Устройство для образования полости в грунте

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОСТИ В ГРУНТЕ, включающее II смонтированный на базовой машине рабочий орган в виде полой штанги с расположенными на ней струйными насадками для подачи рабочей жидкости, направленными в сторону движения базовой машины, при этом рабочий орган закреплен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси базовой машины, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, перпендикулярно к полой штанге жестко и герметично присоединен трубопровод, на концах которого установлены струйные насадки с отверстиями, одни из которых с каждой стороны ориенти.рованы по ходу движения базовой машины, а другие - параллельно трубопроводу навстречу друг другу.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) Е 02 В,11 02

Ф

Риг.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3551618/30-15 (22) О?.02.83 (16) 15.10.84. Бюл. № 38 (72) В. В. Мхитарян и Л. Д. Лысиков (71) Всесоюзный государственный ордена

Трудового Красного Знамени головной проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт по переброске и распределению вод северных и сибирских рек им. Е. E. Алексеевского «Союзгипроводхоз» (53) 626.86 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1016441, кл. Е 02 В 11/02, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 836276, кл. Е 02 В 3/1Р, 1975 (прототип). (54) (57(УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ПОЛОСТИ В ГРУНТЕ, включающее

„„SU„„»1S73S смонтированный на базовой машине рабочий орган в виде полой штанги с расположенными на ней струйными насадками для подачи рабочей жидкости, направленными в сторону движения базовой машины, при этом рабочий орган закреплен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси базовой машины, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, перпендикулярно к полой штанге жестко и герметично присоединен трубопровод, на концах которого установлены струйные насадки с отверстиями, одни из которых с каждой стороны ориентированы по .ходу движения базовой машины, а другие — параллельно трубопроводу навстречу друг другу.

11!8739

Изобретение относится к мелиоративному строительству и может найти применение при создании новой техники, осуществляющей сооружение мелиоративных систем и различных подземных линейных сооружений.

Известно устройство для образования в грунте продольного трубопроводного пространства — кротовины, включающее взаимодействующий с базовой машиной нож и прикрепленный к его нижнему концу снаряд (дренер), который при движении базовой машины раздвигает грунт и перемещается на заданном уровне, оставляя за собой трубообразное пространство — кротовину. Такие подземные трубообразные пространства (кротовины) в строительной практике могут служить самостоятельными земляными дренажными линиями или первым этапом строительства трубчатой дренажной системы — для снижения уровня грунтовых вод и удаления излишней воды из земельного массива (1J.

Однако все эти кротовины мало применяются в строительстве из-за требуемого большого тягового усилия, что ограничивает размеры дренера диаметром до 100 м и глубину закладки дрен до 1,5 м. Кроме того, при образовании трубообразного пространства (кротовины) с помощью тягового усилия дренером уплотняется окружающий грунт и ухудшаются фильтрационные качества дрены по периметру.

При глубине более чем 1 — 1,5 м дренажные линии строятся в виде открытых каналов с укрепленными откосами (фильтрующим материалом) или фильтрующих трубопроводов, укладываемых бестраншейным, узкотраншейным или траншейным способами с обсыпкой фильтрационным материалом и последующей засыпкой грунтом. Открытые и закрытые горизонтальные дренажные системы в мелиоративной практике применяются широко, однако они требуют частичного применения ручного труда и являются очень дорогостоящими.

В некоторых определенных гидрогеологических условиях применяются также вертикальные дренажные системы, которые являются еще более энергоемкими и исключительно дорогостоящими.

Снижение уровня грунтовых вод на земельных массивах до нужной отметки возможно достигнуть с помощью глубоко заложенных (4 — 6 м и более) простейших систем из грунтовых кротовин, которые устраивались бы на заданной глубине и по заданному направлению по мере необходимости. Эти кротовины (трубообразные пространства) могли быть частично заполненными песком или гравием и обеспечить тот же эффект, что и дренажные системы или ширине требуемого пространства.

Устройство работает следующим образом.

Рабочий орган с помощью навесного оборудования, смонтированного на базовой

55 из открытых каналов или закрытых трубчатых дренажных линий.

В настоящее время в строительной практике отсутствуют какие-либо технические

5 средства, способные выполнить кротовину в грунте на большой глубине (более 2 м).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для образования полости в грунте, включающее смонтированный на базовой машине рабочий орган в виде полой штанги с расположенными на ней струйными насадками для подачи рабочей жидкости, направленными в сторону движения базовой машины, при этом рабочий орган закреплен с возможно15 стью возвратно-поступательного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси базовой машины (2).

Однако известное устройство не может бы гь применено для образования продольного трубообразного пространства крото20 вины в грунте на заданной глубине, так как все струйные насадки на нем расположены в одной плоскости вдоль штанги рабочего органа, а струи направлены по ходу движения базовой машины.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства, в частности, для сооружения в грунте трубообразного пространства (кротовины) на заданной глубине с заданными размерами, упрощающего строительство дренаж30 ных систем.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для образования полости в грунте перпендикулярно к полой штанге жестко и герметично присодинен трубопровод, на концах которого установлены струйные насадки с отверстиями каждая, одни .из которых с каждой стороны ориентированы по ходу движения базовой машины, а другие — параллельно трубопроводу навстречу друг другу.

4О На фиг. 1 схематически изображено устройство для создания пространства в грунте; на фиг. 2 — фрагмент грунтового массива с готовой щелью и трубообразным пространством (кротовиной) .

Устройство включает смонтированный на базовой машине рабочий орган в виде полой штанги 1, имеющей по всей длине передней грани равномерно расположенные струйные насадки 2 и поперечный трубопровод 3, симметрично, жестко и герметично присоединенный к полой штанге I. На обоих концах дополнительного трубопровода смонтированы струйные насадки 4 с двумя отверстиями каждая. Длина поперечного дополнительного трубопровода выбирается равной заданному диаметру кротовины ответственного увеличения или уменьшения количества взвешиваемых и удаляемых из щели мелкозернистых частиц грунта, а также путем засыпки в щель необходимого дополнительного количества песка или гравия.

Экспериментально установлено, например, что для образования трубообразного пространства или кротовины с диаметром

200 мм в глинистых и песчаных грунтах на глубине 5 м с помощью высоконапорных (5 МПа) струй воды легко справляется один трактор ДТ вЂ” 75 со скоростью движения 50 — 60 м/ч. Размыв грунта происходит только в пределах, обеспечивающих свободное прохождение рабочего органа, без большого лобового сопротивления. Для недопущения разработки грунта за пределами заданных размеров кротовины поперечными струями они направлены строго друг против друга, что обеспечивает погашение излишней энергии, В результате размыва грунта в пределах щели и кротовины их борты остаются в естественном положении. Предложенное устройство по сравнению с известными устройствами по строительству дренажных систем обеспечивает полную механизацию работ по устройству пространств в грунте (кротовин) на большой глубине (до 5 — 6 м) при уменьшенной энергоемкости и материалоемкости. Глубокие кротовины с засыпкой фильтрующим гранулированным материалом обеспечат осушение грунтового массива и поддержание уровня грунтовых вод до заданных отметок и заменят необходимость строительства какой-либо другой дренажной системы.

Фиг. 1

ВНИИПИ Заказ 7390/22 Тираж 643 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1118739 машине, опускают в заранее подготовленный земляной шурф до заданной отметки.

Включают высоконапорный насосный агрегат, и напорная вода по полой штанге и дополнительному трубопроводу поступает к насадкам 2 и дополнительным насадкам

4 и через отверстия насадок формирует высоконапорные струи от штанги, продольные и поперечные струи от трубопровода 3. Одновременно при помощи усилий гидроцилиндра, действующего от гидросистемы базовой 10 машины, полая штанга 1 с трубопроводом 3 с насадками 2 и 4 и струями воды выполняют возвратно-поступательные перемещения по направлениям А и 8 с амплитудой b, равной расстоянию между двумя действующими соседними насадками и равной заданному диаметру кротовины или высоте требуемого пространства. Одновременно с этим базовая машина движется по направлению С с расчетной скоростью.

При возвратно-поступательном перемещениии рабочего органа с действующими

20 насадками в грунте струи напорной воды размывают грунт и образуют вертикальную щель перед полой штангой 1, а струи от трубопровода 3 размывают грунт и создают трубообразное пространство заданных размеров.

Разработанный в щели и трубообразном пространстве грунт в виде пульпы частично изливается на поверхность земли, а наиболее крупные частицы песка и гравия, содержащиеся в размытом грунте, осе30 дают на дно в порядке обратного фильтра.

Количество песчано-гравийного материала в кротовине и в щели возможно регулировать путем увеличения и уменьшения количества подаваемой воды через насадки и со