метод мікротоннелірованія

Мікротунелювання набуває все більшого застосування як метод будівництва колекторів безтраншейним способом у великих містах. Технологія мікротунелювання вже протягом декількох десятиліть є основним методом будівництва колекторів в країнах Європи, США, Японії. Важливою особливістю технології - мікротунелювання є висока точність проходки і постійний контроль за її траєкторією. Мікротунелювання дозволяє виконувати завдання з прокладання комунікацій в найскладніших умовах, де раніше без спеціальних методів (водозниження, заморожування та ін.) Робити було нічого. Метод дозволяє з точністю до декількох сантиметрів прокладати під землею колектора великого діаметру.

Роботи по будівництву інженерних мереж методом горизонтально-направленого буріння свердловин проводяться в три етапи:

1. Буріння пілотної свердловини

2. Розширення пілотної свердловини

3. Протягування трубопроводу в свердловину.

Сутність технології мікротоннелірованія полягає в тому, що проходка в грунті здійснюється прохідницької машиною (щитом), поступальний рух якої забезпечує потужна домкратних станція встановлена ​​в шахті на глибині, відповідній глибині прокладки трубопроводу. Швидка (в середньому швидкість проходки 10-15 м / сут.), Практично безосадочная (опади денної поверхні не перевищують 10 мм) і точна (відхилення в межах 10-20 мм) у напрямку прокладання трубопроводів в поєднанні з можливістю ведення будівництва у всьому діапазоні інженерно-технологічних і гідрогеологічних умов (від слабких водонасичених грунтів до міцних скельних порід) без застосування будь-яких спеціальних способів робіт (заморожування, водозниження, хімічне закріплення грунтів і т. д.) - ось основні переваги мікротом оннелірованія. За допомогою домкратів здійснюється проходка щита в грунтах на довжину, відповідну довжині застосовуваних труб продавлювання, після чого на домкратних станцію поміщається наступна труба і процес повторюється. Розробка грунту при проходці ведеться робочим органом прохідницької машини.

Для підвищення несучої здатності грунтових підстав застосовують наступні способи штучного закріплення ґрунтів:

цементацию і бітумізація

механічний і ін.

Цементація - це процес нагнітання в грунт рідкого цементного розчину або цементного молока по раніше забитим порожнистим палях. Коли процес нагнітання закінчується, палі виймають. Цементація підходить тільки для ущільнення великих і середніх пісків.

Хімічним способом (силікатизацією) закріплюють піщані і лесові ґрунти, нагнітаючи в них хімічні розчини.

Термічне закріплення полягає в випалюванні лесових грунтів розпеченими газами, які подаються в товщу грунту разом з повітрям через жароміцні труби в пробурених свердловинах.

Електричним способом закріплюють вологі глинисті грунти. Спосіб полягає у використанні ефекту електроосмосу, для чого через грунт пропускають постійний електричний струм з напруженістю поля 0,5-1 В / см і щільністю 1-5 А / кв.м. При цьому глина осушується, ущільнюється і втрачає здатність до пученію.

Електрохімічний спосіб відрізняється від попереднього тим, що одночасно з електричним струмом через трубу, що є катодом, в грунт вводять розчини хімічних добавок (хлористий кальцій і ін.). Завдяки цьому інтенсивність процесу закріплення грунту зростає.

Механічний спосіб зміцнення ґрунтів має наступні різновиди: пристрій грунтових подушок і ґрунтових паль, витрамбовуванні котлованів і ін.

Обладнання ґрунтових подушок полягає в заміні слабкого ґрунту підстави іншим, більш міцним, для чого слабкий грунт видаляють, а на його місце насипають міцний грунт і пошарово утрамбовують.

При влаштуванні ґрунтових паль в слабкий ґрунт забивають палю-лідер. В отриману після вилучення цієї палі свердловину засипають грунт і пошарово ущільнюють.

Витрамбовуванні котлованів здійснюють за допомогою важких трамбовок, підвішених на стрілі крана. Цей спосіб менш складний, ніж спосіб ґрунтових подушок, оскільки не вимагає заміни грунту основи.

Ущільнення котлованів значних розмірів може здійснюватися гладкими або кулачковими катками, трамбуючими машинами, віброкатків і віброплита.

Класифікація методів зміцнення ґрунтів

Органічні і мінеральні в'яжучі з гранулометричні добавками, органічні в'яжучі з активними добавками і т. Д.

У 1926 році в Ленінградському дорожньо-дослідному бюро були проведені досліди з вапнування ґрунтів. В ході дослідів було встановлено, що добавки гашеного вапна в кількості 5% від маси грунту зменшує липкість і пластичність глинистих ґрунтів і збільшує опір размоканию. З 1927 по 1931 рік під Москвою були проведені досвідчені роботи по зміцненню вапном глинистих і чорноземних грунтів [6]. У післявоєнний період вапнування грунтів отримало подальший розвиток в роботах Дорн, Сумиского автодорожнього інституту і інших НДІ. Були розроблені практичні рекомендації по впровадженню методу вапнування кислих ґрунтів в дорожньому будівництві. З 1950 по 1955 рік був побудований ряд досвідчених ділянок доріг, де в якості підстав, а також покриттів, використовувався місцевий грунт, укріплений вапном. За даними С. А. Морозова [6], вапнування дерновопідзолистих грунтів забезпечило у всіх дослідних ділянках більш високі показники міцності зразків на стиск у водонасиченому стані, ніж при зміцненні цементом.

Однак вапнованих грунти мають низьку морозостійкість, тому їх треба застосовувати головним чином в основах дорожніх одягів.

При взаємодії рідкого скла з грунтом утворюється гель кремнекислоти, який з часом твердне (особливо в присутності каталізатора, наприклад, хлористого кальцію) та таким чином пов'язує частки грунту між собою. Перші виробничі досліди із застосування рідкого скла в дорожньому будівництві були проведені в 1928 році в Ленінградській області, Білорусії, Україні та в інших регіонах [6]. Великий внесок у розвиток методів сілікатірованія грунтів внесли вчені Б. А. Ржаніцин і В. В. Ашкелону, які розробили і теоретично обгрунтували 2-розчинний спосіб силікатизації піщаних і гравелистих грунтів і 1-розчинний спосіб по зміцненню лесових грунтів. Обидва ці методу знайшли широке застосування в метро-і тоннелестроеніі, а також при зміцненні фундаментів і основ промислових споруд. У дорожньому будівництві рідке скло не набуло широкого поширення, за винятком будівлі дослідних ділянок, а також сілікатірованія щебеневих шосе за методом просочення і поверхневого обробітку. Причина - низька морозостійкість сілікатірованних грунтів, а також незручність в роботі у зв'язку з швидким схоплюванням і твердением суміші грунту з силікатом.

Цементно-грунтова технологія заснована на змішуванні до однорідного стану цементу і природного грунту при встановленому вмісті води і ущільненні з метою надання укріпленого грунту певних властивостей: міцності, стійкості, морозостійкості і т. Д. [4]

Таблиця 2. Витрата цементу в залежності від характеру грунту

При зміцненні пластичного суглинку застосовують суміш вапна (2-3%) і цементу [4]. Крім того, для пластичних грунтів проводять випробування на заморожування. При покритті путівців робіт цементогрунтом роботу виробляють в кілька етапів.

1 етап. Вирівнювання і очищення грунту з метою усунення органічних речовин (дерен, трава, коріння і т. П.) І подальша планування. Якщо грунт надмірно сухою, виробляють його зволоження для вирівнювання змісту і досягнення однорідності складу. Розподіл сховищ по поверхні виробляють при невеликих обсягах ручних робіт, або за допомогою навісного механізму - «розподільник» в'яжучого.

2 етап. Перемішування. Перемішування ґрунту з в'язким виробляють в кілька послідовних проходів машини (4-6 разів до отримання однорідної суміші) (рис. 1). Така машина забезпечена горизонтальними дисками або горизонтальними або вертикальними лопатками. Зазвичай товщина цементно-грунтового шару складає 15-35 см.

3 етап. Профілізація і ущільнення. Профілювання полотна виробляють автогрейдерами. Після цього грунт ущільнюють декількома проходами пневмо- або віброкатка. Ступінь ущільнення повинна досягти не менше 90% отриманого на зразку в лабораторії. Після ущільнення цементогрунта катком приступають до остаточної плануванні дорожнього полотна.

4 етап. Завершальним етапом є захист дорожнього покриття пластиковою плівкою або іншим накриваючим матеріалом з наступним укриттям слоём піску. Подібна захист необхідний для того, щоб уникнути випаровування води з обробленої грунту, і, крім того, для запобігання дорожнього полотна від дощу. Приблизно така ж технологія застосовується для зміцнення підстав шосе деяких типів. Тільки в цьому випадку вирівняний і спланований грунт змішують з піском.

Технологія пристрою опускних колодязів.

При будівництві споруд іноді виникає необхідність пошуку потужних або глибоко закладених фундаментів в складних гідрогеологічних умовах. У цьому випадку вдаються до влаштування опускних систем. Опускна система - захисна конструкція у вигляді бетонної, залізобетонної чи металевої оболонки, занурюваної в грунт, всередині якої створюється робоче простір для ведення будівельно-монтажних робіт. Опускні системи виконуються у вигляді опускних колодязів або кесонів. Опускні колодязі - відкриті зверху і знизу порожнисті, як правило масивні, конструкції, що занурюються під дією власної ваги в міру віддалення з порожнини грунту. Кесони - тонкостінні конструкції, що мають зверху герметичне перекриття, який утворює робочу камеру з надлишковим тиском, що дозволяє працювати під водою. Технологія виробництва робіт у опускних колодязів і кесонів схожа, тому розглянемо тільки опускні колодязі.