Выемки необходимо разрабатывать с откосами, предусмотренными СНиП. Бровки выемок должны быть свободны от статического и динамического нагружения. При разработке выемок с вертикальными стенками крепления следует устанавливать сразу после того, как достигнута допустимая для данного вида грунта глубина проходки с вертикальными незакрепленными стенками. При засыпке таких выемок снимать крепления следует снизу вверх. Образующиеся при разработке котлована козырьки грунта следует обрушать, приняв при этом все меры предосторожности и удалив предварительно рабочих из забоя.

Движущиеся по отсыпанной насыпи транспортные и землеройные машины не должны приближаться к бровке ближе чем на 0,5 м. При работе в ночное время рабочие места должны быть освещены, а землеройные, транспортные и землеройно-транспортные машины должны иметь индивидуальное освещение.

При разработке грунта экскаваторами рабочим запрещается находиться под ковшом или стрелой и работать со стороны забоя. Посторонние лица могут находится на расстоянии не менее 5 м от радиуса действия экскаватора. Экскаватор может перемещаться только по ровной поверхности, а при слабых грунтах — по настилу из шпал или щитов. При подготовке пути для перемещения экскаватора ковш его должен быть отведен в сторону и опущен на грунт. При переводе экскаватора через железнодорожный путь последний должен быть замощен шпалами или бревнами. Предельные уклоны при работе скреперов следующие: продольный 10°, поперечный 18°.

При работе бульдозера запрещается во избежание поломки или опрокидывания поворачивать его с загруженным или заглубленным в грунт отвалом. Запрещается перемещать бульдозером грунт на подъем более 10° и под уклон более 30°, а также выдвигать отвал за бровку откоса выемки (при сталкивании грунта под откос). На пересеченной местности и по плохой дороге бульдозер должен перемещаться только при низких передачах двигателя.

При разработке грунта гидромеханическим способом территория должна быть ограждена и должны быть установлены предупредительные надписи. Забой должен иметь телефонную связь и средства аварийной сигнализации для связи с насосной станцией, диспетчерской и участком намыва. Перед началом работ в надводном забое в зоне действия струи и на верху забоя (возможная призма обрушения) не должно быть рабочих.

Телефонная связь и аварийная сигнализация необходимы при перемещении грунта ленточными конвейерами.

При рыхлении грунтов ударным способом следует определить размеры опасной зоны по разлету кусков грунта, вывести из этой зоны людей и установить на машине, выполняющей дробление, защитные приспособления. При отогреве мерзлого грунта электродами необходимо оградить находящийся под напряжением участок. Какие-либо работы на этом участке разрешается производить только после отключения тока.

Глава VI. БУРОВЫЕ РАБОТЫ

В строительстве бурения используют при исследовании свойств и качеств грунтов, определении уровня грунтовых вод, устройстве скважин водоснабжения и водопонижения грунтовых вод, выполнении земляных работ с применением взрывчатых веществ, разработке и дроблении твердых пород, устройстве свайных оснований, искусственном закреплении грунтов и т. п. Для этого в земной коре сооружают вертикальные, наклонные или горизонтальные цилиндрические выработки разных диаметров и глубин. Такие работы называют буровыми.

Буровые выработки делают в виде шпуров и скважин. Шпуры — это цилиндрические выработки диаметром до 75 мм и глубиной до 5 м, скважины — выработки более глубокие с диаметром, превышающим 75 мм. Верхнюю часть шпура или скважины называют устьем, нижнюю (дно выработки) — забоем, боковые поверхности — стенками.

По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое. При бурении сплошным забоем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде. При колонковом бурении разрушение породы происходит лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком.

При бурении породу разрушают механическим или физическим воздействием.

§ 33. МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ БУРЕНИЯ

Технологический процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, подаче ее на поверхность, обеспечению устойчивости стенок буровых выработок и вспомогательных операций. Грунт в забое разрушают резанием, истиранием, ударами, сколом и комбинированным воздействием (например, истиранием и ударом).

Измельченный грунт транспортируют на поверхность двумя методами: гидравлическим, при котором грунт удаляют путем вымывания его водой, направляемой в выработку под давлением, и сухим, когда измельченный грунт удаляют сжатым воздухом или винтовым конвейером.

Механическое бурение ведут тремя основными способами: вращательным, ударным и вибрационным.

При вращательном способе бурения грунт забоя разрушают вращением бурового инструмента, при ударном способе — нанося удары по грунту буровым снарядом, при вибрационном — воздействием колебаний высокой частоты (до 2500 колебаний в 1 мин).

В некоторых случаях для получения наибольшей эффективности при бурении пользуются комбинированными способами — ударно-вращательным или вибровращательным.

Механическое бурение выполняют буровыми станками и машинами. Ручное бурение ведут при незначительных объемах работ, в мягких грунтах с глубиной бурения не более 5 м.

Вращательный способ бурения характеризуется высокой производительностью (в 3...5 раз превышающей производительность ударного бурения), более низкой стоимостью буровых работ, возможностью бурения вертикальных, наклонных и горизонтальных скважин. При вращательном способе бурения порода забоя истирается, ее режут или скалывают буровым инструментом, жестко закрепленным на нижнем конце вращающейся штанги.

Основные виды вращательного способа бурения — шнековое, колонковое и роторное, выполняемые с помощью самоходных установок или станков.

Шнековое бурение применяют для скважин диаметром 110...125 мм и глубиной до 30 м в мягких и мерзлых грунтах. Шнековые буровые станки (рис. VI. 1, а) имеют металлическую раму, состоящую из двух направляющих стоек, установленных на передвижной платформе или на полозьях. По направляющим стойкам рамы перемещается электродвигатель с редуктором, в шпиндель которого вставлены рабочие буровые штанги. Рабочие штанги длиной 2 м представляют собой трубы, на поверхности которых по винтовой линии наварены стальные полосы — реборды. Извлекают штанги с помощью ручной лебедки. По мере углубления скважины штанги наращивают, соединяя их между собой специальными патронами. Звенья заканчиваются рабочей частью в виде долота или лопастного резца, которые при вращении штанг врезаются в породу. Выбуренная порода с помощью винтового конвейера выдается на поверхность.

Колонковое бурение применяют для проходки скважин диаметром 45... 130 мм и глубиной до 200 м. Колонковые установки или станки имеют лебедку подъема трубчатых штанг и механизм для их вращения. На конце штанги находится рабочая часть — колонковый снаряд (рис. VI. 1,6) с кольцевой коронкой, армированной резцами из твердых сплавов или алмазами (рис. VI. 1,в). При вращении бурового снаряда колонка под действием осевого давления внедряется в породу, образуя кольцевую выработку породы вокруг керна, входящего в колонковую трубу. После проходки на необходимую глубину буровые штанги вместе с колонковым снарядом и керном поднимают лебедкой на поверхность. В процессе бурения в забой скважины насосом через бурильные трубы подают глинистый раствор (или воду). Смешиваясь с частицами разрушенной породы, глинистый раствор выносит их на поверхность по кольцевому пространству между штангами и стенками скважины. Глинистый раствор охлаждает бурильный инструмент и одновременно предотвращает обрушение стенок скважины.