способ разработки котлована при проведении аварийных работ на подземных сооружениях

Формула изобретения

1. Способ разработки котлована при проведении аварийных работ на подземных сооружениях, включающий укрепление откосов провалов, отличающийся тем, что в провал нагнетают расширяющийся, укрепляющий и твердеющий материал в неустойчивую зону до полного заполнения провала и формируют укрепленный участок в неустойчивой зоне путем выдержки до полного затвердения упомянутого материала, затем послойно удаляют грунт и срезают слой расширяющегося, укрепляющего и затвердевшего материала до подземного сооружения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве расширяющегося, укрепляющего и твердеющего материала используют вспененную пенополиуретановую композицию, например монтажную пену.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано при выполнении аварийно-ремонтных работ в подземных сооружениях при наличии разрушения толщи грунта с образованием трещин, провалов и воронок, в частности, при устранении аварий в подземных санитарно-технических коммуникациях.

Известные в настоящее время способы проведения аварийных работ на подземных сооружениях включают в себя удаление грунта над аварийным участком и непосредственно ликвидацию аварии, поэтому предотвращение обрушения стенок котлована является актуальной задачей.

Известен способ строительства котлована, защищенный патентом РФ № 2190725, Кл. E02D 17/04, опубл. 2002.10.10.

Согласно известному способу производят выемку грунта, по периметру котлована погружают в грунт вертикально направляющие стойки, сооружают форшахту, монтируют в основании форшахты ножевые кромки опускной камеры, бетонируют на ножевой кромке вертикальные стенки камеры с помощью опалубки, погружают камеру в грунт при одновременном процессе отбора последнего из-под ножевой кромки и образуют тиксотропную рубашку по внешнему контуру камеры и наращивают вертикальные стенки камеры. Направляющие стойки погружают в грунт вертикально по периметру котлована после сооружения форшахты. Монтаж ножевой кромки опускной камеры производят частями с опиранием каждой части на направляющие стойки, а погружение опускной камеры производят вдоль направляющих стоек и с фиксацией ее после погружения в проектном положении относительно форшахты.

Способ малоэффективен при проведении аварийных работ на подземных сооружениях, так как достаточно трудоемкий и длительный.

Известен способ крепления стенки выемки, защищенный патентом РФ № 2019627, Кл. E02D 17/04, опубл. 1994.09.15.

В стенке формируют арматурную сетку с ячейками в виде параллелограммов, погружая в грунт на расстоянии от края стенки, не разрушающем при погружении ее целостность, два параллельных ряда из наклонных стержней, по дну выемки вдоль линии сопряжения дна со стенкой образуют траншею, а стенку обжигают потоком низкотемпературной плазмы до термоукрепления грунта в зоне арматурной сетки, причем частью расплавленного грунта заполняют траншею.

Способ также малоэффективен при проведении аварийных работ на подземных сооружениях из-за трудоемкости и длительности.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является способ разработки котлована, защищенный А.С. СССР № 1530674, Кл. E02D 17/04, опубл. 1989.12.23.

По контуру котлована бурят вертикальные и наклонные скважины. Арматурные стержни размещают на стенках скважин, обращенных внутрь котлована, с выпуском их концов на поверхность. Наклонные скважины бурят вертикальными. Верхний конец гибкого ограждения размещают на бровке котлована и пропускают через него концы арматурных стержней. Последние объединяют между собой ростверком. Вертикальные сваи выполняют с закладными деталями. Соединение гибкого ограждения с вертикальными сваями производят по мере выемки грунта с фиксированием его вертикальных свай. Гибкое ограждение может быть выполнено из геотекстильного материала. Скребками очищается поверхность откоса.

Недостатком способа является его неэффективность при проведении аварийных работ на подземных сооружениях из-за трудоемкости и сложности.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - создание усовершенствованного способа разработки котлована, эффективного при проведении аварийных работ на подземных сооружениях.

Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении технологии укрепления откосов котлована и сокращении времени на ее проведение.

Указанный результат достигается тем, что в способе разработки котлована при проведения аварийных работ на подземных сооружениях, включающем укрепление откосов провалов, в провал нагнетают расширяющийся, укрепляющий и твердеющий материал в неустойчивую зону до полного заполнения провала и формируют укрепленный участок в неустойчивой зоне путем выдержки до полного затвердения упомянутого материала, затем послойно удаляют грунт и срезают слой расширившегося, укрепляющего и затвердевшего материала до подземного сооружения.

В качестве расширяющегося, укрепляющего и твердеющего материала используют вспененную пенополиуретановую композицию, например, монтажную пену.

Способ осуществляют следующим образом. В образовавшиеся при обрушении стенок или перекрытий подземных сооружений провалы грунта нагнетают расширяющийся, укрепляющий и твердеющий материал - вспененную пенополиуретановую композицию, например, монтажную пену в неустойчивую зону до полного заполнения провала. После полного затвердения материала происходит фиксация стенок провала от возможного последующего обрушения или осыпания и начинается разработка грунта. Зафиксированный грунт удаляют послойно. После удаления слоя грунта производят срезку слоя фиксирующего грунт материала. Затем удаляют следующий слой грунта до подземного сооружения.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими чертежами. На фиг.1 представлена схема образовавшегося провала при аварийном разрушении подземного сооружения; на фиг.2 приведена схема заполнения образовавшегося провала расширяющимся укрепляющим материалом после твердения материала; на фиг.3 проведена схема срезки первого слоя грунта толщиной 300-400 мм; на фиг.4 проведена схема срезки первого слоя укрепляющего материала; на фиг.5 проведена схема срезки второго слоя грунта толщиной 300-400 мм.

Пример.

В образовавшиеся при обрушении стенок или перекрытий подземных сооружений 1 провалы грунта 2 для укрепления стенки провала 3 нагнетают расширяющийся укрепляющий и твердеющий материал 4 - вспененную пенополиуретановую композицию: монтажную пену в неустойчивую зону до полного заполнения провала 1. После полного затвердения монтажной пены происходит фиксация стенок провала 3 от возможного последующего обрушения или осыпания и начинается разработка грунта. Зафиксированный грунт удаляют послойно (высота слоя 300-400 мм) экскаватором. После удаления слоя грунта производят срезку слоя пильным инструментом (бензопилой, ручной пилой и т.д.) фиксирующего грунт материала. Затем удаляют следующие слои грунта до подземного сооружения 1.

Способ апробирован при ремонте камеры канализационного коллектора в г.Нижний Новгород.

В качестве расширяющегося, укрепляющего и твердеющего материала могут быть применены материалы на основе пенополиуретановых быстротвердеющих композиций, увеличивающих свой объем при затвердевании, например, пены фирмы-производителя Krass, монтажные пены MAKROFLEX, SOUDAL, KVADRO и другие.

Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет упростить технологию укрепления откосов котлована за счет заполнения провала расширяющимся, укрепляющим и твердеющим материалом. Снижение трудоемкости осуществляется за счет отсутствия необходимости установки шпунтового или свайного ограждения разрабатываемого котлована и предотвращения дальнейшего разрушения подземного сооружения и исключения развития провала.