6. Определение основных параметров технологии бестраншейной прокладки трубы-кожуха и выбор необходимого оборудования

Продавливание труб-кожухов в грунтовый массив возможно в том случае, если прикладываемое к их внешнему торцу статическое усилие, направленное вдоль оси перехода, превосходит силу сопротивления грунта внедрению трубы. Эта сила сопротивления представляет собой сумму двух сил: лобового и бокового сопротивлений. Лобовое сопротивление определяется сопротивлением выдавливания грунта концом трубы, которое зависит от угла внутреннего трения грунта и площади кольцевого сечения конца трубы.

Бокове сопротивление является силой трения, возникающей на контакте наружной поверхности трубы-кожуха и грунта. Для уменьшения бокового сопротивления между стенками скважины и трубой предусматривают образование в процессе прокладки радиального зазора. Это достигается тем, что наружный диаметр ножа устанавливают на 30 – 60 мм больше наружного диаметра трубы-кожуха. Однако, несмотря на такой прием, статическое усилие продавливания достигает значительных величин. На основе исходных данных задания определяем по опытным графикам величину статической силы, которая в данном случае составит 3000 кН. Используем для продавливания установку В-37, два гидродомкрата которой развивают суммарное усилие 3800 кН. В этом случае коэффициент запаса усилия составит 1,3. Рабочий ход штока установки В-37 составляет 1000 мм. Разработка и извлечение грунта из продавливаемой трубы-кожуха осуществляется ударно-вибрационным грейфером УВБ-9.

Технические характеристики ударно-вибрационного грейфера УВБ-9
Диаметр труб-кожухов, из которых извлекают грунт, мм	1020, 1220, 1420
Минимальный диаметр грунтозаборника, мм	920
Общая длина виброгрейфера, мм	3000
Мощность приводного электродвигателя, кВт	22
Частота колебаний вибрационного механизма, Гц	10
Масса виброгрейфера без грунта, кг	3500

Извлечение грунта ударно-вибрационными грейферами осуществляют периодически. При этом технологический цикл работы УВБ-9 включает горизонтальную установку виброгрейфера на плите в рабочем котловане перед прокладываемой трубой-кожухом; движение виброгрейфера по трубе и внедрение в грунт при включенном ударно-вибрационном механизме; извлечение виброгрейфера из трубы тяговым усилием лебедки; перенос виброгрейфера краном к месту разгрузки в вертикальном положении; разгрузку при включенном ударно-вибрационном механизме.

В состав установки В-37 входят нажимные патрубки длиной 1 м – два, а длиной 2, 3 и 4 м – по одному.

В рабочем котловане установку В-37 монтируют автокраном грузоподъёмностью 20 т в следующей последовательности: около упорной стенки устанавливают опорный башмак, вплотную к нему размещают блок гидродомкратов, а на его опорной конструкции укрепляют раму 2-барабанной электрической лебедки, затем на дно котлована укладывают направляющие рамы.

Первую секцию продавливаемой трубы-кожуха оснащают в области ножа оттяжным блоком, центрируют и фиксируют по оси перехода двумя парами центраторов. Затем производят вдавливание трубы до тех пор, пока давление рабочей жидкости в гидросистеме не достигнет 30 Мпа. После этого отводят центраторы, убирают нажимные патрубки, устанавливают направляющую раму на плиту для размещения виброгрейфера и запускают его в работу.

Применение горизонтального ударно-вибрационного грейфера УВБ-9 позволяет повысить производительность труда при извлечении грунта из труб-кожухов по сравнению с производительностью при ручной разработке – в 3 – 5 раз.