Производство земляных работ в зимнее время. Буровые и взрывные работы

Мерзлый грунт в силу своей увеличенной механической прочности сильно усложняет его разработку механизмами, вследствие чего в зимних условиях значительно возрастают затраты труда, энергии и топлива, обусловливающие удорожание этого вида работ. Грунты, подлежащие разработке в зимнее время, необходимо предохранять от замерзания. Если это сделать заблаговременно по каким-либо причинам невозможно, мерзлый грунт оттаивают или разрыхляют, затем разрабатывают, транспортируют и укладывают в соответствии с требованиями СНиП.

Предохранение грунта от промерзания осуществляется: утеплением его теплоизоляционными материалами (торфом, соломой, листьями, опилками, шлаком, снегом); введением в грунт различных химических составов; рыхлением грунта перед наступлением морозов. Для выбора способа предохранений грунта от промерзания надо заранее точно знать расположение будущей застройки.

Оттаивание мерзлых грунтов может осуществляться паром. Вначале на определенном расстоянии бурят скважины, затем в них погружают перфорированные трубы (см. схему ниже, поз. а), в которые подают пар. Устье скважины закрывается теплоизоляционным материалом. При этом способе увлажняется грунт и снижается его несущая способность. Поэтому он применяется редко и при небольших объема работ.

Более экономичным является оттаивание мерзлого грунта горячей водой. При этом способе горячая вода доставляется по трубопроводам. Пройдя группу погруженных трубопроводов (см. схему ниже, поз. б), вода возвращается обратно в котельную установку для подогрева, а затем цикл повторяется.

Оттаивание грунта паром, горячей водой и электрическим током

а - паровая игла; б - водяная игла; в - электрические иглы; г - электроды, расположенные горизонтально; д - то же, вертикально.

При этом способе грунт не увлажняется, однако требуется большое количество теплоты.

Самым простым и экономичным способом оттаивания грунта является его электрический подогрев, который осуществляют электрическими иглами различных конструкций (см. схему выше, поз. в). Комплект игл (40 ... 50 шт.) устанавливают на расстоянии 0,5 ... 1,3 м одна от другой. Простота изготовления таких игл делает их удобными для применения. Электрический подогрев грунта можно осуществлять металлическими электродами (см. схему выше, поз. г, д), расположенными горизонтально в слое опилок, смоченных в электролите (раствором хлористого кальция или хлористого натрия). Применение горизонтальных электродов целесообразно при отогревании промерзшего грунта на глубину 0,4 ... 0,8 м. При прогреве грунта. используют металлические вертикальные электроды. Оттаивание грунта в этом случае можно осуществлять по схемам: "сверху - вниз" (см. схему выше, поз. д) и "снизу - вверх" (см. схему выше, поз. г).

В настоящее время оттаивание начинают от промерзшего грунта. При этом оттаивание не доводят до поверхности, оставляя тонкий слой мерзлого грунта для предотвращения потери теплоты. При разработке траншей для оттаивания грунта эффективно применение агрегатов системы Грот-Криваля и Ефименко, работающих на жидком топливе с паровым дутьем. При небольших объемах и наличии дровяных отходов отогрев грунта можно осуществлять с помощью костров, уложенных вдоль траншей.

Рыхление и разработку мерзлого грунта осуществляют взрывным или механическим способом. При взрывном способе разрабатываемую выемку делят на захватки: на первой захватке разрыхленный грунт разрабатывают экскаватором; на второй - работы не производят в соответствии с требованиями техники безопасности, на третьей - ведут буровые и взрывные работы.

Механическое рыхление осуществляют навесными рыхлителями на базе гусеничных тракторов, с помощью стального клина или шара, которые при падении с высоты 3 ... 5 м разбивают смерзшийся грунт, либо разрыхляют верхний слой рыхлителями ударного действия, монтируемыми на экскаваторе, и другими способами.

Буровые работы осуществляют при инженерно-геологических изысканиях, понижении грунтовых вод, создании водоснабжения, устройстве свайных оснований, установке различного рода опор, посадке деревьев и др. В разрабатываемых грунтах бурильным инструментом бурят цилиндрические отверстия - выработки. Выработку диаметром до 75 мм и глубиной до 6 м называют шпуром, диаметром более 75 мм и глубже 6 м - скважиной. Шпуры и скважины бывают вертикальные, наклонные и горизонтальны.. В зависимости от геологических и гидрологических условий выработки и их глубины применяют бурение следующих видов: ударное, ударно-канатное, вращательное, ударно-вращательное, вибрационное и др. При бурении шпуров применяются перфораторы (пневматические бурильные. молотки) и электросверлильные станки термического бурения. При бурении скважин применяют самоходные установки ударно-канатного, вибрационного и колонкового бурения.

Взрывной способ разработки грунта является одним из мощных средств механизации трудоемких и тяжелых работ. Его применяют для разработки скальных пород, для рыхления мерзлых грунтов, а также для получения выемок способом массового выброса. Для взрыва используют взрывчатые вещества, которые по характеру своего действия подразделяют на инициирующие, бризантные и метательные.

Взрывные работы в строительной практике производятся специально обученным персоналом со строгим соблюдением правил производства взрывных работ и техники безопасности. Способы их производства описаны в специальной технической литературе.