СПОСОБ СТРОИТЕЛЬСТВА ОСНОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОГО СООРУЖЕНИЯ В ГОРНЫХ УСЛОВИЯХ
METHOD FOR CONSTRUCTION OF EARTHWORK UNDER MINING CONDITIONS

Изобретение относится к горному делу и строительству в сложных рельефных условиях и прочных скальных породах при производстве земляных работ по устройству оснований земляных сооружений различного вида и назначения.
Одним из основных требований при строительстве оснований земляных сооружений в горных условиях, наличия прочных скальных пород, сложной гидрологической и рельефной обстановки и высоких экологических требованиях иногда и полного запрета взрывных работ, является минимизация габаритов строительной площадки и, естественно, используемой техники. Известен способ строительных работ в горных условиях, удовлетворяющий основным вышеизложенным требованиям [В.В.Колесниченко. Справочник машиниста бульдозера, скрепера, грейдера. М., «Высшая школа», 1988, с.103…109], в котором ведущей землеройной машиной является бульдозер-рыхлитель на базе мощного гусеничного промышленного трактора. Разработка ведется послойно в 2 этапа - предварительное рыхление задним рыхлителем, разработка и удаление разрыхленного грунта обычно прямым отвалом за пределы основания. Стенки и откосы выполняются обычно продольными ходами бульдозера-рыхлителя.
Недостатками известного решения являются сложность и неточность исполнения стенок и откосов, недостаточная устойчивость, надежность и прочность стенок и откосов (следствие предыдущего), сложность рационального использования разрыхленного прочного грунта в дальнейшем из-за сосредоточения его в общем отвале, что затрудняет погрузочные и транспортные работы.
Известен способ строительства котлована - патент РФ №2190725, включающий выемку грунта, по периметру котлована погружения вертикальных направляющих стоек и сооружение форшахты с ножевыми кромками и бетонирование вертикальных стенок опускной камеры, которые затем используют как основу для наращивания вертикальных стенок котлована.
Недостаток известного решения в том, что этот способ предназначен для оснований земляных сооружений в слабых грунтах, сложен и неприемлем для поставленной задачи строительства оснований земляных сооружений в горных условиях при наличии прочных скальных пород и сложных рельефных условий.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение качества производства работ, устойчивости, надежности и прочности основания земляного сооружения в горных условиях и рациональное использование значительной части разрыхленного прочного грунта с помощью эффективной эстакадной погрузки его, например, бульдозером в транспортные средства.
В предлагаемом изобретении способе строительства основания земляного сооружения в горных условиях, включающем предварительное рыхление прочных грунтов, их разработку и перемещение за пределы основания, формирование и зачистку выходных поверхностей с ведущей машиной мощным бульдозером-рыхлителем, предварительное рыхление осуществляют послойно, перекрестными челночными продольными и поперечными ходами по всей площади, один или несколько слоев образуют ступень, высота по глубине которой должна соответствовать высоте подъема отвала, каждый слой разрабатывают отвалом и разрыхленный грунт удаляют за пределы основания, зачистку стенок ступеней производят поперечными движениями бульдозера, при которых происходит горизонтальное заглубление отвала в стенку на глубину зачистки с последующим подъемом до бровки ступени с вырезаемым при этом из стенки грунтом и разгрузкой его на поверхность движения при обратном ходе, зачистка идет по всему периметру основания челночными поперечными ходами до достижения требуемой глубины. Поперечная зачистка стенок повышает качество стенок, а следовательно, их прочность и надежность. Для обеспечения устойчивости стенок угловое расположение ступеней в вертикальной плоскости не превышает угла естественного откоса грунта. При зачистке стенки верхнего уступа отвал с грунтом достигнув бровки продолжает движение по внешней поверхности основания на величину, достаточную для разгрузки грунта с отвала при обратном ходе бульдозера, в результате образуется продольный валик разрыхленного грунта вдоль бровки для эстакадной погрузки его в транспортные средства.
Таким образом, применив описанный способ, получаем повышение качества производства работ, устойчивости, надежности и прочности основания земляного сооружения в горных условиях и рациональное использование значительной, благодаря возможной эстакадной погрузки его в транспортные средства части разрыхленного прочного грунта.
Суть изобретения представлена на фиг.1, 2, 3 и 4 на примере использования предлагаемого способа при строительстве в горных условиях, основания котлована прямоугольной П-образной формы средней глубины с вертикальными стенками. Фиг.1 - рабочая схема разработки основания котлована (вид сверху), фиг.2 - поперечное сечение стенки котлована, фиг.3 - рабочая схема зачистки верхней ступени стенки котлована, фиг.4 - схема движения машины на фиг.3.
На чертежах представлены следующие позиции:
I, II, III, IV, V - последовательные захватки при разработке грунта по периметру котлована;
1 - бровка котлована;
2 - стенка верхней ступени;
3 - дно верхней ступени;
4 - стенка котлована;
5 - дно котлована;
6 - валик грунта на внешней поверхности котлована;
7 - отвал бульдозера;
8 - внешняя поверхность котлована;
9 - грунт в отвале.
А-Б - зачистка дна и частичный набор грунта в отвал;
Б-В - заглубления отвала в стенку ступени;
В-В' - подъем отвала, полный набор грунта и зачистка стенки ступени;
В'-Г - движение отвала с грунтом по бровке котлована вперед (на промежуточных ступенях отсутствует);
Г-В-(Г'-В')- движение отвала назад и выгрузка грунта на бровку котлована (на промежуточных ступенях отсутствует).
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. За ведущую машину принят мощный бульдозер-рыхлитель, который выполняет рыхление прочных грунтов, их разработку и перемещение за пределы основания, формирование и зачистку выходных поверхностей (стенок, дна и т.п.). После разметки и планировки осуществляется предварительное рыхление задним рыхрытелем и разработка отвалом прочных грунтов послойно, перекрестными челночными продольными и поперечными ходами по всей площади основания по представленной на фиг.1 схеме.
ycт
ycт
отв.
cл
3
уст
пр
В зависимости от глубины основания один или несколько слоев образуют ступень со стенкой 2 и дном 3, высота ступени по глубине (h) должна соответствовать высоте подъема отвала 3 (h~0,9h). Каждый слой (h) разрабатывается бульдозером и разрыхленный грунт удаляется за пределы основания, зачистка стенок уступов 2 производится поперечными челночными ходами по периметру основания, по схеме, представленной на фиг.1. При рабочем ходе происходит горизонтальное заглубление отвала 7 в стенку 2 на глубину зачистки L, затем вертикальным усилием отвал 7 поднимается до бровки ступени, разрушая грунт 9 на «отрыв», вырезая его из стенки и заполняя отвал 7, при обратном ходе грунт 6 с отвала 7 отсыпается на поверхность движения - фиг.3. Дальнейшая разработка - по описанной схеме слои - ступени, после достижения заданной глубины проводится формирование и зачистка дна 5 и других поверхностей. При нескольких ступенях их угловое расположение в вертикальной плоскости (α) не превышает угла естественного откоса грунта (α) (фиг.2). При зачистке стенки верхней ступени отвал 7 с грунтом достигнув бровки котлована 1 продвигается дальше по поверхности 8 (фиг.3), на которой и разгружает грунт 6 с отвала при обратном ходе бульдозера. В результате образуется продольный валик разрыхленного прочного грунта вдоль бровки котлована для эстакадной погрузки его в транспортные средства.
В результате получаем повышение качества производства работ, устойчивости, надежности и прочности основания земляного сооружения в горных условиях и рациональное использование значительной части разрыхленного прочного грунта, благодаря возможности эффективной эстакадной погрузки его в транспортные средства.