книги из ГПНТБ / Производство работ по строительству аэродромов

Основным способом уплотнения в данном случае является укат­ ка катками на пневматических шинах. Однако это не исключает применения всех имеющихся средств уплотнения и широкого ис­ пользования для предварительного уплотнения землеройно-транс­ портных машин.

Производство работ в зимнее время не отличается от обычных условий (см. § 9). Однако, если летное поле предполагается экс­ плуатировать при устойчивых морозах, то нормы плотности в зоне промерзания могут быть снижены, так как мерзлый грунт обладает высокой прочностью (8—12 кг/см2). Вместе с тем может допу­ скаться повышенное содержание мерзлых комьев.

Работам по отсыпке насыпей должны предшествовать размини­ рование и разграждение участка (см. главу XXIII). Если имеет ме­ сто заражение БРВ, то отсыпка первого слоя должна производиться обязательно по методу наступления, так как при этом движение ма­ шин осуществляется по участкам, уровень радиации на которых был снижен за счет ранее отсыпанного слоя грунта.

7

ГЛАВА VI

ГИДРОМЕХАНИЗАЦИЯ ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ НА ЛЕТНОМ ПОЛЕ

1. Общие понятия и условия применения гидромеханизации

Под гидромеханизированными земляными работами понимаются такие работы, в которых все или часть процессов, связанных с раз­ работкой, перемещением и укладкой грунта, совершаются с по­ мощью воды.

Смесь воды с грунтом, получающаяся при гидромеханической разработке, называется пульпой. С физической точки зрения она является дисперсной системой, у которой дисперсионная среда — несущая жидкость, а дисперсная фаза — частицы грунта. Конси­ стенцию пульпы выражают либо отношением 1 : п, показывающим, что нд единицу грунта приходится п единиц воды, либо в процен­ тах.

Консистенция пульпы существенно влияет на производитель­ ность и стоимость гидромеханизированных работ. Поэтому необхо­ димо стремиться к максимально возможному повышению конси­ стенции пульпы и к обеспечению ее равномерности.

В результате применения гидромеханизации достигается высо­ кая производительность-при,незначительных затратах труда, а так-

91

Жё обеспечивается требуемое качество Намываемых насыпей. Вме­ сте с тем для эффективного применения гидромеханизации необхо­ димо иметь .значительное сосредоточение земляных работ и нали­ чие сравнительно мощных источников электроэнергии и водоснаб­ жения. .Без этого гидромеханизация делается экономически неце­ лесообразной.

Средствами гидромеханизации можно производить разработку выемок в несвязных и связных грунтах, за исключением глинистых и скальных грунтов. Однако для намыва насыпей следует исполь­ зовать только несвязные грунты из песчаных и песчано-гравийных карьеров. Связные грунты вследствие низкой фильтрационной спо­ собности длительное время дают неравномерные осадки.

В условиях аэродромного строительства гидромеханизация зем­ ляных работ оказывается рациональной:

а) при возведении больших по объему насыпей; б) при разработке крупных выемок и резервов; в) при выторфовывании; г) при вскрышных работах на карьерах;

д) на дноуглубительных работах при строительстве гидроаэро­ дромов, а также при возведении их береговых участков;

е) для транспортировки грунта, разработанного землеройными машинами (например, экскаваторами).

2. Разработка грунта

Разработка грунта средствами гидромеханизации осущест­ вляется в забоях, находящихся под водой, а также в сухих забоях. В первом случае разработка осуществляется плавучими или пере­ движными з е м л е с о с н ы м и с н а р я д а м и. Во втором — г и д ­ р о м о н и т о р а м и .

Плавучий землесосный снаряд разрабатывает грунт под водой специальным рыхлителем фрезерного типа, засасывая образовав­ шуюся пульпу при помощи землесоса, всас которого размещен вну­ три рыхлителя (рис. 35).

Землесос подает пульпу в трубопровод, по которому осущест­ вляется транспорт грунта к месту укладки. Начальный участок это­ го трубопровода монтируется на понтонах.

Глубина подводных забоев, разрабатываемых земснарядами, достигает 10 ж и более. Ширина забоя может быть определена по схеме работы земснаряда (схемы папильонирования), представ­

92

где R — расстояние в плане от папильонажной сваи до всаса при заданной глубине разработки в м. Шаг земснаряда

где Ь — расстояние между папильонажными сваями в м.

а)

Рис. 35. Схемы разработки грунта землесосными снарядами: а) разрез; б) план; в) последовательность установки папильонажных свай (схема папильонирования); /-фреза-разрыхлитель; 2—рама рыхлителя с всасывающим устройством; 3—корпус и надстройка землесосного снаряда; 4—папильонажные сваи; 5—понтоны для плавучего трубо­ провода; 6—откос подводного забоя; 7 —откос надводного забоя; 8—папильонажные тросы; последовательность уста­ новки папильонажных свай обозначена на схеме папильо­ нирования порядковыми номерами (Г, 2', 3 '...)

Необходимая часовая производительность земснарядов по пульпе Q„ мл!час определяется по формуле

о) _

94

установленный на кровле забоя, ведет общий смыв грунта сверху вниз. Ввиду того, что в данном случае грунт размывается в нена­ рушенном состоянии, расход воды увеличивается.

Применение попутного забоя ограничивается, главным образом, вскрышными работами и разработками забоев малой высоты.

По мере размыва грунта расстояние от забоя до гидромонитора увеличивается, в результате снижается-размывающая способность

95

струи воды. Поэтому гидромониторы нуждаются в периодической передвижке. Вначале они должны располагаться возможно ближе к забою, но с достаточной гарантией безопасности при обрушении стенки забоя. Характер этого обрушения зависит от свойств грун­ тов (лессы падают стеной, а глины, супеси и пески сползают). П. П. Дьяков рекомендует минимальные расстояния до забоев (в метрах) определять по формуле

пора у насадки и ее диаметра. Необходимо учитывать, что струя воды постепенно насыщается воздухом, расслаивается, разби­ вается на отдельные капли и теряет размывающую способность. Этот процесс происходит тем быстрее, чем выше начальная ско­ рость струи и чем меньше ее диаметр. Поэтому гидромониторы необходимо выбирать с насадками 'наибольшего диаметра и с возможно минимальными напорами. Однако величина последних

Расстояние, на которое осуществляется передвижка, назы­ вается шагом гидромониторов. При средней высоте забоя в 4—5 л* шаг равен примерно высоте забоя, т. е. передвижка осущест­ вляется каждый раз, когда

96

Чтобы не прекращать разработку во время передвижек, впереди основных установок размещают резервные, включаемые в работу при передвижках основных.

Участки работ разбиваются на забои с таким расчетом, чтобы получить уклоны, достаточные для стока пульпы (см. таблицу 24). Чрезмерное увеличение уклонов приводит к оставлению больших объемов неразработанного грунта.

Повышение консистенции пульпы, а следовательно, и произво­ дительности установки может быть получено в результате предва­ рительного рыхления грунта в забое при помощи воды или взрыв­ ным способом.

Рыхление действием воды заключается в том, что последняя под

вляется по мере размыва грунта. В результате водоиасыщения об­ разуется трещина, и грунтовая призма опрокидывается или спол­ зает на подошву забоя. Грунт при этом разрыхляется, что позво­ ляет повысить консистенцию пульпы примерно в 2—3 раза. Приме­ няется данный способ при разработке связных грунтов, если высота забоя больше 4 м.

На малосвязных и лессовидных грунтах более эффектным яв­ ляется предварительное безнапорное затопление площадей размы­ ваемых массивов, в которых заранее пробуриваются скважины не­ большого диаметра.

Рыхление взрывами применяется при разработке плотных грун­ тов. Величина зарядов подбирается так, чтобы только обрушить стенку забоя.

Если известны объемы работ и технические характеристики гид­ ромониторов, которые будут применяться на разработке, то необхо­ димая часовая производительность и количество гидромониторов

вляется от передвижных или стационарных насосных станций по

источника больше расхода, необходимого для разработки н транс­ портирования грунта. Насосная станция при этой схеме устанавли­ вается у источника.

2. С х е м а в о д о с н а б ж е н и я - с к р у г о о б о р о т о м , когда дебит источника недостаточен для покрытия расхода установок. В этом случае осветленная вода с мест отвала вновь используется для питания мониторов, а за счет источника покрываются только потери при [кругообороте (для связных грунтов 15—20% и для не­ связных 5—7% от общего потребления).

Насосная станция при данной схеме располагается у водоисточ­ ника, если в него производится сброс осветленной воды или у от­ стойного бассейна. В последнем случае, у водоисточника находится

только низконапорная насосная станция, компенсирующая ' потери при кругообороте.

Определение расхода воды и гидравлический расчет сети вы­ полняются обычными способами. При этом величина полного на­ пора складывается из требуемого напора у насадок, геометриче­ ских высот подъема и всасывания, а также потерь в водоводе, вса­ сывающем трубопроводе и гидромониторе.

Рис. 38. Схемы частичной гидромеханизации:

а) разработка грунта драглайном с последующим размывом гидромонитором; б) разработка грунта экскаватором с после­ дующим размывом в бункере-смесителе;

У—экскаватор; 2—гидромонитор; 3—разработанный экскава­ тором грунт; 4—забой; 5—зумпф; б—землесосная установка; 7—магистральный пульповод; 8—бункер-смеситель; 9—решет­ ка смесителя; 10—водовод; 11— аварийный сброс; 12—всасы­ вающая труба; УЗ—вагон с землесосом и силовой установкой

С р а в н е н и е д в у х с п о с о б о в р а з р а б о т к и г р у н т а показывает, что разработка землесосными снарядами по сравнению с гидромониторной имеет следующие преимущества:

Вто же время консистенция пульпы при разработке грунта зем­ снарядами всегда оказывается ниже, чем при гидромониторной раз­ работке.

Всвязи с изложенным в аэродромном строительстве должно от­ даваться предпочтение рааработке грунта земснарядами. Гидромо­

98

ниторная разработка применяется при большом содержании в грун­ те валунов, а также при невозможности затопления забоя для ввода земснаряда.

Необходимо отметить, что земляные работы могут произво­ диться также с частичным применением гидромеханизации. При этом схемы производства работ могут быть следующими.

1. Экскаватор или бульдозер производит разработку грунта, сбрасывая его на подошву забоя, где осуществляется размыв гидро­

пульпы и имеет смесительные устройства. Наибольшее распростра­ нение нашли бункеры на железнодорожном ходу с размывом грун­ та гидромониторами (рис. 38,6).

Перечисленные схемы применяются, если гидротранспорт яв­ ляется наиболее рентабельным видом транспорта, а гидромониторы и земснаряды не могут быть использованы для эффективной разра­ ботки (недостаточная высота забоя, невозможность его затопления для ввода земснаряда и т. п.).

3. Гидротранспорт грунта

Транспорт пульпы может быть безнапорным (при движении пульпы по лоткам или канавам) и напорным (при подаче пульпы по трубопроводам).

Б е з н а п о р н ы й т р а н с п о р т применяется для перемеще­ ния пульпы от места размыва гидромониторами к зумпфам, а так­ же к местам отвала при благоприятных условиях рельефа, когда оказывается возможным провести лотки или канавы для пропуска пульпы самотеком. Такой способ является самым рентабельным, так как не требует затрат на перекачку пульпы.

Лотки устраиваются из досок. Для предупреждения течи приме­ няется шпунтовое соединение или с прифуговкой кромок. Щели между досками конопатятся. В целях удлинения срока службы лотков дно их усиливается вторым слоем досок и через 0,7—1,0 м устанавливаются обвязки.

Магистральные лотки укладываются на эстакадах, настилы ко­ торых при высоте 3—4 м ограждаются перилами. В таблице 25 при­ водятся необходимые уклоны лотков и канав.

Н а п о р н ы й г и д р о т р а н с п о р т применяется как при раз­ работке гидромониторами, так и земснарядами. Необходимый напор создается землесосами.

Для транспортирования пульпы под напором применяются ме­ таллические и фанерные трубы. Последние пригодны только для напоров, не превышающих 5— 6 am.