КАНАЛИЗАЦИЯ

УСТРОЙСТВО КОЛЛЕКТОРОВ ИЗ СБОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ ОТКРЫТОМ И ЗАКРЫТОМ СПОСОБЕ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ

Укладка коллекторов из сборных готовых унифицированных эле­ментов дает возможность механизировать и ускорять процесс строитель­ства инженерного хозяйства городов.

При открытом способе производства работ сборку круглых коллекто­ров (см. рис. 3.19, б) ведут непрерывным потоком.

Начинают работы с подготовки и устройства основания. Дно тран­шеи подчищают, выравнивают, тщательно утрамбовывают гравием или щебнем под проектную отметку. На подготовку укладывают плиту или блоки основания, тщательно их центрируют и проверяют уклон. После проверки правильности укладки поднимают их краном, подливают це­ментный раствор марки 50 слоем 3 см, а затем окончательно устанавли­вают на место и тщательно заделывают стыки цементным раствором.

При сборке комбинированного коллектора на стул устанавливают сводчатое перекрытие. Продольные швы заливают цементным раствором марки 80, а с внешней стороны — горячим нефтебитумом. Поперечные стыки перекрытия тщательно заделывают просмоленным канатом и за­ливают цементным раствором марки 80, а сверху перекрывают бетон­ными поясками, выполненными в переносных металлических формах. Через каждые 32—36 м в основании и перекрытии коллектора делают температурные осадочные швы.

Монтаж сборных железобетонных коллекторов большого диаметра (см. рис. 3.19, в и г) начинают с укладки плиты и блоков основания на
выровненную бетонную или щебеночную подготовку. После выравнива­ния блоков под отметку пазы между блоками заливают цементным рас­твором, а затем краном или трубоукладчиком укладывают железобетон­ные трубы на подготовленное основание. Стыки заделывают железобе­тонными поясами или делают их гибкими (см. рис. 3.21).

Монтаж прямоугольных сборных железобетонных коллекторов про­изводится следующим образом (см. рис. 3.19). На щебеночную подго­товку укладывают железобетонную плиту, а затем один слой гидроизола на клебемассе и предохраняют его защитным слоем толщиной 3 см из цементного раствора марки 100. На выровненную поверхность защитно­го слоя устанавливают два стеновых блока ДС, а между ними — блок ос­нования ДО, а затем, после замоно - личивания блоков, сверху перекры­вают блоком перекрытия ДП. В ме­стах стыкования стеновых блоков делают гидравлическую шпонку из цементного раствора марки 100 на расширяющемся цементе. В торцах между стеновым блоком и перекры­тием приваривают по дополнитель­ному продольному стержню, а затем углы замоноличивают бетоном мар­ки 200.

Два просвета между стеновыми блоками и основанием также замо­ноличивают бетоном марки 200, приварив по четыре продольных стержня в каждом просвете.

На перекрытие укладывают вы­равнивающий слой в 2—5 см из це­ментного раствора марки 50, закры­вают его гидрокзолирующим слоем гидроизола и закрывают защитным слоем из цементного раствора мар­ки 100. Блоки устанавливают так, чтобы соединительные швы пере­крытия и основания не совпадали со швами стеновых блоков.

Устройство швов, применяемых при укладке сборных железобетон­ных коллекторов, показано на рис. 3.36.

К закрытым способам прокладки коллекторов относят подземные бестраншейные проходки методом горизонтального продавливания или прокола и туннельные проходки — штольневым и щитовым способом. Закрытый способ прокладки коллекторов создает наименьшие помехи нормальному функционированию городов и промышленных предприя­тий, а потому является перспективным.

При бестраншейной прокладке методом горизонтального продавли­вания или прокола в грунтах I и III категории продавливают метал­лическую толстостенную стальную трубу диаметром 900—1400 мм, пред­назначенную в качестве защитной стенки-футляра для прокладки трубопроводов при пересечении железных и автомобильных дорог, ма­гистральных проездов и площадей и других препятствий в городском и промышленном строительстве. Продавливание футляра ведут из откры-

7*
того рабочего котлована длиной 10 м со сплошным вертикальным креп­лением. В котловане устанавливают направляющие устройства для про - давливания труб только в одном направлении; гидравлические домкра­ты горизонтального действия грузоподъемностью 100, 170 и 200 т для давления на торец стальных труб; упорную стенку для восприятия усилий домкратов; пульт управления и нажимные патрубки длиной 1, 2 и 3 м. Грунт в заборе разрабатывают механизмами и удаляют из тру­бы с помощью движущейся тележки с ковшом. После продавливания первой трубы в котлован опускают вторую и приваривают к торцам первой. Затем процесс повторяется. По окончании проходки в футляре монтируют сборные трубопроводы из металлических или железобетон­ных труб.

Проходку методом продавливания труб диаметром 900 мм осуществ­ляют универсальной механизированной установкой НИИМосстроя, со­стоящей из станины, гидродомкратов, лебедки, упорной стенки, насосной станции, пульта управления и нажимных труб. Суммарная установоч­ная мощность двигателей 29,5 кВт, масса установки 12 т, техническая скорость проходки 18 м/смену, максимальная длина проходки с одной станции 60 м. Установку обслуживают три человека.

Механизированный комплекс ПУ-2 ЦНИИПодземмаша (Запорожье) обеспечивает разработку грунта I—III категории, полную механизацию процессов продавливания футляра и горизонтальное и вертикальное транспортирование породы. В состав комплекса входят исполнительный орган для разработки забоя и транспортирования породы по трубопро­воду, скреперная лебедка 22ЛС-2с с электродвигателем мощностью 22 кВт, насосная установка с насосом Н-403 и электродвигателем мощ­ностью 17 кВт, два продавливающих гидроцилиндра суммарным усили­ем 3600 кН, а также упорная плита, две нажимные подушки и нажимные патрубки. Суммарная установочная мощность двигателей 39 кВт, масса комплекса 13,6 т, наружный диаметр продавливаемого трубопровода 1220 и 1420 мм, максимальная длина проходки из одного котлована 60 м, средняя скорость проходки 8,4 м/смену. Направление и уклоны футляра проверяют уклономерами. Установку обслуживают три человека.

Щитовой способ прокладки коллекторов является наиболее индуст­риальным и экономичным способом строительства коллекторов в усло­виях городского и промышленного строительства. При этом объем зем­ляных работ сокращается в 2,5—3 раза, скорость проходки увеличивает­ся в 4 раза, а расход крепежного материала уменьшается в 20 раз по

Сравнению со штольнёвым способом. Способ щитовой проходки эконо­мически целесообразен с глубины заложения 6 м. Его применяют в Москве, Ленинграде, Киеве, Харькове, Львове, Минске, Риге, Талли­не, Вильнюсе, Новосибирске и других городах. В 1970 г. проходческими щитами построено в СССР 70 км коллекторных туннелей, а в 1975 г. их будет построено 120 км и более 100 км стальных трубопроводов боль­шого диаметра.

Проходческий щит представляет собой передвижную металлическую конструкцию цилиндрической формы, под защитой которой разрабаты­вается порода, а в задней хвостовой части сооружается обделка туннеля (рис. 3.37). Щит состоит из режущей, опорной и хвостовой частей. Сред­няя часть щита является опорной для размещения гидравлических дом­кратов, с помощью которых происходит продвижение щита, и системы гидрокоммуникаций для управления домкратами.

Процесс работы в щите слагается из следующих операций: разработ­ки грунта в забое, передвижения щита, устройства обделки в хвостовой части и нагнетания цементного раствора за собранную обделку. Одно­временно ведутся выдача грунта из забоя и откатка его в шахту с подъ­емом на поверхность, а также доставка к щиту сборных элементов об­делки. Наиболее трудоемкой и сложной операцией является разработка грунта.

Для комплексной механизации проходческих работ и строительства унифицированных коллекторных туннелей ЦНИИПодземмаш разрабо­тал пять типов механизированных щитов ПЩ и комплексов КЩ, пред­назначенных для прокладки канализационных и инженерных сетей в го­родах и на предприятиях (табл. 3. 12 и 3.13).

Таблица З 12

Проходческие щиты и механизированные щитовые комплексы пред­назначены для разработки грунтов і—IV категории влажностью до 20% в сложных гидрогеологических условиях.

Щитовые комплексы КЩ состоят из механизированного проходческо­го щита, передвижной технологической платформы с рольгангом, блоко- укладчиками, ленточного конвейера с блокосъемннком, блоковозками, транспортными бадьями и тележками для породы. Минимальная длина КЩ-1.8К — 8,1 м, а КЩ-3,2Б — 26,8 м Применение комплекса КЩ поз­воляет механизировать все производственные процессы по разработке и погрузке породы, а также по возведению постоянной железобетонной обделки (футеровки) туннеля.

Забой разрабатывается винтовой разборной планшайбой с ножами или резцами, которая вращается четырьмя гидравлическими домкрата­ми с храповым механизмом.

Туннель футеруют укрупненными сегментными блоками-тюбингами из железобетона марки 400.

Для сооружения туннелей с кольцевой обделкой шириной 1500 мм (см. табл. 3.13) применяют комплекс КЩ-1,8К. За собранную обделку нагнетают цементный раствор для заполнения пустот. Внутри туннеля устраивают рубашку из монолитного железобетона марки 400 (см. рис. 3.19, е). На устройство рубашки требуется!/з времени, затра­чиваемого на щитовую проходку. Поэтому осваивают обделку туннелей из монолитного прессованного бетона, при этом достигаются бесшов - ность и безосадочность проходки.

Футеровку из монолитного прессованного бетона формуют щитовым комплексом КЩ-2,1М (см. табл. 3.13). Бетонную смесь нагнетают за цилиндрический корпус щита, а при продвижении щита ее прессуют гидравлическими домкратами. В каналах из прессованного бетона устройство железобетонной рубашки и инъекция раствора за обделку не требуются.

Из прессованного бетона построен коллектор диаметром 3,6 м для реки Неглинки (в Москве). Скорость проходки составляла 100 м в месяц.

Для крепления стенок коллекторов монолитным бетоном способом набрызга или укладки бетонной смеси за опалубку рекомендуется при­менять машину БМ-70, а для торкретирования способом центробежной футеровки и ее затирки — затирочную машину АКХ.

Основной частью машины БМ-70 является смонтированный на плат­форме дозатор барабанного типа, имеющий поворотное загрузочное устройство грейферного типа. Из вагонетки сухая бетонная смесь гид­равлическим грейфером загружается в бункер машины. Через загрузоч­ные проемы в крышке дозатора материал заполняет ячейки барабана.

При вращении барабан с ячейками подводится к разгрузочному устрой­ству, где материал под действием силы тяжести, а также под давлением сжагого воздуха выдувается вниз в выходной патрубок. Далее струей сжатого воздуха смесь подхватывается и транспортируется по гибким рукавам к соплу, где происходит затворение смеси водой.

Производительность машины по сухой бетонной смеси для укладки монолита за опалубку 10—12 м3/ч, а для набрызга 5—6 м3/ч; макси­мальная фракция заполнителей смеси для монолита 40 мм, а для на­брызга 30 мм; дальность подачи по горизонтали 200 м, а по вертикали 50 м. Общая установочная мощность 15 кВт; давление в гидросмеси 8 хМПа, размеры: длина 3400 мм, ширина 1080 мм, высота в рабочем по­ложении 2300 мм, а в транспортном 1630 мм; масса машины 4,5 т.

Для укладки прессованного бетона рекомендуется применение быст - ротвердеющих цементов и бетонов повышенной растяжимости за счет введения в их состав волокнистых материалов типа асбеста.

Торкретирование блочных туннелей способом центробежной футе­ровки и затирка машиной АКХ ускоряет процесс в 5 раз по сравне­нию с устройством железобетонной рубашки. Раствор из бункера ма­шины шнеком подается в напорную трубу и, выдавливаясь через про­дольные щели, попадает на лопатки разбрызгивающей головки, которая, вращаясь с большой скоростью, набрызгивает раствор на внутреннюю поверхность крепи слоем 20—25 мм. При устройстве торкрета большей толщины наносят несколько слоев с суточной выдержкой каждого слоя. Последний слой заглаживается медленно вращающимися лопатками затирочной машины, перемещающейся с помощью лебедки.

Производительность по торкретированию 2 м3/ч, средняя скорость отделки туннеля 25—30 м/смену, дальность подачи раствора 100 м, сум­марная мощность двигателей 4,5 кВт, габариты машины 2500Х?00Х Х1500 мм, масса 600 кг.

Для немеханизированных щитов прежних конструкций диаметром 2,56 м рекомендуется горнопроходческий комплекс вертикального и го­ризонтального транспорта, состоящий из подземной части и поверхност­ной шахтной надстройки. Подземная часть состоит из ленточного пита­теля, перегружателя, двух блоковозов с рольгангом, подвижной техно­логической платформы, электровоза АК-2у и лебедки. Шахтная надстройка состоит из копра, бокового гидравлического опрокидывате­ля, двух транспортообменников и двух рельсовых откаточных путей. Технология комплекса позволяет работать не снижая скорости на трас­се длиной до 1 км.

Для опускания и подъема щитов, а также для подъема грунта и по­дачи тюбингов, растворов и воздуха устраивают шахты горнопроходче­ским механизированным комплексом «Темп-1» или «Темп-2». Комплекс «Темп-2» состоит из грейфера; аварийного бункера емкостью 12 м3 с пла­стинчатым питателем, подающим породу через ленточный перегружа­тель в автомашины; инвентарной крепи из металлических колец; авто­крана К-104 и электрооборудования.

Диаметр ствола шахты в проходке 4,3 м, в свету 4 м, глубина до 12 м, скорость проходки 0,8 м/смену, установочная суммарная мощность электродвигателей 13 кВт, масса оборудования 19 т. Бригада состоит из четырех человек.

Для проходки стволов шахт применяется также шахтопроходческий экскаватор ЭШ-1514, созданный на базе элементов экскаватора типа «Беларусь», а для подъема разработанного грунта — кран СПК-Ю00.

Для искусственного замораживания водоносных грунтов рекомен­дуется передвижная низкотемпературная замораживающая станция ПНС-100, изготовляемая заводом «Компрессор» и смонтированная на двух автоприцепах МАЗ-52224. Установка дает низкотемпературное охлаждение минус 32—37° С через сутки после доставки на место.

Внедрение новой техники ведения работ щитовым способом позво­лило повысить объем строительства коллекторов закрытым способом на 45%, выработку на один щит на 39,5%, а на одного рабочего на 50%.