Разработка грунта взрывным способом реферат

Обновлено: 01.07.2024

Земляное сооружение – инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое из грунта, уложенного на поверхности земли.
Классификация земляных сооружений осуществляется в зависимости от различных признаков:

Прикрепленные файлы: 1 файл

Технология возведения земляных сооружений.docx

Строительный колледж № 12

Технология возведения земляных сооружений

Выполнил Колмаченков Никита

Москва 2013 год

Технология возведения земляных сооружений

Классификация земляных сооружений.

Земляное сооружение – инженерное сооружение, устраиваемое из грунта в грунтовом массиве или возводимое из грунта, уложенного на поверхности земли.

Классификация земляных сооружений осуществляется в зависимости от различных признаков:

по отношению к поверхности земли разделяют

выемки – земляные сооружения созданные в грунтовом массиве ниже поверхности земли;

насыпи – сооружения возводимые из грунта выше поверхности земли;

подземные выработки – возводятся на определенной глубине и закрытые с поверхности земли;

· по функциональному назначению:

гидротехнические – плотина, дамба, канал. ;

мелиоративные – искусственные пруды, водоподводящие и осушительные каналы. ;

дорожные – нижнее строение автомобильных и железных дорог;

промышленного и гражданского назначения – спланированные площадки, котлован, траншея, тоннель, отвал. ;

по срокам службы:

постоянные – эксплуатация в течении длительного времени;

временные – устраиваются для выполнения последующих строительно- монтажных работ.

Способы разработки грунта.

1) Механический способ заключается в отделении грунта от земляного массива резанием с помощью землеройно- транспортных и землеройных машин без предварительной обработки и рыхления.

2) Гидромеханический способ заключается в разработке грунта с помощью напорной водяной струи гидромониторных установок и/или намыве грунта при устройстве вертикальной планировки и т. д.

3) Взрывной способ заключается в разработка грунта с помощью взрывов предназначен для возведения различных инженерных земляных сооружений.

4) Комбинированный способ заключается в выполнении различных подготовительных мероприятий с целью улучшения свойств грунта перед его дальнейшей разработкой: рыхление, размораживание, регулирование влажности и т. д.

5) Закрытый способ выполняется при разработках подземных выработок, а также при прокладке инженерных сооружений без разработки грунта. Различают следующие основные методы закрытой проходки: прокалывание, продавливание, горизонтальное бурение, вибропрокалывание, щитовая проходка, штольневая проходка, буровзрывной способ.

Механический способ производства земляных работ позволяет значительно сократить трудоемкость производства работ, улучшить строительные качества грунта и сократить объемы земляных работ. Эти задачи решает целый парк машин и механизмов применяемых в строительстве. Механическим способом выполняют вертикальную планировку, устройство выемок и насыпей.

Разрабатывается грунт I и II групп, и III группы с предварительным рыхлением. Эффективно применять при перемещении грунта до 100 метров.

Разрабатывается грунт I и II групп. Эффективное применение: прицепных -1000 м, самоходных -5000 м.

Экскаватор прямая лопата

Разрабатываются I, II, III гр. и IV, V, VI с предварительным рыхлением. Эффективно применять с автосамосвалами при дальности отвозки более 1000 м. Высота срезаемого слоя грунта должна обеспечивать полное заполнение ковша за один раз.

Экскаватор прямая лопата

Устройство котлованов глубиной до 4 м., более 4 м работа уступами. Объем ковша 0.15…0.65 м3 по срезке защитного слоя.

Экскаватор обратная лопата

Устройство траншей и небольших котлованов глубиной до 4 м. Объем ковша около 0.5 м3

Глубокие котлованы до 20 м.

Устройство узких и глубоких котлованов, колодцев.

Бульдозер-экскаватор обратная лопата, драглайн.

Небольшие котлованы с перемещением грунта до 100 м, срезаемого слоями по 0.6…0.8 м, с последующей погрузкой в автосамосвалы.

Устройство траншей глубиной до 3.5 м и шириной до 0.85 м. Траншеи устраиваются только с вертикальными стенками.

Устройство насыпей, земляного полотна

Высота насыпи в пределах 1.5м. Грунт берется из бокового резерва в пределах 100 м от насыпи.

При работе по "эллипсу" высота насыпи составляет порядка 1.5 м при дальности транспортирования 1000 м. По "восьмерке", соответственно, 6 м и 2000 м, а по зигзагообразной схеме 6 м. и продолжительность неограниченна.

Высота насыпи порядка 1 м, при протяженности до 3000 м. размер захватки 300 м.

Размеры насыпи не ограничены. Обязательно уплотнение грунта.

Машины для земляных работ

Экскаваторы циклического действия (прямая и обратная лопата, грейфер, драглайн)

С гибкой подвеской

С жесткой подвеской

С телескопическим оборудованием

Экскаваторы непрерывного действия

Машины для уплотнения грунта

Машины для вспомогательных работ

Машины для ударного бурения

Машины для вращательного бурения

Машины для вибрационного бурения

Грунт разрабатывают, транспортируют и укладывают в тело сооружения или отвал с помощью воды. Данный способ применяется при наличии легко размываемых грунтов и достаточного ресурса воды. К достоинствам метода относят:

· высокую производительность выполнения работ;

· непрерывность подачи грунта;

· возможность подачи грунта в труднодоступные участки;

· возможность разработки обводненных и подводных выемок без осушительных и водопонизительных работ

При вертикальной планировке размывают грунт на участках выемок и укладывают его в насыпь. Большие площадки намывают грунтом из карьеров, расположенных на суше или на дне реки (водоема). При разработке грунта на суше применяют гидромониторные установки, а при подводной разработке – землесосные снаряды.

Гидромониторная установка состоит из гидромониторов, присоединенных к магистральному трубопроводу, по которому из насосной станции под значительным напором (60. 80 м) подают воду. На конце ствола гидромонитора навинчивается насадка, формирующая выбрасываемую с большой кинетической энергией струю воды, (создавая скорость движения струи по выходе из насадки 10 . 35 м/с.), В результате ударного действия струи грунт разрушается и образуется гидросмесь (пульпа), которая самотекам по лоткам и канавам направляется в насыпь. При расположении насыпи выше уровня забоя или для увеличения дальности транспортирования, пульпа вначале поступает по канавам в зумпф или приемный колодец, а затем ее перекачивают по пульповоду землесосной установкой.

Землесосные снаряды состоят из передвижных землесосных установок, монтируемых на понтонах или суднах, всасывающих устройств с механическими рыхлителями грунта, плавучих пульповодов на понтонах с шарнирным соединением труб, лебедок и якорей для фиксирования рабочего положения.

Принцип работы земснаряда основан на засасывании частиц грунта вместе с водой со дна водоема и подаче пульпы по напорному трубопроводу для намыва насыпи. Укладка (намыв) грунта происходит в результате оседания частиц грунта из пульпы, когда скорость движения ее становится ниже критической величины. Возводимую насыпь разбивают в плане на карты-захватки, на которых поочередно выполняют намыв грунта и подготовительные работы к намыву следующего слоя. По контуру очередной карты бульдозером возводят земляной вал на высоту намываемого слоя пульпы и наращивают установленный ранее в пределах карты водосбросный (дренажный) колодец с выпускаемой трубой.

Способ "на выброс" может быть применен при устройстве выемок, траншей, котлованов, земляных насыпей, шахт, галерей и т.д. В городских условиях взрывной способ может применяться в исключительных случаях, в то время, как на открытой местности он может быть основным способом производства земляных работ.

Взрыв – воспламенение химических или механических соединений под влиянием определенных внешних воздействий, образующих сильно нагретые и обладающие большим давлением газы, вызывающие ударную волну распространяющуюся во все стороны.

Действие взрыва на грунт представлено на рис.2. Для получения требуемых размеров выемки взрывают 1) одиночные сосредоточенные, 2) групповые сосредоточенные или 3) удлиненные заряды (схемы расстановки зарядов в зависимости от вида земляного сооружения представлены на рис.3). Большее количество рядов не рекомендуется, так как при этом большее количество грунта падает обратно в выемку.

Рис. 2 Элементы воронки

r – радиус воронки; d – высота гребня воронки; h – глубина заложения заряда.

Рис.3 Схемы расположения сосредоточенных зарядов

Взрыв с направленным выбросом грунта позволяет уменьшить падение грунта обратно в выемку или применяется для устройства насыпей (см. рис. 4). Заряды располагают в два, три ряда с направленным действием в сторону выброса. Причем величина показателя выброса каждого следующего ряда зарядов, по удалению от направления выброса, больше на 0.5 показателя предыдущего ряда.

Рис. 4 Направленный одновременный взрыв

Разновременный взрыв с задержкой каждого ряда направленного взрыва на 2…4 сек. еще больше способствует эффекту направленного взрыва (см. рис. 5).

Рис. 5 Направленный разновременный взрыв

Комбинированный способ включает в себя различные комбинации известных способов разработки грунта и предварительной его обработки с целью получения требуемых свойств:

· регулирование влажности грунта при его уплотнении;

· предохранение грунта от промерзания;

· рыхление, засоление, утепление

· оттаивание мерзлого грунта;

· с помощью пара, горячей водой, огневой метод, электропрогрев

· механическое рыхление грунта;

· разработка прочных грунтов специальными рабочими органами на базе гидравлических экскаваторов;

· дробление грунта путем его взрыва методом на рыхление;

· разрушение с помощью гидравлической энергии;

· разрушение тепловой и электромагнитной энергией, чем выше частота тока, тем сильнее влияние магнитного поля, которое преобразуется в тепловую энергию и т.д.

Закрытый способ разработки грунта

Прокалыванием укладываются трубы в суглинистых и глинистых грунтах исключающих наличие гравия, щебня и валунов (в песчаных грунтах этот способ менее эффективен). При прокалывании происходит уплотнение грунта вокруг образовавшегося ствола. При прокалывании грунта сразу же прокладываемой трубой ее диаметр составляет от 50 до 500мм.

Основной недостаток данного способа состоит в отсутствии наружной изоляции трубы. На трубу насаживают и приваривают конический наконечник с диаметром, для уменьшения сил трения, на 20…25мм большим наружного диаметра трубы. Кроме этого на наконечнике высверливают отверстия диаметром 3…5мм, через которые под давлением 1…2атм подают воду, которая размывает и смачивает грунт. Также могут применяться вибронаконечники.

Для прокалывания используют гидравлические домкраты. Производительность работ составляет в среднем 5-12м в смену. Для прокладки труб с изоляцией (только в связных грунтах) прокол выполняют при помощи уширителей на штанге. Уплотненный грунт ствола имеет достаточную прочность, которая препятствует обрушению. В противном случае вслед за уширителем прокладывают железобетонные кольца.

Прокол состоит: установка удлинительного патрубка длинной 1м между домкратом и вдавливаемой трубой; предельное вдавливание трубы; снятие давления, путем включения домкрата на обратный ход; замена 1м удлинительного патрубка на 2м; повторное выполнение всех операций при 3м и 4м длине удлинительного патрубка; наращивание прокладываемой трубы с проверкой качества сварного соединения; в дальнейшем давление вдавливания передается через приваренную трубу с повторением всех предшествующих операций; вместо удлинительного патрубка также используется шомпол-труба меньшего диаметра, короче вдавливаемой трубы на длину рабочего хода домкрата с отверстиями 50-60 мм для установки шпилек;

После окончания прокола срезают наголовник в приемном котловане. Для облегчения прокола иногда предварительно бурят лидерные скважины.

Сущность метода продавливания заключается в горизонтальном вдавливании стальной трубы с открытым концом диаметром от 529 до 1620 мм в песчаные или мало связные грунты, с периодическим или непрерывным удалением грунта, который при этом заполняет трубу ручным или механическим способом.

Взрывным способом в основном рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами. С помощью взрывов возводят земляные насыпи и перемычки, устраивают (на выброс) выемки для котлованов, дорог и т. п. Взрывным способом дробят мерзлые грунты, валуны, валят деревья, корчуют пни, уплотняют грунты и др.

Применение взрыва для созидательных целей основано на использовании энергии избыточного давления газов, образующихся практически мгновенно при химических превращениях взрывчатых веществ.

По характеру воздействия на среду ВВ бывают метательные и бризантные.

Метательные ВВ характеризуются незначительной скоростью взрывчатого разложения (400. 2000 м/с) и* дают при взрыве медленное образование газов с постоянным нарастанием давления, которое раскалывает окружающую породу на куски и отбрасывает их; применяют для выброса грунта и образования выемок.

Бризантные ВВ характеризуются высокой скоростью взрывчатого разложения (2000. 8500 м/с) и вследствие этого способностью дробить породу без ее разброса; применяют для дробления скальных пород.

По месту расположения заряды могут быть наружными (накладными), располагаемыми на поверхности разрушаемого объекта, и внутренними, располагаемыми внутри разрушаемого объекта (в шпурах, скважинах, рукавах, камерах и др.).

По действию, оказываемому на окружающую среду (на взрываемую породу), различают заряды выброса, рыхления и камуфлеты При взрыве на выброс в грунте образуется конусообразное углубление — воронка. Грунт, выброшенный взрывом, под Действием силы тяжести падает частично в воронку и частично вокруг нее.

По своей форме заряды ВВ бывают сосредоточенными (в форме шара или цилиндра), плоскими и удлиненными. Удлиненные заряды располагают по отношению к свободной поверхности подрываемого массива породы параллельно или под углом. Выбор Формы заряда (или зарядов) ВВ определяют назначением взрыва и Методами выполнения взрывных работ.

В зависимости от формы, величины и способа размещения заряда по отношению к подлежащему разрушению объекту различают методы шпуровых, скважинных, котловых, камерных и щелевых зарядов.

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

Иногда отрыть траншею не представляется возможным, например при пересечении трассой трубопровода транспортной магистрали с интенсивным движением, которое невозможно прервать даже на относительно короткий срок. В этих условиях прибегают к так называемому бестраншейному (закрытому) методу разработки грунта.

Бестраншейный метод предусматривает устройство подземных выработок непосредственно в фунте, т. е. без его вскрытия. Бестраншейный метод реализуется в основном способами прокола, продавливания и горизонтального бурения.

Прокол —образование отверстий за счет радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечником, приваренным к ее торцу (рис. 5.16, а). Установка состоит из гидравлического домкрата с ходом поршня 150 мм, шомпола, вставленного в трубу, который передает усилие домкрата на трубу через штырь. После включения домкрата труба перемещается в грунте на длину штока, затем домкрат возвращается в исходное Положение, вместе с ним перемешается шомпол, жестко соединенный со штоком домкрата. Переставляют металлический штырь в бедующее отверстие шомпола, включается домкрат, труба вдавливается в фунт снова на 150 мм. По окончании вдавливания Первого звена трубы на полную длину приваривают новое звено и Процесс повторяется.

Метод допускает прокалывание в хорошо сжимаемых фунтах отверстия для труб диаметром 100. 400 мм на глубине более 3 м

при длине проходки до 60 м. В малосжимаемых грунтах (песок, супесь) для обеспечения устойчивости стенок дополнительно к горизонтальному усилию необходимо применять поперечное и вибрационное воздействие, что позволяет получать отверстия диаметром до 300 мм. Производительность проходки 1,5. 2м/ч.

Продавливание применяют для прокладки стальных труб диаметром 500-1800 мм и длиной до 80м. Установка состоит из из рамы с одним или несколькими домкратами, которые передают усилия на конец трубы. Другой конец трубы снабжен ножевым кольцом большого 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.

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 мотора, установленного на бровке котлована. Поступательное движение трубы обеспечивается реечным домкратом с упором в заднюю стенку котлована. Удаление грунта, заполняющего трубу изнутри, может производиться, как в предыдущем случае Производительность проходки 4. 5 м/ч.

Взрывным способом в основном рыхлят скальные породы с последующей их разработкой землеройными машинами и скалоуборочными механизмами. С помощью взрывов возводят земляные насыпи и перемычки, устраивают (на выброс) выемки для котлованов, дорог и т. п. Взрывным способом дробят мерзлые фунты, валуны, валят деревья, корчуют пни, уплотняют грунты и др.

Применение взрыва для созидательных целей основано на использовании энергии избыточного давления газов, образующихся практически мгновенно при химических превращениях взрывчатых веществ.

По характеру воздействия на среду В В бывают метательные и бризантные. Метательные ВВ характеризуются незначительной скоростью взрывчатого разложения (400. 2000 м/с) и дают при взрыве медленное образование газов с постоянным нарастанием давления, которое раскалывает окружающую породу на куски и отбрасывает их, применяют для выброса грунта и образования выемок. Бризантные ВВ характеризуются высокой скоростью взрывчатого разложения (2000. 8500 м/с) и вследствие этого способностью дробить породу без ее разброса, применяют для дробления скальных пород.

Для осуществления взрыва В В формируют в заряды (определенное расчетное количество ВВ), которые характеризуют по следующим ниже признакам.

По месту расположения заряды могут быть наружными (накладными), располагаемыми на поверхности разрушаемого объекта, и внутренними, располагаемыми внутри разрушаемого объекта (в шпурах, скважинах, рукавах, камерах и др.).

По действию, оказываемому на окружающую среду (на взрываемую породу), различают заряды выброса, рыхления и камуфлеты. При взрыве на выброс в фунте образуется конусообразное углубление - воронка. Грунт, выброшенный взрывом, под действием силы тяжести падает частично в воронку и частично вокруг нее.

По своей форме заряды ВВ бывают сосредоточенными (в форме куба, шара или цилиндра), плоскими и удлиненными. Удлиненные заряды располагают по отношению к свободной поверхности подрываемого массива породы параллельно или под углом. Выбор формы заряда (или зарядов) ВВ определяют назначением взрыва и методами выполнения взрывных работ.

В зависимости от формы, величины и способа размещения заряда по отношению к подлежащему разрушению объекту различают методы шпуровых, скважинных, котловых, камерных и щелевых зарядов.

Метод шпуровых зарядов состоит в том, что в породе выбуривают шпуры, в которые помещают заряды ВВ. По глубине шпуров различают мелкошпуровой метод и метод глубоких шпуров. Мелкошпуровое взрывание используют при вторичномвзрывании больших камней, корчевке пней, рыхлении смерзшегося грунта и др. Глубина шпура при этом превышает 2 м. Метод глубоких шпуров применяют при взрывных работах с высотой уступа до 10 м для сброса и обрушения фунта, а также на открытых работах при небольшой мощности пластов или при послойной разработке фунтов.

Метод скважинных зарядов отличается от шпурового только тем, что заряды размещают в скважинах диаметром до 300 мм и глубинойдо 30 м. Скважины бурят ниже подошвы забоя (перебур) на глубину 1. 2 м, что повышает эффект действия взрыва. Заряды обычно применяют удлиненные - сплошные или прерывистые.

Скважинные заряды взрывают электрическим способом, сеть обязательно дублируют. При применении метода скважинных зарядов благодаря большому объему взрываемой породы, приходящемуся на 1 м скважины, значительно снижают расходы на бурение.

Производство взрывных работ связано с определенной опасностью, требует правильных расчетов зарядов, а также специально обученного персонала, имеющего право на руководство взрывными работами (инженерно-технические работники) и выполнение их (рабочие). Поэтому в строительстве взрывными работами занимаются, как правило, специализированные организации.

Взрывной способ разработки грунта применяют для разрыхления скальных или мерзлых грунтов, а также для устройства выемок под искусственные водоемы и каналы, плотины. В качестве взрывчатого вещества (ВВ) чаще всего используют аммонит, тол, тротил. Необходимую энергию взрыва получают путем выбора типа ВВ, его размещения в грунте и последовательности взрывания зарядов. Это дает возможность осуществить направленный выброс грунта, обеспечивая его перемещение и укладку.

Размещение зарядов в грунт может быть накладным и внутренним. При накладном методе заряды располагают на поверхности среды, при внутреннем – в предварительно подготовленных шпурах, скважинах, камерах или щелях.

Метод шпуровых зарядов. Применяют на открытых и подземных разработках при небольших объемах одновременно взрываемого грунта. Шпуры устраивают диаметром 25. 75 .мм, а располагают их в один или несколько рядов вдоль забоя. Взрывчатым веществом заполняют не более 2/3 высоты (длины) шпура, а верхнюю часть его забивают песком или буровой мелочью.

Метод скважинных зарядов. При­меняют при рыхлении большого мас­сива грунта или для сброса породы. Его отличие от метода шпуровых зарядов состоит в том, что для размещения ВВ устраивают скважины диаметром 200 мм и более. Верхнюю часть скважины также забивают буровой мелочью или песком.

Метод камерных зарядов. При­меняют при разработке котлованов и каналов значительных размеров и для производства направленного выброса грунта. Метод заключается в том, что в зоне разрабатываемого грунта устраивают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях отрывают камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов. Колодцы и штольни после размещения в них зарядов, забивают грунтом. Направленность выброса обеспечивают расположением зарядов в два ряда вдоль будущей выемки с увеличением массы ВВ в одном из рядов и их замедленным взрыванием.

Метод щелевых зарядов. Применяют при рыхлении мерзлых грун­тов. Для этого с помощью дискофрезной или баровой машины на рас­стоянии 0,5. 2,5 м друг от друга врезают парные щели на глубину промерзания грунта. В одну из щелей закладывают заряд ВВ, другую оставляют пустой в качестве компенсирующей. От взрыва грунт, расположенный между зарядной и компенсирующей щелями, дробится и одно­временно смещается в сторону компен­сирующей щели. На больших площадях щелей нарезают несколько, а заряды закладывают через одну щель.

6.9. Выполнение земляных работ в зимнее время.

По мере замерзания механическая прочность грунта резко возрастает, что приводит к увеличению затрат машинного времени и труда на его разработку, а следовательно и к удорожанию стоимости работ. В связи с этим при необходимости проведения земляных работ в зимнее время принимают меры по предохранению грунта от промерзания, а разрабатывают его только после оттаивания или рыхления.

Предохранение грунта от промер­зания. Обеспечивают, создавая на его поверхности термоизоляционный слой; разрыхляя верхний грунтовый слой; укрывая грунт различными теплоизо­ляционными материалами.

Рыхлят грунт до его замерзания вспахиванием и боронованием, пред­варительно обеспечив отвод поверх­ностных вод. Обработанный таким образом верхний слой грунта приоб­ретает рыхлую структуру с замкнуты­ми пустотами, заполненными возду­хом, и обладает достаточными термо­изоляционными свойствами. Вспашку ведут тракторными плугами на глуби­ну 200. 350 мм с последующим бо­ронованием на глубину 150. 200 мм. Искусственное увеличение снежного покрова сгребанием снега бульдозера­ми, автогрейдерами или путем сне­гозадержания с помощью щитов позволяет повысить термоизоляцион­ный эффект. Механическое рыхление грунта чаще всего используют для утепления значительных по площади участков.

Защита поверхности грунта термо­изоляционными материалами эффек­тивна на небольших по площади участках и при наличии местных дешевых материалов, древесной лист­вы, опилок и стружки, моха, торфа, соломы, шлака. Термоизоляционные материалы укладывают слоем 200. 400 мм непосредственно по грунту.

Оттаивание мерзлого грунта. Яв­ляется наиболее дорогим и трудоем­ким способом, поэтому его применяют при небольших объемах работ.

Наибольшее распространение в строительной практике нашли следую­щие способы оттаивания мерзлого грунта: огневой, электропрогрев, паропрогрев и водопрогрев (рис 6.8).





Рис. 6.8. Схема оттаивания мерзлого грунта

а – огневым способом; б – электропрогревом с использованием горизонтальных электродов; в – то же, с использованием вертикальных электродов; г – паропрогревом; 1 – секция короба; 2 – утеплитель; 3 – вытяжная труба; 4 – оттаявший грунт; 5 – трехфазная электрическая сеть; 6 – горизонтальные полосовые электроды; 7 – слой опилок; 8 – слой толя или рубероида; 9 – стержневой электрод; 10 – паропровод; 11 – паровая игла; 12 – пробуренная скважина; 13 – колпак

Огневой способ основан на сжигании различного топлива на по­верхности грунта под прикрытием ме­таллического короба с вытяжной трубой (рис. 6.8, а). Для уменьшения теплопотерь короб укрывают шлаком или талым грунтом. Полосу оттаяв­шего грунта засыпают опилками, и ни­жележащий слой оттаивает за счет аккумулированного верхним слоем тепла.

Электропрогрев грунта ведут с помощью электродов, располагаемых на поверхности или погружа­емых вертикально в мерзлый грунт. При использовании горизонталь­ных электродов поверхность грунта засыпают слоем опилок толщиной 150. 200 мм (рис. 6.8, 6). Опилки смачивают водным солевым раствором концентрации 0,2. 0,5% для увеличе­ния электропроводимости в начальный период оттаивания, так как мерзлый грунт не является проводником. После того, как грунт верхнего слоя, оттает, он сам становится проводником, а слой опилок выполняет роль термозащитно­го слоя. Поверхностный электропро­грев применяют при глубине промер­зания грунта до 0,7 м.

При большей глубине промерзания используют вертикальные электроды. Оттаивание ведут сверху вниз или снизу вверх (рис. 6.8, в).

При оттаивании сверху вниз элект­роды в виде штырей забивают в грунт в шахматном порядке на глубину 200. 250 мм и засыпают опилками, пропитанными концентрированным со­левым раствором. По мере оттаивания верхних слоев электроды периоди­чески погружают все глубже. Расход энергии при этом способе несколько ниже, чем при горизонтальном распо­ложении электродов.

Прогрев снизу вверх требует по­гружения электродов на 150. 200 мм ниже глубины промерзания грунта, для чего в грунте предварительно бурят скважины. Поверхность оттаи­ваемого грунта опилками не укрывают. Расход энергии при отогреве грунта снизу вверх значительно снижается по сравнению с отогревом сверху вниз.

Паропрогрев грунта осуществляют с использованием паровых игл, устанавливаемых в предварительно пробуренные скважины на глубину 0,7 глубины оттаивания (рис. 6.8, г).

Паровая игла представляет собой трубу длиной 1,5…2м, диаметром 25…50мм. На нижней части трубы насажен наконечник с отверстиями 2..3мм для выхода пара. Иглы по верху соединены паропроводом. Для наиболее эффективного использования пара и сокращения его потерь скважины сверху накрывают защитными колпаками, имеющими отверстия для пропуска паровой иглы. После установки аккумулирующих колпаков прогреваемую поверхность покрывают слоем опилок или другим термоизоляционным материалом. Располагают иглы в шахматном порядке на расстоянии 1..1,5м друг от друга.

Предварительное рыхление мерзлых грунтов. Осуществляют механическим или взрывным способом.

Механическое рыхление применяют при небольших объемах работ и сравнительно малых глубинах промерзания (до 1,3 м). Для рых­ления используют клин-молоты, дизель-молоты и тракторные рыхлители, многоковшовые экскаваторы, обору­дованные цепями-борами (рис. 6.9).

Клин-молот подвешивают к стреле крана, а дизель-молот является на­весным оборудованием к крану, тракторопогрузчику и трактору.

Тракторные рыхлители монтируют на базе гусеничных тракторов с мощ­ностью двигателя более 110 кВт или используют для них навесное обо­рудование. Рабочий орган рыхлителя представляет собой гребенку с зубья­ми, число которых составляет 1. 5.

Мерзлые грунты можно разрабаты­вать с предварительной нарезкой на блоки. При этом методе в массиве мерзлого грунта с помощью баровых, дискофрезерных и других машин уст­раивают взаимно перпендикулярные прорези на глубину 0,8 глубины про­мерзания. Полученные блоки выни­мают ковшом экскаватора или отодви­гают бульдозером.

Рыхление мерзлого грун­та взрывом применяют при больших объемах работ и значительной глубине промерзания. Этот метод отличает экономичность, особенно тог­да, когда кроме рыхления требуется перемещение грунта в отвал.


Рис. 6.9. Схема рыхления грунтов.

а – клин-молотом; б – дизель-молотом; в – многоковшовым экскаватором, оборудованным режущими цепями-барами; 1 – клин-молот; 2 – экскаватор; 3 – направляющая штанга; 4 – дизель-молот; 5 – режущие цепи (бары); 6 – многоковшовый экскаватор; 7 – щели в мерзлом грунте

Читайте также: