8.2. Транспортирование и укладка грунта. Общая организация работ
Разработку грунта при помощи гидромониторов производят преимущественно встречными забоями. В забое устанавливают два гидромонитора: один разрабатывает грунт, а другой в это время перемещается на новую позицию. Расстояние между гидромониторами должно быть равно половине ширины забоя (примерно 10-15 м). Шаг передвижения гидромониторов составляет в среднем 6 м. Разработку выемок начинают с той стороны, с которой можно обеспечить свободный сток гидросмеси.
Гидросмесь, полученную при разработке грунта гидромониторами, можно транспортировать самотеком по канавам или лоткам непосредственно к месту укладки грунта, если местный рельеф позволяет обеспечить необходимые уклон и скорость течения, при которой не будет происходить оседание частиц грунта.
Минимальный уклон для песчаных грунтов - 35-100 ‰, для супесчаных - 30-50 ‰.
При неблагоприятных условиях рельефа и разработке грунта со дна водоемов гидросмесь подают по трубопроводу под напором, который рассчитан исходя из обеспечения минимально необходимой критической скорости течения. Критической скоростью течения гидросмеси в трубопроводе называется такая, которая обеспечивает взвешенное состояние всех частиц грунта в движущемся по трубе потоке.
Значение критической скорости находится в прямой зависимости от крупности и плотности транспортируемых частиц грунта. Для обеспечения необходимой скорости землесос и насосная перекачивающая станция должны создавать соответствующий напор. Считают, что напор, развиваемый землесосным снарядом, должен на 5 % превышать все потери напора в трубопроводах.
Насыпи автомобильной дороги намывают участками протяженностью 100-300 м, называемыми картами намыва. Карту намыва образуют путем устройства вала из грунта по контуру намываемого основания насыпи. Обвалование производят бульдозером вначале из грунта естественного основания насыпи, а затем с поверхности намыва очередного слоя. Технологический процесс намывных работ состоит из трех операций: подвод гидросмеси к карте намыва; выпуск гидросмеси на карту; отвод воды с карты намыва. Намыв насыпей производят эстакадным, низкоопорным или безэстакадным способами (рис. 8.4, 8.5,8.6).
В транспортном строительстве применяют в основном безэстакадный способ. Осветленную воду отводят с карт намыва самотеком в сбросные колодцы, откачивают насосами или используют принцип сифона. Отработанная вода покидает земляное полотно также путем фильтрации через основание насыпи и откосы. Это явление часто вызывает деформацию откосов. Практика показывает, что деформация зависит от водопроницаемости грунта, из которого намывают насыпи, от консистенции гидросмеси, подаваемой на карту намыва, и интенсивности ведения работ.
Рис. 8.4. Схема намыва насыпи при эстакадном способе:
1 - лоток; 2 - грунтовые валики; 3 - намытый грунт; 4 - отводные устройства; 5 - колодец; 6 - гидросмесь
Рис. 8.5. Схема организации работ при низкоопорном способе намыва с рассредоточенным выпуском гидросмеси:
1 - валики обвалования; 2 - распределительные трубы; 3 - проектная линяя откоса; 4 - низкие опоры
Рис. 8.6. Схема организации работ при двустороннем безэстакадном намыве насыпи:
1 - плавучий трубопровод; 2 - землесосный снаряд; 3 - устройство для подключения плавучего трубопровода к береговому; 4 - береговой трубопровод; 5 - переключатель; 6 - распределительный трубопровод; 7 - боковые призмы; 8 - ядро насыпи; 9 - отстойник; 10 - кран; 11 - движение гидросмеси; 12 - водосбросные трубы; 13 - водосбросный колодец; 14 - трубы для наращивания; 15 - бульдозер
При намыве насыпи из крупнозернистых песков, которые более водопроницаемы, чем мелкозернистые, происходит большая фильтрация через откосы, что вызывает и большее их оплывание. Подача на карту намыва чистой воды или гидросмеси пониженной консистенции способствует этому явлению.
Деформацию откосов объясняют также высокими темпами намыва по высоте. В связи с этим ежесуточный темп намыва по высоте более чем на 40 см запрещен. При намыве узкопрофильных сооружений, к которым относят насыпи автомобильных дорог, стремятся создать возможно больший фронт работ. На каждый землесосный снаряд имеют не менее трех карт намыва, из которых одна находится под намывом, на другой в это время выполняют обвалование, а третья является резервной на случай отсутствия по тем или иным причинам возможности продолжать намыв на основных картах.
Намыв насыпей целесообразно начинать от краев карты. Для этого пульпу следует направлять к краям. Глубину отстойного прудка на карте намыва регулируют шандорами колодца. Водоотводные колодцы располагают в центре карт. Для отвода воды из колодцев устраивают штольни с уклоном дна не менее 50 ‰ в низовую сторону. Штольню и колодец устраивают из водонепроницаемых материалов. На намытых участках насыпи водоотводные колодцы разбирают на глубину 1 м от верха насыпи, а оставляемые в теле насыпи нижние части колодцев замывают дренирующим грунтом.
Насыпи намывают с запасом на осадку, равным 0,75 % высоты насыпи при намыве из песчаных и 1,5 % при намыве из смешанных грунтов. Недомыв насыпей по ширине не допускают, поэтому их сооружают несколько шире проектной ширины (на 0,2-0,4 м в каждую сторону). Излишек грунта, намытый за пределы проектного очертания, снимают бульдозером или экскаватором для досыпки верхней части или перемещают бульдозером на соседние намывные участки насыпей. Элементы деревянных эстакад, поддерживающих трубы и лотки, по мере роста насыпи разбирают (за исключением стоек, которые оставляют в теле сооружения). Верхнюю часть стоек и раскосов эстакад после окончания намыва насыпи откапывают и срезают на глубину не менее 1 м от проектной отметки намываемого сооружения. Стойки инвентарных эстакад извлекают полностью из тела сооружения.
В последние годы при строительстве дорог в Западной Сибири на сильно заболоченных территориях, а также на Севере широкое распространение получила технология земляных работ с применением гидромеханизации, предусматривающая предварительную заготовку гидронамывного грунта в штабель с последующей разработкой его экскаваторами или погрузчиками и транспортированием автомобилями к месту укладки в насыпь. В этом случае намыв в штабель осуществляют в летнее время.
Расстояние от места разработки грунта до штабеля может измеряться несколькими километрами благодаря применению перекачки пульпы. Песчаный грунт, намытый в штабель, достаточно быстро отдает гравитационную воду и осушается, благодаря чему зимой он находится в сухо-мерзлом (сыпучем) состоянии. Это дает возможность вести отсыпку земляного полотна из такого грунта в зимнее время, что очень важно для рассматриваемых районов, характеризующихся длинными и суровыми зимами.