Opublikowano: 5.III.1966 KI 84d, 5/04 MKP E 02 f S/Oli UKD 621.879.41 Mx\oii^'A Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Bohdan Zakiewicz, mgr inz. Wieslaw IJjJrt^/^^^^j^^nS Kozlowski, mgr inz. Zbigniew Paterek Wlasciciel patentu: Przedsiebiorstwo Specjalistyczne 'Górnictwa Surow¬ ców Chemicznych „Hydrokop", Kraków (Polska) Sposób wykonywania gleboko wcietych wykopów w gruntach i urzadzenie do stosowania tego sposobu Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywa¬ nia gleboko wcietych wykopów w gruntach, do wy¬ konania betonowych lub ilowych lscian wodoszczel¬ nych, do ukladania glebokiego drenazu odwadnia¬ jacego, do wykonywania gleboko wcietych funda¬ mentów betonowych scian oporowych lub przeciw- osuwiskowych i do ukladania glebokich ciagów kolektorowych.Znane dotychczas sposoby wykonywania wyko¬ pów do wymienionych wyzej potrzeb — polegaly na stosowaniu wykopów szerokoprzestrzennych z zachowaniem skarpy o kacie nachylenia nie prze¬ kraczajacym kata naturalnego stoku, lub na stoso¬ waniu wykopów waskoprzestrzennych rozpieranych w obudowie mechanicznej. Do wykonania wyko¬ pów szerokoprzestrzennych i zastosowania koparek mechanicznych w warunkach ponizej poziomu zwierciadla wody w gruncie konieczne jest uprzed¬ nie odwodnienie terenu.Do wykonania wykopów waskoprzestrzennych rozpieranych, poza koniecznoscia ich uprzedniego odwodnienia, konieczne jest stosowanie pracy recz¬ nej, a wiec niewydajnej i do niewielkiej glebokosci.Równiez inne sposoby mechanicznego wykonywa¬ nia wykopów sa nieuniwersalne, posiadaja ograni¬ czony zasieg glebokosci, nie przekraczajacy prak¬ tycznie 5—8 m nawet przy zastosowaniu zawiesin tiksotropowych, a ponadto nie nadaja sie do zasto¬ sowania w gruntach drobnych pylastych, zawod¬ nionych bez ich uprzedniego osuszenia. 15 20 25 30 2 W zadnym ze znanych dotychczas sposobów wy¬ konywania wykopów glebokich, nie mozna zasto¬ sowac ukladania pod woda glebokiego ciagu dre¬ nazowego czy kolektorowego.Sposób wedlug wynalazku polega na zastosowa¬ niu specjalnie skonstruowanego urzadzenia wiert- niczo-frezowego lub wiertniczo-slimakowego, wy¬ konujacego wcinanie wykopu pod oslona pluczki wiertniczej, za pomoca której urobek jest ssany lub wymywany na powierzchnie terenu.Wykop wykonywany jest za pomoca przewodu ru- rowo-frezowego lub slimakowego, który wpra¬ wiany jest w ruch obrotowy lub obrotowy i pio- nowo-zwrotny, przy równoczesnym przesuwie urza¬ dzenia w linii przyszlego wykopu, co umozliwia skrawanie gruntu na calej glebokosci wykopu oraz umozliwia wynoszenie urobku na powierzchnie terenu.W trakcie wycinania wykop jest chroniony przed osunieciem sie scian przez zawiesine ilowa lub pylasto-ilowa o gestosci 1,05—1,4 t/m3, tloczona specjalnie w tym celu do wykopu, która wywiera nadcisnienie na sciany gruntu, wykleja otulina ilo¬ wa sciany i nie dopuszcza do osuniecia sie scian.Istotna cecha tej zawiesiny ilowo-pylastej jes.t mozliwosc pozbawiania jej cech tiksotropowosci, która niezbednie winna charakteryzowac sie nor¬ malna ilowa pluczka wiertnicza.Tiksotropowosc zawiesiny ilowej w sposobie wedlug wynalazku, w przypadku urabiania grun- 5079750797 3 4 tów pylastych drobnoziarnistych, moze miec wplyw ujemny na wydajnosc.Równiez zawiesina ilowa o zmniejszonych wla¬ sciwosciach tiksotropowych, a wiec tzw. nipuszla- chetniana, umozliwia samoczynne powstawanie grubego filmu ilowego na scianach wykopu, stano¬ wiacego ekran wodoszczelny.Ssanie urobku lub jego wymywanie przez plucz¬ ke na powierzchnie, wywolane jest dzialaniem pompy odsrodkowej lub strumieniowej, a takze moze byc wywolane przez dzialanie podnosnika pneumatycznego, umieszczonego wewnatrz prze¬ wodu rurowego, który to podnosnik moze wy¬ pompowac przewodem rurowym, wraz z pluczka, material ziemny skrawany i osypujacy sie na dno wyrobiska.Zastosowanie podnosnika pneumatycznego do ssania urobku w pluczce umozliwia osiaganie du¬ zych glebokosci wcinania, na skutek aeracyjnego zmniejszania ciezaru zawiesiny pluczkowo-grunto- wej w przewodzie ssaco-podnosnikowym.Do takiego wynoszenia urobku stosuje sie prze¬ wód pneumatyczny koncentrycznie umieszczony wewnatrz przewodu podnosnikowego oraz glowice pluczkowo-przelewowa o duzym promieniu krzy¬ wizny rury wylotowej.Odmiana sposobu wcinania polega na zastosowa¬ niu przewodu rurowo-slimakowego zabezpieczone¬ go od strony wycietej czesci wykopu, pólokragla oslona, w której pracuje slimak przyspawany do rurowego przewodu wiertniczego.Zastosowanie wynoszenia urobku sposobem pom¬ powym pneumatycznym czy slimakowym uzalez¬ nione jest od rodzaju urabianego gruntu i wyma¬ ganej glebokosci wcinania.Podnosnik pneumatyczny lub pompy moga wspólpracowac z urzadzeniami frezowo-skrawaja- cymi lub slimakowo-skrawajacymi.Do uzyskania wlasciwego postepu wcinania w przypadku pracy samymi pompami, predkosc urobku w przewodzie podnosnikowym-frezowym wynosi nie mniej od 0,5 m/sek_rj£zy gestosciach pluczki 1,2—1,3 t/m3, a 1,0 m/sek przy gestosciach pluczki 1,05—1,15 t/m3.Dla przewodu kombinowanego slimakowo-pom- powego, predkosci zmniejsza sie do % podanych wyzej.Do wykonywania scian wodoszczelnych w grun¬ tach wodonosnych, urzadzenie wiertniczo-frezowe wspólpracuje z urzadzeniem pomocniczym, sluza¬ cym do budowania sciany wodoszczelnej i uklada¬ nia tworzywa wodoszczelnego wewnatrz wycietego wykopu. Zarówno wcinanie wykopu jak i uklada¬ nie sciany moze byc wykonywane w sposób ciagly lub filarowy w zaleznosci od sposobu ukladania i rodzaju materialu uszczelniajacego "w wykopie.W przypadku wykonywania wykopu do ukladania glebokich ciagów drenarskich lub kolektorów prace wykonuje sie w sposób ciagly, a równocze¬ snie w slad za urzadzeniem wcinajacym, uklada sie w wykopie ciagi kolektorowe, równiez pod oslona pluczki. W miejscach zlaczy ciagów kolektorowych w wykopie ustawia sie odpowiednie studzienki re¬ wizyjne, które beda takze sluzyly do sczerpywania pluczki i przemywania ciagów drenarskich.Zasypywanie kolektorów gruntem wykonuje sie z powierzchni terenu przy równoczesnym odpom¬ powywaniu pluczki z wykopu i doprowadzeniu w ten sposób do samoczynnego zasypywania wy- 5 kopu.Wykonywanie wykopu, zarówno w segmentach (filarach) jak w linii ciaglej, poprzedzane jest wy¬ konaniem otworu wiertniczego, w którym umiesz¬ czony zostaje przewód rurowo-slimakowy lub fre¬ zowy, do glebokosci odpowiadajacej glebokosci wy¬ kopu. Wprowadzenie w ruch obrotowy i obrotowo- pionowo-zwrotny przewodu skrawajacego i staly ruch posuwisty agregatu, doprowadza do wycinania gruntu i formowania wykopu wypelnionego plucz¬ ka. W przypadku segmentowego wykonywania wy- kopu i betonowania go w naprzemianleglych se¬ gmentach urzadzenie jest przesuwane w ten sposób, aby poszczególne segmenty, uprzednio zabetonowa¬ ne, byly laczone ze soba wykopem miedzysegmen- towym.Istotnym elementem wynalazku jest wprowadze¬ nie do wspólpracy z urzadzeniem wiertniczo-frezo- wym lub wiertniczo-slimakowym, pomocniczego znanego urzadzenia linowo-chwytakowego. Urza¬ dzenie linowo-chwytakowe w sposobie wg wyna¬ lazku sluzy do punktowego usuwania z nasypu ziemnego glazów, pni drzewnych itp. przeszkód, które nie moga byc przeciete za pomoca urzadzenia wiertniczego.Usuwanie to polega na wybraniu otworu w grun¬ cie, w miejscu wystepowania przeszkody, wychwy¬ ceniu i wyciagnieciu tej przeszkody na powierzch¬ nie, nastepnie zaplombowanie wykopu (otworu) materialem uszczelniajacym.W przypadku niemozliwosci wychwycenia duzej przeszkody za pomoca urzadzenia chwytakowego, wykonuje sie lokalne przeslony slupowo-scianowe, za pomoca których obchodzi sie niemozliwe do usuniecia glazy czy pnie drzewne i nawiazuje sie polaczenie sciany wodoszczelnej za pomoca scianki lukowej obchodzacej przeszkode.Odmiana sposobu pokonywania lokalnych prze¬ szkód w ciaglym wcinaniu ekranu wodoszczelnego jest rozstrzeliwanie przeszkód ladunkami materia¬ lów wybuchowych. W tym celu, w miejscach, w których maszyna wcinajaca wiertniczo-frezowa nie moze pokonac przeszkody, po wypelnieniu wy¬ kopu materialem uszczelniajacym, obok przeszkody wykonuje sie otwór wiertniczy o srednicy dobranej do wymiarów przeszkody, w Którym dokonuje sie glebokiego torpedowania.Proces torpedowania moze byc polaczony z pro¬ cesem chwytakowego wyczerpania z wykopu ka¬ mieni czy drzew.Urzadzenie wiertniczo-frezowe lub wiertniczo- slimakowe do wykonywania wykopu sklada sie z nastepujacych zespolów — mechanizmów, zamo¬ cowanych na platformie przenosnej: zespolu nape¬ dowego do przewodu rurowo-skrawajacego, wpro¬ wadzajacego ten przewód w ruch obrotowy i obro- towo-pionowo-zwrotny, alternatywnie przewodu rurowo-slimakowego z pólokragla oslona i glowica obrotowa, na której przewód jest podwieszony, wiezy wyciagowo-manipulacyjnej i wyciagu me¬ chanicznego, zespolu odrzutu urobku, jesli ten wy- 15 20 25 30 85 40 45 50 55 605 50797 6 noszony jest na powierzchnie za pomoca slimaka, zespolu produkcji zawiesiny ilowej, zespolu prze¬ suwu platformy, silników napedowych oraz plat¬ formy z podwoziem wózkowym.Platforma przesuwa sie po dwóch torach kolei waskotorowej, ulozonych z obu stron linii wykopu.Ponadto urzadzenie do wykonywania wykopów jest wyposazone w specjalny przewód ssaco-pompowy lub tloczno-pompowy, a takze pneumatyczno-pod- nosnikowy, do usuwania urobku z dna wykopu.Przewód pompowo-pneumatyczny umieszczony jest wewnatrz przewodu rurowo-slimakowego i dziala na zasadzie aeracji slupa zawiesiny ilowej w przewodzie rurowym, wypieranego przez cisnie¬ nie zawiesiny ilowej niezaerowanej, znajdujacej ' sie z zewnatrz przewodu rurowego. Wywolana róz¬ nica ciezarów objetosciowych zawiesiny ilowej za- erowanej i niezaerowanej w naczyniach polaczo¬ nych, powoduje szybki wyplyw zawiesiny przewo¬ dem rurowym i porywanie ziarn gruntu przez nia.Dla potrzeb aeracji slupa zawiesiny i pompowa¬ nia jej, urzadzenie jest wyposazone dodatkowo w sprezarke powietrzna, W trakcie wcinania wiertniczo-frezowego lub wiertniczo-slimakowego przy glebokosciach wiercenia ponizej 10 m lub w gruntach trudno urabialnych, narzedzia wcinaja- ce zaopatrzone sa w urzadzenie obciaznikowo-pro- wadnicze, za pomoca nktórego wywierany jest do¬ datkowy, regulowany nacisk na dolny koniec prze¬ wodu rurowo-wcinajacego, a takze zmniejszany zostaje moment zginajacy przewodu w punkcie uchwycenia przewodu w stole obrotowym.Powyzsze urzadzenie umozliwia w sposób regu¬ lowany znaczne zwiekszenie postepu wcinania, a takze bezawaryjne zwiekszenie glebokosci wcina¬ nia.Grubosc wcinania w przypadku warstw wodono¬ snych o duzej miazszosci, moze byc w sposobie wedlug wynalazku zwiekszana przez kilkupoziomo- we, warstwowe wcinanie z powierzchni terenu, az do osiagniecia zadanej glebokosci. Ze wzgledu na zwiekszajaca sie moment zginajacy przewodu skra¬ wajacego, w^Jftyiare zwiekszania glebokosci wcina¬ nia, kojiiecz3$ifJi$st stosowanie nacisku, równowaza¬ cego moment^zginajacy, na dolna czesc urzadzenia skrawajacego. W ten sposób mozna osiagnac gle¬ bokosci wcinania do 30 m.Po wykonaniu wykopu waskoprzestrzennego lub filarowego (segmentowego), wewnatrz wykopu wy¬ pelnionego zawiesina ilowa umieszcza sie tworzywa wodoszczelne, które moga wytwarzac ekran wo¬ doszczelny, odcinajacy doplyw wód gruntowych z warstw wodonosnych, czy wód powierzchniowych do wyrobiska górniczego lub hydrotechnicznego.Materialem uszczelniajacym dla ekranów wodo¬ szczelnych moga byc: ily uplastycznione, ily zgrudkowane, dodatkowo spajane odpowiednimi tworzywami w wykopie, ilobetony, plyty cienko¬ scienne prefabrykowane, elementy pustakowe oraz kazde inne tworzywo, czy material, który moze byc umieszczany w wykopie w pluczce ilowej, zdolny do zwiazania sie z ta pluczka albo wypierajacy ja i tworzacy ekran nie wiazacy sie z pluczka. Naj¬ lepszymi rodzajami tworzyw uszczelniajacych sa' takie, które powstaja na zasadzie wiazania bezpo¬ srednio w wykopie gestej pluczki —zawiesiny ilo¬ wej o ciezarze 1,1—1,5, przez dodanie do niej odpo¬ wiednich skladników wiazacych i strukturotwór- czych. Skladniki te moga byc takze wymieszane z pluczka w specjalnych urzadzeniach i potem wla¬ ne do wykopu, jesli wykop wykonywany jest syste¬ mem filarowym lub ciaglym z zastosowaniem przesuwnych przegród dzialowych.Skladnikami strukturotwórczymi i wiazacymi w zaleznosci od skladu mineralnego ilów, z których wytworzona jest zawiesina ilowa oraz w zaleznosci od przeznaczenia moga byc w odpowiednich pro¬ porcjach: cement wysokich marek, weglan sodu, wodorotlenek wapnia, siarczan glinu, siarczan wap¬ nia, wodorotlenek sodu i weglan wapnia.Róznica pomiedzy znanymi sposobami wykony¬ wania gleboko wcietych wykopów w gruntach pole¬ ga na uniwersalnym rozwiazaniu sposobu wcinania wykopów waskoprzestrzennyeh za pomoca urzadze¬ nia wiertniczego lub dowolnego urzadzenia wiert¬ niczego typu obrotowego, przystosowanego do wiercenia pionowych otworów wiertniczych.Rozwiazanie to polega przede wszystkim na wy¬ tworzeniu mozliwosci przystosowania sie do róz¬ nych warunków gruntowych i róznej glebokosci wcinania, a takze do pokonywania trudnych prze¬ szkód w gruncie.Ponadto, na skutek zastosowania specjalnego urzadzenia naciskowego stalo sie mozliwe osiagnie¬ cie duzych glebokosci wcinania i unikniecie lama¬ nia przewodu skrawajacego.' Nastepna róznica polega na zastosowaniu zawie¬ siny ilowej nietiksotropowej do wcinania zarówno frezowego jak i slimakowego, chroniacej sciany wykopu przed osunieciem sie i zastepujacej tym samym obudowe mechaniczna.Poza tym róznica polega na mozliwosci zastoso¬ wania uniwersalnego sposobu wcinania, sarówn& segmentowego, jak i ciaglego, a tym samym swo¬ bodnego betonowania wykopu, bez obawy zace¬ mentowania przewodu wcinajacego, w trakcie jego pracy.Do wcinania w gruntach luznych latwyqji do wy-* pompowania z pluczka ilowa oraz w przypadku koniecznosci dodatkowego oczyszczania dna wyko¬ pu z materialu luzno osypanego lub ewent. z nie¬ wielkich obrywów, urzadzenie moze byc zaopatrzo¬ ne dodatkowo w podnosnik pompowy lub pneuma-' tyczny, czym rózni sie od znanych urzadzen ko¬ parek.Zatem sposób wedlug wynalazku i urzadzenie do stosowania tego sposobu stanowi nowosc w stosun¬ ku do znanych sposobów wykonywania wykopów w gruntach.Sposób wedlug wynalazku i urzadzSfcie do stoso¬ wania tego sposobu uwidocznione sa na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia rzut poziomy urza¬ dzenia wiertniczo-frezowego A, przesuwajacego Im 2 parach torów umieszczonych symetrycznie po obu stronach osi wykopu wykonywanego wg alter¬ natywy segmentowej. Fig. 2 przedstawia rzut bocz¬ ny urzadzenia wiertniczo-frezowego A oraz rzut boczny urzadzenia pomocniczego B, wraz z rzutem przekroju pionowego wykopu. Fig. 3 przedstawia rzut czolowy urzadzenia wiertniczo-trez0wogo B. 10 15 20 25 30 35 40 •45 50 55 6050797 8 Na rysunku fig. 4 przedstawiono rzut boczny urzadzenia wiertniczo-frezowego A i urzadzenia pomocniczego B wraz z przekrojem pionowym przez wykop wykonany wg alternatywy ciaglej, dwupo¬ ziomowej.Na rys. fig. 5 przedstawiono rzut boczny urzadze¬ nia do ukladania glebokiego drenazu i ciagów ko¬ lektorowych oraz przekrój pionowy wykopu dre¬ nazowego.Na rysunku fig. 1, fig. 2 i fig. 3 uwidoczniona jest schematycznie jedna z alternatyw sposobu wy¬ konywania gleboko wcietych wykopów w gruntach, polegajaca na wykonywaniu wykopu segmentowo urzadzeniem obrotowo-skrawajacym za pomoca przewodu obrotowo-slimakowego.Przewód rurowo-skrawajacy 1, ruchem obroto¬ wym lub obrotowym i pionowo-zwrotnym, pod na¬ ciskiem bocznym przewodu na scianke gruntu 2, urabia grunt i wydobywa go na powierzchnie do zbiornika 4, skad grunt jest odrzucony poza tory, przez zespól odrzutowy 5.Przewód rurowo-slimakowy 1 jest wprawiany w ruch obrotowy przez zespól napedowy 6. W trak¬ cie obrotu przewodu rurowo-slimakowego 1, oslona pólokragla 7 jest nieruchoma, a przewód jest pod¬ wieszony za pomoca glowicy obrotowej 8. Przewód umocowany jest w dolnej czesci oslony — w uchwy¬ cie slizgowym 27.Manipulacje pionowe i pionowo-zwrotne przewo¬ dem skrawajacym odbywaja sie za pomoca wiezy wyciagowej 9, uzbrojonej w zblocza linowe, oraz wyciagu mechanicznego linowego 10. Zespól pro¬ dukcji zawiesiny ilowej skladajacy sie z mieszalni¬ ka zawiesiny 11, pompy zasilajacej 12 i zbiornika zawiesiny 13, w przedstawionej alternatywie jest zamocowany na urzadzeniu A.Zespól przesuwu platformy 17 sklada sie z wcia¬ garki kozlowej recznej lub mechanicznej 14 z silni¬ kiem 16, na która to wciagarke nawinieta jest lina 15, kolejno kotwiona do torów w miare przesuwu urzadzenia A.Sprezarka powietrzna 18, dostarczal przewodem 19 sprezone powietrze do podnosnika pneumatyczne¬ go 20, umieszczonego wewnatrz przewodu rurowo- skrawajacego w alternatywie pompowania urobku podnosnikiem pneumatycznym. Strzalka oznaczono kierunek posuwu urzadzenia A i B w trakcie wy¬ konywania wykopu.Urzadzenie pomocnicze B moze produkowac be¬ ton lub malte ilowa do napelniania nia segmentów wykopu 21. Równiez w zaleznosci od potrzeb moga byc na nim, na ramie 30, zamocowane zespoly urzadzen 11, 12 i 13.W trakcie betonowania, w alternatywie wycina¬ nia segmentowego, jak i w trakcie skrawania, wy¬ kopy wypelnione sa pluczka 22, a odizolowane od siebie segmentem filarowym 23, który jest wycina¬ ny dopiero po zabetonowaniu segmentu 24.Na fig. 3 pokazano schematycznie widok urzadze¬ nia od strony czolowej z torami kolejki waskotoro¬ wej 25, oraz pomocniczy rów pluczkowy i zrzuto¬ wy urobku 26. Na rysunku fig. 4 przedstawiono widok boczny urzadzen A i B, sluzacych do wyko¬ nywania gleboko wcietych wykopów w alternaty¬ wie ciaglej oraz do wykonywania scianki wodo¬ szczelnej i produkcji tworzywa wodoszczelnego, bezposrednio w wykopie.W alternatywie tej wykop wypelniony pluczka 5 ilowa 31 jest wykonywany pietrowymi warstwami za pomoca urzadzenia A, na którym przewód ru¬ rowo-skrawajacy 32 jest zaopatrzony we frezy 33 i glowice obrotowo-pluczkowa 34 do skrawania obrotowo-frezowo-ssacego. Przewód rurowo-skra- ]0 wajacy 32 jest dodatkowo wyposazony w specjalne urzadzenie naciskowe 35, które za pomoca kolum¬ ny zerdzi obciaznikowych 36 oraz uchwytu slizgo¬ wego 37 wywiera na dolna partie przewodu ruro- wo-skrawajacego 32 regulowany nacisk, równo- 15 wazny co do wielkosci naciskowi wywieranemu na górny odcinek przewodu skrawajacego przez me- ' chanizm obrotowy 38, przesuwajacy sie wraz z urzadzeniem w osi skrawania w kierunku poka¬ zanym strzalka. 20 Wieza wyciagowa 39 i wyciag mechaniczny 40 sluza do manipulacji pionowych i pionowo-zwrot- nych przewodem skrawajacym 32, przy czym urza¬ dzenie naciskowe spelnia swoja funkcje bez potrze¬ by skracania kolumny zerdziowej 36 w trakcie ru- 25 chów pionowo-zwrotnych. Dzieje sie to na skutek przegubowego umocowania urzadzenia w punkcie 41 oraz stworzenia mozliwosci latwego skracania zerdzi wysiegnikowej przez manipulacje sworznia¬ mi w punktach 42. Na platformie urzadzenia A, po- so ruszajacego sie na dwóch torach kolejki waskoto¬ rowej 43, umieszczone sa silniki napedowe 44, urza¬ dzenie przesuwu platformy 45, kompresor pompo- wniczy lub pompy ssace czy tloczace 46.Urzadzenie pomocnicze B — zamocowane na plat- 35 formie poruszajacej sie na dwóch torach kolejki waskotorowej, zaopatrzone jest w urzadzenie me¬ chanicznej grodzi 47, umozliwiajacej ciagla, bezfi- larowa prace urzadzenia A, dzieki czasowemu od¬ grodzeniu pluczki, sluzacej w wykopie do wcinania 40 31, od pluczki lub tworzywa, sluzacego do uszczel¬ niania w wykopie 48.Grodz mechaniczna 47 jest wyposazona w but slizgowy 59 i moze byc przesuwna równoczesnie z urzadzeniem B, jesli jednorazowe mieszanie sklad- 45 ników uszczelniajacych w przestrzeni 60 wykopu wystarczy, lub zamocowana przenosnie i niezalez¬ nie od ruchów urzadzenia B.Po zamocowaniu grodzi 47 do * rowu wprowadza sie skladniki tworzywa uszczelniajacego za pomoca 50 zsypu 49 lub pompy 50, które to skladniki, jesli sa konsystencji plynnej i sproszkowanej, najczesciej wymagaja wymieszania ze soba. Do tego celu slu¬ zy mieszadlo mechaniczne napedzane przez silnik 51 zaopatrzony w glowice obrotowa 55, lopatki slima- 55 kowe 52, lopatki wirnikowe 53 oraz blok oporo¬ wy 54.Manipulacje pionowe i pionowo-zwrotne miesza¬ dla odbywaja sie za pomoca zespolu linowo-zblo- czowego, wiezy wyciagowej 57 oraz wyciagu me- 6o chanicznego 56.Jesli skladniki uszczelniajace nie poddaja sie mieszaniu na skutek zbyt gestej konsystencji lub grubych okruchów ilastych, zamieszanych w malcie uszczelniajacej, a mimo to wymagaja zmieszania, 65 wówczas zespól linowo-zbloczowy, wieza wyciagowa50797 9 57 i wyciag 56 sluza do opuszczania pionowego przewodu zerdzi obciaznikowych, lub innego prze¬ wodu powodujacego tlocznikowe mieszanie sie skladników w wykopie.Na rysunku fig. 5, przedstawiono rzut boczny 5 urzadzenia C do ukladania drenów lub ciagów ko¬ lektorowych w wykopie waskoprzestrzennym wy¬ konanym za pomoca urzadzenia wiertniczo-frezó- wego, który to wykop w partii 81 jest wypelniony zawiesina ilowa, sluzaca do utrzymywania scian 10 wykopu w trakcie wcinania. W wykopie w partii 62 wystepuje w górnej czesci przekroju zawiesina 2. ilowa, wypierana od dolu przez wode przemywajaca ciag drenazowy.Strzalkami 64 pokazano kierunki ruchu wody, 15 wtlaczanej pod cisnieniem przez studzienke 65 i ciag drenazowy 66. Wylot ciagu drenazowego 66 znajduje sie wraz z wylotem oslony slizgowej 67 powyzej poziomu cisnienia potrzebnego do przemy¬ wania ciagu w trakcie ukladania. Ponadto wylot 20 oslony slizgowej 67 zaopatrzony jest w klape uchyl¬ na 68, która zostaje zamknieta, po opuszczeniu od¬ cinka ciagu drenazowego na dno wykopu, po to, aby mozna bylo pod zwiekszonym cisnieniem wody wyprzec pluczke 62 zrowu. 25 Urzadzenie do ukladania drenu C porusza sie zgodnie z kierunkiem strzalki po dwóch torach ko¬ lejki waskotorowej 69 wzdluz osi wykopu.Urzadzenie C zaopatrzone jest w ramie manipu¬ lacyjne 70 z oslona slizgowa 67 dla opuszczania 80 3. ciagu drenarskiego oraz w skrobak 71 do oczyszcza¬ nia scian wykopu z filmu ilowego w obrebie scia¬ nek drenu.Ramie 70 posiada punkt obrotu 75 i moze byc osadzone swoim wylotem dennym na dowolnej gle- 8B bokosci za pomoca wiezy wyciagowo-manipulacyj- nej 72, zbloczy linowych i uchwytu 73 oraz wyciagu mechanicznego 74.Ciag drenazowy 66 sklada sie z segmentów za¬ opatrzonych w zlacza pólelastyczne 76, laczone ze 40 soba na powierzchni platformy urzadzenia, na któ- 4. rej sklada sie podrecznie segmenty w stosie 77.W strefie poza obszarem ukladania drenu, ozna¬ czonej liczba 63, dochodzi do samoczynnego zasy¬ pania lub wykonuje sie specjalny zasyp piaskowo- 45 zwirowy.Studzienki rwizyjno-pompowe 65 sa opuszczane z powierzchni, przy czym sa one zaopatrzone w wy¬ ciecia 78, które sa nasuwane na kolektor drenazo¬ wy ulozony uprzednio na dnie wykopu. Umocowa- 50 nie kolektora drenazowego w studzience i ewentu¬ alne umieszczenie pompy, dokonywane jest po za- 5. sypaniu kolektora w rowie. PLPublished: 5.III.1966 KI 84d, 5/04 MKP E 02 f S / Oli UKD 621.879.41 Mx \ oii ^ 'A Contributors to the invention: mgr inz. Bohdan Zakiewicz, mgr inz. Wieslaw IJjJrt ^ / ^^^^ j ^^ nS Kozlowski, mgr inz. Zbigniew Paterek The owner of the patent: Przedsiębiorstwo Specjalistyczne 'Górnictwa Surowców Chemicznych "Hydrokop", Krakow (Poland) The method of making deep excavations in the ground and a device for the application of this method The subject of the invention is the method of making deeply cut excavations in the ground, for making concrete or silicon watertight walls, for laying deep drainage drainage, for making deeply cut foundations of concrete retaining or anti-landslide walls and for laying deep collector lines. carrying out excavations for the above-mentioned needs - they consisted in the use of wide-area excavations while maintaining a slope with an angle of inclination not exceeding the angle of the natural slope, or in the use of excavations space spacers in a mechanical housing. In order to carry out wide-area excavations and to use mechanical excavators in conditions below the water level in the ground, it is necessary to drain the area first. For the execution of wide-span excavations, apart from the necessity to drain them first, manual work is necessary, and therefore inefficient and Also other methods of mechanical excavation are non-universal, they have a limited depth range, not exceeding 5-8 m even when using thixotropic suspensions, and moreover, they are not suitable for use in fine silty soils watered without drying them first. 15 20 25 30 2 In none of the methods of deep excavation known so far, it is not possible to lay a deep drainage or collector string under water. The method according to the invention consists in the use of a specially constructed drilling and milling device or a drilling and screw, which carries out cutting the trench under the cover of the drilling mud, by means of which the excavated material is sucked or washed onto the surface of the ground. The excavation is made with the use of a pipe-cutter or a screw, which is set in rotation or rotation and vertical-turning, with the simultaneous movement of the device in the line of the future excavation, which enables the cutting of the soil along the entire depth of the excavation and enables the excavation of the excavated material to the surface of the ground. During cutting, the excavation is protected against slippage of the walls by silt or silt suspension. quantitative with a density of 1.05-1.4 t / m3, pressed specially for this purpose into the excavation, which exerts an overpressure on the soil walls , it smoothes the quantitative cover of the wall and does not allow the walls to slide. The important feature of this fine-grained suspension is the possibility of depriving it of its thixotropic properties, which should necessarily be characterized by a normal quantity of drilling mud. , in the case of mining fine-grained dusty soils, it may have a negative impact on the efficiency. Also the slurry with reduced thixotropic properties, i.e. the so-called non-laminated, it enables the spontaneous formation of a thick ilium film on the walls of the trench, constituting a watertight screen. Suction of the spoil or its washing out by rinsing onto the surface is caused by the action of a centrifugal pump or jet pump, and may also be caused by the action of a pneumatic lift placed inside the tubular conduit, which hoist can pump through the conduit, along with the mud, the ground material that falls and falls to the bottom of the excavation. The use of a pneumatic hoist to suck the excavated material in the slurry enables to achieve large cutting depths due to aeration to reduce the weight of the soil and fluff suspension in the suction-lift conduit. A pneumatic conduit concentrically placed inside the hoist conduit and a pourer-overflow head with a large curvature radius of the outlet pipe are used for such removal of spoil. niu pipe-screw A semi-circular casing, protected from the side of the cut-out part of the trench, in which the screw is welded to the drill pipe. The use of the excavated material in the pneumatic or screw method depends on the type of excavated soil and the required cutting depth. or the pumps can work with milling-cutting devices or screw-cutting devices. To obtain the proper cutting progress when working with the pumps only, the speed of the material in the lift-cutter line is not less than 0.5 m / sec. with the density of the fluff 1, 2-1.3 t / m3, and 1.0 m / sec at the flushing densities of 1.05-1.15 t / m3. For a combined screw-pump hose, the speeds are reduced to% of those given above. watertight in water-bearing soils, the drilling and milling device works with the auxiliary device for building a waterproof wall and arranging the waterproof material inside the cut excavation. Both the cutting of the trench and the laying of the wall can be carried out in a continuous or pillar manner, depending on the method of laying and the type of sealing material "in the trench. In the case of excavation for laying deep drainage lines or collectors, the work is carried out continuously and simultaneously ¬ in the track behind the cutting device, collector lines are arranged in the trench, also under the flushing cover. is carried out from the surface of the ground, while simultaneously pumping the flushing from the trench and thus leading to the automatic backfilling of the trench. Trenching, both in segments (pillars) and in a continuous line, is preceded by drilling a borehole in which a tube-snail or milling conduit is placed, to a depth corresponding to the depth of the trench. Introducing the cutting conduit into rotation and rotation-vertically-reciprocating motion and constant sliding movement of the aggregate lead to cutting out the soil and forming a trench for the filled flush. In the case of segmental excavation and concreting it in alternating segments, the device is moved in such a way that the individual segments, previously concreted, were connected with each other by an intersectional excavation. An essential element of the invention is the introduction to cooperation with a drilling and milling device or a drilling and worm device, an auxiliary known rope-grab device. The rope-grab device in the method according to the invention serves for the point removal from the earth embankment of glaze, wood trunks, etc., obstacles that cannot be cut with the drilling device. The removal consists in selecting a hole in the ground, in a place the presence of an obstacle, capturing and pulling this obstacle on the surface, then sealing the trench (hole) with sealing material. If it is impossible to capture a large obstacle with a gripper, local post-wall diaphragms are made, with which it is impossible to handle boulders or tree trunks are removed and the watertight wall is connected by means of a hatch wall circumventing the obstacle. A variation of the method of overcoming local obstacles in the continuous cutting of the watertight screen is to shoot the obstacles with loads of explosives. For this purpose, in places where the drilling and milling machine cannot overcome the obstacle, after filling the trench with sealing material, a borehole is made next to the obstacle, with a diameter selected for the dimensions of the obstacle, in which the torpedoing process is carried out deeply. to be combined with the gripping process of exhaustion from excavation of stones or trees. A drill and cutter or a drill-auger for excavation consists of the following assemblies - mechanisms, mounted on a portable platform: cutting, making the conduit rotate and rotating-vertically-reciprocating, alternatively a tubular-screw conduit with a semi-circular shield and a rotating head on which the conduit is suspended, a hoisting-handling tower and a mechanical extractor, a spoil rejection unit if this one is carried to the surface with a screw, a set of slurry production of silt slurry, platform travel assembly, drive motors and platform with a trolley chassis. The platform moves along two narrow gauge railway tracks, located on both sides of the trench line. Moreover, the excavation device is equipped with a special suction-pump conduit or a pressure-pump, as well as a pneumatic-lift conveyor, to remove the excavated material from the bottom of the excavation. The pumping-pneumatic conduit is placed inside the pipe-screw conduit and works on the principle of aeration of a column of liquid suspension in a pipe conduit, displaced by the pressure of the suspension an unvented pipe outside the tubing. The resulting difference in volume weights of the liquid and non-fed slurry in the connected vessels causes the suspension to quickly flow out through the pipeline and entrain the soil grains. To aerate the slurry column and pump it, the device is additionally equipped with air compressor, During drilling and milling cut-outs or drilling and auger drilling at drilling depths below 10 m or in difficult-to-workable soils, the cutting tools are equipped with a weight-guiding device, with which additional, adjustable pressure is exerted on the lower end of the cut-off tube, and the bending moment of the conductor at the gripping point of the cord in the turntable is reduced. The above device allows, in a controlled manner, a significant increase in the progress of the tapping as well as a failure-free increase in the depth of the indentation. in the case of thick aquifers, it may be in the method according to v The invention is increased by multi-level, layered cutting from the ground surface, until the desired depth is reached. Due to the increasing bending moment of the taper wire, in order to increase the depth of the indentation, the joint of the blade and the bending moment is applied to the lower part of the cutting device. In this way, it is possible to achieve cutting depths of up to 30 m. After making a narrow or pillar (segment) excavation, water-tight materials are placed inside the trench filled with the silica slurry, which can create a watertight screen, cutting off the groundwater flow from aquifers. or surface water for a mining or hydrotechnical excavation. The sealing material for water-tight screens can be: if plasticized, how many clumped, additionally bonded with appropriate materials in the trench, concrete, prefabricated thin-walled panels, hollow elements and any other material or material which can be placed in a trench in a mud mud, capable of binding to the mud or displacing it and forming a screen that does not bind to the mud. The best types of sealing materials are those that are formed by binding directly in the excavation of a dense flush - a quantitative suspension weighing 1.1-1.5, by adding appropriate binding and structuring components to it. . These components can also be mixed with the mud in special devices and then poured into the trench, if the trench is made in a pillar or continuous system with the use of sliding dividing partitions. Structural and binding components depending on the mineral composition of the quantities from which it is made The liquid suspension and, depending on the intended use, may be in appropriate proportions: high-grade cement, sodium carbonate, calcium hydroxide, aluminum sulfate, calcium sulfate, sodium hydroxide and calcium carbonate. The difference between the known methods of making deeply cut excavations in in soils consists in a universal solution of the method of cutting deep-space excavations with a drilling rig or any rotary type drilling device, adapted to drilling vertical boreholes. This solution mainly consists in creating the possibility of adapting to various conditions ground and of different depth still and also to overcome difficult obstacles in the ground. In addition, due to the use of a special pressure device, it became possible to achieve large cutting depths and avoid breakage of the cutting wire. ' Another difference is the use of a non-thixotropic ilium suspension for both milling and screw notching, protecting the trench wall against slipping and thus replacing the mechanical casing. Moreover, the difference is the possibility of using a universal method of notching, segmental and continuous and thus free concreting of the excavation, without the fear of cementing the cutting line during its operation. For cutting in loose soils, it is easy to pump it out of the slurry and, if it is necessary to additionally clean the bottom of the excavation from loose material, scattered or possibly the device may be additionally equipped with a pump or pneumatic elevator, which differs from the known copator devices. Thus, the method according to the invention and the device for the use of this method is novel compared to the known The method according to the invention and the equipment for the application of this method are shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a plan view of the drilling and milling machine A, shifting 2 pairs of tracks symmetrically on both sides of the trench axis performed according to the segmental alternative. Fig. 2 shows a side view of the drilling and milling device A and a side view of the auxiliary device B together with a vertical sectional view of the trench. Fig. 3 shows a front view of the drilling and cutting device B. 10 15 20 25 30 35 40 • 45 50 55 6050797 8 Fig. 4 shows a side view of the drilling and milling device A and auxiliary device B with a vertical section through the trench made according to of a continuous, two-tier alternative. Fig. 5 shows a side view of the deep drainage device and collector strings, and a vertical section of the drainage trench. Figs. 1, 2 and 3 are shown in Figs. is schematically one of the alternatives of the method of making deeply cut excavations in the ground, consisting in excavating in segments with a rotary-cutting device with the use of a rotating-screw cord. Tube-cutting conductor 1, rotating or rotating and vertical-turning movement, under the With the side pressure of the pipe on the soil wall 2, it digs the soil and brings it to the surface into the tank 4, from where the soil is thrown off the tracks by the jet unit 5. 1 is set in rotation by the drive unit 6. While the screw-tube 1 rotates, the semi-circular shell 7 is stationary and the cable is suspended by a rotating head 8. The cable is attached to the lower part of the shell - in the holder Sliding section 27. Vertical and vertical-return manipulations with the cutting conduit are carried out by means of a hoisting tower 9, armed with rope pulleys, and a mechanical rope hoist 10. A unit for the production of a slurry suspension consisting of a slurry mixer 11, a pump 12 and the slurry tank 13, in the alternative shown, it is mounted on the device A. The platform travel assembly 17 consists of a manual or mechanical trestle winch 14 with a motor 16, on which a rope 15 is wound, successively anchored to the tracks with the travel of the device A. Air compressor 18, supplied compressed air through the conduit 19 to the pneumatic jack 20, placed inside the conduit alternative to pumping the excavated material with a pneumatic lift. The arrow marks the direction of advance of the device A and B during the excavation. The auxiliary device B can produce concrete or small quantities to fill the segments of the excavation 21. Also, depending on the needs, sets of devices can be mounted on it, on the frame 30. 11, 12 and 13. During concreting, as an alternative to segment cutting, as well as during cutting, the excavations are filled with plaster 22, and isolated from each other with a pillar segment 23, which is cut only after concreting the segment 24. Fig. 3 shows a schematic view of the equipment from the front side with the tracks of the narrow-gauge railway 25, and the auxiliary rinsing and dump ditch 26. Fig. 4 shows a side view of the equipment A and B used for deep production. alternatively cut excavations in alternate continuous and for the construction of a waterproofing wall and the production of a waterproofing material, directly in the trench. by means of the device A, on which the tube-cutter 32 is provided with cutters 33 and a rotary-flush head 34 for rotary-milling-suction cutting. The cutting-tube 32 is additionally equipped with a special pressure device 35, which by means of a column of weighting rods 36 and a slide holder 37 exerts an adjustable pressure on the lower part of the cutting-tube 32, evenly 15 the significant pressure exerted on the top of the cutting wire by the rotating mechanism 38 as it travels with the device in the axis of the cut in the direction shown by the arrow. The hoist 39 and the mechanical hoist 40 are used to manipulate the cutting conduit 32 vertically and vertically, with the pressure device fulfilling its function without the need to shorten the perpendicular column 36 during vertically return movements. This is due to the articulation of the device at point 41 and the possibility of easy shortening of the cantilever rod by manipulating the pins at points 42. On the platform of the device A, which runs on two tracks of the coaxial railway 43, the drive motors are placed 44, a device for shifting the platform 45, a pumping compressor or suction or delivery pumps 46. Auxiliary device B - mounted on a platform that moves on two tracks of a narrow-gauge railway, is equipped with a device of a mechanical bulkhead 47, enabling a continuous , flawless operation of the device A, due to the temporary fencing of the rinsing material used in the trench for cutting 40 31 from the rinsing or sealing material in the trench 48. Mechanical bulkhead 47 is equipped with a sliding shoe 59 and can be moved simultaneously with the device B, if a single mixing of the sealing components in the trench space 60 is sufficient, or attached with a portable Regardless of the movements of the apparatus B. After the bulkhead 47 has been attached to the ditch, the components of the sealing material are introduced by means of a chute 49 or a pump 50, which components, if they are of a liquid and powdered consistency, usually need to be mixed together. For this purpose, a mechanical agitator is used, driven by a motor 51 equipped with a rotating head 55, rotor blades 52, impeller blades 53 and a thrust block 54. The manipulation of vertical and vertical-return mixing is performed by means of a linear assembly. If the sealing components do not mix due to a too thick consistency or thick clay crumbs mixed in the sealing malt, but still need to be mixed, 65 then the rope-pulley assembly is not mixed with the joint block, the hoist 57 and the mechanical hoist. , the hoist 50 797 9 57 and the hoist 56 are used to lower the vertical wire of the weighting rods or other wire causing the pressing mixing of the components in the trench. Figure 5 shows a side view 5 of the device C for laying drains or collector strings in narrow-space excavation made with the use of a drilling and milling machine, which trench in lot 81 is filled with a slurry, sl a clamp for holding the walls of the trench during the cutting process. In the trench in batch 62, there is a 2-quantity slurry in the upper part of the cross-section, displaced from the bottom by the water washing the drainage line. Arrows 64 show the directions of the water flow, 15 injected under pressure through the well 65 and drain line 66. The outlet of the drain line 66 is located along with the outlet of the sliding shield 67 above the pressure required to rinse the line during stacking. In addition, the outlet 20 of the skid plate 67 is provided with a hinged flap 68 which closes when the drainage section is lowered to the bottom of the trench, so that the spring flush 62 can be displaced under the increased water pressure. 25 The drainage device C moves in the direction of the arrow along the two tracks of the narrow gauge funnel 69 along the axis of the trench. The device C is provided with a handling frame 70 with a sliding cover 67 for lowering 80 of the 3rd drainage line and with a scraper 71 for cleaning the walls of the trench from the ilium film within the walls of the drain. The frame 70 has a pivot point 75 and can be mounted with its bottom outlet on any depth by means of an extraction-handling tower 72, a rope block and a holder 73, and of a mechanical hoist 74. The drainage string 66 consists of segments provided with semi-flexible couplings 76, connected to 40 each other on the surface of the device platform, on which the fourth segments are casually stacked 77. In the area outside the drain-laying area, Total number 63, the self-filling takes place or a special sand-gravel bunker is made. cutouts 78, which are slipped over a drainage collector previously placed at the bottom of the trench. The fixing of the drainage collector in the sump and possible placement of the pump is performed after pouring the collector into the ditch. PL