Возведение земляных сооружений по технологиям «закрытой проходки»
3.4.1. Назначение и особенности
При возведении и реконструкции существующих зданий и сооружений в силу технических или экономических факторов возникает необходимость в проходке горизонтальных выемок различных поперечных размеров и протяженности для прокладки инженерных сетей (трубы, каналы), а также для прокладки транспортных коммуникаций (туннели), без нарушения дневной поверхности (без вскрыши грунта), а также без нарушения пространственного положения и функционирования уже возведенных зданий и сооружений или их частей.
Это обусловлено либо препятствием в виде здания, автомобильных или железных дорог, либо неэффективностью открытой разработки траншеи при большой ее глубине или большой толщине мёрзлого слоя грунта.
Технологии «закрытого типа» позволяют устраивать горизонтальные выемки (проходки) в грунте на заданной глубине без выхода на дневную поверхность. Выемки круглого сечения диаметром 200… 1800 мм для трубопроводов и до 4000 мм для транспортных туннелей. Длина непрерывной выемки зависит от вида технологии и составляет 15…50 м и более.
Для крепления стенок выемки используются стальные или железобетонные (напорные) обсадные трубы (кожухи). В туннелях крепление осуществляется обделкой стенок сборными элементами или монолитным железобетоном.
В настоящее время в строительстве используются следующие технологии создания земсооружений закрытым способом (в порядке нарастания размеров выемки):
проходка пневмопробойником
прорез
прокол
продавливание горизонтальное бурение щитовая проходка
Эти технологии позволяют уменьшить объем земляных работ на 60- 90%; избежать дополнительных затрат по разборке, восстановлению или переносу пересекаемых объектов; вести работы круглогодично без зимнего удорожания (разработка мерзлого грунта); исключить значительные просадки обратных засыпок обычных траншей.
При любой технологии «закрытой проходки» вначале по обе стороны препятствия отрывают рабочий и приемный котлованы, а затем монтируют соответствующие механизированные установки.
Выбор технологии зависит от диаметра и длины трубопровода, физико-механических свойств и гидрогеологических условий разрабаты — наемых грунтов (табл. 3.3).
Таблица 3.3
|
Способ |
Трубопровод |
Наилучшие грунтовые условия применения |
Ско рость про ходки, м/ч |
Необхо димое усилие вдавли вания, кН |
Ограничения к применению способа |
|
|
Диа- метр, мм |
Длина, м |
|||||
|
Прокол: — механический с помощью домкратов |
50-500 |
80 |
Песчаные и глинистые без твердых включений |
3-6 |
148- 2450 |
В скальных и кремнистых грунтах не применяется |
|
— гидропроколом |
100-200 400-500 |
30-40 20 |
Песчаные и супесчаные |
1,6-14 |
250- 1600 |
Способ возможен при наличии источников воды и мест сброса пульпы |
|
— вибропроколом |
500 |
60 |
Несвязные песчаные, супесчаные и плывуны |
3,5-8 |
5-7,5 |
В твердых и скальных грунтах не применяется |
|
-грунтопрока- лывателями |
89-108 |
50-60 |
Глинистые |
2,5-2 |
— |
В твердых и скальных грунтах не применяется |
|
— пневмопробойниками |
300-400 |
40-50 |
Мягкие грунты до III группы |
30-40 (без расширителей) |
0,75-25 |
В грунтах с повышенным водонасы- щением и с малым сцеплением не применяется |
|
Продавли- вание |
400- 2000 |
70-80 |
В грунтах III группы |
0,2-1,6 |
4500 |
В плывунных грунтах способ не применяется. В твердых породах может применяться лишь для продавли — вания труб максимального диаметра |
|
Г оризонталь — ное бурение |
325- 1720 |
40-70 |
В песчаных и глинистых грунтах |
1,5-1,9 |
— |
При наличии грунтовых вод способ не применяется |
Размеры рабочего котлована определяют в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения и конструкции направляющей рамы.
Важным вопросом, независимо от применяемого способа бестраншейной прокладки трубопровода, является обеспечение и поверка заданного положения трубопровода в процессе его прокладки. Для обеспечения необходимого направления трубы используют вертикальные и горизонтальные рамы, устанавливаемые на дне рабочего котлована.
Основным оборудованием при проколе и продавливании труб являются направляющие рамы, гидравлические домкраты, нажимные патрубки, шомполы, наконечники, грунтозаборные ковши, транспортные устройства, пневмопробойники, насосы, компрессоры и т. п., а при горизонтальном бурении — установки, включающие двигатели внутреннего сгорания, шнеки, режущие головки и др.