2.6. Закриті способи розробляння ґрунту
Закриті (безтраншейні) способи застосовують для прокладання футлярів трубопроводів під автомагістралями та залізничними шляхами. Трубні футляри прокладають такими основними способами: проколюванням, продавлюванням, горизонтальним бурінням, пневмопробиванням і щитовою проходкою.
Рис. 2.6. Закриті способи прокладання труб-футлярів у ґрунті: а -проколювання; б) продавлювання; в) горизонтальне буріння; L - хід штока, l - кріплення передньої стінки робочого котлована, 2-упор на задній стінці робочого котлована, 3-гідродомкрат, 4-шомпол; 5-труба; 6- конічний наконечник; 7-приямок для нарощення труби, 8-привод; 9-шнековий пристрій; 10-рама передачі тиску; 11-рейковий домкрат; 12-обертовий шпиндель; 13-різальна коронка; 14 - корита і приямок для пульпи; 15-різальний кільцевий ніж Проводячи роботи у водонасичених ґрунтах, попередньо понижають РГВ.
Проколюванням називають такий спосіб, за якого отвір для сталевої труби-футляра утворюється за рахунок радіального ущільнення ґрунту (рис.2.6). Проколюють ґрунт трубою-футляром за допомогою домкратів. Зусилля домкратів передається на задній торець сталевої труби через натискні патрубки, що мають вигляд фланцьованих відрізків труб відповідної довжини, яка дорівнює ходу штока домкрата.
Домкрат через натискний патрубок і підкладку тисне безпосередньо в торець труби. Після вдавлювання труби на довжину штока (наприклад, 1м) його повертають в початковий стан, а у звільнений простір вставляють другий натискний патрубок подвоєної довжини. Так за допомогою комбінації натискних патрубків завдовжки 1,2 м вдавлюють першу сталеву трубу. Потім до її торця приварюють другу трубу і далі процеси повторюють доти, доки проходка не буде доведена до проектної довжини.
Сьогодні для проколювання труб Dу<500мм широко застосовують гідравлічні домкрати. Для полегшення проколювання до переднього торця першої труби-футляра приварюють конічний наконечник, діаметр основи якого перевищує зовнішній діаметр заізольованої труби на 20...30мм.Способом проколювання можна Прокладати труби Dу<500мм у глинистих і суглинкових ґрунтах. Довжина проходки З0...40м,а для труб Dу=150...200мм-20...25м. Швидкість проходки з використанням потужних гідродомкратів становить 2...3м/год.
У пісках і супісках проколювання інколи неможливе. Тоді використовують вібраційне проколювання. Таким способом проколюють труби Dу<500мм, якщо довжина проходки до 50м. Швидкість її залежить від характеру ґрунту і діаметра труби та становить 20...60м/год. Труба входить в ґрунт під впливом ударних імпульсів в поєднанні з вдавлюванням за допомогою домкрата.
Продавлюванням називають такий спосіб проходки, за якого в ґрунт послідовно вдавлюються окремі сталеві труби, що з'єднуються зварюванням. Цим способом прокладають труби, діаметр яких 800... 1600мм і довжина до 60м, практично у будь-яких м'яких ґрунтах. Для зменшення зусиль, що необхідні для продавлювання труби, на її передньому кінці встановлюють кільцевий ніж.
Стінки робочого котлована закріпляють щитами з прорізами, а в мокрих ґрунтах шпунтовими щитами. У задньому торці котлована влаштовують упорну стінку для домкратів. На напрямні бруси вкладають першу ланку труби, яку вдавлюють в ґрунт на довжину ходу штока домкратів. Після повернення штока домкратів у початковий стан встановлюють натискні патрубки відповідної довжини. Розробляють ґрунт всередині вдавленої труби та видаляють його. Натискні патрубки міняють доти, поки всю трубну ланку не вдавлять у ґрунт. Потім на напрямні бруси вкладають наступну трубну ланку і приварюють її до торця попередньої труби. Далі продавлювання повторюють. Ґрунт в трубі розробляють вручну або механізованим способом (за допомогою шнекової установки, гідромеханічним способом тощо).
Для горизонтального буріння свердловини в робочому котловані монтують бурову установку з трубою-футляром, яка поступово переміщається вслід за буровою фрезерною головкою. Діаметр бурової головки на 50...70мм більший від діаметра труби-футляра. За невеликої довжини переходу футляр може бути зварений завчасно повністю; якщо довжина велика, його нарощують, зварюючи трубні ланки. Розбурений ґрунт переміщається всередині труби-футляра за допомогою шнека.
Пневмопробивання свердловин виконують за допомогою самопересувної пневматичної машини віброударної дії. Корпус машини є робочим органом, що утворює свердловину. Ударник під дією стисненого повітря зворотно-поступально рухається і наносить удари по передньому внутрішньому торцю корпуса, забиваючи його в ґрунт. Пневмопробивач дає змогу проходити свердловини завдовжки до 50м для трубопроводів, діаметр яких до 300мм. Щитовою називають підземну проходку, коли розробляють ґрунт і влаштовують стінки тунелю під захистом циліндричної металевої оболонки-щита круглого перерізу, діаметр якого 2, 2,5 і 3,6м.