3.2.3 Видалення валунів

Усі великі каміння та валуни необхідно прибирати зі смуги будівництва. В залежності від умов залягання та розмірів каміння і валунів використовують бульдозери, але перед тим каміння та валуни дроблять вибухом і після цього переміщують бульдозером.

Підривають валуни накладними або шнуровими зарядами.

Як правило, накладні заряди не використовуються при поверхневому заляганні каміння. Вибухову речовину (ВР) укладають безпосередньо на камінь і обсипають легким ґрунтом (рис.3.5).

1 – бікфордів шнур; 2 – заряд; 3 – амонал; 4 – ґрунт

Рисунок 3.5 – Підривання валунів

Шпурові заряди використовують в тих випадках, коли камінь більшою своєю частиною залягає у ґрунт.

Розхід ВР на 1м³ накладних зарядів залежить від міцності породи та вибирається в залежності від величини розмірів обламків після вибуху (табл. 3.2).

Таблиця 3.2 – Розхід вибухової речовини при роздробленні

валунів зовнішніми зарядами

	Розхід ВР на 1м3 породи, кг
	при довжині ребра каміння після зриву 0,5 – 0,6 м	при довжині ребра каміння після зриву 0,7 м
V – VII	1,3 –1,1	0,8
VIII – X	1,5 –1,3	1,0
XI – X III	1,8 –1,6	1,2
XIV – X VI	2,2 –1,8	1,5

При вибуху зарядів у шпурах, величина заряду визначається із розрахунку 0,15-0,3 кг на 1 м³ породи.

Після закінчення вибухових робіт роздроблене каміння та валуни прибирають бульдозером.

0. 3.3 Планування будівельної смуги

1. Спорудження полиць і під’їздів

Планування будівельної смуги проводиться після розчистки її від лісу, пнів та каміння з метою полегшення будівельних робіт на трасі, а також щоб запобігти лишнім переламам поздовжнього профілю для траншеї та зберігання її постійної глибини.

Попереднє планування особливо важливе при копанні траншеї роторними екскаваторами, так як у іншому випадку дно траншеї буде мати усі нерівності поверхні ґрунту.

Для планування траси, як правило, використовують бульдозери. Ґрунт, зрізаний з локальних підвищень, переміщують, при необхідності, у спеціально відведені місця. Якщо зрізаного ґрунту не вистачає для засипання глибоких ям, приходиться використовувати ґрунт із бокових резервів.

На косогорах попередньо підготовлюють смугу шириною, достатньою для переміщення та роботи землерийних, ізоляційних та транспортних машин.

Максимальна ширина смуги для укладання трубопроводу визначається виходячи із того, що траншея знаходиться у материковому ґрунті (у межах напіввиїмки), що всі земляні роботи виконуються тільки механізовано і гусениці механізмів (бульдозер, екскаватор, і. т. д) розташовуються не ближче 0,5 м від бровки траншеї.

Максимальну ширину полиці визначають за формулою:

( 3.1 )

де В – ширина полиці в м; с – ширина берми для розміщення ґрунту виритого із траншеї в м; h – глибина траншеї в м; n – крутизна відкосів; d – ширина дна траншеї в м; – ширина ходу гусеничного трактора в м;

Нахил відкосу і насипу h залежать від категорії і якості ґрунта і приймається:

а) для напівнасипу:

• при скальних трубах – 1:0,75

• при щебеневих та каменистих – 1:1;

• при щільних ґрунтах – 1:1,5

б) для напіввиїмки:

• для скальних ґрунтів, що вивітрюються – 1:0,1;

• для скальних ґрунтів, що вивітрюються, схильних до осипання та сповзання – від 1:0,5 до 1:0,2;

• в щебенистих глинах – від 1:1до 1:0,5.

На косогорах для доставки секцій труб до місця монтажу через 200-300 м по дну полиці установлюються роз’їзди шириною 12-14 м і довжиною не менше 15 м.

Для облаштування полиць з переміщенням ґрунту у відвал використовують одно ковшеві екскаватори з прямою лопатою чи бульдозери (рис. 3.6).

Рисунок 3.6 – Розробка пів виїмок

При облаштуванні полиць типу напіввиїмка-напівнасип (рис.3.7, а) необхідно перевірити стійкість насипу на косогорах.

Рисунок 3.7 – Розрахункові схеми

Кількість полиць перевіряють за формулою:

, (3.2)

де Q – вага 1м насипу, Н; f – коефіцієнт тертя ґрунту насипу по ґрунту косогору; – кут між площиною ковзання насипу полиці і горизонтом; q_c – сила щеплення між ґрунтом насипу і ґрунтом косогору Н/м² ; L – ширина основи насипу, м;

Перевіряється також стійкість відкосів насипу і виїмки. Крутизна відкосів (рис. 37, б) задається умовою

. (3.3)

Стійкість відкосів характеризується коефіцієнтом k, який визначається за формулою

,

де – момент стримувальних сил; – момент зсувних сил.

Момент зсувних сил визначається як сума моментів сил, що діють на вертикальних площинах, тобто моментів від ваги окремих елементів ґрунтового масиву (рис. 3.7, г):

, (3.4)

де – сила, що діє по вертикальній площині, тобто вага окремих елементів ґрунтового масиву; ; , . . . – плечі сил; – радіус відсіченої частини ґрунту, що розглядається як тверде тіло; – кут між нормаллю до поверхні ковзання і вертикальною поверхнею

Силами, що утримують кожен елемент ґрунту є сили тертя, що дорівнюють нормальній складовій ваги елементу N, помноженій на коефіцієнт внутрішнього тертя ґрунту , тобто:

. (3.5)

і сили щеплення

, (3.6)

де – сила питомого щеплення ґрунту; – загальна площа ковзання всього виділеного ґрунтового масиву.

Момент утримувальних сил визначається як сума моментів сил тертя, що діють у площині ковзання

де – сила, що діє по вертикальній площині, тобто вага окремих елементів ґрунтового масиву;– – кут між нормаллю до поверхні ковзання і вертикальною поверхнею; , … – площі поверхні ковзання виділених елементів.

Якщо ґрунт неоднорідний, то для кожної її частини і буде різним.

Стійкість ґрунтового насипу можна визначити з наступних умов. Сили, що діють на масив вище від площини обвалу АВ (рис. 3.7, с), у тому числі і ваги ґрунтового масиву , розкладемо на складові: – нормальну до площини АВ і дотичну до неї . Суми всіх дотичних сил позначимо ∙

Сила намагається викликати зміщення масиву по площині АВ. Цьому зміщенню перешкоджає стримуюча сила , що направлена протилежно до . Утримуюча сила чисельно рівна сумі сил тертя і сил зчеплення ґрунту ,

, (3.7)

де f_і – коефіцієнти внутрішнього тертя , – питоме зчеплення ґрунту по площині АВ; – довжина площини зчеплення у напрямку дії сили Т.

Коефіцієнт стійкості рівний

. (3.8)

Якщо зчеплення по всій площині рівномірне і однакове, то .

Через точку А можна провести нескінченну кількість прямих АВ з різним кутом нахилу а до горизонту (рис. 3.7, д). Масив буде стійким проти зміщення його по площині, що проходить через точку А, коли при якому не будь визначеному значенні а=а_0,, що називається критичним кутом, коефіцієнт буде мати мінімальне значення.

Задаючись різними значеннями кута і положенням площин АВ, АВ₁, АВ₂, знаходимо відповідні їм значення , за якими ми будуємо криву , і дальше визначаємо, при якому значенні а=а₀ буде (рис. 3.7, е).

На прямолінійному відкосі з однорідного ґрунту з рівномірно розподіленим навантаженням Р на призму обвалювання АВД діє вага призми і рівномірно розподілене навантаження (рис. 3.7, ж).

Площа трикутника АВД буде:

. (3.9)

Вага призми обвалювання

, (3.10)

де – об’ємна вага ґрунту.

Довжина відрізка ВД

. (3.11)

Рівномірно розподілене навантаження по довжині

. (3.12)

Загальне навантаження на 1 м довжини площини обвалювання

. (3.13)

Нормальна до площини АВ складова сили рівна

. (3.14)

Тангенціальна складова тієї ж сили, що намагається зрушити призму обвалювання

. (3.15)

Тангенціальними силами, що опираються зсуву, будуть

. (3.16)

Тоді коефіцієнт стійкості буде:

. (3.17)

Для загального випадку, коли рівнодіюча всіх сил, що діють на площину АВ (рис. 3.7, г) буде рівна і буде мати кут з вертикаллю , то коефіцієнт стійкості

. (3.18)

Якщо ґрунт, що складає масив, неоднорідний, то масив розтинають вертикальними перерізами на ряд елементів і визначають сили, що діють на границях кожного елементу. Границі елементів вибирають виходячи з того, щоб в межах кожного елементу кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення по поверхні зміщення були постійними. Тангенціальні складові і визначаються для кожного елементу. В цьому випадку коефіцієнт стійкості буде рівним:

. (3.19)

в) Облаштування тимчасових доріг

Тимчасові дороги необхідні для руху по трасі транспортних засобів та будівельних механізмів. Будівництво тимчасових робіт вздовж траси ведеться з дотриманням технічних умов на дороги.

Земляні роботи з спорудження тимчасових доріг виконують, як правило, бульдозерами, грейдерами і екскаваторами. Для доставки привозного ґрунту використовують самоскиди.

Тимчасові дороги будують одночасно з плануванням та профілюванням смуги відводу.

В пересіченій місцевості при спорудженні тимчасових доріг, зрізують горби та підсипають яри для вирівнювання місцевості.

В ґрунтах, що мають здатність забезпечувати безперешкодний прохід вантажних автомобілів, тимчасові дороги облаштовують на рівні землі.

При прокладанні тимчасових доріг через болота із слабким покриттям, де неможливо пройти машинам та механізмам, споруджують лежневі дороги.

В умовах Сибіру для підвищення несучої здатності тимчасових доріг в зимовий час використовують заморожування полотна дороги.

Розміщують тимчасові дороги паралельно до осі трубопроводу на відстані 5-6 м від траншеї з шириною проїзної частини не менше 3,5-4м.

У гірській місцевості та при перетинанні трасою трубопроводу складних перешкод, тимчасові дороги прокладають по об’їздах.

Продуктивність грейдера П у зміну при різанні та переміщенні ґрунту обчислюється за формулою:

, ( 3.20

де Т – тривалість зміни в год.; К_В – коефіцієнт використання часу в зміну, рівний ; V – об’єм призми ґрунту, переміщений відвалом за один робочий хід, м³; t – час робочого циклу, год.; К_Р – коефіцієнт рихлості ґрунту в призмі, рівний .