книги из ГПНТБ / Баришполов В.Ф. Строительство наружных тепловых сетей

В настоящее время для понижения уровня грунто­ вых вод используют легкие иглофильтровые установки типа ЛИУ и эжекторные иглофильтры типа ИЭ.

Легкие иглофильтровые установки ЛИУ-2, ЛИУ-3, ЛИУ-5 (рис. 10) состоят из иглофильтров, всасываю­ щего коллектора и насоса. Иглофильтрами являются ко­ лонны труб, к нижнему концу которых присоединены

фильтровые звенья (рис. 11). Надфильтровые трубы входят в общую длину иглофильтра. Увеличивая или уменьшая количество надфильтровых труб, можно ме­ нять длину иглофильтра. Верхняя часть иглофильтра глухая, нижняя — перфорированная, оборудованная фильтрационной сеткой. Всасывающим коллектором

60

служит трубопровод, соединяющий все иглофильтры (установленные в рабочее положение) с насосом, отка­ чивающим грунтовую воду, поступающую через филь­ тровые звенья в иглофильтры и коллектор.

Иглофильтры (согласно проекту на водопонижение) могут быть установлены с одной или с двух сторон тран-

▲

Рис. 12. Эжекторный иглофильтр

/ — фильтровое звено; 2 — грунтовая вода; 3 — вход­ ное окно: 4 — насадка; S — камера смешения; 5 — гор­ ловина; 7 — диффузор; 8 — наружная колонна из труб: 9 — внутренняя колонна из труб; 10 — рабочая вода; 11 — сливная труба; 12 — смесь рабочей и грунтовой воды

ю/'Уш 1

шеи. Каждый иглофильтр имеет кран, что позволяет отключать отдельные иглофильтры, не прерывая рабо­ ты всей установки. Водопонизительная установка дол­ жна работать постоянно в течение всего периода про­ изводства строительно-монтажных работ, поскольку пе­

61

рерыв в ее работе приводит к повышению уровня грун­ товых вод и затоплению траншеи.

Если в легких иглофильтровых установках грунто­ вая вода откачивается самовсасывающими насосами, установленными на поверхности земли, то в эжектор­ ных иглофильтрах (рис. 12) она откачивается эжекто­ рами (водоструйными насосами), расположенными внут­ ри иглофильтра. Эжектор приводится в действие водой, поступающей через распределительный трубопровод от насоса, установленного на поверхности земли.

При понижении уровня воды на небольшую глуби­ ну и при небольших притоках воды применяют установ­ ки ЛИУ-2 и ЛИУ-3, при необходимости обеспечить бо­ лее повышенную производительность—ЛИУ-5. Эжек­ торные иглофильтры предназначены для вакуумирова­ ния скважин водопонижения на глубину более 4—5 м в слоях грунта с небольшим коэффициентом фильтра­ ции при откачке газонасыщенных грунтовых вод и близ­ ком (от дна траншеи) залегании водоупора. При глу­ бинном водопонижении могут быть использованы одно­ временно и иглофильтровые установки, и эжекторные иглофильтры.

Количество иглофильтров, насосов и длина всасыва­ ющих коллекторов определяются в зависимости от ша­ га между иглами и от притока воды, который, в свою очередь, зависит от глубины понижения уровня грунто­ вых вод, коэффициента фильтрации, размеров осушае­ мой зоны, времени откачки, мощности водоносного слоя, расстояния от источника, питающего водоносный слой,

ит. д.

Вотдельных случаях производят комплексную . от­ качку воды. Такая необходимость, в частности, возни­ кает при щитовой проходке, когда наряду с глубинным водопонижением используется открытый водоотлив из шахт в связи с наличием тонких обводненных прослоек песка среди моренных суглинков. Щитовая проходка в подобных условиях должна производиться с большой осторожностью. Грунт разрабатывается непрерывно и только под защитой режущей части щита.

Противопаводковые работы. На время паводка при­ нимается ряд предупредительных мер по защите тран­ шей от воды. В строительных организациях создаются комиссии для организации противопаводковых работ и контроля за ними.

62

На участках предполагаемых мест затопления уста­ навливают дополнительные насосы. Смонтированные, но не находящиеся в эксплуатации теплопроводы дол­ жны быть наполнены водопроводной водой или водой от источника тепла. В противном случае при затоплении траншей они всплывут, что может привести к разруше­ нию неподвижных опор и поломке установленного на теплопроводе линейного оборудования. К наступлению паводка места входа теплопроводов в подвалы должны быть герметично заделаны во избежание затопления подвалов. Основание траншей, подготовленное к строи­ тельству канала, необходимо защитить от возможных обвалов грунта — для. этого к началу паводка должны быть установлены стенки канала.

Во время паводка устанавливается ежедневный над­ зор за состоянием тепловых сетей, находящихся в ста­ дии строительства и законченных строительством. Конт­ ролю подлежат откосы траншей, вырытых в зимний пе­ риод, отвод и откачка воды и прочие работы.

3. Земляные работы в зимних условиях

Мерзлые грунты по твердости и трудности разработ­ ки приравниваются к скальным грунтам. При значи­ тельной глубине промерзания перед выемкой грунт при­ ходится предварительно разрыхлять или оттаивать (ото­ гревать).

Применяемые до сих пор методы разработки мерз­ лых грунтов еще недостаточно эффективны. Перелопа­

во времени, и дорогостоящие. К тому же многие из этих методов неприменимы в городских условиях.

Подготавливать грунты к зимним работам можно различными способами предохранения их от промерза­ ния. Выбираются эти способы в зависимости от сроков выполнения земляных работ, размеров площадей, наме­ чаемых к разработке, и наличия местных утеплительных материалов. Возможно и рыхление грунта в предзимний период (вспашкой или перелопачиванием) с последую­ щим утеплением мест рыхления.

Производительность земляных работ зимой ниже производительности разработки грунтов в летний пери-

63

од, поэтому в зимних условиях объем земляных работ желательно уменьшать, если нельзя их избежать. Осо­ бенно это относится к малоснежным районам, в которых,

зимнее время, то траншеи и котлованы следует отры­ вать непосредственно перед укладкой теплопровода.

В черте города нельзя надолго оставлять открыты­ ми траншеи и котлованы, но в полевых условиях это вполне возможно. Основание траншеи, которое по усло­ виям производства остается продолжительное время открытым, необходимо предохранять от промерзания, При разработке траншеи следует ее основание не дово­ дить на 10—20 см до проектных отметок, а затем утеплять основание опилками, матами из минеральной ваты, тор­ фом или другим каким-либо теплоизоляционным мате­

несущей способности, что впоследствии при оттаивании может привести к неравномерной осадке основания, на­ рушению строительных конструкций и прогибу тепло­ проводов. Основание из гравелистых и песчаных грун­ тов можно не утеплять, поскольку при промерзании и

^оттаивании эти грунты не подвержены пучению и, следо­ вательно, основание не деформируется.

Глубина промерзания грунта зависит от протяженно­ сти зимнего периода, температуры наружного воздуха, силы ветра, толщины снегового покрова, характера есте­ ственного или искусственного покрова (трава, дорожные одежды и пр.), теплопроводности и влажности грунта, уровня грунтовых вод.

При промерзании грунта на глубину 0,25—0,4 м мо­ жно вынимать грунт экскаватором без предварительно­ го рыхления или оттаивания. При большей глубине про­ мерзания грунт разрыхляют следующими способами:

1) механическим (машинами и приспособления­ м и)— клином дизель-молота, навешиваемым на экска­ ватор, на трактор или на тракторный погрузчик; экска­ ваторами, оборудованными барами с резцами; земле­ ройно-фрезерными машинами;

2) механизированным — отбойными молотками, рабо­ тающими от компрессора; электромолотками;

64

3) взрывным — различными ВВ (преимущественно

аммонитами); 4) вручную: ломами; кувалдами с клином.

Механический способ рыхления эффективен и эко­ номичен, но возможность его использования в город­ ских условиях исключена или ограничена. При рыхле­ нии ударами падающих тяжелых грузов куски асфальта, бетона и мерзлого грунта разлетаются на расстояние около 50 м. Кроме того, не всегда допустимо сотрясение грунта вблизи домов и над подземными сооружениями и коммуникациями.

Разработка грунта отбойными молотками, работаю­ щими от компрессора, и электромолотками приемлема, но не столь эффективна, как механическое рыхление, и применяется при небольших объемах работ в легких и средних грунтах.

Взрывной способ пригоден только в полевых усло­ виях. Если неподалеку от места взрыва находятся зда­ ния, на пути разлетающегося мерзлого грунта, асфаль­ та и т. п. устанавливают защитные приспособления.

Ручная разработка грунта безопасна, но трудоемка' и непроизводительна.

Если нет механического оборудования и механизиро­ ванных инструментов, или условия работ таковы, чтонет места для установки механизмов, или объем земля­ ных работ незначителен, или в месте производства рйбот уложены подземные коммуникации и сооружения, кото­ рые могут быть повреждены при ударах, производится оттаивание (отогрев) грунта, в основном поверхностным и глубинным способами. Выбор способа зависит от раз­ личных условий: глубины промерзания, степени влаж­ ности грунта и способа его разработки, наличия средств оттаивания, местоположения проектируемой трассы теп­ ловых сетей и т. д.

При поверхностном оттаивании на открытой поверх­ ности грунта сжигают под коробами жидкое, твердое или газообразное топливо; либо на отогреваемую поверхность укладывают горячий песок, покрытый сверху теплоизоли­ рующим материалом. Тепло распространяется постепен­ но с поверхности земли на глубину оттаивания.

Интенсивность отогрева обеспечивается температур­ ным режимом установки во время ее работы.

Для отогрева применяют короба (сегменты), прогре­ ваемые дымовыми газами; установки, работающие на

жидком топливе; газовые горелки, подключаемые к сети или к баллонам сжиженного газа.

В случае промерзания на большую глубину грунт отогревают дымовыми газами в несколько приемов (обычно за два раза). На очищенную от снега поверх­ ность устанавливают короба и засыпают их грунтом или шлаком. В зависимости от требуемой ширины отогрева короба устанавливают в один или несколько рядов. Сна­ чала отогревают верхнюю зону промерзания, затем грунт выбирают и отогревают оставшийся промерзший слой.

Для оттаивания грунта горячим песком применяются речные и горные пески любого гранулометрического со­ става. Песок нагревают до рабочих температур в сушиль­ ном отделении смесителя свободного перемешивания или в сушильном барабане смесителя принудительного перемешивания. Температура песка при выходе из сме­ сителя должна быть 200—250° С, а при доставке его к месту прогрева мерзлого грунта — не менее 180° С. По­ ставляется песок к месту работ в автомобилях-самосва­ лах, сопровождаемых паспортом, в котором указывается

бителя, температура песка при выходе из смесителя, вес отгружаемого песка и его назначение.

ваемых электротоком; паровых, водяных или электриче­ ских игл) распространяется в грунте одновременно по всей глубине оттаивания.

(рис. 13), представляющие собой трубку диаметром ІЗиш и длиной U 55 мм, внутри которой помещена нихромовая спираль. Пространство между спиралью и вну­ тренней поверхностью трубки заполнено порошком пла­ вленой окиси меди—периклазом. Мощность нагревателя 1 кет, напряжение 220 в, температура нагрева поверхно­ сти 400—700° С. Гарантийный срок службы электрона­ гревателя— 3000 ч.

Порядок работ по отогреву грунта ТЭНами следую­ щий (рис. 14). Место отогрева очищают от снега и нале­ ди, огораживают и устанавливают предупредительные знаки. Затем размечают места для бурения шпуров. Ко-

60

личестізо шпуров для ТЭНов зависит от размера ото­ греваемой поверхности и от категории грунтов. После разметки мест бурят шпуры, устанавливают ТЭНы и утепляют подготовленную площадку (опилками, де­ ревянными стружками и пр.). Отогрев производится

Рис. 14. Размещение ТЭНов при отогреве грунта для разработки траншей

/ — ТЭНы, установленные в шпурах; 2 — теплоизоляция; 3 — зона оттаивания

двумя циклами, в каждый из которых входит 8-часовой прогрев ТЭНами и 4-часовое термосное выдерживание при отключенных нагревателях.

В зависимости от ширины отогреваемых траншей ТЭНы устанавливают в один или несколько рядов. Рас­ стояние между рядами принимается 0,8 м, расстояние между ТЭНами в ряду — 0,9—2 м. Производить отогрев следует в несколько захваток, чтобы одни и те же ТЭНы использовать на разных участках отогреваемой тран­ шеи — во время отогрева на первом участке бурят шпуры на втором. До установки ТЭНов шпуры закрывают дере­ вянными пробками.

4. Контроль качества земляных работ

При разработке траншей и котлованов контролю подлежат в основном следующие земляные и связанные с ними работы: 1). разработка траншей и котлованов;

2) крепление траншей и котлованов; 3) установка вре­ менных пешеходных и проезжих мостов; 4) укладка дре­ нажа, водоотлив и водопонижение, замораживание грун­ тов, противопаводковые мероприятия; 5) засыпка тран­ шей и котлованов; 6) планировка поверхности земли над тепловыми сетями.

От качества выполнения земляных работ зависит во многом и качество последующих работ: каменных, бе­ тонных, железобетонных, монтажно-сварочных и др. По­ мимо того, земляные работы, выполненные в полном со­ ответствии с действующими правилами, обеспечивают сохранность всех подземных сооружений и коммуника­ ций, пересекаемых теплопроводом или расположенных в непосредственной близости от него. В городских усло­ виях качество земляных работ в этом отношении приоб­ ретает особое значение ввиду насыщенности подземного хозяйства города всякого рода сооружениями и комму­ никациями.

Хорошо выполненные траншеи и котлованы облег­ чают строительство каналов, коллекторов, создают ус­ ловия для безопасного производства работ.

Контроль и надзор за земляными работами вблизи зеленых насаждений, в местах с бетонным, асфальтовым или каким-либо другим покрытием сводит к минимуму затраты на восстановительные работы. Контроль и над­ зор за разработкой траншей и котлованов, а следова­ тельно, сохранение их конструктивных размеров и про­ ектного направления не допускают неоправданного пере­ расхода средств и способствуют выполнению работ в заданные сроки. При разработке траншей с откосами угол откоса проверяют металлическим или деревянным шаблоном.

Уклоны дна траншеи (как и уклоны бетонной, желе­ зобетонной подготовки и трубопроводов) контролируют во время производства работ с помощью нивелира, обносок и визирок. Одна обноска относительно другой устанавливается с превышением согласно проекту. Поло­ жение обносок периодически проверяется. Визирки кре­ пят на обносках строго вертикально. Длина всех укреп­ ленных на обносках визирок должна быть одинаковой. Работа производится с использованием ходовой кон­ трольной визирки.

Контроль за уплотнением грунта в местах засыпки траншей и котлованов в значительной мере исключает

68

проникание поверхностных и ливневых вод к строитель­ ным конструкциям и в канал к трубам и, таким образом, влияет на увеличение продолжительности эксплуатации конструкции теплопроводов, уложенных в земле.

Качество работ зависит и от правильной организации строительства, следовательно, за технологической по­ следовательностью работ должен вестись постоянный контроль.

При разработке траншей и котлованов очень важен контроль за работой экскаватора. Движение экскавато­ ра при разработке траншей и котлованов согласно раз­ бивочнойоси, а также соблюдение заданных конструк­ тивных поперечных размеров траншей обеспечивают хорошее качество монтажа теплопроводов. Если же экс­ каватор передвигается с отклонениями от разбивочной оси и искажает поперечные размеры траншей, усложняются условия монтажа теплопроводов и ухудшается качество их прокладки, приходится производить дополнительные работы, кроме того, экскаватор может повредить подзем­ ные и надземные сооружения. Следует отметить, что если траншея вырыта с отступлением от проекта (и в таком виде ее нельзя оставить для монтажа теплопрово­ дов), исправления могут значительно увеличить стои­ мость тепловых сетей. Выправить экскаватором тран­ шею, вырытую с большими отклонениями, не всегда воз­ можно. И тем не менее в практике все еще нередки случаи, когда направление разработанной траншеи не соответствует разбивочной оси. Но, если незначительные отклонения можно допустить, то большие отклонения приводят к тому, что строительные конструкции, ограж­ дающие теплопровод, и сам трубопровод приходится ук­ ладывать с изломами, а такая укладка нежелательна или вообще недопустима (например, при изломах тру­ бопровода на прямом участке между двумя неподвиж­ ными опорами и сальниковыми компенсаторами, уста­ новленными у одной из опор). В городских условиях траншея, вырытая с отклонениями от разбивочной оси, а следовательно, и уложенный в ней теплопровод зани­ мают большую полосу, тем самым затрудняя в будущем параллельную прокладку других коммуникаций.

Отклонения от разбивочной оси приводят к необхо­ димости выравнивать траншею вручную (в тех случаях, конечно, когда это оправдано), т. е. выполнять трудоем­ кие работы, вызванные некачественной разработкой

69