Способы прокладки дождевых и дренажных сетей

Системы дождевых и дренажных коллекторов технологически представляют собой сочетание линейных коммуникаций и сосредоточенных сооружений: дренажных колодцев, станций перекачки, отстойников и др. Технология их возведения имеет свои особенности, связанные с конструктивными характеристиками этих систем.

Дождевые сети бывают открытыми, мелкого и среднего заложения.

Лотки и канавы открытых систем являются линейным сооружением траншей с облицованным дном и откосами или без облицовки. Их выполняют на первом технологическом этапе, землеройном, и завершают на защитно-изоляционном.

Для механизации землеройного цикла применяют одноковшовые и многоковшовые экскаваторы. Одноковшовыми разрабатывают полное сечение траншей за одну проходку. Их глубина редко превышает 0,7, а ширина — 1,5 м, поэтому используют небольшие экскаваторы вместимостью ковша от 0,1 до 0,5 м3, обычно оборудованные обратной лопатой. Траншеи для малых лотков (сечением 0,3X0,4 м) вырабатывают пневмоколесными экскаваторами со специальным трапециевидным ковшом. Во всех случаях для получения хорошо спланированного основания и откосов предпочтение отдают экскаваторам с гидротрансмиссией, с помощью которых можно обеспечить точность выемки ±0,04 м.

Грунт разрабатывают торцовой проходкой. Его грузят в транспортные средства и отвозят в отвалы и места подсыпок.

Многоковшовые экскаваторы, предназначенные для разработки траншей, эффективны, если запроектированы водосточные лотки с отвесными стенами. При разработке траншей этими экскаваторами грунт из ковшей попадает в бункер, а из него на поперечный транспортер, перебрасывающий грунт в отвал или на движущийся синхронно с многоковшовым экскаватором транспорт.

Монтаж обделки лотков открытого водостока сборными элементами

Рис. 15.10. Монтаж обделки лотков открытого водостока сборными элементами

Откосы и дно лотков и канав облицовывают в процессе защитно-изоляционного цикла. В зависимости от грунтов, формирующих откосы, облицовку укладывают непосредственно на основание или специальный подстилающий слой. На вечномерзлых грунтах предварительно устраивают тепло-и гидрозащиту.

Плиты и блоки облицовки монтируют вручную, если масса деталей не превышает 50 кг, но чаще применяют малую механизацию, в том числе краны на базе автомобильных шасси и автопогрузчиков. Схема монтажа автомобильными кранами показана на рис. 15.10. Их устанавливают у бровки траншеи за призмой обрушения грунта. Вылет стрелы

где в — ширина котлована от бровки до оси (остальные условные обозначения см. на рис. 15.10).

Основание под облицовку тщательно планируют, строго выдерживая проектные уклоны. Правильность монтажа проверяют ходовой визиркой, нивелиром или теодолитом.

Газопламенное нанесение порошковой гидроизоляционной смеси на слой утеплителя лотка в условиях вечной мерзлоты

Рис. 15.11. Газопламенное нанесение порошковой гидроизоляционной смеси на слой утеплителя лотка в условиях вечной мерзлоты:

1 — объем сухой смеси; 2 — компрессор; 3 — баллон с газом; 4 — горелка

Слой теплоизоляции под облицовку на вечномерзлых грунтах выполняют обычно из сборных плит, укладываемых насухо. Гидроизоляцию делают обмазочной. Мастику наносят на обратную поверхность деталей в заводских условиях. На месте монтажа изолируют только стыки, применяя установки малой производительности, например показанную на рис. 15.11.

Закрытые водосточные сети укладывают, последовательно выполняя процессы, изображенные на схеме (рис. 15.12).

Земляные работы механизируют, применяя экскаваторы, описанные выше. Траншеи разрабатывают с откосами или вертикальными стенами. В последнем случае их раскрепляют, применяя инвентарную крепь.

В связанных грунтах устанавливают горизонтальную крепь с зазорами между досками, а в несвязанных — сплошную.

Устройство крепления — процесс многодельный. Крепь трудоемка и требует значительного расхода лесоматериалов. Кроме того, часто установленные распорки затрудняют монтаж трубопроводов, поэтому к разработке траншей с вертикальными стенами прибегают только в тех случаях, когда траншеи с откосами делать невозможно или нецелесообразно.

Трубопроводы линейных коммуникаций укладывают на основание в песчаных грунтах естественное, а в суглинках и глинах песчаное, песчано-гравийное или щебеночное. В сложных геологических условиях, на слабых, пучинистых или насыпных грунтах устанавливают монолитные и сборные железобетонные основания, иногда даже по свайному ростверку. Трубы монтируют маневренными кранами или трубоукладчиками. При прокладке стремятся максимально укрупнить монтажные элементы, поэтому короткие трубы объединяют в плети и монтируют, подвешивая на специальных траверсах. Укрупнение позволяет не только полнее использовать грузоподъемность кранов, но и ббльшую часть стыков выполнять на поверхности, а не в стесненных условиях дна траншеи.

Подземную коммуникацию собирают снизу вверх. Работы начинают с водосброса или врезки в магистральный коллектор.

Наиболее сложен монтаж трубопроводов на крутых склонах, например в верхней части оврагов. В зависимости от продольного уклона трассы трубы монтируют сверху вниз, снизу вверх и комбинированным способом.

Монтаж способом сверху вниз показан на рис. 15.13, а. По схеме а секции труб стыкуют вверху. К месту стыковки на откосе их последовательно спускают трубоукладчиками. От самопроизвольного сползания плеть удерживают двумя тракторами: одним вверху, другим внизу. Этими же тракторами спускают с откоса готовый трубопровод на длину следующего звена. При этом нижний трактор протаскивает плеть вниз, а верхний удерживает ее на склоне.

Второй способ сверху вниз называют протаскиванием. Его осуществляют с помощью трех трубоукладчиков и лебедки (рис. 15.13,6). Один из них предназначен для удерживания плети на склоне. Его заанкери- вают у бровки и снабжают зажимным захватом. Двумя другими трубоукладчиками монтируют очередное звено. После выполнения стыка трубопровод спускают по склону, протаскивая лебедкой.

Описанные способы пригодны при прокладке стальных трубопроводов с прочными стыками, но негодны для монтажа чугунных, керамических и бетонных труб. Их устанавливают способом снизу вверх. При уклонах до 20° трубоукладчик работает на склоне, последовательно монтируя звенья (рис. 15.13,в). При больших уклонах переходят к ручной установке, отдельные трубы опускают с бровки откоса лебедкой или краном.

Трубопроводы испытывают дважды: сначала до их засыпки (предварительное испытание) и затем после засыпки (окончательное). Предварительно испытывают трубопроводы в процессе работ по мере готовности отдельных участков, т. е. устройства упоров и закрепления труб подбивкой пазух.

Технологическая последовательность строительства водостоков

Рис. 15.12. Технологическая последовательность строительства водостоков:

/ — экскаватор; ? — автомобильный кран; 3 — ковш-бадья для бетона н раствора; 4 — трубоукладчик; 5 — стенд для подготовки труб к монтажу; 6 — растворобетоноукладчнк; 7 — склад деталей; 8 — бульдозер; 9 — каток; 10 — автосамосвал; // — сечение траншей, засыпаемое вручную с применением крана

Смотровые, дождеприемные и перепадные колодцы из сборных деталей монтируют теми же машинами, что и трубы, но чаще кранами на автомобильных шасси. Нижнюю деталь укладывают на бетонную подготовку, а последующие — на цементный раствор в швах. Подготовку выполняют по основанию, уплотненному втрамбованным в грунт щебнем.

Монтаж трубопроводов на склонах

Рис. 15.13. Монтаж трубопроводов на склонах: 1 — удерживающие трубоукладиики; 2 то же. монтажные; 3 — лебедка

Дождеприемные решетки ставят на 0,15...0,2 м ниже дорожного покрытия. Лотки по дну разделывают вручную цементным раствором, заче- канивая стыки с трубами.

Наружную поверхность колодцев гидроизолируют.

Предохраняя от корродирования, наносят обмазочную изоляцию, а защищая от грунтовых вод, наклеивают 1...2 слоя рулонной.

Ответвления от основной магистрали к дождеприемным колодцам выполняют после устройства смотровых колодцев. Ветки монтируют способами, аналогичными способам укладки трубопроводов коллекторов.

Траншеи засыпают бульдозерами, но трубу предварительно обсыпают вручную на всю ее высоту. При засыпке грунт послойно уплотняют так, чтобы в последующем он не давал осадки. Применяют ручные пневматические или электрические трамбовки, прицепные к трактору гладкие или кулачковые катки, а также самоходные виброплиты. Последние предназначены для уплотнения несвязанных грунтов и гравийно-щебеночных смесей в стесненных условиях.

Пересечения водостоков с естественными и искусственными преградами выполняют способами подземной проходки. Они рассмотрены при описании технологии дренажных работ.

Горизонтальные системы дренажа открытые и среднего заложения выполняют способами, описанными выше. Как правило, дренажные траншеи разрабатывают в водоносных грунтах, поэтому во время строительства предусматривают их осушение открытым водоотливом или водопонижением. При открытом водоотливе грунтовые воды по канавам отводят к водосборным приямкам и откачивают из них насосами. Этот способ эффективен, если грунты устойчивы и опасность разрушения стенок траншей отсутствует. В несвязанных грунтах применяют водопо- нижение иглофильтровыми установками. Фильтры погружают в грунт способом размыва грунта. Систему иглофильтров подключают к назем-

Опалубка дренажной отсыпки

Рис. 15.14. Опалубка дренажной отсыпки:

/ — дренажная труба; 2 — грунт; 3 — упорные штыри; 4 — щиты из сгали; 5 — то же, короба

6 — откос траншеи

ному всасывающему коллектору, подсоединенному к вакуумному насосу.

Отличительная черта дренажных систем — это дренирующая обсыпка коллекторов дрен. Ее устраивают из щебня, гравия и песка, используя инвентарную опалубку. Если в качестве дрен применены перфорированные трубы или трубофильтры, то их обсыпают по всей длине и щиты устанавливают, как показано на рис. 15.14, а. В некоторых случаях опалубкой служат стены траншей. Для экономии материалов их прокладывают строго по проектной ширине фильтрующей обсыпки (схема б).

Часто дрену делают из сплошных коротких труб, принимающих воду только через зазоры в стыках. В этом случае устраивают местную фильтрирующую обсыпку, для чего устанавливают ящики-формы, изображенные на схеме в. Материал для обсыпки транспортируют на дно траншеи по виброжелобам или с помощью стреловых кранов. Применение таких кранов оправдано, когда материал подают небольшими порциями, для чего удобны бункера с затворами, показанные на рис. 15.12, II.

Закрытыми способами укладывают горизонтальные дренажные системы большой глубины (Л>7 м), при проходке пересечений с дорогами и сооружениями или на участках, где нельзя разместить развитую траншею, а устраивать с отвесными, но раскрепленными стенами неэкономично и сложно. На коротких участках пересечений применяют один из способов проталкивания. Когда же весь коллектор устраивают подземной проходкой, применяют не только проталкивание, но штоль- невый и щитовой способы.

Проталкивание используют в слабых грунтах: песчаных и глинистых. Способом прокола проталкивают трубы диаметром до 0,4 м. Длину захватки ограничивают 60 м, поскольку при внедрений труб грунт не удаляют, а разжимают. Для разрушения скелета грунта и преодоления сопротивления движению необходимо приложить значительные усилия и эти усилия тем больше, чем больше диаметр и длина трубы.

В целях уменьшения сопротивления грунта на трубы насаживают конусообразный наконечник.

Схема виброшомпольного прокола

Рис. 15.15. Схема виброшомпольного прокола: о — разрез: б — последовательность работ; 1 — шомпол; 2 — расширитель с вмонтированным оборудованием; ? — удлинитель; 4 — трубопровод; б — кран; 6 — насос высокого давления для гндродом- кратов; 7 — электрогенератор для вибратора; в — радиоприемник с наушниками; 9 — кабель к вибратору; /0— гидродомкраты; //—крепление шахты- приямка; 12 — ствол проходки; 13— кабель к радиощупам; 14 — радиопередатчик с генератором и батареями; 15 — электровибратор

Его диаметр принимают на 0,2...0,3 м большим, что приводит к ослаблению сил трения о стенки трубы. Иногда вначале разрабатывают пионерную выработку, внедряя в грунт специальный снаряд — крот. Таким снарядом проходят мягкие грунты, пробивая виброударным способом отверстие диаметром 0,1 м, а по возвращении крота к устью внедряют трубу нужного диаметра.

Вибраторы широко применяют при проколах, используя эффект повышения подвижности грунта при передаче его частицам высокочастотных колебательных импульсов. На рис. 15.15 показаны схемы так называемого виброшомпольно- го прокалывания. Его основной механизм оборудован вибратором и съемным шомполом. Вначале вдавливают в грунт шомпол (схема а), затем, откатив цилиндры домкратов в исходное положение, к нему прикрепляют расширитель и внедряют в пионерную выработку.

Другие схемы иллюстрируют следующие операции — наращивание расширителя и дальнейшее внедрение в грунт.

Трубы протаскивают обратным ходом — «на себя», как показано на нижней схеме рис. 15.15 б.

Способом продавливания в грунт обычно внедряют трубы диаметром до 1,4 м, хотя в практике имеются примеры проходки выработок диаметром 3 м. Этим способом проходят выработки такой же длины между колодцами, как при проколе — 60 м (рис. 15.16).

Процесс продавливания часто сопровождают виброэффектом. В сухих связанных грунтах используют вибровакуумный способ, суть которого заключается в следующем. К грунту забоя прижимают открытым концом стальной стакан с установленным вибратором. Из стакана выкачивают воздух, в результате разности давлений и вибрации он врезается в забой на 0,3...0,5 м, постепенно заполняясь породой. Заполненный стакан извлекают из проходки и опорожняют, потом цикл повторяют.

Извлечение породы из труб является сложной технологической операцией способа продавливания. Если в земле получена выработка высотой более 0,7 м, то грунт, тем более разрушенный, можно разрабатывать вручную, откатывая вагонетками, как при горном способе. Однако этот процесс стремятся механизировать. В трубах небольшого диаметра применяют шнековые питатели или компактные гидромеханические приспособления. В последнем случае грунт размывают водой под давлением и откачивают насосами в виде пульпы.

Последовательность продавлнвання трубы большого диаметра

Рис. 15.16. Последовательность продавлнвання трубы большого диаметра:

! — упорная стена: 2 — гидродомкраты; 3 — первое звено трубы. 4 ножевое кольцо, 5 — нажимной вкладыш: 6 — второе звено трубы

Гидромеханический способ может быть использован и в трубах больших диаметров, а шнековые питатели обычно заменяют компактными тросовыми скреперами с приводом от лебедок.

Штольневая проходка наиболее древняя. Археологи находят доисторические штольни, которым несколько тысяч лет. Проходке штолен посвящено много специальной литературы, поэтому в настоящем учебнике не изложены способы горной разработки, тем более что она материало- и трудоемка, ее все реже применяют при строительстве инженерных сетей глубокого заложения.

Щитовой проходкой называют выработки под прикрытием щита. Он представляет собой инвентарное временное крепление штольни, устанавливаемое у забоя. В оголовке стального щита устанавливают машины для разработки грунта, включая транспортер для его перемещения к вагонеткам. В задней части щита крепят блокоукладчик для монтажа деталей крепи и систему домкратов, которые обеспечивают поступательное движение вдоль трассы.

Рабочий цикл щитовой проходки состоит из следующих процессов (рис. 15.17). Первый —это разработка грунта в забое и транспортирование его за пределы рабочей зоны. Второй процесс заключается в перемещении щита домкратами. Их плунжеры упирают в торец смонтированной ранее обделки. После передвижки щита свободное место заполняют, монтируя тюбинги — чугунные или железобетонные блоки постоянной крепи. Сразу же за этим в полость между ней и породой нагнетают раствор, обеспечивая обделку от динамических нагрузок, способных разрушить ее при сдвиге породы на крыше. Этим цикл завершают и приступают к следующему.

Последовательность щитовой проходки

Рис. -15.17. Последовательность щитовой проходки:

I — готовый тоннель; 2 — вагонетка для вывоза грунта; 3 — транспортер; 4 — щит; 5 — фрезы; 6 — переставной упор; 7 — домкраты; 8 — вагонетка с элементами обделки; 9 — блокоукладчик; 10 — монтируемый блок обделки; 11 — бункер для раствора или бетона; 12 — растворо- или бетононасос

В водоносных грунтах щитовую проходку сочетают с кессонным способом защиты от грунтовых вод. Воду отжимают из рабочей камеры создаваемым там давлением.

Для сообщения с поверхностью камеру оборудуют системой шлюзов, в которых организм человека постепенно привыкает к перепаду давления.

В системах вертикального дренажа трубчатые колодцы устраивают различными способами. Применяют ударное и ударно-вращательное бурение. Мягкие породы бурят фрезерованием и способом гидравлического погружения. В первом случае грунт срезают фрезой, вращающейся на больших оборотах, а шнековым питателем его выбрасывают на поверхность.

Гидравлический способ заключается в погружении трубы в результате размыва грунта водой, подаваемой под большим давлением. Для этого обсадную трубу оборудуют специальным наконечником. Шлам, смесь частиц грунта с водой изливается на поверхность, поднимаясь по затрубному пространству. Это пространство потом заполняют фильтрующей обсыпкой. После установки или устройства фильтра обсадную трубу извлекают частично или полностью. Ствол скважины крепят обсадной трубой не всегда. В скальных породах такое крепление не нужно.

На вечномерзлых грунтах водопонижающие и водоотводные системы прокладывают, обеспечивая минимальное нарушение сложившихся мерзлотных условий. На участках, где имеются грунтовые воды, элементы водоотводных систем выполняют в комплексе с противоналед- ными устройствами. Ни в коем случае не допускают сброса, даже временного, поверхностных вод в водоемы без предварительной очистки, поскольку эффективность самоочищения холодной воды значительно понижена.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >