Единая модульная система, для чего она предназначена.

Для повышения уровня индустриализации строительного производства и деталей осуществляется типизация и унификация зданий, сооружений и их конструктивных элементов. Строитель­ство на широкой индустриальной базе возможно лишь в том случае, когда здания и сооружения однотипны, а их конструктив­ные элементы унифицированы и имеют ограниченное число типо­размеров.

Целью унификации является создание такой объемно-плани­ровочной структуры зданий, которая обеспечивала бы возмож­ность рентабельного заводского производства строительных кон­струкций и изделий при полносборном строительстве, т. е. воз­можность возведения зданий индустриальными методами. Унифи­кация заключается в приведении к единообразию основных стро­ительных параметров зданий (пролетов, шага колонн, высоты и др.), что, в свою очередь, приводит к резкому сокращению числа типоразмеров строительных конструкций (колонн, балок, плит, стеновых панелей и т. п.) и номенклатуры изделий завод­ского изготовления.

Основными принципами унификации в промышленном строи­тельстве являются:

установление ограниченного числа габаритных схем зданий массового строительства, т. е. уменьшение числа типов промыш­ленных зданий и сооружений;

разработка универсальных объемно-планировочных решений, удовлетворяющих технологическим требованиям однородных производств;

сокращение числа типоразмеров сборных конструкций и дета­лей для повышения их серийности (возможности массового их изготовления) и тем самым снижения стоимости;

рациональное расчленение конструкций на отдельные монтаж­ные единицы с последующей их стыковкой на монтаже;

создание лучших условий для использования прогрессивных технических решений.

Унификация позволяет строить здания различного назначе­ния из одних и тех же элементов. Обеспечение взаимозаменяе­мости строительных элементов производственных зданий возмож­но только при наличии координации размеров элементов с габаритами здания. С целью унификации и стандартизации в строительном проектировании уста­новлена единая модульная система координации размеров (ЕМСК), в основу которой положен принцип кратности всех размеров некоторой общей величине — модулю. Для всех вер­тикальных и горизонтальных измерений основным модулем явля­ется М (100мм). В промышленном строительстве наиболее рас­пространены следующие производные укрупненные модули, кратные основному: 6М (600 мм), 12М (1200 мм), 15М (1500 мм), ЗОМ (3000 мм) и 60М (6000 мм).

Кратными модулями могут быть не только основные парамет­ры зданий, но и размеры балок, плит, проемы окон, дверей, ворот и т. д.

При назначении размеров объемно-планировочных и кон­структивных элементов речь идет о номинальных размерах, т. е. о расстоянии в осях. В отличие от номинальных, конструктивные размеры модулю не кратны и отличаются от номинальных на размер швов, стыков и зазоров (рис. 1.6).

В соответствии с унифицированными габаритными схемами ширину пролетов одноэтажных зданий назначают кратной укруп­ненному модулю 60М и принимают равной 12, 18, 24, 30м при отсутствии мостовых кранов и 12, 18, 24, 30,36м при наличии электрических мостовых кранов. В зданиях с ручными мостовыми кранами ширину пролета принимают равной 9, 12 и 18 м. При этом шаг колонн назначается 6—12 м.

Высоты одноэтажных каркасных зданий от отметки чистого пола до низа несущих конструкций на опоре назначают кратными укрупненным модулям: 6М — при высотах до 6м; 12М — при высотах более 6м.

Унифицированные габариты схемы (т. е. рекомендуемые соче­тания унифицированных строительных параметров) одноэтажных каркасных зданий межотраслевого применения приведены на рис. 1.7.

Ширину пролетов многоэтажных зданий в диапазоне 6—12 м назначают кратной укрупненному модулю ЗОМ и далее кратной укрупненному модулю 60М, а размеры шагов колонн — кратны­ми укрупненному модулю 60М (6 мм). Высоту этажей (от пола до пола) назначают кратной укрупненному модулю 6М при вы­сотах до 4,8 м и кратной укрупненному модулю 12М при высотах более 4,8м; высота этажей вспомогательных зданий принимается 3,3 м.

Максимальное число этажей при пролетах 6 м равно шести, а при пролетах 9 и 12м — пяти. Для зданий шириной 12 и 18 м возможно применение укрупненной сетки колонн в верхних эта­жах с применением подъемно-транспортного оборудования. Вы­сота этих этажей в этом случае принимается равной 7,2—10,8 м с шагом 1,2м.

Разработка унифицированных габаритных схем зданий, приведенных выше, позволила успешно осуществлять типизацию крупных производственных зданий массового строительства, при котором возможно многократное применение одних и тех же проектных решений и строительных конструкции.

Единая модульная система предусматривает три вида раз­меров:

— номинальные — проектные размеры между разбивочными осямиздания, а также размеры конструктивных элементов и строительныхизделий между их условными гранями; эти раз­меры всегданазначаются кратными модулю;

— конструктивные — проектные размеры элементов и изделий между их действительными гранями; они, как правило, меньше номинальных размеров на величину необходимых швов или раз­меров;

— натурные — фактические размеры элементов и конструкций, получившиеся в процессе изготовления или постройки; они мо­гутотличаться от проектных в пределах установленных допу­сков.

2. Проходческий подъём и оборудование подъема при проходке стволов.

Проходческий подъем предназначен для выдачи из забоя породы, спуска и подъема людей, спуска материалов, оборудования и инструментов, для удаления воды, поступающей в забой.

В комплекс оборудования проходческого подъема входят подъемная машина 1 с канатом 2, копер 3 со шкивами 4 и разгрузочным устройством 5, направляющие канаты 6, направляющая рама 7, прицеп­ное устройство 8, бадьи 9, подвесной полок 10.

Проходческий подъем работает в более сложных условиях. Эта сложность обу­словливается многообразием функций и постоянно меняющейся глуби­ной подъема, а также изменением режима работы подъемной машины в (ечение одного цикла подъема. Кроме того, проходческий подъем отли­чается от стационарного типом подъемных сосудов (бадьи) и необходи­мостью их перецепки в забое.

Бадьи движутся по стволу по канатным направляющим, а в призабойной зоне — без направляющих. Скорость их движения на различных участках по глубине ствола меняется, т.е. бадьи перемещаются по стволу по сложной тахограмме.

При строительстве ство­лов применяют одно- и двухконцевой подъ­емы с временными и посто­янными копрами и подъем­ными машинами.

Одноконцевой подъем оснащают однобарабанной подъемной машиной с одним канатом, в движении по ство­лу находится одна бадья. За­груженную бадью поднимают на поверхность, в копре ее разгружают и затем спуска­ют в забой. При этом могут быть два варианта — с пере­цепкой бадьи в забое или без перецепки. В первом вариан­те одна бадья находится в забое под погрузкой, а вто­рую загруженную поднимают для разгрузки. Затем порож­нюю бадью спускают в забой, прицепное устройство отсоединяют и перецепляют к загруженной бадье, далее цикл повторяют. При этом варианте погрузку породы совмещают с работой подъема.

Во втором варианте без перецепки бадей в работе находится одна бадья при одноконцевом подъеме и во время движения ее по стволу, и во время разгрузки погрузочная машина простаивает.

При двухконцевом подъеме применяют двухбарабанную подъемную машину с двумя канатами. В этом случае в работе находятся три бадьи — одну груженую поднимают, вторую порожнюю спускают, а третью в забое загружают. По прибытии порожней бадьи в забой осуществляют пере­цепку и цикл повторяют.

При сравнении этих двух схем установили, что производительность двухконцевого подъема при прочих равных условиях (вместимость бадьи, скорость подъема, глубина ствола) больше одноконцевого. Соотношение производительности зависит от глубины ствола и скорости подъема.

Двухконцевой подъем целесообразно применять при строительстве стволов большой глубины и значительной площади поперечного сечения при использовании постоянной подъемной машины. В этих условиях це­лесообразно также применять два одноконцевых подъема с большой вместимостью бадей.

ОБОРУДОВАНИЕ ПОДЪЕМА. К оборудованию горнопроходческого подъема относят подъемные машины, копры, бадьи, прицепные устройства, направляющую рамку, подъемные канаты, направляющие и подвесные канаты, сигнализацию, ляды с приводом для их открывания и закрывания.

Подъемные машины. При строительстве стволов применяют одно-н двухбарабанные подъемные машины с диаметром барабанов от 4 до 6 м типа ЦР и 2Ц, а при строительстве с использованием башенных копров — типа ЦШ.

Копры. При строительстве стволов используют временные проход­ческие и постоянные копры. Наибольшее распространение получили вре­менные проходческие копры. Эти копры изготавливают из бесшовных стальных труб соединенных между собой на фланцах и болтах. В верхней части копра размещается подшкивная площадка, на которой монтируют шкивы для подъемных и направляющих канатов, а также для навески оборудования в стволе. Над подшкивной площадкой смонтирована надстройка с тельфером для ус­тановки шкивов. Для подъемных канатов применяют шкивы диаметрами 1,6; 2; 2,5 и 3 м, а для подвески оборудования шкивы диаметрами 0,4; 0,6; 0,9 и 1,2 м. Внутри копра располагают лестницу, разгрузочный ста­нок и нижнюю приемную площадку.

Бадью разгружают путем опрокидывания в станке, и порода по желобу поступает в автосамосвал и далее транспортируется в отвал. С нижней приемной площадки осуществляют спуск людей, материалов и оборудо­вания, монтаж ставов труб.

Устье ствола перекрывают нулевой рамой, изготавливаемой из дву­тавровых балок № 24—40. Поверх балок настилают рифленое листовое железо с проемами для пропуска бадей, ставов труб и канатов.

Копры устанавливают на бетонных фундаментах с анкерами крепле­ния. Снаружи копры обшивают асбоцементными или специальными (утепленными) стеновыми панелями, а иногда профилированными лис­тами из легких сплавов.

Проходческие копры изготавливают шести типов. Копер подбирают в зависимости от глубины и размеров поперечного сечения ствола.

Копры типа I и II имеют шатровую конструкцию, а III и IV — пря­моугольную с укосиной. Копры «Север-1» и «Север-2» предназначены для северных районов, имеют утепленную обшивку и отапливаются.

Постоянные эксплуатационные башенные и металлические копры с укосиной применяют при строительстве стволов большой глубины и зна­чительной производственной мощности шахт.

Башенные копры с многоканатными подъемными машинами имеют размеры в плане 18x18 или 24 х 24 м, высоту до 65 м на клетевых стволах и до 120 м на скиповых стволах. Продолжительность строитель­ства таких копров составляет 1,5—2 года.

Использование башенных копров при строительстве стволов может быть осуществлено по двум вариантам: а) до начала проходки ствола заканчивают строительство копра, монтаж многоканатной подъемной ма­шины и осуществляют подъем с помощью этой машины; б) проходят устье ствола, сооружают фундамент копра, возводят 3—4 этажа копра на высоту до 30 м, в копре устанавливают временную подшкивную площадку, временную разгрузочную площадку, на нулевой отметке у копра монтируют одну или две подъемные машины. При последнем варианте одновременно с проходкой ствола заканчивают строительство копра и монтаж постоянной подъемной машины.

Проходческие бадьи. Подъем породы на поверхность, спуск и подъем людей, материалов и инструментов при строительстве стволов выполня­ют с помощью бадей.

Используют два типа бадей: самоопрокидные (БПС)и несамоопрокидные (БПН).

Направляющая рамка служит для предотвращения вращения и рас­качивания бадьи во время движения по направляющим канатам.

Бадьи БПС типизированы и имеют вместимость от 1 до 6,5 м3.

Несамоопрокидные бадьи (БПН)(рис. 6.20, 6) по конструк­ции аналогичны бадьям БПС и отличаются отсутствием у них цапф. Эти бадьи имеют вместимость 0,75 и 1 м3. Направляющая рамка БПН (рис. 6.20, о) состоит из каркаса 1 и зонта 2. По углам каркаса вмонтированы чугунные вкладыши 3, через которые пропускаются направляющие ка­наты, а в середине вкладыш 4 для пропуска подъемного каната.

Разгрузку бадей 5 осуществляют путем опро­кидывания с помощью крюка и троса 6, зацепляемого за кольцо на днище бадьи. При опрокидывании бадьи направляющая рамка с зонтом 2 удер­живается в верхнем положении стопорным устройством 7.

БПН имеет меньшую скорость движения по стволу, поэтому необхо­димо больше времени для разгрузки, в результате чего снижается про­изводительность подъема. Бадьи БПН применяют в стволах небольших глубины и площади поперечного сечения.

Прицепные устройства. Предназначены для подвески бадей к подъ­емному канату. Требования к прицепным устройствам — исключить воз­можность самопроизвольного отцепления бадьи; обеспечить быструю и безопасную перецепку бадей в забое, а также прочность прицепного уст­ройства, которая должна быть не меньше прочности подъемного каната.

В зависимости от типа подъемных канатов и статической концевой нагрузки применяют в основном два вида прицепных устройств — УПЗ и УПП.

Прицепное устройство УПП предназначено для прядевых канатов с концевой нагрузкой от 28 до 78 кН. Предохранительная защелка на крюке исключает самопроизвольный выход дужки бадьи из зева крюка.

Прицепное устройство УПЗ (рис. 6.22) предназначают для закрытых канатов с концевой нагрузкой от 39 до 147 кН (в стволах большой глу­бины), оно состоит из крюка / с защелкой, вертлюга 2, траверсы 3, игольчатой муфты 4, трех конусных клиньев 5, обжимающих канат, и цапфовой втулки 6. Подъемный канат пропускают через цапфовую втулку 6 и запрессовывают конусными клиньями. Распущенный конец каната расклинивают в игольчатой муфте секторными клиньями и иглами.

Подъемные канаты. Они служат для подвески бадей, скипов, клетей. Для проходческого подъема в стволах глубиной до 700 м применяют малокрутящиеся круглопрядные канаты , в стволах большой глубины используют канаты закрытой конструкции. Диаметр подъемных канатов 25—43,5 мм, запас прочности как минимум семикратный.

Для направляющих канатов применяют многопрядные малокрутящие­ся канаты.

Для подвески проходческого полка, опалубки, ставов труб, насосов, кабелей и другого оборудования используют шестипрядные и многопряд­ные канаты , для подвески спа­сательной лестницы — многопрядные закрытые канаты.

3. ПРОКОЛ. СУЩНОСТЬ СПОСОБА И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ. Продавливание

Проколом называется способ прокладки трубопроводов или образования скважин в грунте под действием приложенного усилия без удаления грунта, за счет его объемного сжатия и уплотнения вокруг трубы или в стенках скважины.

Различают статический и динамический проколы.

При статическом проколе внедрение труб в грунтовый массив осуществляют гидродомкратными установками или полиспастными системами.

Прокол осуществляют без удаления грунта из труб, но он может быть выполнен также с извлечением грунта после прокладки трубопровода на полную длину. В первом случае передний торец прокладываемой трубы перекрывают заглушкой или глухим конусным оголовком, выполненным с помощью сварки из самой трубы, или съемным конусным наконечником, а во втором — трубу прокладывают с открытым торцом, и грунт полностью ее заполняет.

Очистку труб можно осуществлять и периодически по мере их перемещения в грунте. С этой целью первую прокладываемую трубу оснащают наконечником с прорезями, через которые грунт попадает внутрь трубы, а затем его удаляют.

При статическом проколе развиваются значительные напорные усилия, что и ограничивает диаметр прокладываемых трубопроводов до 300- 400мм и их длину — до 40—60м.

При динамическом проколе прокладку трубопроводов или образование скважин выполняют с помощью пневмопробойников или пневмо-и гидромолотов за счет их ударно-импульсного воздействия на грунт.

Применение отечественных пневмопробойников позволяет проклады­вать трубопроводы или скважины диаметром от 70 до 240мм за один проход. В некоторых конструкциях предусмотрено использование расши­рителей, позволяющих при повторном проходе пневмопробойника увели­чивать диаметр скважин от 100 до 300—400мм. В зависимости от геоло­гических условий длина прокола может достигать 20—40м. В зарубежной практике используют пневмопробойники диаметром 45—400мм.

Кроме прокладки трубопроводов и образования скважин пневмопро­бойники применяют для разрушения старых труб с одновременной их заменой новыми того же или большего диаметра, а также для забивания труб в грунт и других работ.

Более мощными механизмами являются пневмо- и гидромолоты. С их помощью можно прокладывать (забивать в грунт) трубы диаметром от 200 до 1200-2000 мм на длину до 50 м.

Прокол можно осуществлять в широком диапазоне геологических ус­ловий, но лучших результатов достигают в однородных глинистых и суг­линистых (связных) грунтах.

При статическом или динамическом проколе используют, как правило, стандартные металлические трубы диаметром от 159 до 1720—2000 мм с толщиной стенок 9—20 мм.

Проложенные трубы чаще всего служат защитными футлярами для раз­мещения внутри них рабочих трубопроводов тепло-, газо-, водоснабжения и других или кабелей различного назначения, предохраняя последние от воздействия внешних нагрузок, агрессии грунтовых вод и блуждающих электрических токов. Футляры позволяют при необходимости заменять или ремонтировать проложенные в них рабочие трубопроводы или другие коммуникации без вскрытия земной поверхности и нарушения интенсив­ности движения автомобильного или железнодорожного транспорта.

Идеи прокола используют также и при строительстве тоннелей и дру­гих подземных сооружений практически любых форм и размеров в виде различных защитных экранов, образованных из прокладываемых труб в кровле или по контуру подземного сооружения.

Продавливание