Технология и устройства при рассредоточенном намыве с целью сокращения объема земляного сооружения

Н.Н. Кожевников

ТЕХНОЛОГИЯ И УСТРОЙСТВА ПРИ РА ССРЕДО ТО ЧЕННОМ НАМЫВЕ С ЦЕЛЬЮ СОКРАЩЕНИЯ ОБЪЕМА ЗЕМЛЯНОГО СООРУЖЕНИЯ

Разработаны и испытаны новые устройства намывного пульпопровода для рассредоточенного намыва, позволяющие возводить земляные сооружения с пляжными откосами с существенно меньшим заложением, чем при безэста-кадном торцовом намыве.

Ключевые слова: безэстакадный намыв, пульпопровод, земляные сооружения, гидросмесь.

практике строительства земляных сооружений, возводи--Я-М мых способом гидромеханизации, значительный объем составляют дамбы со свободным пляжным односторонним или двусторонним откосами, формируемыми свободным растеканием грунта при намыве.

К таким сооружениям относятся дамбы, намываемые в воду; дамбы с пляжным динамически волноустойчивым откосом; основания дорог и площадок на заболоченном основании, когда выполнить обвалование из местного грунта невозможно, а из привозного нецелесообразно. В последнее время много таких сооружений под дороги и коммуникации сооружается в Западной Сибири для освоения нефтяных и газовых месторождений, так как их территории, как правило, заболочены.

В большинстве случаев размеры и объем таких сооружений определяются заложением откоса свободного растекания грунта при намыве, а не расчетом устойчивости. Заложение этого откоса велико и зависит не только от крупности частиц грунта, но и от технологии намыва, расхода и концентрации гидросмеси. При торцовом безэстакадном намыве уклон поверхности при песчаных и песчано-гравийных грунтах в 1.5-2 раза положе, чем при рассредоточенном способе намыва [1]. Так, например, при среднезернистом песке и торцовом намыве пляжная поверхность формируется с заложением 1:40 - 1:50, а при рассредоточенном намыве при прочих равных условиях с заложением 1: 30 - 1:35. За счет изменения ук-

лона объем сооружения при торцовом намыве обычно на 20 - 40 % больше чем при рассредоточенном способе.

Несмотря на это большое преимущество, рассредоточенный способ намыва с середины 50-х годов почти повсеместно вытеснен торцовым безэстакадным способом, разработанным в тресте «Гидромеханизация» Минэнерго СССР. Этот способ позволил избавиться от строительства высоких деревянных эстакад для прокладки намывного пульпопровода и ручного возведения обвалования. Тем не менее, во многих случаях представляется заманчивым использовать преимущества рассредоточенного способа намыва, позволяющим существенно сократить объем сооружения.

В 1998 г. в Корпорации «Гидромехстрой» был разработан и внедрен для намыва грунта полотна автодороги сгуститель-грунтоукладчик СГУ-2000, позволяющий производить намыв гидросмесью с концентрацией 65-85% и получить свободный откос заложением 1:5 - 1:8. Однако в связи с громоздкостью и сложностью устройства СГУ-2000 не получило широкого распространениях [2].

Ранее в тресте «Энергогидромеханизация» проводились опытно-конструкторские работы, целью которых была разработка новых устройств для намыва сооружений со свободным откосом на суше и в воде рассредоточенным способом при сохранении достоинств безэстакадного способа.

Для намыва сооружений на суше за основу разработки было принято предложение автора статьи [3], в соответствии с которым рабочий пульпопровод для рассредоточенного намыва собирается из отдельных звеньев труб длиной б м с конуснораструбным соединением между ними. К трубе каждого звена герметично приварена металлическая опора в виде четырехгранной усеченной пирамиды высотой до 1.5 м. Боковые стенки опоры скошены к нижнему основанию, а торцовая ее плоскость выполнена по дуге окружности, описанной из центра вращения звена при её подъеме, с тем, чтобы при демонтаже звена с помощью крана опора выходила из намытого грунта без его деформации с минимальным трением (рис. 1).

Площадь основания опоры определялась исходя из удельного давления 0.3 кг/см2, достаточного для монтажа звена на свеженамытом песчаном грунте или заболоченном основании.

4-и ю 1 г зч5

^ / Ж /

[ /

£ <иЛ'1Чч -— —- у " I

1 1Г* £•** •   V•А- /о??

1 /* * ' * * - \Т \ • -V \ А'Д'.-. .

У V/ я м ///я/я /// М/// /Л /// ///#/ж

7 9 8 7 в

Рис. 1. Звено пульпопровода с опорой и выпуском для рассредоточенного намыва: 1 - стальная труба; 2 - верхний люк с заглушкой; 3 - чалочная скоба; 4 - крюк соединительный; 5 - уплотнительное кольцо; 6 - нижний выпуск с внутренней заглушкой; 7 - опора звена; 8 - торцовая стенка опоры; 9 - намытый грунт; 10 - конусный раструб; 11 - скоба соединительная

Звено трубы в её нижней части имеет выпуск для гидросмеси диаметром 150 -200 мм, перекрываемый изнутри трубы заглушкой-блином с резиновым уплотнением. Для открытия и закрытия выпуска соосно над ним смонтирован верхний люк с быстросъёмной крышкой. Такая необычная конструкция выпуска с внутренней заглушкой необходима для полного использования высоты опоры при намыве и избежания откапывания выпуска для его закрытия.

С помощью гусеничного крана с низким удельным давлением на грунт и грузоподъёмностью 10 -16 т из звеньев монтируется рабочий пульпопровод на всю длину карты намыва в 100 - 200 м. Первые 8 -10 выпусков пульпопровода открывают и через них рассредоточено подают гидросмесь на карту намыва. После намыва под выпуском слоя грунта высотой

1 -1.5 м их закрывают и открывают следующие вапуски и так до конца карты. После намыва первого слоя по всей длине карты пульпопровод демонтируют, при необходимости формируют дам-бочку обвалования с помощью бульдозера и монтируют пульпопровод на намытом грунте до достижения проектной отметки. Производственные испытания изготовленного комплекта звеньев пульпопровода для рассредоточенного намыва были проведены при сооружении дамб пруда-охладителя Курскокой АЭС.

Рис. 2. Поперечное сечение намытой дамбы пруда- охладителя:

1 - при безэстакадном торцовом способе намыва; 2 - при рассредоточенном намыве из выпусков звеньев пульпопровода

При обычном торцовым безэстакадном способе намыва уклон пляжного откоса дамбы формировался с заложением 1: 40 - 1:50 при расчетном на волноустойчивость 1:30. При рассредоточенном намыве откос формировался заложением 1:20 -1:30 или в 1.5 - 2 раза круче, чем при безэстакадном способе,

при котором происходил значительный перемыв грунта за проектный профиль (рис. 2).

Никаких осложнений при монтаже звеньев пульпопровода для рассредоточенного намыва, намыва грунта и последующего демонтажа звеньев не наблюдалось. Использование новой технологии и устройств для рассредоточенного намыва позволило сократить объем дамбы Курской АЭС на 300 тыс. м3 или на 30 % по сравнению с торцовым безэстакадным способом.

С помощью динамометра было замерено дополнительное усилие, необходимое для извлечения опоры звена трубопровода из намытого грунта, оно составило 800 кгс, а общее усилие при подъёме звена из грунта - не более 2 т при грузоподъёмности крана МТТ-16 на необходимом вылете в 6 т. Кран был оборудован ограничителем грузоподъемности от случайных перегрузок в соответствии с правилами.

С одного положения рабочего пульпопровода без его демонтажа земснаряд типа 300-50Л мог работать 1.5 - 2 суток, при этом отпала необходимость в круглосуточной работе крана, обязательной при безэстакадном намыве. Простои земснаряда из-за неготовности карты намыва при рассредоточенном способе практически не изменились, так как монтаж и демонтаж рабочего пульпопровода

занимал мало времени. Случаев падения звеньев при намыве не наблюдалось.

По существу описанное техническое решение можно рассматривать как модернизацию низкоопорного способа намыва из выпусков, отличающийся тем, что деревянные инвентарные опоры заменены металлическими специальной формы и смонтированными на самой трубе, что ускоряет монтаж пульпопровода.

На основании проведенных длительных производственных испытаний рабочая комиссия рекомендовала устройство и технологию рассредоточенного намыва для намыва дамб со свободным откосом для производства.

По предложению инженеров Серых А.В., Шамшина Б.Г., Комкина Б.И. в Московском СУ треста «Энергогидромеханизация» была применена в производственных условиях технология рассредоточенного намыва дамб под воду с плавучей бухты земснаряда 300-50Л. Каждое звено плавучего пульпопровода было дополнительно оборудовано выпусками- шиберными задвижками. При намыве из выпусков овальные поплавки пульпопровода автоматичкески всплывали и поднимались в свеженамытом грунте.

Такой намыв из выпусков плавучего пульпопровода применялся на намыве вспомогательных дамб на Кайшядорской ГАЭС и Калининской АЭС. Проектом предусматривалось превышение гребня дамбы над урезом воды на 1 -1.5 м. При традиционном торцевом намыве ширина дамбы по урезу воды получалась шириной до 70 м. При намыве с плавучего пульпопровода за счет уменьшения надводного уклона намываемого грунта ширина дамбы сокращалась до 40 м. По этой технологии на Кайшадор-ской ГАЭС была намыта дамба протяженностью около 2 км и её объем был сокращен на 320 тыс. м3 по сравнению с проектом.

На Калининской АЭС отсыпка узкой дамбы предусматривалась проектом путём отсыпки автосамосвалами из привозного грунта. Проектное решение было заменено рассредоточенным намывом из выпусков плавучего пульпопровода. Экономический эффект при этом составил 500 тыс. руб. в ценах 1990 г.

Поперечное сечение дамбы, намытой в воду представлено на рис. 3, схема плавучего пульпопровода с выпуском - на рис. 4.

” £ 5 і

Рис. 3. Поперечное сечение дамбы, намытой в воду:

1 - при безэстакадном торцовом способе намыва; 2 - при рассредоточенном намыве из выпусков плавучего пульпопровода

Рис. 4. Плавучий пульпопровод для намыва из выпусков:

1 - стальная труба с шаровым соединением звеньев; 2 - выпуск с заглушкой; 3 - понтоны; 4- соединение понтонов; 5 - намытый грунт; Ра - архимедова сила

Выводы

1. Разработаны и испытаны новые устройства намывного пульпопровода для рассредоточенного намыва, позволяющие возводить земляные сооружения с пляжными откосами с существенно меньшим заложением, чем при безэстакадном торцовом намыве, их целесообразно применять для намыва дорог и дамб на заболоченное основание и дамб с динамически волноустойчивым откосом. 2. Устройство звеньев пульпопровода совмещают технические достоинства безэстакадного и рассредоточенного способов намыва. 3. Устройство понтонов плавучего пульпопровода для рассредоточенного намыва грунта в воду позволяет самопроизвольно подниматься пульпопроводу по мере роста надводного конуса грунта. 4. Использование новых устройств для рассредоточенного намыва позволяет формировать пляжные откосы в 1.5 - 2 раза круче, чем при торцовом безэстакадном

способе, что обеспечивает существенное (до 30 %) сокращение объёма сооружения.

------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нурок Г.А. Технология и проектирование гидромеханизации горных работ. М.: Недра,

1965.

2. Овчарук СВ., Каменецкий В.Л. Намыв автомобильного подхода к мосту через р. Обь по новой технологии. Гидромеханизация 2000. М.:МГГУ, выпуск 2, 2000.

3. А.с.1406294- Устройство для намыва земляных сооружений / Н.Н. Кожевников, Б.Г. Шамшин и Б.М. Шкундин//Открытия. Изобретения. 1988. №24.

N.N. Kozhevnikov

THE TECHNOLOGY AND THE DEVICES FOR THE SCATTERED INWASH THAT REDUCE THE EARTH STRUCTURE VOLUME

The new devices of discharge pipe for the scattered inwash are developed and tested. The devices allow to instil the beach profile constructions with the significantly smaller gradient in comparison with non-trestle front inwash.

Key words: non-trestle inwash, discharge pipe, dredgers, hydraulic fluid.

— Коротко об авторе ---------------------------------------

Кожевников НН. - инженер, трест «Энергогидромеханизация», тел. 308 80 96.