16. Основные подземные (закрытые) способы разработки грунтов

В тех случаях, когда открытый способ земляных работ при прокладке подземных коммуникаций осуществить невозможно или экономически нецелесообразно (пересечение рельсовых и безрельсовых дорог, густо застроенные кварталы, заводские территории, большая глубина заложения трубопроводов и т. д.), применяют подземные бестраншейные способы работ: щитовая проходка, проталкивание, продавливание (прокол), горизонтальное бурение и вибровакуумная проходка.

Щитовая проходка (рис 27 а) осуществляется с помощью стального щита 1, который врезается в грунт передней режущей частью 2 и продвигается вперед с помощью домкратов 3, упирающихся в торец обделки 4, укладываемой сзади щита из бетонных, керамических блоков или .из чугунных тюбингов.

Продвижение щита производится после разработки и удаления грунта впереди щита под защитой козырька 5. Зазоры между грунтом и установленными блоками заполняются нагнетанием цементного раствора через отверстия в блоках.

Продавливание грунта применяется для закрытой прокладки стальных, железобетонных труб или футляров, внутри которых укладываются трубопроводы (рис. 27 б).

Продавливание отдельных звеньев труб 1 диаметром от 300 до

Рис. 27. Схема подземных (закрытых) способов земляных работ:

а — щитовая проходка; б — продавливание грунта; в — горизонтальное бурение; г — вибровакуумный способ горизонтальной проходки скважин; д — прокалывание грунта.

1400 мм производится при помощи установки 2 из мощных гидравлических домкратов, смонтированных на раме, которая помещается в рабочей камере 3 с бетонными стенами. Первое звено труб снабжено стальным ножом, разрушающим грунт при вдавливании в него. По мере вдавливания трубы производится ее наращивание, которое выполняется в рабочей камере. Грунт, заполняющий звенья труб, в зависимости от их диаметра и его категории извлекается различными способами: при диаметре труб 700 мм и выше — с помощью механизированного инструмента и транспортеров, при меньших диаметрах применяются шнеки, совки и буровой инструмент на штангах или гидравлический способ.

Способ горизонтального бурения характеризуется разработкой грунта перед трубой с помощью сверлильного устройства, создающего скважину несколько большего диаметра, чем диаметр трубы, что в значительной степени облегчает продвижение труб.

Простейшая схема горизонтального бурения для прокладки труб диаметром 700—1400 мм приведена на рис. 27 в

Труба 1, уложенная на направляющую прокладку 2 и проходящая через отверстие в подпорной стенке 3, продвигается с помощью двух стальных крючьев 4, закрепленных за ее задний торец, и полиспастов 5, приводимых в действие лебедками 6. В передней части первого звена трубы установлен режущий механизм в виде пропеллерного ножа 7, приводимого в движение электромотором 8, закрепленным на площадке 9, приваренной к стенке трубы.

Срезанный грунт отваливается внутрь трубы и удаляется транспортером, размывом водой под напором или другими средствами.

Вместо пропеллерного ножа применяют режущие головки. Продвигается труба в скважине при помощи домкрата мощностью до 5 т.

Вибровакуумный способ состоит в следующем: сначала в грунте образуется скважина с уплотненными стенками, а затем в нее вдвигаются трубы (рис. 27 г).

Скважина прокладывается с помощью стальной вибровакуум-трубы 1 диаметром 200—500 мм, длиной 1,3—1,5 Mt режущая головка 2 которой заточена на фаску или зубчатку, а к заднему закрытому торцу 3 присоединены вибратор 4, шланги вакуум-насоса 5 и штанга 6.

При большой длине проходки штанга составляется из ряда трубчатых звеньев, на некоторые из них надевают барабаны 7, предотвращающие провисание штанги.

Вибровакуум-труба по оси проходки прижимается к грунту режущей головкой с помощью системы блоков 8, тросов 9, лебедки 10 и под воздействием разности наружного атмосферного давления, пониженного внутри трубы, врезается в грунт. Вибрация облегчает продвижение трубы.

Заполненная грунтом внбровакуум-труба извлекается из скважины, грунт из нее удаляется, и процесс повторяется.

Способ прокалывания состоит в том, что трубопровод вводится в грунт без удаления последнего (рис. 27 д). Усилие от гидравлического домкрата 1 мощностью 200 т передается трубопроводу с помощью телескопического стального шомпола 2, входящего в проталкиваемую трубу, и стальной чеки 3, закладываемой в отверстия в стенках шомпола. Для уменьшения силы трения между грунтом и трубой к переднему концу последней приварен стальной наконечник 4, диаметр которого немного больше диаметра трубы. Движение трубы происходит по направляющей раме 5, звенья труб свариваются над приямком 6.