Безопасность работ при возведении водопропускных труб

Безопасность работ при возведении водопропускных труб.

Для пропуска под автомобильными дорогами паводковых и дождевых вод устанавливают водопропускные трубы. Кроме давления грунта на водопропускную трубу действуют нагрузки, приложенные на поверхности земли, особенно большие во время засыпки трубы от дорожно-строительных и транспортных машин при производстве работ может превысить несущую способность трубы и в результате этого произойти ее разрушение.

В дорожном строительстве водопропускные трубы приходится возводить методами подземной проходки. При этом очень важно обеспечить безопасность работ – предотвратить обрушение выработки.

Давление грунта, находящегося под сооружением в упругом состоянии, зависит от многих факторов, которые не всегда возможно определить. В пластичных породах напряжение в массиве при проходке может превысить предел упругости и образуются области пластических деформаций и разрушения. Это приводит к обеднению всей толщи, находящейся над сооружением, и может возникнуть аварийная ситуация.

В песчаных грунтах при проходке над сооружением образуется естественный разгружающий свод, имеющий форму параболы, и область нарушения грунта при определенной глубине может не достигнуть поверхности земли. На водопропускную трубу будет давить только осевший грунт, по объему равный области внутри разгружающего свода.

Значение расчетного пролета нарушенной области породы принимается для крепких пород равным наибольшей ширине выработки плюс 0,3 м на прибор профиля. Для слабых пород значение В берется:

В случае прямоугольной выработки

В случае круглой выработки

где – ширина прямоугольной выработки, м;

h – высота прямоугольной выработки, м;

D – диаметр круглой выработки, м.

Разрушающийся свод может образоваться только при глубине заложения H, превышающей величину

Несущая способность разгружающего свода может быть проверена исходя из предположения, что кривая давления проходит через крайние точки ядра сечения свода,

где – наибольшее напряжение в замке свода, Па;

– интенсивность нагрузки от собственного веса вышележащих слабых пород, действующей на разгружающий свод, Па;

L – расстояние между точками приложения распора у пят разгружающего свода (расчетный пролет свода), м;

f ­– значение расчетной стрелы подъема разгружающего свода, м;

b – полоса грунтовой массы, м, принятая для расчета (обычно вырезается из грунта полоса шириной 1 м – b = 1);

– толщина свода в замке, м.

При превышении значения наибольшего напряжения в замке свода расчетного сопротивления грунта (породы) на сжатие на подземное сооружение будет действовать вся масса налегающей толщи грунта. Поэтому подземное сооружение следует проверить расчетом на воздействие всей массы вышележащего грунта с коэффициентом перегрузки, равным 1.

Сооружения, имеющие криволинейные очертания, проверяются расчетом на вертикальное давление, равномерно распределенное с интенсивностью, равной значению в верхней точке выработки.

При проверочных расчетах следует учитывать также воздействие бокового горного давления. В сыпучих породах интенсивность давления на глубине z от верха нарушенной области:

И в сплошных упругих породах

где – коэффициент Пуассона для данной породы.

Для сложных грунтов, имеющих пласты различной плотности и обладающие различными механическими свойствами, при расчетах учитывается воздействие на подземное сооружение каждого пласта. Если подземное сооружение рассчитывается на полную массу налегающей толщи грунта, то за расчетное значение z берется расстояние от поверхности земли.

В некоторых случаях, например при строительстве подземного сооружения, в слабых грунтах следует производить поверочный расчет на давление со стороны подошвы выработки, возникающее вследствие выпирания грунта под давлением боковых стен выработки.

Наибольшая опасность повреждения уложенных водопропускных труб существует при их засыпке грунтом. При этом может произойти не только обрушение конструкции трубы, но возникнуть опасность травмирования рабочих. Для последующей безопасной эксплуатации дороги в месте прокладки трубы большее значение имеет качество уплотнения грунта.

Укладывать трубы на фундаменты следует начинать после того, как будут засыпаны пазухи фундаментов. Трубы, пропускаемые через насыпь, укладываются до начала отсыпки насыпи. При отсыпке насыпи в месте прокладки труб для обеспечения устойчивости труб в проектном положении применяются деревянные неудаляемые клинья. Стальные гофрированные трубы укладываются в спрофилированное шаблоном ложе, охватывающее снизу не менее трети поперечного сечения трубы или же на хорошо спланированную горизонтальную площадку с подбивкой не менее чем на одну треть поперечного сечения хорошо уплотненным песчаным грунтом.

Для предотвращения опасных напряжений в трубах и их засыпку следует производить участками шириной не менее 4 м в каждую сторону от трубы и на высоту не менее 2 м над трубой слоями толщиной не более 20 см. Грунт уплотняется одновременно с обоих сторон на одинаковую высоту, причем для уплотнения грунта в непосредственной близости от трубы применяется ручной механизированный или легкий навесной инструмент. Применение тяжелых трамбовочных машин ударного действия на расстоянии от боковых стенок трубы менее 3 м и при высоте засыпки над трубой не менее 2 м может привести к обрушению конструкции трубы или сдвига ее с проектного положения.

Особое внимание следует уделять в процессе обратной засыпки гофрированным трубам, вести контроль над их поперечными деформациями. В необходимых случаях следует устанавливать внутри гофрированных труб в процессе их засыпки временные горизонтальные распорки.

Минимальная толщина слоя засыпки грунта над трубой, позволяющая безопасно пропускать строительные машины, определяется по вышеприведенным формулам.

Подготовка защищаемых металлических поверхностей труб производится для обеспечения сцепления защитного покрытия с поверхностями.

Чаще всего при очистке поверхностей водопропускных труб применяются пескоструйные установки. Очистка производится сухим кварцевым песком с зернами размером 0,5 – 2,5 мм, подаваемым сжатым воздухом под давление не менее 400 кПа. Опасность существует в возможности травмирования людей струей песка, разорвавшимися или разуплотнившимися в стыках шлангами. Кроме того, существует опасность профессиональных заболеваний силикозами.

Пескоструйный аппарат до начала работы должен быть проверен методами гидравлических испытаний на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее. Обслуживать пескоструйную установку имеет право специально назначенный рабочий, прошедший соответствующее обучение и инструктаж. Для предотвращения попадания в органы дыхания пыли и песка дорожный рабочий должен снабжен герметическим шлемом, закрывающим голову, лицо и шею. Под шлем должен подаваться чистый сжатый воздух под давлением 125 кПа. При работе пескоструйной установки за обслуживающим рабочим м исправностью средств защиты должно вестись постоянное наблюдение. Все остальные рабочие должны быть выведены за пределы зоны действия пескоструйного аппарата не менее чем на 10 м.

При очистке поверхностей механическими щетками и скребками рабочие снабжаются рукавицами и защитными очками; при применении электрощеток – диэлектрическими галошами и рукавицами.

Для обезжиривания очищенных поверхностей применяются растворители. Растворители применяются также и для приготовления антикоррозионных составов на основе природных и синтетических смол. Пары растворителей относятся к производственным вредностям – они оказывают вредное воздействие на организм человека. Кроме того, при перемешивании паров растворителей с воздухом могут образоваться взрывоопасные паровоздушные смеси, которые при воздействии импульса воспламенения могут воспламениться. Поэтому при работе с растворителями необходимо выполнять все мероприятия по защите людей от воздействия вредных веществ. Для предотвращения возникновения взрывов и загораний необходимо соблюдать меры предосторожности, предупреждающие возможность образования открытого огня, искр в зоне радиусом 25 м от места ведения работ, а также по всей вертикали в данной зоне.

При выполнении антикоррозионных работ внутри водопропускных труб необходимо применить принудительную вентиляцию.