рис. 10. Схема организации намыва насыпи: а – карта № 1. Планировочные работы после намыва; б – карта № 2. Консолидация грунта насыпи и разборка пульпопроводов; в – карта № 3. Намыв грунта; г – карта № 4. Подготовительные работы (выравнивание обвалования, укладка пульповода, устройство водосброса):
1 – магистральный пульповод; 2 – разводящий пульповод; 3 – боковое обвалование;
4 – перехватывающая перемычка; 5 – водосбросный колодец; 6 – водосбросная (канава) труба; 7 – кран; 8 – бульдозер
основания насыпи. Работы приводятся двумя-тремя захватками: на
первой – намыв, на второй – стабилизация, на третьей – подготовка
к намыву (рис. 10).
Недостатком намыва насыпи эстакадным способом является высокая стоимость работ из-за большого расхода лесоматериалов, которые после намыва остаются в теле насыпи. Иногда используют
инвентарные металлические эстакады из профильного металла или
труб, которые выдергиваются после окончания намыва из тела насыпи.
В настоящее время широко используется безэстакадный (тонкослойный) торцевой способ намыва насыпей. При этом способе
пульпа подается из торцов труб, укладываемых непосредственно на
поверхности намыва (рис. 11) или на подкладки (шпалы). После намыва слоя толщиной 15–20 см в радиусе до 10 м (от торца трубы),
не прерывая намыва, при помощи крана производят наращивание
следующего звена пульпопровода и до конца карты намыва. Затем,
также не прекращая намыва, производят последовательно разборку
труб пульповода.
30
11
11
88
II
в)
в)
4
11
3
I
33
99
II–II
II
- II
1
11
55
I
66
77
2
7
33
9
66
10
10
Рис. 11. Безэстакадный способ намыва с применением раструбных труб (двухсторонняя схема): 1 – пульпопровод; 2 – кран-трубоукладчик; 3 – первичное обваловывание; 4 – пульпа; 5 – водосбросный колодец; 6 – водосбросная труба (галерея);
7 – звенья труб; 8 – прудок осветления воды; 9 – водоотводная канава; 10 – намытая
часть насыпи; 11 – шпалы (подкладка)
31
При обратном ходе конец каждой трубы поднимается на толщину
намываемого слоя. Намыв производится по челночной схеме.
Для обеспечения возможности наращивания пульпопровода без
перерыва подачи пульпы разработана специальная конструкция
быстроразъемного соединения, состоящего из конического раструба на одном конце трубы и массивного резинового кольца на другом (рис. 12).
При наращивании трубопровода сначала производится скрепление труб шарнирной скобой при наклоне прикрепляемой трубы под
углом 70–80°. Затем при опускании второго конца происходит затяжка соединения под влиянием собственного веса трубы и плотное
прилегание раструба к резиновому кольцу. Обвалование производится по мере наращивания труб с опережением на 25–30 м по ходу
наращивания или укорачивания трубопровода. Этот способ, кроме
экономии материалов, дает возможность в 3–4 раза сократить количество рабочих, необходимых для устройства эстакад и обслуживания разводящей системы.
Выбор метода намыва и принятая организация работ обосновываются соответствующими технико-экономическими расчетами.
2.6. Разработка выемок
Разработку выемок производят гидромониторами, которые устанавливают в забое на уровне отметки основной площадки или на
уровне бровки выемки. В первом случае грунт подрезают у подошвы
забоя с обрушением и размывом верхней части, во втором вначале
разрабатывают по оси выемки траншею на длину одной перестановки гидромонитора, а затем разрабатывают остальную часть забоя.
Длина перестановки гидромониторов должна быть кратной длине
наращиваемых отрезков (звеньев) труб напорного водовода.
Разработку выемок начинают с той стороны, где будет обеспечен
сток пульпы в необходимом направлении: либо в намываемую насыпь, либо в отвал. Грунт, обрушенный в забое, начинают смывать с
участка, ближайшего к пульпопроводной канаве. Дно и откосы канав
в необходимых случаях следует укреплять.
Рис. 12. Конструкция раструбных труб с быстроразъемными соединениями: 1 – конец трубы с резиновым кольцом уплотнения; 2 – конец трубы с раструбом; 3 – скоба; 4 – глухое крепление скобы; 5 – крюк крепления скобы; 6 – резиновое кольцо
уплотнения; 7 – упор из стали; 8 – сварные швы
32
33
под общим руководством центральной лаборатории строительной
организации.
3.2. Охрана труда при производстве работ
3. Контроль качества и охрана труда
при производстве работ
3.1. Контроль качества и приемка работ
В ходе производства работ должны проверяться: размеры и расположение в плане намытой насыпи, толщина намываемого слоя
грунта, отметки поверхности насыпи, соответствие гранулометрического состава намытых грунтов допускаемому проектом и плотность
грунтов земляного полотна. Консистенция пульпы контролируется
приборами, автоматически и непрерывно измеряющими густоту
пульпы с точностью 1–2 %. Процентное содержание грунта в пульпе
определяют по формуле
ρ=
100
⋅ ( γ − 1) , ∆ −1
(17)
где Δ – средний удельный вес грунта в разрабатываемом карьере;
γ – объемная масса пульпы.
Плотность грунтов проверяется в каждом намытом слое, аналогично контролю насыпей, возводимых механическим способом.
Если плотность намытого слоя грунта окажется меньше нормативной, то необходимо измерить режим намыва.
При приемке намытых насыпей проверяют:
• размеры и положение в плане земляного полотна в насыпи;
• высоту намытого слоя грунта и отметки поверхности насыпи;
• соответствие гранулометрического состава намытых грунтов
проекту;
• соответствие расчетных характеристик грунта (сжимаемость,
сопротивление сдвигу, водопроницаемость) требованиям проекта;
• плотность земляного полотна.
Текущий контроль за возведением земляного полотна гидромеханическим способом, включая контроль уплотнения, выполняется
полевыми лабораториями и контрольными постами, работающими
34
При производстве земляных работ средствами гидромеханизации
не допускается нахождение посторонних лиц на земснарядах и в зоне
работы гидромониторов, особенно вблизи бровки забоя, на его подошве и зоне действия струи гидромонитора. Для предупреждения несчастных случаев территорию разработки грунта гидромониторами
следует ограждать. К работе с гидромониторами и на землесосных
снарядах допускаются только рабочие и инженерно-технический
персонал, прошедшие технический минимум и сдавшие экзамен по
установленной программе.
Необходимо строго следить за тем, чтобы расстояние между гидромонитором и стенкой забоя было не менее αH, т. е. примерно
1–1,2 высоты забоя. Между насосной станцией и гидромониторами
в забое целесообразно организовывать телефонную связь и средства
аварийной сигнализации. На границах действия струи гидромонитора необходимо устанавливать знаки, предупреждающие об опасности. При глубинах забоя, достигающих до 10 м и более, на земснарядах необходимо иметь спасательный инвентарь. Все эстакады
высотой более 3 м должны ограждаться перилами. При монтаже
эстакад и трубопроводов с помощью кранов надо строго соблюдать
правила техники безопасности, установленные для такелажных и
монтажных работ.
Карты намыва должны быть обозначены предупредительными
знаками, а в ночное время освещены. При намыве мелкозернистых
песков, суглинистых и глинистых грунтов запрещается входить на
свеженамытый грунт. Не разрешается подходить близко к зумпфу;
к водосбросному колодцу разрешается подходить только по мостику
с перилами. Запрещается проход под пульпопроводом и по пульпопроводу, уложенному на эстакадах. При укладке грунта на карты
намыва необходимо следить за состоянием обвалования и за исправностью водоотводящей системы (труб, канав и т. п.). Работы
по наращиванию пульпопроводов и дамб обвалования должны осуществляться под руководством мастера или прораба. Необходимо
тщательно следить за исправностью силовых электросетей, электро35
моторов и т. д. Ремонт электроустановок и сетей должен выполняться только электромонтерами.
При разработке грунта в зимнее время необходимо:
• организовать защиту гидромониторщиков от действия ветра;
• не допускать образования наледей на площадках гидромониторов;
• вести работу гидромонитора на узком фронте и непрерывно;
• производить работы по скалыванию льда на площадках гидромониторов после прекращения работ;
• производить скалывание льда вокруг земснарядов только со
специальных переносных мостиков или с досок, укладываемых у
места сколки;
• устанавливать обогревающие устройства для обогрева обслуживающего персонала земснарядов и насосных станций.
36
Рекомендуемая литература
1. Справочная энциклопедия дорожника. Т. 1. Строительство и реконструкция автомобильных дорог. – М.: Информавтодор, 2005. – 1519 с.
2. Першин М. Н. Возведение земляного полотна автомобильных дорог с
применением средств гидромеханизации / М. Н. Першин, Л. У. Селюков. –
Л.: ЛИСИ, 1981. – 37 с.
37
Оглавление
1. Общие положения ....................................................................................... 3
1.1. Условия рационального применения средств
гидромеханизации................................................................................. 3
1.2. Классификация грунтов по трудоемкости разработки
и транспортированию. Размываемость грунтов................................ 5
1.3. Средства гидромеханизации, применяемые при возведении
земляных сооружений.......................................................................... 7
2. Производство гидромеханизированных работ..................................... 19
2.1. Общие сведения.................................................................................... 19
2.2. Разработка грунта гидромониторами................................................. 19
2.3. Разработка грунта землесосными снарядами.................................... 22
2.4. Транспортирование грунта (пульпы).................................................. 24
2.5. Намыв насыпей..................................................................................... 28
2.6. Разработка выемок................................................................................ 33
3. Контроль качества и охрана труда при производстве работ............. 34
3.1. Контроль качества и приемка работ.................................................... 34
3.2. Охрана труда при производстве работ................................................ 35
Рекомендуемая литература.............................................................................. 37
38
39
Учебное издание
Першин Михаил Николаевич
Артюхина Галина Ивановна
Симонова Анна Сергеевна
Возведение земляного полотна
автомобильных дорог
С применением средств гидромеханизации
Учебное пособие
Редактор В. А. Преснова
Корректор М. А. Молчанова
Компьютерная верстка Н. И. Печуконис
Подписано к печати 27.12.12. Формат 60×84 1/16. Бум. офсетная.
Усл. печ. л. 2,3. Тираж 100 экз. Заказ 201. «С» 109.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.
Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 5.
40
41
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
1 268 Кб
Теги
pershin, vozvedenie, zemli
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа