Справочная энциклопедия дорожника (том I) Строительство и реконструкция автомобильных дорог. Под ред. Васильева А.П

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 7.2. Средства взрывания:

1 - гильза; 2 - чашечка; 3 - гремучая ртуть; 4-дополнительный заряд тетрила; 5-тетрил; 6 - тетрил, тен

или гексоген; 7- тен, тетрил; 8 - воспламенительная головка; 9 - концевики; 10 - пластиковая пробка; 11 -

вилочка; 12 - мостик накаливания; 13 - электровоспламенитель; 14 - замедляющий состав; 15 - азид

свинца; 16 - отрезок огнепроводного шнура; 17 - сердцевина шнура; 18 - косой срез шнура (для

улучшения условий поджигания); 14 - капсюль-детонатор; 20 - зажигательный узел; 21 - промежуточный

воспламенитель; 22 - медная гильза; 23 - отверстие в гильзе, заклеенное полоской бумаги; 24 -

детонирующий шнур; 25 - алюминиевые колпачки; 26 - жесткая бумажная трубка

Детонирующий шнур предназначен для возбуждения взрыва заряда или серии зарядов ВВ без размещения в

них детонаторов. Он находит также применение при дублировании взрывов зарядов, соединенных в

электрическую цепь, ДШ водоустойчив, его сердцевина состоит из ВВ (тэна). Сердцевина покрыта нитяными

оплетками, пропитанными или покрытыми водостойкими составами. Цвет шнура обязательно красный или

белый с красной ниткой. Скважины каждого уступа объединяют ДШ в порядные схемы многорядного

короткозамедленного взрывания (рис. 7.3). Взрывание ведут бескапсюльным способом как короткозамедленное

с помощью пиротехнического реле.

Электроогневой способ взрывания состоит в инициировании каждого заряда зажигательной трубкой с

воспламенением огнепроводного шнура средствами, действующими от электрического тока. Этим способом

взрывают с безопасного места, и появляется возможность взрывания зарядов с определенными интервалами

замедления.

Рис. 7.3. Порядная схема многорядного короткозамедленного взрывания при помощи ДШ:

1 - электродетонатор; 2 - пиротехнические замедлители КЗДШ-62-2; 3 - детонирующий шнур

Электрогидравлическое взрывание происходит без разлета породы, то есть полностью безопасно.

Взрывание вне зависимости от способа состоит из подготовки к взрыву, изготовления патронов-боевиков,

заряжания, забойки и взрыва. Подготовка к взрыву включает буровые работы, оформление исполнительной

документации. Патроны-боевики (детонирующие патроны) изготовляют в специально отведенном месте или

помещении, расположенном не ближе 50 м от места заряжания. Патроном-боевиком называют упакованное ВВ

с введенным в него детонатором или собранным в узел ДШ. Детонатор необходимо надежно закрепить, чтобы

исключить возможность его выдергивания при последующем заряжании и забойке заряда ВВ. Опускать

боевики в скважину или шпур нужно с помощью специальных устройств без передачи усилия на

огнепроводный шнур, ДШ или электрические провода. С боевиками следует обращаться особенно осторожно.

При взрывании ВВ, имеющих пониженную детонационную способность (например, гранулиты и

зеррогранулиты), применяют промежуточные детонаторы в виде шашек тротила, тротила-тетрила или

скального аммонита. Для заряжания взрывчатыми веществами шпуров и скважин применяют различные

средства механизации. Так, для заряжания скважин ВВ применяют машины, обладающие производительностью

до 4000 кг ВВ в час. Качество заряжения и безопасность работ при этом существенно возрастают.

Достижения науки и практики взрывных работ позволяют повышать работу взрыва и управлять его

действием, применяя короткозамедленное, контурное, направленное взрывание, взрывание скважинных

зарядов, разделенных воздушными промежутками.

Короткозамедленное взрывание состоит в том, что группы зарядов или отдельные заряды взрывают

поочередно через промежутки, измеряемые сотыми и тысячными долями секунды. Интервал замедления для

производства пробных взрывов, по результатам которых этот интервал уточняют,

= K

h, где (7.1)

- коэффициент, меняющийся от 3 для весьма крепких пород до 6 для наиболее мягких пород,

h - линия наименьшего сопротивления по подошве уступа, м.

Короткозамедленное взрывание имеет следующие преимущества: улучшается дробление породы, что

повышает производительность землеройной техники и сокращает расход ВВ, уменьшаются заколы, снижается

сейсмическое действие взрыва вследствие возможности взрывания при интервале замедления, равном половине

периода сейсмических волн, уменьшается объем бурения и возникает возможность руководить направлением и

формой развала породы. Например, можно так развалить породу, что она сосредоточится в местах работы

экскаватора, то есть будет обеспечена необходимая высота забоя и останутся свободные от породы площадки,

удобные для разделки негабаритов. Возможно дальнейшее взрывание породы без предварительной экскавации

ранее взорванной, что приводит к независимой работе экскаваторов от буровзрывных работ. Особенно

эффективно применять этот способ взрывания при образовании выемок, полувыемок и траншей, где

достигается экономия буровых работ и ВВ на 15-20 % при одновременном снижении количества негабаритов с

20-30 до 4-5 %.

Контурное взрывание обеспечивает сохранение неразрушенными и строго соответствующими проектным

заложениям откосов выемок, полувыемок и траншей. Проектный контур выработки сохраняется за счет

размещения по его очертанию холостых скважин (шпуров), скважин с небольшими зарядами ВВ или за счет

предварительного образования щели. Повышенный объем буровых работ составляет малую долю экономии

получаемой за счет уменьшения скально-экскавационных и подборочных работ.

Направленное взрывание представляет односторонний (направленный) взрыв с перемещением породы на

расчетное расстояние и достигается равномерным взрывом рядов зарядов с замедлением. Выброс в нужном

направлении достигает 80 % общего объема взорванной породы.

Расстояние между зарядами принимают в этом случае

   

,5,0





ср

где (7.2)

ср

- средняя длина линий наименьшего сопротивления первого и второго рядов зарядов, м;

- показатель действия взрыва зарядов первого ряда (ближнего к основному направлению перемещения

породы);

- показатель действия взрыва второго ряда.

Величины n

и n

назначают с сохранением условия:

= n

+ 0,5 (7.3)

Расчет остальных параметров взрыва изложен ниже и особенностей не имеет. Направленное взрывание

применяют для образования сложных выемок или для перемещения грунта косогоров в насыпи, полунасыпи,

дамбы и др.

Взрывание скважинных зарядов, разделенных воздушными промежутками, улучшает равномерность и

степень дробления породы, снижает высоту дробления породы, сейсмическое действие взрыва, высоту столба

забоечного материала и заколы в глубь массива. При высоте взрываемого слоя до 20 м заряд разделяют на две-

три части. Суммарная величина всех воздушных промежутков составляет 0,17-0,35 высоты всего заряда

(меньшее значение при крепких породах). Массу заряда ВВ определяют расчетом.

Использование перечисленных способов, особенно в их сочетании, приводит к высококачественному,

безопасному и экономичному ведению взрывных работ. Так, например, объединение контурного и

короткозамедленного взрывания позволяет максимально приблизить крутизну откосов выемок и полувыемок к

запроектированной и обеспечивает их хорошую длительную устойчивость.

Техника безопасности при ведении взрывных работ. Буровзрывные работы выполняют в строгом

соответствии с Едиными правилами безопасности ведения буровзрывных работ. Перед началом работ

устанавливают и ограждают знаками границы опасной зоны, которую на время взрывов оцепляют постами.

Примерный радиус зоны 500 м, принимаемый по расчету или Правилам. При глубине скважин более 10 м

дублирование электровзрывной сети обязательно. Расположение шурфов, скважин и камер наносят на

исполнительный план взрывного поля. Боевики (детонирующие патроны) устанавливают в заряды в готовом

виде. Взрывные работы ведут в строго установленное время, а также по хорошо слышимым сигналам

(приготовиться, огонь, отбой), которые всем должны быть хорошо известны.

ВВ хранят в специальных охраняемых складах отдельно от СВ. СВ к месту взрыва переносят в специальной

укупорке только подрывники. Все склады должны быть защищены от грозы и иметь телефонную связь с

караульным помещением. ВВ и СВ перевозят только на исправных автомобилях, оборудованных красными

флажками, со скоростью не более 20 км/ч. Невзорвавшиеся заряды разряжать запрещено. Их взрывают от

детонации зарядов, располагаемых невдалеке, при очередном или специальном взрыве. К производству

взрывных работ допускают лиц, имеющих Единую книжку взрывника.

7.3. Расчет взрывных работ

Расчет взрывных работ состоит в определении количества зарядов, их расположения и массы. Взрывные

работы ведут на рыхление и выброс (сброс).

Расчетные формулы для определения количества ВВ в заряде основаны на эмпирической зависимости этой

величины от объема взорванной породы. Если заряд С поместить на глубину h в скальную породу или грунт, в

результате взрыва образуется воронка радиусом r

. При взрыве увеличенного количества ВВ, помещаемого на

ту же глубину h, радиус воронки будет возрастать, принимая значения r

> r

, r

> r

и т.д. Следовательно, это

отношение может служить показателем действия взрыва

n 

где (7.4)

r - радиус воронки взрыва, м;

h - линия наименьшего сопротивления (ЛНС), т.е. наименьшее расстояние от заряда до дневной

поверхности, м.

Заряд, в результате взрыва которого образуется воронка с радиусом r = h (при n = 1), называют зарядом

нормального выброса. Объем такой воронки можно принять равным h

, а массу заряда выразить формулой

С = K

h

, где (7.5)

- расчетный расход ВВ для образования воронки нормального выброса в данной породе, кг/м

Значение коэффициента К

в расчете на аммонит 6ЖВ принимают по табл. 7.2. В случае применения других

ВВ в расчеты величины заряда вводят коэффициент е, принимаемый по табл. 7.3.

При значениях n, отличных от единицы, формулы изменятся. По экспериментальным данным для расчета

зарядов выброса при h < 25 м

C = K

(0,4+0,6n

); (7.6)

расстояние между зарядами

a = 0,5h(n+l); (7.7)

расстояние между рядами зарядов

b = 0,85a = 0,43h(n+l). (7.8)

По формуле (7.5) устанавливают необходимое число рядов взрывов для образования траншеи заданной

ширины. Видимая глубина траншеи при взрывах на выброс, которые ведут при n = 2, в скальных породах

примерно равна 0,9h и в нескальных 1,2h. При выбросе породы из траншеи примерно 0,2 выброшенного грунта

располагается у ее кромок в полосе шириной 10h с обеих сторон траншеи. При взрывах на местности, имеющей

уклон более 20°, вся порода ложится с низовой стороны траншеи. Количество ВВ в таком заряде

  

,16,04,0

100



 nehKC

где (7.9)

α - угол отклонения ЛНС от вертикального расположения скважин или шпуров, град.

Ряды зарядов в этом случае смещаются от оси в сторону косогора так, чтобы створ воронки не выходил за

проектное очертание низового откоса выемки.

Т а б л и ц а 7 . 2

Расчетный удельный расход взрывчатого вещества (аммонит 6ЖВ)

Порода

Группа (категория)

грунтов и пород по

классификации СНиП

Коэффициент крепости

пород по шкале проф.

М.М. Протодьяконова

Средняя

плотность

породы, кг/

Расчетный расход ВВ

для зарядов, кг/м

рыхления

выброса

Песок 1 \ 1500 - 1,6-1,8

Песок плотный или

влажный

I-II - 1650 - 1,2-1,3

Суглинок тяжелый II - 1750 0,35-0,4 1,2-1,5

Глина ломовая III - 1950 0,35-0,45 1,0-1,4

Лесс III-IV - 1700 0,3-0,4 0,9-1,2

Мел, выщелоченный

мергель

IV-V 0,8-1,0 1850 0,25-0,3 0,9-1,2

Гипс IV 1,0-1,5 2250 0,35-0,45 1,1-1,5

Известняк-ракушечник V-VI 1,5-2,0 2100 0,35-0,6 1,4-1,8

Опока, мергель IV-VI 1,0-1,5 1900 0,3-0,4 1,0-1,3

Туфы трещиноватые,

плотные, тяжелая пемза

V 1,5-2,0 1100 0,35-0,5 1,2-1,5

Конгломерат, брекчии на

известковом и глинистом

цементе

IV-VI 2,3-3,0 2200 0,35-0,45 1,1-1,4

Песчаник на глинистом

цементе, сланец

глинистый, слюдистый,

серицитовый мергель

VI-VII 3,0-6,0 2200 0,4-0,5 1,2-1,61

Доломит, известняк,

магнезит, песчаник на

известковом цементе

VII -VIII 5,0-6,0 2700 0,4-0,5 1,2-1,8

Известняк, песчаник,

мрамор

VII-IX 6,0-8,0 2800 0,45-0,7 1,2-2,11

Гранит, гранодиорит VII-X 6-12 2800 0,5-0,7 1,7-2,11

Базальт, диабаз, андезит,

габбро

IX-XI 6-18 3000 0,6-0,75 l,7-2,2

Кварцит X 12-14 3000 0,5-0,6 1,6-1,9

Порфирит X 16-20 2800 0,7-0,75 2,0-2,2

Т а б л и ц а 7 . 3

Переводные коэффициенты е (k

вв

) для расчета эквивалентных зарядов ВВ по идеальной работе взрыва (эталон -

аммонит 6ЖВ)

ВВ е (k

вв

) ВВ е (k

вв

)

Гранитол-1 1,15 Аммонит 6ЖВ 1,00

Гранитол-7А 0,96 Граммонит 79/21 1,0

Карбатол ГЛ-10В 0,79 Граммонал А-50 1,08

Гранулит С-6М 1,11 Ифзанит Т-80 1,08

Скальный аммонит № 1 0,80 Ифзанит Т-60 1,10

Алюмотол 0,83 Гранулотол

1,20

Гранулит АС-8 0,89 Ифзанит Т-20 1,20

Аммонал-200 0,90 Карбатол 15Т 1,42

Детонит М 0,82 Акватол Т-20 1,15

На основании практических данных треста Союзвзрывпром при взрывании гранулотола на рыхление

следует принимать е = 1,0.

Взрывание на сброс для образования полувыемок при α от 20 до 60° производят, как и на выброс, определяя

С по формуле (7.9) и располагая заряды с учетом косогорности. Взрывание на рыхление, обеспечивающее

нормальное дробление, ведут зарядами

C = 0,5K

(7.10)

расстояние между ними

a = (0,8-1,2)h; (7.11)

расстояние между рядами зарядов

b = 0,85а. (7.12)

Если ЛНС отклонена от вертикали до 40-45º, значение коэффициента К

в формуле (7.7) принимают по

интерполяции от 0,5 при α = 0

до 0,2 при α = 45°. Расчет скважинных (удлиненных) зарядов производят также

на основе объемного метода. Масса такого заряда

С = 1/3КнеhаН, где (7.13)

h - линия наименьшего сопротивления (ЛНС), м;

а - расстояние между зарядами в ряду, м;

Н - высота забоя, то есть проектная высота взрываемого слоя, м.

Величина ЛНС может быть принята равной 32d - при взрывании легкодробимых пород; 25d - при взрывании

среднедробимых и 20d - при взрывании труднодробимых пород (d - диаметр скважин). Эта величина может

быть определена и по имеющимся расчетным формулам. Диаметр скважин назначают по табл. 7.4.

Т а б л и ц а 7 . 4

Характеристика пород

Диаметр скважин, мм, в зависимости от объема ковша экскаватора, м

0,65-0,8 1,0-1,25 1,6

Легкодробимые 150 150 200

Среднедробимые 80 110 150

Труднодробимые 80 110 110

Расстояние между скважинными зарядами

a = (l - 2)h. (7.14)

Для полного разрушения скальной породы до отметки основания взрываемого слоя скважины разбуривают

ниже этой отметки. Величину перебура принимают

∆l = (l015)d, (7.15)

тогда общая глубина скважины

l = Н + ∆l. (7.16)

Длину части скважины l

, занятой забоечным материалом, назначают

= (20-25)d (7.17)

или

= h; (7.18)

расстояние между рядами скважин

b = (0,85-l)h. (7.19)

Массу шпурового заряда С определяют по формуле (7.10).

Расстояние между рядами шпуров

b = 085h. (7.20)

7.4. Технология производства земляных работ в скальных грунтах. Контроль качества

Основы технологии производства земляных работ в скальных грунтах. Возведение земляного полотна

автомобильных дорог в скальных грунтах включает устройство пешеходной тропы, обеспечение рабочего

проезда и образование земляного полотна полного профиля.

Устройство пешеходной тропы, располагаемой по возможности ближе или непосредственно на трассе

строящейся дороги, необходимо для осмотра мест проложения дороги перед принятием решения по

организации работ, для размещения рабочих в местах сосредоточенных работ, предназначенных к выполнению

в первую очередь. Тропа служит также для выноса и закрепления трассы строящейся дороги. Во многих

случаях прокладка пешеходной тропы вблизи трассы строящейся дороги оказывается невозможной. В наиболее

труднодоступные места пешеходную тропу прокладывают от пионерной дороги, проведенной обычно в обход

таких мест. Иногда для прокладки тропы и обрушения нависающих неустойчивых камней рабочие работают

подвязанные веревками, с использованием снаряжения скалолазов.

Обеспечение рабочего проезда необходимо на всем протяжении дороги или в крайнем случае на

протяжении участка, работы на котором должны быть развернуты в текущем году. Пионерную (построечную)

дорогу прокладывают по пойме реки с простейшей конструкцией проезжей части и водопропускных

сооружений (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Конструкция пионерной дороги над фильтрующей насыпью:

а - поперечный разрез; б - продольный разрез; 1 - гравийный материал; 2 - галька размером 70-120 мм; 3

- берма шириной 1 м; 4 - слой крупного валуна размером 200-500 мм; 5 - естественный гравелистый

грунт

Наличие незатопляемых пойм в руслах рек позволяет решить задачу преодоления горной недоступности

приведенным способом. Однако такие возможности встречаются нечасто. В других случаях рабочий проезд

обеспечивают: а) за счет скальных работ по уширению пешеходной тропы, если дорога располагается в

полувыемке (рис. 7.5, а); б) устройством сухой кладки из камня, если при проложении трассы дороги

предусмотрена постройка подпорной стенки и кладка в настенном пространстве (рис. 7.5, б); в) комбинацией

решений по пунктам а и б; г) выносом рабочего проезда на временные эстакады, полубалконы, балконы.

Рис. 7.5. Поперечные профили горных дорог:

а - в полу выемке; б - в полувыемке-полунасыпи; 1 - скальный козырек, подлежащий удалению; 2 -

скальный массив; 3 - контрфорс, устраиваемый для обеспечения устойчивости нависающих частей

скального массива; 4 - каменная кладка на цементном растворе или бутобетон; 5 - сухая кладка; 6 - слой

бетона шириной 0,4 м; 7 - срезка грунта

Обеспечение рабочего проезда за счет скальных работ осуществляет специальная бригада подрывников с

двумя бульдозерами. Трудные условия работы нередко требуют помощи второго бульдозера. Необходимость

взаимной помощи увеличивается, когда оставлены негабариты, для сбрасывания которых под откос нужно

усилие двух бульдозеров. Все эти особенности привели к практическому правилу - ставить на работу вместе

или на малом удалении один от другого не менее двух бульдозеров, которые располагают на безопасном

расстоянии от места ведения взрывных работ. При работе в скальных породах гусеницы бульдозера ограждают

стальными щитками, привариваемыми по бокам рамы отвала.

Взрывные работы ведут методом взрыва скважинных зарядов или мелкошпуровым методом. Шпуры бурят

мотоперфораторами, а скважины - с помощью буровых передвижных станков. Уширение пешеходной тропы

взрывами мелкошпуровым методом с уборкой взорванной породы бульдозерами применяют из-за его

простоты, минимального сейсмического действия, а главное из-за малой массы бурового оборудования, что

обеспечивает большую маневренность и оперативность в работе в различных горных условиях. При устройстве

полки рабочего проезда по этому способу проводят разбивочные работы с закреплением сетки шпуров,

бурение, зарядку, взрывание и уборку взорванной породы.

Глубина шпуров составляет обычно 1,0-1,1 толщины взрываемого слоя, а при расположении взрываемого

слоя на более мягкой породе уменьшается до 0,7-0,9 толщины слоя. Основной недостаток этого способа -

большой объем бурения на единицу разрушаемой породы. Однако неоценимым его достоинством является

сохранение устойчивости скальных пород. В связи с тем что способ короткозамедленного взрывания

скважинных зарядов, являясь более производительным, обеспечивает достаточную устойчивость скальных

пород, применение мелкошпурового взрывания ограничивается.

При обеспечении рабочего проезда сухой каменной кладкой показанные на рис. 7.5, б пунктиром острые

скальные выступы, представляющие собой верхние выветрелые слои, обычно легко разрабатывать. Камень,

получаемый в результате разборки скалы, используют для сухой кладки. Ее необходимо выложить так, чтобы в

последующем она не мешала строить низовую подпорную стенку при сохранении движения по ней

построечного транспорта. Под каменную стенку сухой кладки подрабатывают требуемое основание, а иногда

заменяют грунтовую часть земляного полотна каменной выкладкой.

Обеспечение рабочего проезда по полубалконам, балконам и временным эстакадам осуществляют на

наиболее сложных участках скальных обрывов и в местах преодоления глубоких скальных каньонов.

Временные полубалконы устраивают простейших конструкций с использованием различных профилей

металла, например двутавров. Балками перекрывают местные сужения в скальной полке, а проезжую часть

устраивают деревянной. Участки трассы рабочего проезда, проходящие по полубалконам и балконам,

обязательно ограждают тщательно закрепленными колесоотбойными бревнами, а также перилами.

Временные эстакады вместо мостов сооружают там, где строительство постоянных мостов требует

неопределенного времени или задерживается по каким-либо другим причинам. В этих случаях строят

временные, но нередко весьма высокие эстакады из подручного материала, имеющегося у строителей. Во всех

случаях переходов через ручьи и водотоки, как правило, устраивают временные искусственные сооружения

выше по течению тех мест, которые предназначены для постройки постоянного моста. Однако, если это

возможно, постройку временных мостов исключают, а строят постоянные малые мосты или трубы. Для

ускорения строительства полки рабочего проезда, постоянные мосты и трубы сооружают на половине ширины

дороги.

Разработка скальных пород на всю ширину земляного полотна заключается в выполнении основных

объемов скальных работ до 80 % и более. Технология этих работ определяется типом поперечного профиля;

наличием и типом специальных сооружений; геологическими или гидрогеологическими условиями,

определяющими степень устойчивости склона; технологией взрывных работ и возможностью дальнейшего

использования взорванной породы; направлением перемещения породы - поперечным или продольным.

Основными типами поперечных профилей являются полувыемка и полувыемка-полунасыпь с

преимущественным решением по удержанию полунасыпи низовыми подпорными стенками. Встречаются

также выемки, чаще всего короткие, которые иногда по техническим условиям раскрываются, и насыпи.

Разработку полувыемок в скальных грунтах начинают с верхнего уступа проектного поперечника. Вначале

пробивают полку рабочего проезда шириной 3,5 м. Такая ширина полки обеспечивает возможность прохода

буровых машин для разбуривания скважин и машин для последующего подвоза и заряжения ВВ. Взрывы

скважинных зарядов производят на рыхление или сброс скальной породы до уровня проектных отметок

земляного полотна последовательно по уступам. Взрывные работы выполняют специализированные

организации.

Скальные породы при мощности слоя до 3,0-3,5 м взрывают шпуровым методом, при большей мощности -

скважинными зарядами. Эффективность буровзрывных работ повышается, а количество негабаритов

становится меньше, если применять одновременно скважинные и шпуровые заряды, расположенные между

скважинами.

После взрыва на сброс остается 10-12 % разрыхленной породы, которую убирают под откос поперечными

проходами бульдозеров.

Взрывание скальной породы в выемках в случае достаточной устойчивости и экономической

целесообразности производят оконтуренным взрывом на выброс. При этом существенно сокращают сроки

работ. Грунт из выемки направляют в одну или две стороны, а общее количество породы, подлежащей уборке

после взрыва, не превышает 15-20 % общего объема. По условиям безопасности работ при взрывах на рыхление

экскаваторный забой не должен быть больше чем на 1-2 м максимальной высоты резания для данного

экскаватора.

Разработку выемок и полувыемок глубиной более 6-8 м выполняют в несколько ярусов по высоте, включая

и буровзрывные работы, так как взорванная порода может слежаться. Для повышения производительности

работы экскаваторов и транспортных средств буровые работы ведут в две-три смены.

При комплектовании механизированных отрядов каждым двум экскаваторам придают один бульдозер,

который заблаговременно готовит площадки для экскаваторов и подъезды для автомобилей. Каждые две

бурильные машины обслуживает одна передвижная компрессорная станция. Встречающиеся во взорванной

породе негабариты отодвигают в сторону экскаватором и укладывают вдоль откоса выемки и полувыемки.

Негабариты при очередном взрыве взрывают шпуровым способом. Бульдозер, который после взрыва расчищает

проезд для экскаваторов и автомобилей-самосвалов, перемешает к экскаватору породу от взорванных

негабаритов.

При работе в скальных породах учитывают, что объемы разрабатываемого скального грунта меняются по

протяжению дороги. Малые объемы работ выполняют, как правило, в верхних выветрелых слоях породы;

значительные объемы приводят к необходимости разработки крепких слоев скалы. В связи с этим и с учетом

наличия сложных специальных сооружений возникает частое чередование линейных и сосредоточенных работ,

приводящее иногда к тому, что весь участок дороги, проходящий в скальных грунтах, относят к

сосредоточенным работам.

Машины при работе в скальных грунтах развивают большие усилия, чем при разработке рыхлых грунтов. В

связи с этим перемещение под откос взорванной скальной породы более успешно выполняют бульдозеры на

тракторе или экскаваторы с вместимостью ковша более 1 м

Основным способом разработки скальных грунтов в настоящее время является взрывание. Однако

взрывание имеет ряд отрицательных сторон. Поэтому в последнее время в России и за рубежом активно

применяют способ рыхления горной породы тракторными одностойковыми рыхлителями. Таким образом,

иногда непосредственно экскаваторами и ковшами активного действия можно разрабатывать

сцементированные щебенистые массы, сланцы, мягкий известняк, мергель, сильно трещиноватые и сильно

выветривающиеся прочные скальные породы. Для рыхлителей необходим гусеничный трактор мощностью 220-

330 кВт и выше. Стоимость рыхления при этом снижается на 40-80 % по сравнению с взрывным способом.

Важное значение для повышения производительности землеройных машин имеет наибольший размер куска

породы. Механическое рыхление обеспечивает требуемое качество размельчения, однако этот способ не

эффективен для экскаваторов из-за малой мощности разрыхленного слоя (0,2-0,8 м). Целесообразно в таких

случаях разрыхленную скальную породу разрабатывать бульдозерами, мощными скреперами и погрузчиками в

комплекте с бульдозерами и автомобилями-самосвалами (если необходима продольная возка).

Особенности контроля качества работ. Проект производства работ (ППР) по сооружению земляного

полотна в горной местности устанавливает очередность и сроки выполнения работ, меры сохранения

устойчивости, индивидуальные подробные технологические решения, составляемые по рабочим чертежам.

Контроль качества включает прежде всего проверку обеспечения устойчивости земляного полотна в процессе

строительства и безопасность ведения работ, тщательность соблюдения технорабочего проекта и ППР,

обеспеченность всех технологических операций машинами, выполнение работ в установленной

последовательности по местам работ, по местам расположения отвалов грунта и по времени выполнения работ.

Все эти меры контроля направлены на сохранение устойчивости склонов, откосов, сооружений, то есть на

обеспечение главного показателя качества строительства земляного полотна в горной местности.

Выемки на крутых косогорах и оползневых склонах, котлованы под подпорные стенки следует открывать

только после проведения специальных защитных мероприятий и в установленной последовательности по

фронту работ, по способам их выполнения (экскавация или взрывы, мощность взрывов и их

последовательность и т.д.) и по местам отвалов грунта.

Верхняя часть насыпей (до 1 м по высоте) не должна содержать включений кусков крупнее 250 мм, в

остальной части насыпи - не более 2/3 толщины уплотняемого слоя. Влажность суглинистого мелкозема при

уплотнении крупнообломочных грунтов должна быть оптимальной, а при уплотнении легко-выветривающихся

неводостойких крупнообломочных грунтов должна соответствовать тугопластичной консистенции. Эти грунты

уплотняют в два этапа: сначала при помощи решетчатых катков, а затем тяжелых пневмоколесных катков при

толщине слоев 0,3-0,4 м.

В мергелях, опоках, аргиллитах, алевролитах, сланцевых глинах и других неустойчивых грунтах верхняя

часть насыпи высотой 1,0-1,2 м, а также слои по 0,15-0,20 м на откосах выполняют роль защитных по

отношению ко всей насыпи.

Основным способом контроля является производственный текущий контроль таких показателей, как

правильность размещения осевой линии в плане и профиле; правильность разбивки поперечных профилей,

плотность естественного основания, однородность и плотность грунта в слоях насыпи, устойчивость отдельных

скальных напластований (при необходимости).

Степень уплотнения крупнообломочных грунтов при содержании более 60 % крупных обломков считают

достаточной, если осадка составляет 10-12 % для верхней части насыпи толщиной 1,0-1,2 м и 8-10 % для

остальной ее части.

7.5. Строительство противооползневых сооружений

Комплексные противооползневые мероприятия. Принцип использования комплексных решений для

борьбы с оползневыми явлениями на автомобильных дорогах является, как показала практика, единственно

возможным для достижения положительного результата. Разработка проектных решений в виде комплекса

противооползневых мероприятий основана на тщательном изучении результатов инженерно-геологических

изысканий и данных оценки устойчивости склонов и откосов в рамках рассмотренных расчётных схем.

Комплекс мероприятий проектируют и осуществляют с целью устранения или недопущения развития

оползневых процессов и направлен он против основной причины и сопутствующих факторов, которые в той

или иной степени влияют на развитие оползней в каждом конкретном случае. Комплекс включает следующие

мероприятия: конструктивные, технологические и эксплуатационные.

К конструктивным относятся решения по регулированию подземного и поверхностного стока (дренажи,

водоотводные канавы), укреплению склонов и откосов; удерживающие противооползневые сооружения в виде

подпорных стенок, буронабивных или забивных свай, анкерных затяжек, контрфорсов, контрбанкетов,

армогрунтовых композиций.

Технологические мероприятия включают общую и частные технологии, последовательность их

использования и оснащение необходимой техникой.

Эксплуатационные мероприятия включают профилактические и ремонтные работы для обеспечения

нормального функционирования участка автомобильной дороги в пределах оползневого склона и прежде всего

дренажных и водоотводных сооружений, а также удерживающих конструкций.

Базой создания комплекса противооползневых мероприятий являются инженерные конструкции различного

назначения. Вариантное проектирование комплекса осуществляют с учётом следующих требований: вариант

должен быть экономичным и не вызывать сомнений в возможности реализации предлагаемых конструктивных

решений имеющимися у строительной организации технологическим оборудованием и материалами;

производство работ по комплексу противооползневых мероприятий не должно сдерживать или влиять на

общий темп строительства или реконструкции дороги. Комплекс противооползневых мероприятий должен

обязательно учитывать региональные инженерно-геологические условия строительства и выбранный принцип

проектирования, то есть характер расположения земляного полотна на инженерно-геологических элементах

рельефа. Наконец, в комплексе проектных решений необходимо предусматривать также и временные

мероприятия для обеспечения безопасного ведения земляных работ и предотвращения возникновения

оползневых деформаций во время строительства. Каждый вариант комплекса противооползневых мероприятий

с учётом рассмотренных соображений должен включать общий принцип борьбы с оползневыми явлениями на

конкретном участке проектируемой дороги и частные решения в соответствии с конкретными условиями

строительства и региональными инженерно-геологическими особенностями территории.

Если подобные условия в сочетании с инженерно-геологическими особенностями многократно повторяются

по всей трассе, целесообразно разрабатывать комплекс из типовых решений для данных условий, привязка

которых осуществляется к каждой из индивидуальных конструкций земляного полотна в пределах сферы его

взаимодействия с геологической средой.

Когда встречаются специфические условия по сравнению с типичными, например, проложение трассы по

активному оползневому склону, возникает необходимость разработки индивидуального для данного участка

комплекса противооползневых мероприятий, который может существенно отличаться от применённых ранее

решений на данной дороге по номенклатуре конструкций, их мощности, стадийности и технологии их

осуществления.

В зависимости от характера строительства (новая дорога, реконструкция существующей, ликвидация

последствий оползневых явлений на эксплуатируемых дорогах) в комплексе противооползневых мероприятий

должны быть учтены особенности, которые помимо инженерно-геологических условий диктуются

технологическими возможностями осуществления и задачами охраны и зашиты окружающей среды.

Практика показала, что при разработке и назначении комплекса противооползневых мероприятий

встречаются два различных принципиальных подхода. Первый из них характерен и целесообразен, как правило,

для таких условий, когда по экономическим или административным соображениям трасса дороги

прокладывается по кратчайшему расстоянию, резко сечёт рельеф (лобовое сечение). Конструкции земляного

полотна приходится располагать в глубоких выемках или высоких насыпях. Комплекс мероприятий в таких

случаях, как правило, не содержит удерживающих конструкций, а предусматривает системные решения по

регулированию поверхностного и подземного стока, назначение рациональной, но устойчивой конфигурации

откосов насыпей и выемок, специальные конструкции по регулированию активной зоны в поверхностных слоях

откосов, защиту их от эрозии.

Второй подход в наибольшей степени соответствует условиям проложения трассы по склонам. В этом

случае практически невозможно обойтись без использования удерживающих конструкций различного

назначения в сочетании с регулированием подземного и поверхностного стока, планировочными работами на

склонах, зашитой от выветривания, эрозии и абразии.

В рамках каждого из рассмотренных подходов к выбору и назначению комплекса противооползневых

мероприятий необходима разработка нескольких конкурентно-способных вариантов с целью обоснования

оптимального решения, удовлетворяющего всем требованиям, предъявляемым к комплексу, в том числе

региональным особенностям и условиям проложения трассы автомобильной дороги. При этом ни в коей

степени недопустим автоматический перенос таких решений из одного региона на другой.

Кроме того, при проектировании комплекса противооползневых мероприятий необходимо учитывать не

только степень сложности инженерно-геологических условий, но и степень их изученности, что во многих

случаях имеет определяющее значение для использования некоторых видов противооползневых конструкций.

Так например, отдельные типы дренажных конструкций в качестве единственных и основных решений

целесообразны только при хорошо изученных гидрогеологических условиях и при наличии выдержанных

уровней подземных вод, иначе эффективность дренажей может быть значительно ниже ожидаемой, что снизит

противооползневый эффект всего комплекса.

Особые требования предъявляются к комплексу противооползневых мероприятий, когда он должен быть

реализован на эксплуатируемых дорогах для ликвидации последствий оползневых процессов. Сложность

осуществления комплекса таких мероприятий связана с аварийной ситуацией, поэтому предлагаемые решения

должны быть абсолютно надёжны, технологически осуществимы в сжатые сроки, безопасны с точки зрения

строительно-монтажных работ при эксплуатации аварийного участка. Номенклатуру конструкций такого

противооползневого комплекса следует назначать также на основе результатов анализа причин возникновения

оползней на данном участке дороги и не повторять допущенных ранее просчётов и ошибок, приведших к

аварийной ситуации.

В ряде случаев, например, в горных районах, когда автомобильная дорога проходит по единственно

возможному направлению и по инженерно-геологическим условиям, возможно возникновение

крупномасштабных оползней и даже обвалов с объёмами в 1 млн. м

борьба с которыми известными методами

практически малоэффективна, а иногда и просто невозможна, комплекс мероприятий должен иметь

совершенно иную направленность. Здесь необходимо разрабатывать систему организационно-технических и

эксплуатационных мероприятий по предупреждению и предотвращению катастрофических последствий. В

комплексе таких мероприятий, в частности, должно быть предусмотрено:

заблаговременное определение протяжённости распространения и поражённости оползнями и обвалами

участков дороги (в том числе и в период строительства), а также сферы её взаимодействия с прилегающими

площадями, на которых запрещаются строительно-монтажные работы по расширению или реконструкции

трассы;

надёжная сигнализация и оповещение по всем участкам дороги, попадающим в опасную зону.

Методы сигнализации предназначены в таких случаях для предупреждения о начале оползневых подвижек

или возрастания опасности оползневых процессов. Наряду с их положительными качествами они имеют ряд

существенных недостатков. Методы сигнализации нередко ослабляют бдительность, а иногда ведут к

сокращению количества необходимых и реальных мероприятий в комплексе. В некоторых случаях они

являются достаточно экономичными, но поскольку не решают задач обеспечения устойчивости, могут

рассматриваться лишь как вспомогательные решения.

Рассматриваемый комплекс мероприятий для указанных экстремальных условий должен включать

принципы восстановления разрушенных оползнями участков дороги и прилегающих территорий, а также план

организации по аварийным и другим неотложным работам по мобилизации людских ресурсов, техники,

материалов. В определённых условиях, когда давно эксплуатируемая автомобильная дорога подвергается

систематическим разрушениям в результате активизации оползней и в то же время реконструкция и

противооползневые мероприятия являются чрезвычайно сложным решением, необходимо осуществлять

регулярные профилактические мероприятия, которые требуют соответствующей службы эксплуатации,

профессиональных знаний, качественного исполнения работ, строительного и эксплуатационного контроля.

Строительство удерживающих противооползневых конструкций. К противооползневым

удерживающим конструкциям относятся свайные конструкции (свайные железобетонные столбы,

буронабивные сваи, объединенные железобетонным ростверком), массивные подпорные стенки (монолитные

железобетонные, сборные), анкерные крепления, армогрунтовые сооружения. Строительство

противооползневых удерживающих сооружений начинается с подготовительных и разбивочных работ, которые

выносят на местность геометрические параметры запроектированных конструкций.

В период подготовительных работ устраивают построечный водоотвод. Характер основных работ зависит от

устройства конкретных сооружений. При строительстве подпорных стенок сначала устраивают грунтовое

основание или ростверк из буронабивных (забивных) свай. Саму подпорную стенку выполняют либо из

монолитного армированного бетона, либо из сборных блоков с последующим их омоноличиванием.

Использование свайных противооползневых конструкций в дорожном строительстве требует высокой

индустриализации. Так, для устройства монолитных железобетонных столбов применяют метод шахтной

проходки с креплением свай. Забивные сваи устраивают по известной технологии. Наибольший интерес

представляет технология устройства противооползневых буронабивных свай.

На рис. 7.6 и 7.7 представлены схемы свайных конструкций и план строительной площадки, где приведены

все основные технологические операции по устройству буронабивных свай. Технология строительства

буронабивных свай заключается в следующем.