Способ укрепления откосов уступов применением тросовой системы

Изобретение относится к строительству, а именно к укреплению откосов уступов. Способ укрепления откоса состоит в том, что укрепление производят сваями и анкерами, при этом применяют укрепительную систему в виде тросов. Устанавливают несущие сваи за призмой возможного разрушения откоса, их связывают между собой, чтобы повысить несущую возможность системы на значительном промежутке уступа. От несущих свай протягивают тросы по откосу до его подножья, с натягом их закрепляют к удерживающим сваям. Для исключения выпадения крупных и средних блоков из откоса применяют поперечные тросы таким образом, чтобы ячея решетки соответствовала распределению крупных блоков в уступе, для чего в месте сочленения тросов их укрепляют анкерами к массиву через текстолитовые или прочные полиэтиленовые плиты к откосу. Причем при мелкоблочной структуре массива отдельные участки покрывают торкрет-бетоном и такая укрепительная система до конца отработки карьера исключает выполаживание откоса, при этом массив достигает предельного состояния за счет оставшихся значений сил сцепления и сил удержания тросовой системы. Технический результат состоит в повышении эффективности укрепительных работ, обеспечении сохранности и устойчивости откоса на длительное время без выполаживания откоса. 7 ил.

 

Известен способ укрепления уступов, заключающийся в том, что откос уступа укрепляют анкерами [1].

Недостатком способа является то, что с течением времени по мере выветривания пород анкерная связь с массивом ослабляется и откос постепенно ослабляется.

Известен способ укрепления уступов применением свай [2].

Недостатком способа является то, что укрепляется в основном верхняя часть уступа и недостаточно связывается большая часть массива при мелкоблочной структуре пород.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, приведенный в работе [3].

Недостатком способа является то, что не достигается в долговременном плане устойчивость откосов. Откосы постепенно деградируют и обрушаются.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности укрепительных работ и обеспечение сохранности устойчивости откоса на длительное время без выполаживания откоса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе с укреплением откоса сваями и анкерами укрепление происходит до момента, пока не начнется выпадение камней из откоса и его выполаживание, и для исключения разрушения откоса, достигшего 20-30% от величины сцепления, применяют укрепительную систему, отличающуюся тем, что устанавливают несущие сваи за призмой возможного разрушения откоса, их связывают между собой, чтобы повысить несущую возможность системы на значительном промежутке уступа, и от несущих свай протягивают тросы по откосу до его подножья и с натягом их закрепляют к удерживающим сваям, а для исключения выпадения крупных и средних блоков из откоса применяют поперечные тросы таким образом, чтобы ячея решетки соответствовала распределению крупных блоков в уступе, для чего в месте сочленения тросов их укрепляют анкерами к массиву через текстолитовые или прочные полиэтиленовые плиты к откосу, причем при мелкоблочной структуре массива отдельные участки покрывают торкрет-бетоном и такая укрепительная система до конца отработки карьера исключает выполаживание откоса, при этом массив достигает предельного состояния за счет оставшихся значений сил сцепления и сил удержания тросовой системы.

В настоящее время при разработке месторождений глубокими карьерами особенно важно своевременное укрепление уступов на участках, где породы массива могут разупрочняться как за счет действия техногенных нагрузок (массовых взрывов в карьерах), так и за счет выветривания пород. Особенно актуальны эти работы в верхней части геологического разреза, в зонах коры выветривания, где массивы пород трещиноваты, обладают небольшим сцеплением и по мере разработки месторождения могут разупрочняться-осыпаться и иногда обрушаться. Особенно необходимо укрепление участков в зоне трасс прокладки магистральных конвейеров и генеральных автодорог, зданий, сооружений на борту карьера.

Эти работы важны, поскольку деформации уступов или их обрушение приводит к самым негативным последствиям, в том числе к остановкам в работе карьера, поломкам оборудования и к другим чрезвычайным происшествиям.

Оползни и обрушения могут привести к ущербу в десятки миллионов рублей, что имело место на некоторых карьерах как у нас в стране, так и за рубежом.

Рассчитываемое укрепление тросами и сваями предполагает удержание блочных пород в массиве в предельном состоянии при разупрочнении с учетом внутреннего трения и остаточного сцепления пород.

На чертежах фиг. 1-7 приведены основные фрагменты объекта применения и основные элементы предлагаемого способа.

Фиг. 1. Общий вид объекта применения: 1, 2, 3, - соответственно наклонный, крутонаклонный и вертикальный уступы; 4 - уступ при выполаживании.

Фиг. 2. Схема разрушения массива блочных пород под действием техногенных нагрузок и выветривания, ABC - укрепляемый клин сдвиг; 5 -возможный вертикальный откос; 6, 7, 8 - соответственно откосы при заоткоске под углами 75, 70, 58-60°; 9 - предельное положение откоса без укрепления.

Фиг. 3. Схема укрепления откоса с действующими усилиями сдвига: 10 - поперечный трос; 11 - продольный трос; 12 - клин сдвига; 13 - укрепляемый «козырек» уступа; 14 - вероятная поверхность скольжения; 15 - наклонная поверхность сдвига; 16 - свая.

Фиг. 4. Схема укрепления в плане с системой тросов: 10, 11 - соответственно поперечные и продольные тросы; 16, 17 - соответственно сваи в верхней и нижней укрепительной системе.

Фиг. 5. Общая схема укрепления уступа в аксонометрическом виде: 13 - укрепляемый «козырек» уступа; 16, 17 - соответственно сваи вверху и внизу уступа; 18 - прижимная плита с отверстиями и без них (железобетон, текстолит); Ну - высота уступа; е1, е2 - соответственно расстояние между тросами.

Фиг. 6. Схема укрепления крутонаклонного уступа с элементами укрепления: 10, 11 - соответственно поперечные и продольные тросы; 16, 17 - соответственно сваи вверху и внизу уступа; 18 - прижимная плита; 22 - укрепление участка мелкоблочных пород (пластины, торкрет-бетон), е3, е4 - расстояние между тросами.

Фиг.7. Общий вид прижимной плиты (18): 19, 20 - соответственно вертикальная и горизонтальная пластины под тросами (металлические); 21 - отверстия для крепления.

Пример выполнения

Предлагаемое изобретение может быть использовано на многих карьерах, где отстраиваются высокие и крутые откосы уступов 1, 2, 3 и бортов карьеров, в том числе на Ковдорском глубоком карьере, карьерах АО «Апатит», таких как Коашвинский, карьер рудника Центральный и других карьерах страны.

Первоначально необходимо правильно выбрать объект применения изобретения. Наибольший эффект достигается на тех участках, где массив характеризуется блочностью, имеющий небольшое сцепление между блоками (до 0,2÷0,3 МПа), которые за счет сотрясательных взрывов и выветривания пород склонны терять свою устойчивость, осыпаются и выполаживаются 4. Изменение угла наклона откосов 6, 7, 8, 9 происходит с 70-75° до 55-50° и больше. Выполаживание уступов на участках, где проведены трассы конвейерных линий или оборудованы дробильные устройства, вообще недопустимо.

Поэтому на таком участке ведут укрепление уступов предлагаемым способом.

По материалам геологоразведки и маркшейдерским данным устанавливается распределение крупных структурных блоков в откосах массива. Затем определяют размер ячеи укрепительной (е1, е2) с учетом распределения блоков в массиве.

С учетом предельных сдвигающих усилий на площадке предохранительной бермы за пределами призмы сдвижения бурятся скважины диаметром, например, 200-250 мм через 3-5 м глубиной 2-3 м и углом 20-30° относительно вертикальной плоскости в противоположную сторону от призмы сдвига, чтобы еще больше продлить устойчивое состояние свай 16, и на сваи надевают оголовок от тросов, и последние протягивают сверху вниз по откосу уступа, где с натягом с помощью гидродомкрата прикрепляют специальным замком к сваям 17, пробуренным у подножья уступов также диаметром 200-250 мм и глубиной 2-3 м и углом наклона 20-30° от вертикальной плоскости в сторону нижележащей предохранительной или транспортной берм. Для прочности укрепительной системы проводят поперечные тросы 11 также с натягом через 3-5 м в верхней зоне уступа, часто нарушенной техногенной нагрузкой (взрывами), причем в местах соединения тросов их прикрепляют к массиву (блокам) с помощью плит 18, например железобетонных или прочных текстолитовых, через пластины 19, 20 (металлические) или прочных текстолитовых с помощью анкеров, заглубленных в массив на 1-1,5 м, а в местах скопления мелкоблочных пород их также прижимают плитами 22 через анкера к массиву и торкретизируют. Такое укрепление исключает формирование клина сдвига 12 в течение отработки карьера, уменьшит осыпание пород. Это часто происходит особенно в верхней части уступа.

Выпадение мелких кусков из нижней части уступа наблюдается через 20-30 лет после их формирования и безопасно при наблюдении и контроле за состоянием массива пород.

Источники информации

1. Фисенко Г.Л., Ревазов М.А., Галустьян Э.Л. Укрепление откосов в карьерах. М.: Недра, 1974.

2. Арсентьев А.И., Букин И.Ю., Мироненко В.А. Устойчивость бортов и осушение карьеров. М.: Недра, 1980. - 165 с.

3. Еремин Г.М. Разработка и доставка полезных ископаемых на поверхность. Мурманск, Мурманский Центр НТИ, 2008. - 178 с. (прототип).

Способ укрепления откоса состоит в том, что укрепление производят сваями и анкерами, при этом применяют укрепительную систему в виде тросов, отличающийся тем, что устанавливают несущие сваи за призмой возможного разрушения откоса, их связывают между собой, чтобы повысить несущую возможность системы на значительном промежутке уступа, от несущих свай протягивают тросы по откосу до его подножья, с натягом их закрепляют к удерживающим сваям, а для исключения выпадения крупных и средних блоков из откоса применяют поперечные тросы таким образом, чтобы ячея решетки соответствовала распределению крупных блоков в уступе, для чего в месте сочленения тросов их укрепляют анкерами к массиву через текстолитовые или прочные полиэтиленовые плиты к откосу, причем при мелкоблочной структуре массива отдельные участки покрывают торкрет-бетоном и такая укрепительная система до конца отработки карьера исключает выполаживание откоса, при этом массив достигает предельного состояния за счет оставшихся значений сил сцепления и сил удержания тросовой системы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к охране окружающей среды при строительстве скважин на нефть и газ на территории лесного фонда Российской Федерации в Среднетаежной подзоне Западной Сибири.

Изобретение относится к области строительства, в том числе транспортного, дорожного и гидротехнического, и может быть использовано для укрепления земляных сооружений различного назначения, в том числе насыпей земляного полотна, дамб, откосов земляных сооружений, предназначенных для строительства на них различных сооружений и т.п.

Изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению грунтов склонов, откосов, насыпей, преимущественно горных дорог, засыпок подпорных стенок, может быть использовано для укрепления неустойчивых грунтов, например, при строительстве и ремонте автомобильных и железных дорог в горной местности в сейсмоопасных районах.

Изобретение относится к берегоукрепительным сооружениям. Гибкое защитное бетонное покрытие выполнено из бетонных блоков 1, пошагово расположенных в продольном и поперечном направлении и связанных между собой двухосной геосинтетической решеткой 5, замоноличенной в бетонные блоки 1.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям георешеток, и может быть использовано для укрепления береговых линий и русел водоемов, откосов, конусов мостов, подпорных стенок в нефтегазовой, транспортной, гидротехнической и других отраслях строительства.

Изобретение относится к способам изготовления искусственных покрытий, которые предназначены для многоцелевого использования, преимущественно для защиты верхнего почвенного слоя от эрозии, защиты и укрепления слоев грунтовых насыпей и склонов, грунтовых обвалов, восстановления растительного слоя при рекультивации, создания плодородного слоя почвы, очистки почвы от нефти и нефтепродуктов, создания глубокой подстилки на животноводческих фермах и птицефабриках с напольным содержанием птицы.

Группа изобретений относится к строительству и может быть использована при строительстве магистральных трубопроводов на болотах, в зоне распространения вечномерзлых грунтов, при быстром возведении дорог, аэродромов и других объектов инженерной инфраструктуры.

Изобретение относится к области строительства автомобильных дорог, а именно к строительству временных дорог сельскохозяйственного назначения, и может быть использовано для усиления слабого основания, повышения прочности и несущей способности дороги.

Изобретение относится к области гидротехнического строительства и может быть использовано для защиты от воздействия ветровых волн и предотвращения размыва берегов озер, рек, водохранилищ, откосов грунтовых плотин и каналов, а также других гидротехнических сооружений.

Изобретение относится к области горного дела и строительства и может быть использовано при креплении горных склонов или бортов карьера, подверженных воздействию грунтовых вод.

Изобретение относится к области строительства, а именно к армированной георешетке и способу ее получения, и может быть использовано в нефтегазовой, транспортной, гидротехнической отраслях для армирования строительных конструкций и укрепления слабых оснований промышленных и гражданских сооружений, а также откосов береговых линий и русел водоемов. Армированная георешетка выполнена из гибких полимерных полос, расположенных рядами и соединенных между собой в шахматном порядке по длине с образованием при растяжении в нормальном к их поверхности направлении объемной ячеистой конструкции, при этом полосы снабжены дренажными отверстиями, а также армированы в продольном направлении нитями. Армирующие нити состоят из по меньшей мере двух волокнистых элементов, скрученных по всей своей длине. Технический результат состоит в повышении надежности удержания армирующих элементов в полосах георешетки, повышении прочности георешетки на разрыв при растяжении и сдвиговых нагрузках. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области безопасности жизнедеятельности и экологической безопасности и может быть использовано для повышения безопасности движения автомобильного транспорта на автомобильной трассе и шоссе, снижения риска аварийности и негативных последствий дорожно-транспортных происшествий, а также для улучшения качества атмосферного воздуха. Согласно способу экологически безопасного обустройства придорожной полосы автомобильной трассы и шоссе выравнивают кюветы и другие неровности рельефа, осуществляя снижение крутизны до 5-10 градусов. Вырубают стволовые деревья и высаживают в три яруса вечнозеленые кустарниковые насаждения, обладающие амортизирующими, пылепоглощающими и аэрофитонцидными свойствами, на расстоянии 25-75 м от края дорожного полотна. Первый ярус формируют из можжевельника казацкого высотой 0,3-1,0 м, второй ярус - из можжевельника обыкновенного колонновидного высотой 3,5-4,0 м, третий ярус - из туи кавказской высотой 10-15 м в виде живой изгороди.

Заявленная группа изобретений относится к области строительства, в частности к средствам для обеспечения надежной и долговечной защиты сооружаемых гидротехнических, гидрологических, промышленных, гражданских, военных объектов строительства, для предотвращения процессов ослабления грунтов береговой линии вследствие эрозии, вызванной водным течением, действием прибрежных волн, экзогенными процессами, для укрепления грунтов на откосах и склонах, для предотвращения его сползания, которые возможно использовать на местности со сложным рельефом. Геотекстильная цементирующаяся оболочка представляет собой конструкцию, состоящую из двух высокопрочных синтетических полотен 1 ткани, соединенных между собой, например, сшиванием 2, образующих оболочку, которая заполняется в дальнейшем бетонной смесью. При помощи бетона, уложенного в оболочку, она представляет собой трехмерную структуру из полимерных материалов, разделенную на сектора. При этом геотекстильная цементирующаяся оболочка выполнена замкнутой и пустотелой, имеет волнообразное равномерное поперечное сечение, это достигается путем простегивания двух полотен 1 и сшиванием их по периметру. Конструкция выполнена из полиэфирной текстильной ткани с поверхностной плотностью не менее 280 г/м2, с линейной плотностью нитей не менее 87 текс, с выполненным по меньшей мере одним отверстием 3, изготовленным на лицевой стороне устройства, с установленным в отверстии клапаном 4, методом пришивания. Клапан 4 представляет собой тканую пустотелую конструкцию цилиндрической формы и выполнен с возможностью предотвращения выхода бетонной смеси из полости оболочки. Способ изготовления геотекстильной цементирующейся оболочки характеризуется наложением одного полотна 1 полиэфирной ткани на другое, скреплением их между собой сшивными соединениями 2, челночного или цепного стежка по всему периметру. В случае применения в конструкции армирующей полимерной сетки она расположена между двух полотен полиэфирной ткани. Далее по всей площади изделия производится простегивание верхнего и нижнего слоев материала с разбивкой его на участки в шахматном порядке по меньшей мере в три ряда. По периметру вшиваются полиэфирные ленты или петли. Далее прорезается в верхнем полотне 1 по меньшей мере одно отверстие 3 с целью вшивания в него предварительно сформированного клапана 4, выполненного также из полиэфирной ткани. Технический результат заявленного изобретения заключается в сокращении материалоемкости устройства и упрощении способа его изготовления. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области транспортного и дорожного строительства и может быть использовано для укрепления земляных сооружений в пучинистых грунтовых условиях. Способ укрепления земляного сооружения включает бурение скважин, установку в них армирующих элементов в виде металлических труб с закрытым нижним концом, заполнение труб рабочим материалом. Укрепление земляного сооружения осуществляют уплотнением грунта проходкой скважин пневмопробойником. После проходки каждой скважины и извлечения пневмопробойника в скважины устанавливают металлические трубы, заполненные невлагоемким материалом, с боковыми прорезями, расположенными в шахматном порядке по высоте труб. Производят их допогружение пневмопробойником в основание земляного сооружения на глубину, превышающую высоту промерзающего грунта. Трубы объединяют металлическими скобами и покрывают теплогидроизолирующим материалом, поверху которого укладывают слой растительного грунта. Расстояние между центрами скважин в ряду определяют по приведенной зависимости. Технический результат состоит в повышении эффективности укрепления земляного сооружения, снижении трудоемкости и материалоемкости. 3 ил.

Изобретение относится к области дорожного, гидротехнического, гражданского и промышленного строительства и может быть использовано при креплении откосов автомобильных дорог, грунтовых плотин, каналов, в берегоукреплении, ландшафтных работах, защите склонов от водной эрозии. Способ крепления откоса геосотовым геосинтетическим материалом включает слой геотекстильного материала, уложенного сверху вниз на подготовленную поверхность откоса, при этом поверх геотекстильного материала уложен геосотовый геосинтетический материал, состоящий из перфорированных геополос, закрепленный металлическими анкерами на поверхности откоса, а в основании закрепленный бетонным упором. Полотнище геотекстильного материала, уложенного на поверхности откоса, обработано слоем гидрофобной полимерно-грунтовой смеси. Пространство ячеек геосотового геосинтетического материала по всей высоте откоса заполняется песчано-гравийной смесью и подвергается полимерной пропитке. На поверхность геосотового геосинтетического материала наносится слой грунта, пропитываемого жидким полимером. Технический результат состоит в повышении статической устойчивости откоса, защиты от различных воздействий окружающей среды, повышении гидрофобных свойств конструкции при обеспечении прочности, целостности и долговечности. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к укреплению откосов насыпей, конусов, откосов береговых линий и русел водоемов. Способ укрепления откосов включает операции скрепления полимерных полос, поставленных на ребро и расположенных в несколько рядов, по длине полос, растягивания на поверхности откоса скрепленных полос с образованием в направлении, нормальном к поверхности полос, ячеистой конструкции, закрепления ячеистой конструкции анкерами на поверхности откоса, заполнения ячеек материалом, защищающим поверхность откоса. Гибкие полимерные полосы снабжают пазами поочередно сверху и снизу от продольной оси полосы, а полосы скрепляют, устанавливая двумя пакетами взаимно перпендикулярно в плоскостях, нормальных к укрепляемой поверхности, «паз в паз», с переплетением полос, причем глубина паза равна половине высоты полосы, ширина паза равна толщине полосы, а расстояние между полосами равно расстоянию между пазами. Технический результат состоит в снижении трудоемкости и материалоемкости в результате замены сварки полос их скреплением, а также в упрощении технологии. 3 ил.

Изобретение относится к области строительства земляных сооружений и может быть использовано для крепления откосов выемок и насыпей транспортных, гидротехнических и мелиоративных сооружений. Способ крепления откосов гидротехнических сооружений, берегов горных рек включает укладку гибкого откосного крепления вдоль гидротехнического сооружения. Гибкое откосное крепление выполняют из местных износостойких природных элементов, в которых предварительно внецентренно выполняют отверстия. Через отверстия, выполненные насквозь, пропускают гибкий канат или стальной трос, выполняя с двух сторон каждого износостойкого природного элемента узлы из каната или закрепляя металлические шайбы. При выполнении внецентренного отверстия до 1/3 глубины устанавливают анкеры, позволяя износостойким природным элементам вращаться вокруг оси. Технический результат состоит в повышении эксплуатационной надежности крепления, расширении арсенала средств используемых для крепления откосов гидротехнических сооружений. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области гидротехнического, гражданского, транспортного строительства и может быть использовано для укреплении откосов земляной насыпи от размывов, для их защиты от ожидаемого паводка и водной и ветровой эрозии. Устройство для укрепления откосов земляной насыпи представляет собой послойно выполненную конструкцию из подстилающего слоя, несущего слоя, выполненного из сотового геосинтетического материала, каждая ячейка которого заполнена заполнителем. В него дополнительно введен удерживающий слой, расположенный на несущем слое, при этом подстилающий и удерживающий слои выполнены из сетчатого материала и соединены между собой. В качестве заполнителя выбран сыпучий заполнитель, причем при высоте несущего слоя в 10-15 см соотношение диаметров сыпучего заполнителя и ячейки сетчатого материала удерживающего и подстилающего слоев выбрано из диапазона 1,3-4. Технический результат состоит в повышении технологичности цикла работ по сооружению устройства за счет сокращения времени выполнения работ по его сооружению и изготовления его индустриальным путем. 1 ил.
Наверх