г. Москва

Сретенский бульвар, д. 6

стр. 1, офис 4

8-905-014-0095

sapropel-nn@mail.ru

4.3. Технологические способы намыва и укладки грунта

Намыв площадей, территорий широко используется для промышленного и гражданского строительства, и опыт ранее выполненных таких работ описан в отечественных источниках [1, 3, 22, 32, 34, 50, 53, 54].

В технологическом процессе производства работ намыв ведут отдельными картами, число и расположение которых определяются в проекте производства работ.

Территорию, подлежащую замыву, вначале ограждают со всех сторон обвалованием высотой 1,0–1,5 м. Если нет такой возможности (например, при замыве участка на обширной заболоченной территории), то обвалование производят из намываемого грунта.

Обвалованную территорию разбивают на несколько поочередно намываемых карт, оснащенных водосбросными колодцами. При этом трубы водосбросных колодцев располагают таким образом, чтобы они не подпадали под запроектированные для строительства здания и сооружения.

При устройстве оснований на заболоченной территории иногда целесообразно применять технологические схемы намыва с выторфовыванием грунта отдельными участками. Для большего рассредоточения гидросмеси применяют пульпораспределители. Осветленная вода сбрасывается за пределы замываемой территории через колодцы, устраиваемые в местах, отведенных проектом.

Технологический процесс намыва территорий должен обеспечивать равномерное распределение и укладку грунта, что достигается правильным выбором технологического способа намыва и схемы укладки грунта.

При выборе способа и схемы намыва учитываются категория и размеры намываемой территории, гранулометрический состав карьерного грунта, рельеф местности, а также мощность имеющегося земснаряда и размеры разводящих сетей пульпопроводов.

В зависимости от объемов работ и перечисленных факторов в технологическом цикле по намыву применяют следующие способы намыва:

Эстакадный способ намыва грунта с рассредоточенным выпуском пульпы изображен на рис. 4.1. При этом способе распределительные пульпопроводы укладываются на деревянные эстакады. Высота яруса намыва принимается равной высоте эстакады.

В пульпопроводах прорезаются отверстия и ввариваются выпуски пульпы с затворами различной конструкции. Выпуски пульпы размещаются в нижней части сечения трубы через 6–10 м друг от друга (обычно одно отверстие на трубу).

Для распределения пульпы применяются лотки на козелковых опорах. Стойки эстакад после намыва остаются в теле сооружения, горизонтальные элементы эстакад убираются во избежание местной контактной фильтрации и повторно используются.

После намыва очередного яруса устанавливаются эстакады следующего яруса (со смещением в соответствии с поперечным профилем), на которые перекладываются распределительные пульпопроводы, и намыв продолжается.

К недостаткам этого способа относятся большие затраты лесоматериала на изготовление эстакад и лотков, невозможность механизации работ по их устройству, сложность монтажных работ по укладке и перекладке распределительных пульпопроводов, а также отсыпка обвалования рядом с эстакадами и, главное, большая трудоемкость производства вспомогательных строительно-монтажных работ и сложность управления самим процессом намыва. В настоящее время эстакадный способ применяется в исключительных случаях.

Схема эстакадного способа намыва

Рис. 4.1. Схема эстакадного способа намыва

1 — дамба обвалования; 2 — трубопровод; 3 — эстакада; 4 — выпуск гидросмеси; 5 — пляж намыва с уклоном; 6 — откос гидроотвала

 

Безэстакадный торцевый способ с сосредоточенным выпуском пульпы с цикличным прямым и обратным поступательным перемещением фронта намыва является наиболее механизированным и экономичным способом намыва (рис. 4.2).

Схема безэстакадного способа намыва

Рис. 4.2. Схема безэстакадного способа намыва
1 — дамба обвалования; 2 — дамба наращивания; 3 — откос гидроотвала; 4 — выпуск гидросмеси

 

При этом способе трубы распределительного пульпопровода укладываются непосредственно на поверхность намытого грунта, а выпуск пульпы производится сосредоточенно из торца конечного звена пульпопровода.

Трубы в процессе намыва наращиваются с помощью крана, для чего они снабжены раструбными быстроразъемными соединениями.

Намыв начинается с выпуска пульпы из торца первого звена пульпопровода, уложенного в начале карты, и ведется до образования перед ним слоя грунта заданной толщины. Затем без перерыва в подаче пульпы наращивается второе звено пульпопровода и продолжается дальнейший намыв слоя грунта по всей длине карты. Аналогично ведется намыв при обратном ходе: конец последнего звена трубопровода поднимается краном на высоту, соответствующую толщине намываемого слоя, затем производится намыв, и звено отключается.

Таким образом, намыв происходит в процессе цикличного по длине карты наращивания и укорачивания звеньев распределительного пульпопровода, происходит «челночный» принцип движения процесса намыва по всей длине карты (рис. 4.3).

Вариант безэстакадного челночного способа намыва карт

Рис. 4.3. Вариант безэстакадного челночного способа намыва карт
1 — пруд-отстойник; 2 — водосбросный колодец; 3 — пульпопровод; 4 — дамба обвалования; 5 — отводящая труба

 

Толщина слоя намыва при безэстакадном способе зависит от состава грунта и производительности землесосного снаряда.

По мере намыва грунта распределительный пульпопровод перекладывается параллельно линии наружного откоса намываемого сооружения; при этом все время сохраняется постоянное расстояние от подошвы дамбы попутного обвалования до оси пульпопровода в зависимости от заложения откоса.

Безэстакадный способ намыва позволяет осуществить комплексную механизацию всех процессов при разработке, транспортировке и укладке грунта в сооружение. Этот способ обеспечивает наилучшее фракционирование грунта в поперечном сечении сооружения и его консистенцию, при этом гранулометрический состав подаваемого грунта остается во всех точках выпуска по фронту намыва приблизительно одинаковым. При таком способе намыва особое внимание должно быть уделено своевременному и качественному устройству обвалования.

При послойно-грунтовом способе намыва грунта производится сосредоточенный выпуск пульпы из торцов пульпопроводных труб, укладываемых на земляные валы высотой до 1,5 м, заменяющие опоры. Послойно-грунтоопорный способ применяется в тех случаях, когда согласно техусловиям на возведение сооружения не рекомендуется оставлять в теле насыпи стойки опор и не выдвигается требование о строгом фракционировании грунта в теле сооружения.

Недостатком способа является необходимость дополнительного перемещения значительного объема грунта для создания земляных валов.

При продольно-торцевом способе намыва производится сосредоточенный выпуск пульпы из торцов пульпопроводных труб, укладываемых на отметке гребня сооружения, сброс осветленной воды производится через временные трубчатые водосбросы в дамбе первичного обвалования или водосбросный колодец.

Этот способ намыва обеспечивает неограниченное продвижение фронта намыва по длине сооружения без деления его на карты намыва, что достигается сопряжением первичного обвалования с гребнем сооружения посредством наклонных дамб вторичного обвалования и постепенным перемещением временного трубчатого водосброса по мере намыва.

Продольно-торцевой безэстакадный способ применяется при намыве линейных сооружений (дорожное полотно), замыве оврагов и частично при намыве штабелей песка.

При встречно-торцевом методе намыв каждого очередного слоя производится во взаимно противоположных направлениях. Это позволяет рассредоточить скопление мелких фракций грунта у колодцев как по высоте (по слоям), так и в плане.

Этот метод можно применить при повышенных требованиях к плотности и равномерности распределения грунта по фракциям, при намыве линейных сооружений и штабелей песка всех способов намыва, кроме продольно-торцевого.

Схемы производства работ намечаются в зависимости от толщины слоя намываемого грунта, назначения площади и желаемого очертания поверхности намытого грунта. Чем ровнее должна быть поверхность, тем ближе друг к другу должны располагаться выпуски для пульпы, чтобы избежать образования длинных участков со значительными уклонами поверхности. Равномерное распределение пульпы требует, кроме прокладки пульпопроводов с определенными интервалами между ними, устройства выпусков из этих пульпопроводов через каждые 20–30 м и намыва из этих выпусков с применением веерных распределителей пульпы. Для выпуска пульпы из пульпопровода устанавливают тройники, отростки которых закрываются заглушками. Число намывных пульпопроводов должно быть не менее двух с установкой в месте их ответвления от магистрали переключателей, позволяющих пускать пульпу поочередно то в один, то в другой пульпопровод. Такая система укладки пульпопроводов позволяет избегать задержек в работе землесосного снаряда, так как подача пульпы на намыв может производиться непрерывно, а выпуски для пульпы подготовляются поочередно то на одном, то на другом пульпопроводе.

Вся намываемая площадь делится на участки, а последние делятся на карты. Обычно размеры участка определяются предельным расстоянием подачи пульпы от землесосного снаряда и составляют для землесосных установок 400–500 м, а при перекачивании с промежуточной землесосной станцией — 1000–1200 м. Трассирование магистрального пульпопровода и разводящих пульпопроводов зависит от местных условий, определяемых расположением мест разработки грунта, высотой подачи и очертанием намываемой площади в плане.

Расстояние между выпусками пульпы (тройниками) при намыве мелких песков принимается до 30 м, а при намыве средних песков — от 20 до 25 м.

Основным условием при выборе технологии намыва является обеспечение необходимой плотности намытых грунтов, что определяется способом намыва и схемой укладки грунта.

Плотность намыва грунта зависит от его гранулометрического состава, однородности, технологии намыва, консистенции пульпы.

При растекании пульпы ее плотность понижается вдоль пляжа по направлению от места выпуска пульпы, где откладываются крупные фракции грунта, к прудку-отстойнику; при большой консистенции пульпы плотность уменьшается, при малой — увеличивается (до определенного предела). Наибольшая плотность укладки грунта достигается при консистенции пульпы в пределах 8–12%. Плотность намытого грунта повышается также с увеличением его крупности при одном и том же коэффициенте неоднородности. Наиболее интенсивный процесс уплотнения в пляжевой части происходит в течение суток после намыва. Процесс повышения плотности связан с интенсивностью намыва и удалением избыточной воды.

Интенсивность намыва характеризуется мощностью слоя намыва в единицу времени и зависит от водопроницаемости намытых грунтов. Опыт показывает, что допустимая интенсивность намыва для среднезернистых песков (0,8–0,9 м/сут) отвечает требованиям, предъявляемым к строительным свойствам грунта. При намыве пылеватых песков и супесей допустимая интенсивность намыва не должна превышать 0,2–0,3 м/сут и назначается в зависимости от содержания пылевато-глинистых фракций. При содержании этих фракций свыше 10% периодически делают перерывы на три–пять дней. Для равномерного распределения фракций пылеватого или песчано-глинистого грунта на картах намыва производится одновременно несколько встречных выпусков, что вызывает взаимное гашение скоростей встречных потоков. Точки выпуска пульпы на территорию располагают на равном расстоянии друг от друга, образуется определенная сетка на карте намыва. Расстояние между осями разводящих пульпопроводов, а также от пульпопровода до дамб обвалования принимается в зависимости от состава карьерного грунта и класса намываемой территории. Для пылеватых и глинистых песков оно обычно не превышает 50–60 м. Для равномерного осаждения и ускорения уплотнения мелких частиц в ходе намыва изменяют направление стока осветленной воды в пределах намываемой карты.

Намываемый слой грунта воспринимает нагрузку последующих слоев после удаления избыточной воды (обезвоживания) и достижения плотно­сти 1,48–1,6 т/м3. Дренирующие грунты (гравий, крупный песок) приобретают достаточную плотность в процессе намыва, тонкозернистые пески, супеси — через 1–39 сут (табл. 4.1).

Таблица 4.1

Время консолидации намытого супесчаного грунта сооружений, сут

Высота слоя намыва грунта, м Температура воздуха, °С
10 20 30 40
0,1 27 4,5 1,5 1,0
0,2 27 5,8 2,3 1,9
0,3 27 6,8 3,3 2,2
0,4 32 7,4 4,2 2,4
0,5 39 8,5 5,4 3,3

 

Намыв ведут с запасом грунта, достаточным для планировки поверхности территории под проектную отметку. После планировки намытой территории средняя высота перемыва не должна превышать 0,1 м. Недомыв не допускается.

Запас по высоте на уплотнение грунта принимают в размере 1,5% высоты сооружения при намыве супесчаных и суглинистых грунтов и 0,75% — при намыве песчаных и песчано-гравийных грунтов.

Плотность намытого грунта повышается также с увеличением его крупности при одном и том же коэффициенте неоднородности. Наиболее интенсивный процесс уплотнения происходит в течение суток в пляжной (намывной) зоне.

При содержании в карьерном песчаном грунте до 20% пылеватых и глинистых частиц размером менее 0,05 мм консолидация намытого грунта до среднеплотного сложения происходит в зависимости от высоты намытого сооружения от нескольких суток до 2–3 месяцев. Поэтому пылеватые грунты используют лишь для строительства сооружений, не относящихся к ответственным.

В большинстве случаев площади на затопляемых и заболоченных землях намывают по индивидуальным проектам, учитывающим физико-механические свойства грунтов, рельеф местности, устойчивость технологического оборудования.

При производстве работ следует учитывать местоположение зданий и сооружений с большим удельным давлением и применять соответствующую технологию намыва на этих участках (под проектированными зданиями и сооружениями нельзя располагать водосбросные колодцы, границы смежных карт намыва и т.д.).

Для намыва территорий портов и аэродромов пригодны пески всех видов, супеси и песчано-гравийные грунты. Пылеватые грунты можно использовать лишь при укладке на участках, где будут расположены сооружения, не относящиеся к ответственным. При намыве следует обеспечивать однородность раскладки грунта по гранулометрическому составу и равномерность распределения мелких частиц без отстойных зон.

Применяют намыв грунта для подготовки основания для сооружения без снятия слабых грунтов. При послойном намыве сосредоточенный по­ток пульпы со скоростью около 5 м/с размывает слабый грунт на значительную глубину с образованием воронок, которые заполняются грунтом. Размеры воронок зависят от свойств слабого грунта, скорости и расхода пульпы. Намывом второго слоя достигаются необходимая плотность и несущая способность.

При намыве площадок высотой 2–3 м для аэродромов и других сооружений в болотистой местности со слаборазложившимся торфом мощностью 2–3 м выторфовывание не производят. Намыв ведут на торфяное основание по этапам. Первоначально намывают грунт из торцов пульпопровода на высоту 1,5–2 м. Затем экскаватором отрывают траншею для повышения устойчивости насыпи на болоте, устраивают обвалование и намывают верхний ярус с замывом траншеи.

  • Разделы

  • Введение
  • Раздел 1. Основные свойства грунтов в технологии намывных работ
  • Раздел 2. Землесосные снаряды для разработки подводных грунтов
  • Раздел 3. Гидравлическая транспортировка разрабатываемого грунта
  • Раздел 4. Намыв строительных площадок и территорий
  • Раздел 5. Намыв земляных сооружений
  • Раздел 6. Намыв пляжей
  • Раздел 7. Охрана окружающей среды при выполнении гидромеханизированных работ
  • Раздел 8. Техника безопасности в гидромеханизации
  • Список литературы