Русловые сооружения из грунта

Сооружения из грунта являются самыми экономичными и наиболее прогрессивными по способу проведения работ. Преобладающими видами грунтовых сооружений являются продольные струенаправляющие дамбы и полузапруды; реже применяются запруды.

По способу возведения грунтовые сооружения могут быть: намывные с помощью землесосов; насыпные, возводимые многочерпаковыми или грейферными снарядами либо автосамосвалами; комбинированные (нижняя часть намывная, а верхняя насыпная).

Наиболее целесообразным считается возведение сооружений из местного грунта с помощью намыва землесосом. Они имеют распластанный поперечный профиль с шириной гребня до 6–15 м и откосами от 1:3 до 1:15 и более пологими в зависимости от крупности частиц грунта, скорости течения и глубины потока в месте их возведения (рис. 3.17, а). Сооружения из насыпного грунта (рис. 3.17, б) обычно имеют ширину гребня 4–6 м, что соответствует минимальным размерам, обеспечивающим передвижение по гребню строительных машин при достройке сооружения.

Рис. 3.17. Поперечный профиль грунтовых сооружений:

а – намывного; б – насыпного; в – комбинированного

При отсыпке полузапруд береговыми механизмами и плавучими кранами откосы получаются существенно круче – от 1:2 до 1:4.

При необходимости обеспечения долговременной работы гребень, а иногда и откосы грунтовых сооружений укрепляют (рис. 3.18) преимущественно мелкообломочным материалом (гравием, щебнем, галькой), реже – каменной наброской или другими видами покрытия.

Технология возведения намывных сооружений.

Струенаправляющие дамбы из намывного грунта возводят землесосами, начиная от корня к голове сооружения, с использованием специального

Рис. 3.18. Варианты укрепления поперечного профиля грунтовых сооружений: а – слоем щебня; б – слоем камня; в – хворостяным тюфяком или матом с пригрузкой камнем

концевого понтона – плавучего пульпопровода с оперативными лебедками и устройством для регулирования высоты выкидного патрубка грунтопровода (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Схема намыва грунтовой продольной дамбы:

1 – концевой понтон; 2 – землесос; 3 – плавучий пульпопровод

Для плотной укладки грунта в намывное сооружение и получения его проектного профиля концевой понтон перемещают возможно более частыми и короткими подачами вниз по течению.

Полузапрудынамывают (рис. 3.20) землесосами, начиная от берега к голове. При небольших скоростях течения и глубинах потока концевой понтон устанавливают по оси полузапруды, а при больших скоростях и глубинах понтон ставят нормально к оси сооружения.

Рис. 3.20. Схема намыва полузапруды:

а – при небольших скоростях течения; б – при малых скоростях течения (1 и 2 – последовательные положения земснаряда
и концевого понтона)

Корневую часть полузапруды намывают из ближнего подводного карьера, а головную – из удаленного. Укрепление гребня и откосов полузапруды, если оно предусмотрено проектом, выполняют сразу после окончания намыва грунта.

Запрудынамывают также землесосом. Намыв обычно ведут от берега, у которого имеются большие скорости течения и глубины потока, чтобы облегчить закрытие прорана, образующегося в конце возведения сооружения, а также сопряжение запруды с противоположным берегом.

При наличии в средней части рукава осередка с небольшой глубиной намыв запруды целесообразно вести одновременно от двух берегов. Если в перекрываемом рукаве большие скорости течения и легкоразмываемое русло, то предварительно укладывают расстилочный тюфяк в районе намечаемого прорана (рис. 3.21).

Рис. 3.21. Схема намыва запруды землесосом

1 – землесос, 2 – концевой понтон

При перекрытии намывными запрудами больших рукавов для ускорения заделки прорана используют песчано–гравийную смесь, а в некоторых случаях при большой скорости течения применяется камень. Иногда такие запруды возводят под защитой временного продольного сооружения или мягкого наливного сооружения, расположенного в перекрываемом рукаве выше по течению.

Возведение сооружений многочерпаковыми снарядами

При наличии связных или песчаных грунтов с каменными включениями грунтовые сооружения возводят с помощью многочерпакового снаряда, начиная от головы сооружения и продвигаясь к берегу. При этом снаряд забирает грунт со дна, разрабатывая траншею вдоль напорного откоса, которая во время эксплуатации постепенно заносится наносами.

Поднятый со дна грунт по удлиненному грунтовому лотку снаряда подается непосредственно в тело сооружения (рис. 3.22). После отсыпки гребень полузапруды разравнивают бульдозером до получения проектных размеров, а поверхность, при необходимости, укрепляют.

Плавучим грейферным краном возможна отсыпка выправительных сооружений из песка, гравия и гальки с такой же последовательностью, как и многочерпаковым снарядом. При этом карьер для забора грунта располагают с обеих сторон или с одной напорной стороны сооружения.

Грунтовые сооружения, отсыпаемые многочерпаковыми снарядами или плавучими грейферными кранами из песчано–гравелистых грунтов, имеют подводные откосы: верховой от 1:3 до 1:4 и низовой от 1:6 до 1:10, а надводные соответственно от 1:3 до 1:5.

Рис. 3.22. Отсыпка тела грунтового сооружения

многочерпаковым снарядом или грейферным плавучим краном:

1 – карьер (траншея) грунта; 2– тело сооружения

Возведение выправительных сооружений береговыми землеройными машинами.

Грунтовые сооружения могут полностью или частично отсыпаться бульдозером с предварительным созданием резерва грунта вблизи створа сооружения. Обычно отсыпка грунтовой полузапруды ведется по длине от берега к голове (пионерным способом) в два яруса по высоте.

Первоначально отсыпается тело сооружения до отметки на 0.2–0.5 м выше рабочего уровня и во вторую очередь – до проектной отметки гребня. При возведении нижнего (первого) яруса насыпи (рис. 3.23) грунт перемещают из берегового карьера бульдозером в воду в пределах всей ширины этого яруса на уровне принятой отметки.

Грунт перемещают на длину до 20 м веерообразными проходами бульдозера, который возвращается обратно задним ходом. После возведения первого участка насыпи длиной 20 м на полную ширину первого яруса бульдозер начинает отсыпку следующего участка. При этом он может разворачиваться и обратно возвращаться по отсыпанному и уплотненному первому участку прямым ходом.

Для возведения верхнего (второго) яруса насыпи (рис. 3.24) бульдозер перемещает грунт по ходовой траншее к голове полузапруды или дамбы, откуда и начинает отсыпку.

Рис. 3.23. Схема отсыпки нижнего яруса насыпи полузапруды бульдозером: 1 – береговой резерв грунта; 2 – бульдозер;

3 – направление отсыпки насыпи; 4 – место отсыпки грунта веерообразными проходами бульдозера;5 – рабочий участок отсыпки; 6 – траншея для прохода бульдозера при перемещении грунта

Рис. 3.24. Схема отсыпки верхнего яруса насыпи бульдозером при небольшой ширине гребня полузапруды: 1 – береговой резерв грунта; 2 – отсыпанный первый ярус тела полузапруды;

3 – бульдозер; а, 6, в, г, д – последовательность отсыпки слоев грунта; А – направление хода бульдозера; Б – направление отсыпки второго яруса насыпи; I – участок перемещения бульдозера прямым ходом вперед и обратно; II – участок отсыпки с обратным перемещением бульдозера задним ходом; III – участок законченной отсыпки до отметки гребня полузапруды

Каждый рабочий участок второго яруса длиной не более 20 м отсыпается по высоте наклонными слоями. При этом отсыпка в конце участка доводится до проектной отметки. Дойдя задним ходом до начала рабочего участка, т.е. до отметки первого яруса, бульдозер разворачивается и возвращается к резерву грунта уже прямым ходом.

По мере отсыпки полузапруды до проектных отметок проводится планировка и обделка под проектный профиль гребня сооружения бульдозером и надводных откосов – навесным планировочным щитом. После чего насыпь тела грунтового сооружения при надобности укрепляют в возможно короткие сроки.

Береговые землеройные машины при возведении сооружений из грунта применяются преимущественно совместно с землесосами. При этом землесос намывает подводную часть сооружения и резерв грунта для отсыпки надводной части береговыми машинами. Для образования этого резерва подводная часть намывается шире профиля сооружения и на 0.3–0.5 м выше рабочего уровня воды.

Объем резерва примерно в 1.5 раза должен быть больше объема отсыпаемой части сооружения, так как при работе береговых машин наблюдаются довольно большие потери грунта. Допускается также отсыпка надводной части сооружения из берегового карьера автосамосвалами с разравниванием затем бульдозерами, если резерв намыть невозможно. Обычно ширина гребня насыпной части такого сооружения составляет
4–6 м, откосы – от 1:3 до 1:5.

Тип крепления гребня и надводных откосов грунтовых сооружений определяется условиями работы сооружения и производственными возможностями. Крепление должно быть достаточно прочным – чтобы противостоять размыву потоком и разрушению ледоходом, морозостойким, допускать применение механизации работ по его возведению с использованием местных строительных материалов.