Устройство дюкеров. Способы устройства подводных траншей, погружения дюкеров под воду.

В случае подземной прокладки трубопроводы наружных сетей водоснабжения и канализации, пересекая искусственные и естественные препятствия, устанавливаются в виде дюкера. Дюкер может быть проложен как через сухие, так и через различные водные преграды. Это водовод, обычно снабженный насосами, предназначенный для прохождения препятствия (русла другой реки, глубокого оврага или балки, железной дороги и т. п.). Дюкеры используются в системах водопровода, канализации, орошения и т. п. Одним из наиболее сложных пересечений трубопроводами препятствий является прокладка дюкера через водную преграду. Выбор способа прокладки и его организации зависит от характеристик пересекаемого водоема. Для непроточных водоемов сравнительно небольшой глубины применяют способ отсыпки земляной плотины с последующей отрывкой траншеи и укладкой в нее трубопроводов. В проточных водоемах подводные траншеи для прокладки трубопроводов разрабатываются канатно-скреперными установками, гидромониторами и землесосами. Прокладку дюкера через такие водоемы выполняют под защитой шпунтовых ограждений; равномерным опусканием с опорных точек (опорных площадок, льда и свайных подмостей); последовательным наращиванием звеньев; протаскиванием по дну; свободным погружением с заполнением трубопровода балластной водой. При пересечении рек с незначительным течением и небольшой глубиной дюкер прокладывают под защитой ограждающих двухрядных шпунтовых перемычек. В этом случае для реки делают отводное русло, а воду между перемычками удаляют открытым водоотливом насосными установками. При равномерном опускании трубопровода с опорных точек все части дюкера свариваются на берегу. Покрытый изоляцией и защитными деревянными рейками трубопровод спускают на воду и буксируют к установленным заранее опорам в виде понтонов, свайных подмостей и др. После закрепления трубопровода в створе прокладки его постепенно опускают с опор в разработанную на дне траншею и закрепляют. При прокладке дюкера через широкие водные преграды с незначительной глубиной применяют способ последовательного наращивания звеньев. Наращивание выполняют в надводном и подводном положениях. В первом случае оно производится на специальных понтонах или монтажных баржах, оборудованных сварочными устройствами. При подводном наращивании стыки трубопроводов чаще делают на фланцах (водолазы).Устройство дюкера способом свободного погружения заключается в следующем. К изготовленному на берегу трубопроводу на торцах приваривают заглушки и транспортируют его на плаву в створ укладки. После крепления трубопровода к плавучим или другим опорам на обоих его концах открывают краны: один — для заполнения трубопровода речной водой, другой — для выпуска воздуха из трубопровода. По мере заполнения водой трубопровод постепенно опускается в траншею. При всех рассмотренных способах прокладки дюкера для предупреждения его всплытия в процессе эксплуатации дюкер пригружают железобетонными полукольцами или седлообразными грузами. После установки пригрузов выполняется обратная засыпка подводной траншеи. При устройстве дюкера количество линий должно быть не меньше двух; при выключении одной линии подача расчетного расхода воды должна обеспечиваться другой линией. Глубина укладки подводной части трубопровода до верха трубы принимается не менее 0,5 м ниже дна водотока, а в пределах фарватера на судоходных водотоках — не менее 1 м. При определении глубины прокладки необходимо учитывать возможность размыва и переформирования русла пересекаемой водной преграды. Расстояние между нитками дюкера в свету должно быть не меньше 1,5 м. С двух сторон дюкера на берегу устанавливают колодцы с переключающей запорной арматурой.

73. Строительство заглубленных сооружений методом кессона. Кессон представляет собой герметичную рабочую камеру, имеющую шлюзовые входы для удаления грунта, декомпрессии и эвакуации людей. Внутри рабочей камеры создают избыточное давление, вытесняющее из нее воду. Разработку грунта внутри рабочей камеры ведут гидромониторами, а его удаление осуществляют в виде пульпы - грязевыми насосами. Возможно также использование механических средств для копки и удаления грунта. Этоограждающая конструкция для образования под водой или в водонасыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды. Поступление воды в рабочую камеру предотвращается нагнетанием в нее сжатого воздуха. К. обычно сооружается на поверхности и погружается в грунт под действием собственного веса и веса надкессонного строения по мере выемки грунта.К. может опускаться с суши, с искусственного насыпного или намытого островка или с поверхности воды. Основная рабочая операция при опускании К. — разработка и выдача на поверхность грунта. Скальные и твёрдые глинистые грунты разрабатываются взрывным способом или пневматическими инструментами. При проходке песчаных и поддающихся размыву глинистых грунтов работы ведутся средствами гидромеханизации: грунты размываются гидромониторами и удаляются из К. гидроэлеваторами. Гидромеханизация кессонных работ существенно сокращает количество работающих в К., уменьшает вредность производства и расход сжатого воздуха, ускоряет и удешевляет строительство. При кессонных работах компрессорная станциянепрерывно подает в К. сжатый воздух, поддерживая в нем необходимое воздушное давление. В зависимости от величины воздушного давления в рабочей камере, согласно правилам безопасности, должны проводиться мероприятия, предупреждающие возможность заболевания рабочих кессонной болезнью: регламентируется продолжительность рабочего дня, время шлюзования, т. е. перехода от атмосферного давления к рабочему, и вышлюзовывания (обратного процесса) и т.д. В современном строительстве применяются железобетонные К. Боковые стенки их (консоли) внизу заканчиваются стальным ножом, врезающимся в грунт в процессе опускания К. В верхнем перекрытии (потолке) имеются шахтные отверстия, над которыми монтируются шахтные трубы и шлюзовой аппарат, обеспечивающий доставку людей и материалов из зоны сжатого воздуха в зону атмосферного давления и обратно. После достижения ножом К. проектной отметки рабочая камера полностью или частично заполняется бетоном или песком; иногда, при небольших эксплуатационных нагрузках и при прочном, малодеформируемом основании, рабочие камеры оставляют незаполненными. К. раньше широко применялись главным образом для устройства фундаментов мостов. В современном мостостроении К. заменены в основном новыми видами глубоких опор и забивными сваями. К. используются также для погружения в грунт так называемых опускных сооружений — относительно небольших в плане, но сильно заглубленных подземных сооружений, основные части которых предварительно возводятся на поверхности. Этот способ применяется при строительстве насосных станций, водозаборных сооружений, при устройстве туннелей, глубоких приямков в промышленных зданиях и т.д. Кессонный способ имеет также и недостатки (вредность производства, высокая стоимость, сравнительно небольшая глубина погружения и др.), обусловившие в ряде случаев его ограниченное использование. Для подводных работ, не связанных с необходимостью заглубления в грунт (главным образом ремонтные и восстановительные работы в гидротехническом строительстве), иногда применяется съёмный К. — металлический или железобетонный ящик, открытый снизу (воздушный колокол) и опускаемый на дно. Сообщение с К. осуществляется с помощью вертикальных шахт, выводимых выше уровня воды.К. называется также устройство для частичного осушения подводной части судна с целью ремонта или осмотра. В этом случае К. выполняется в виде деревянного или металлического ящика, внутренняя сторона которого имеет лекальный вырез по форме обвода осушаемого места на корпусе судна. После откачки воды из К. он плотно прижимается к корпусу давлением окружающей воды. Способ кессона применяют в сильнообводненных, крупнообломочных или скальных грунтах, когда нежелательны осадки расположенных вблизи сооружений или имеется опасность наплыва грунта в колодец. Последовательность производства кессонных работ заключается в том, что сначала сооружают кессонную камеру, на потолке которой монтируют шахтную трубу и шлюзовый аппарат. От компрессорной станции в камеру нагнетают сжатый воздух, вытесняющий из нее воду. Грунт в кессоне разрабатывают гидромеханическим способом или вручную. По мере погружения на потолочной части камеры возводят надкессонное строение. Кессон представляет собой специализированный ящик, позволяющий создать под водой или в слишком заводненном грунте сухую рабочую камеру. Нагнетенный в нее сжатый воздух не допускает проникновение воды в конструкцию. Как правило, собирается кессон еще на поверхности и погружается в необходимую область посредством тяжести собственного веса и надстроенной над ним конструкции. В воду кессон опускают с суши, что не предполагает слишком сложных работ. Иначе обстоит дело, если необходимо поместить его под грунт. Для этого предварительно приходится производить снятие земельных пластов или же взрывные работы, если речь идет о слишком твердых почвах. Очень часто кессонные конструкции применяют для сооружения внушительных мостовых конструкций или же в качестве глубоких опорных конструкций с забивными сваями. Не обходятся без кессонов и при возведении насосных станций, тоннелей или водозаборных сооружений. Удобно применять съемный кессон и в качестве воздушного колокола для подводных работ. В этом случае железобетонный ящик имеет отверстие снизу и опускается на дно водоема.