Опубликовано: 7 Сентябрь 2017 05:15:20

Фото для: "Методы производства земляных работ в зимнее время"

Методы производства земляных работ в зимнее время

В начале зимы мощные экскаваторы в состоянии обломать ковшом корку мерзлоты, и не требуется рыхлить мерзлоту взрывами. По мере увеличения толщины мерзлой коры становится все труднее разрабатывать механизмами без принятия особых мер, и мерзлоту необходимо предварительно разрыхлять или оттаивать.

Рыхление мерзлоты производится взрывами, а также механическими ударными инструментами.

При производстве рыхления взрывами величина глыб взорванной мерзлоты должна соответствовать размерам ковша экскаватора (0,5—0,6 объема ковша для механической лопаты, 0,2—0,25 объема ковша —для дрегляйнов).

Рис. 233. Паровая игла: а — конструкция; б — деталь наконечника; в — схема расположения скважин.

Экскаваторы с большими ковшами допускают и более крупное дробление мерзлоты. Следовательно, при работе крупными механизмами стоимость взрывных работ ниже, чем для мелких, так как требует меньшее количество шпуров и взрывчатых веществ.

Расстояние между буровыми скважинами (шпурами) в зависимости от требуемой крупности глыб равняется от 1,2 до 2,5 глубин скважины.

Глубина шпуров должна равняться 0,9 глубины слоя мерзлоты. При малой же (до 0,7 м) толщине мерзлоты заряд укладывается на 0,15—0,20 м ниже линии промерзания.

Бурение скважин в мерзлоте производится или нагретыми ломами ручным способом или паровой иглой.

Ручной способ требует большого расхода рабочей силы и топлива для нагрева ломов. Ломы быстро приходят в негодность и требуют частого ремонта.

При наличии парового котла (например, паровой экскаватор) бурение скважин производится паровой иглой. Игла (рис. 233) изготовляется из газовой трубы диаметром 25 мм с наконечником с отверстием 13 мм. Для того чтобы отверстие не забивалось грязью и игла легко проникала в грунт, к наконечнику привариваются три резца (рис. 233, б). Пар подводится по шлангу, который соединяется с паровым котлом. Скорость бурения — 0,40—0,50 м/мин, расход пара —15—20 кг/час В шпурах, пройденных иглой, до их зарядки следует подморозить стенки, чем достигаются укрепление и осушка шпура.

Разрыхляемый объем мерзлоты должен равняться суточной проходке экскаватора, так как при длительном разрыве между обеими операциями куски мерзлоты нередко смерзаются вновь. Бурение должно опережать взрывы также на одни сутки.

Вместо рыхления мерзлого грунта часто применяется оттаивание мерзлоты. Оттаивание мерзлоты может быть произведено кострами („пожог"), паром и электропечами.

Оттаивание мерзлоты паром (рис. 233, в) производится при помощи паровых игл, описанных выше.

Паровая игла после проходки скважины остается в ней на время оттаивания всей мерзлоты между отдельными скважинами.

Расстояние между скважинами назначается от 1,0 до 3,0 м, а радиус действия иглы равен от 0,5 до 1,5 м.

Время оттаивания массива зависит от глубины мерзлоты и характера грунта и колеблется между 3—10 час. Песок и гравий служат хорошими проводниками пара, а глина, наоборот, затрудняет оттаивание. После прекращения притока пара теплота, сконцентрированная в грунте около скважины, используется для оттаивания. Отверстия скважин закрываются, а площадь, подлежащая оттаиванию, покрывается соломенными матами на 10—20 час. За это время теплота распространяется в прилегающем массиве, увеличивая объем талого грунта. Расход пара — 35—60 кг на 1 м3 оттаянной мерзлоты.

При работе механическими снарядами необязательно оттаивать всю массу мерзлоты. Между скважинами могут быть оставлены и не оттаявшие глыбы ее.

Оттаивание мерзлоты паром производилось у нас в больших объемах на Алдане.

При наличии электроэнергии оттаивание мерзлоты может производиться электропечами. Электропечь представляет собой металлический стержень длиной 1 - 1,2 м, диаметром 19—20 мм. Стержень обертывается тонким слоем асбеста, который сверху покрывается спиральной проволочной обмоткой. Спираль в свою очередь обертывается асбестовой лентой,, прикрученной сверху проволокой. Проволочная спираль присоединяется к электросети. Печь вставляется в металлическую трубку с запаянным дном, которая и погружается в скважину. В течение 8 час. радиус оттаивания доходит до 0,4 м.

Кроме работ с оттаиванием грунта в зимнее время применяются и некоторые другие специфические методы производства земляных работ.

Траншеи глубиной более 3,5 м могут выполняться штольневым способом под защитой мерзлоты (рис. 234). Верхняя, замерзшая часть при этом не разрабатывается, разработка траншеи ведется штольней в талом грунте с боковым, если требуется, креплением. Грунт выдается наверх через шахты, располагаемые по оси траншеи. При этом способе мерзлота не разрабатывается (за исключением мест, где устраиваются шахты) и используется как распоры и покрытие (за ходом постепенного оттаивания ее требуется наблюдение); уменьшается объем земляных работ; штольня должна иметь в зависимости от характера грунта крепи.

Разработка одной верхней части траншеи в осеннее время применяется для того, чтобы предохранить грунт, намеченный к разработке в зимнее время, от промерзания. В этом случае верхняя часть глубокой траншеи выбирается на глубину 1—1,5 м на полную ширину. Дно выработки разрыхляется на 0,2—0,25 м. При первом же снеге траншея забрасывается снегом, который служит теплоизолирующим материалом (рис. 235). При возобновлении работ снег удаляется по мере проходки траншеи.

Все указанные способы требуют немедленной вслед за разработкой грунта укладки трубопроводов и засыпки их в зимнее же время слоем не менее 1,00 м, предохраняющим трубопровод от повреждений при возможных обрушениях оттаивающей мерзлоты.

Рис. 234. Штольный способ зимней разработки траншеи.

Рис. 235. Тепловая изоляция грунта траншеи снегом.

Площади, предназначенные для разработки в зимнее время, должны быть по возможности защищены от воздействия мороза. Перед началом зимы площади выемок следует глубоко вспахать. Во вспаханном слое образуются пустоты, заполненные воздухом, который и служит защитой грунта от промерзания. По возможности применяется дополнительное покрытие грунта листьями, хвоей, навозом, соломой и тому подобным дешевым материалом. При первом же снегопаде площадь засыпают утолщенным снежным покровом. Если имеется возможность, ставятся снеговые щиты, способствующие образованию снежных валов на площади будущей разработки.