Кессон представляет собой открытую снизу железобетонную или стальную конструкцию (рис. 1,а), состоящую из потолка и боковых стен. Толщина стен кессона книзу уменьшается, и они заканчиваются консолью со стальным ножом. Полость в нижней части кессона называют рабочей камерой. В ней производят разработку грунта, по мере которой кессон опускается под действием собственного веса, а также веса надкессонной кладки, возводимой из бетона над потолком в процессе погружения кессона в грунт. Подачей в рабочую камеру сжатого воздуха обеспечивают отжатие из нее воды, что позволяет вести разработку грунта насухо.
Рисунок 1. Кессон: а - погружение кессона; б - кессонный фундамент; 1 - консоль; 2 - надкессонная кладка; 3 - трубы для сжатого воздуха; 4 - компрессорная станция; 5 - центральная шлюзовая камера; 6
Прикамерки; 7 - шахтные трубы; 8 - потолок кессона; 9 - нож; 10 - рабочая камера кессона; 11 - кладка надфундаментной части опоры; 12-бетон заполнения шахты; 13 - бетон заполнения рабочей камеры; 14 - прочный грунт; 15 - слабый грунт.
Сжатый воздух вырабатывается компрессорной станцией и подается по трубам, как в рабочую камеру кессона, так и в шлюзовой аппарат. Последний состоит из центральной шлюзовой камеры и двух прикамерков - один для рабочих, второй для материалов. Шлюзовой аппарат устанавливают на две шахтные трубы, которые собирают из отдельных металлических звеньев и используют для подъема и спуска рабочих, а также вертикального транспорта материалов и грунта. Спуск рабочих в камеру кессона производят в следующем порядке. Из пассажирского прикамерка выпускают сжатый воздух, что позволяет открыть вовнутрь наружную дверь прикамерка, в которую входят рабочие. Дверь закрывают и в прикамерок из центральной шлюзовой камеры подают сжатый воздух. Когда давление воздуха в прикамерке станет равным давлению воздуха в центральной шлюзовой камере, открывают дверь между ними и рабочие переходят в эту камеру, а потом по металлической лестнице, установленной в шахтной трубе, спускаются в камеру кессона. Подъем рабочих в центральную шлюзовую камеру и выход их наружу осуществляют в обратном порядке.
Изменение давления от нормального к повышенному (процесс шлюзования) и от повышенного к нормальному (процесс вышлюзовывания) в пассажирском прикамерке необходимо производить так, чтобы рабочие могли постепенно приспособиться к новым условиям. Время, потребное для шлюзования и вышлюзовывания, тем больше, чем выше давление воздуха в кессоне.
Для возможности отжатия воды из рабочей камеры кессона избыточное (сверх нормального) давление воздуха в ней должно несколько превышать гидростатическое давление на уровне низа ножа кессона. Наибольшее избыточное давление, при котором
разрешается работать людям в кессоне, равно 400 кПа. Это определяет максимальную глубину погружения кессона от уровня воды в 40 м.
После достижения проектной глубины заложения фундамента камеру кессона заполняют бетонной смесью (рис. 1,б). Затем демонтируют шлюзовой аппарат и шахтные трубы; вертикальную шахту заполняют бетонной смесью. В результате получается массивный фундамент глубокого заложения, на котором возводят кладку надфундаментной части опоры.
Кессоны изготовляют на месте опускания (на естественной поверхности или поверхности искусственного островка) либо в стороне от него. В первом случае кессоны шириной b, не превышающей 15 м, выполняют массивной конструкцией (рис. 2,а); при большей ширине боковые стены (консоли) делают массивными, а потолок - пустотелым, состоящим из балок (ребер), расположенных в одном (поперечном) направлении (рис. 2,б) или в двух взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 2,в), и плит. Толщину плит и балок обычно принимают от 50 до 100 см. К устройству пустот прибегают с целью уменьшения веса кессона в период его изготовления и снятия с подкладок. При изготовлении кессона в стороне доставку его к месту погружения осуществляют наплаву. Для придания кессону плавучести максимально облегчают конструкцию. С этой целью пустотелыми делают не только потолок кессона, но и его консоли (рис. 2,г), толщину балок (ребер) принимают от 20 до 40 см, а плит - около 15 см.
По санитарным нормам высота рабочей камеры кессона должна быть не менее 2,2 м. Консоли, имеющие в месте примыкания к потолку сечение толщиной 1,0-1,8 м, книзу заостряют путем придания их внутренним поверхностям наклонов; наклон нижнего участка на высоту около 50 см принимают равным 1:1. Консоль заканчивают банкеткой шириной около 25 см, которую усиливают ножом из листовой или профильной стали. Армируют кессоны в соответствии с расчетом на усилия, возникающие в поперечных сечениях их элементов при возведении фундаментов.
Рисунок 2. Типы кессонов: а - массивной конструкции; б, в - с пустотелым потолком; г - с пустотелыми потолком и консолями.
Преимущество кессонов по сравнению с другими типами фундаментов заключается в том, что они позволяют возводить фундамент глубокого заложения в любых гидрогеологических условиях. В рабочей камере кессона возможно освидетельствование и даже испытание грунта основания, что весьма ценно.
Кессоны имеют и существенные недостатки, к которым в первую очередь следует отнести вредное воздействие избыточного давления на организм рабочих, большой объем бетонной кладки в массивной конструкции фундамента и высокую стоимость кессонных
работ. Если под избыточным давлением до 175 кПа разрешается находиться не свыше 7 ч в сутки, то под давлением в 350-400 кПа максимальное время пребывания составляет только 2 ч, из которых 1 ч затрачивается на процессы шлюзования и вышлюзовывания и только 1 ч используется на полезную работу. В связи с этим стоимость кессонных работ резко возрастает с увеличением глубины погружения кессона в грунт.
Ограждающая конструкция для образования под водой или в водонасыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды, обычно вытесняемой сжатым воздухом. Кессоны сооружаются на поверхности и погружаются в грунт под действием собственного веса и веса надкессонного строения по мере разработки грунта. Кессон может опускаться с суши, с искусственно отсыпанных или намытых островков или с поверхности воды (наплавные кессоны).
Основная рабочая операция при опускании кессона - разработка и выдача на поверхность грунта. Скальные грунты и твердые глины разрабатываются взрывным способом или пневматич. инструментами. При проходке песчаных и поддающихся размыву глинистых грунтов работы ведутся гидромеханизационными установками: грунты размываются гидромониторами и удаляются из кессонов гидроэлеваторами. Гидромеханизация кессонных работ резко сокращает количество работающих в кессоне, уменьшает вредность произ-ва и расход сжатого воздуха, ускоряет и удешевляет стр-во.
В процессе выполнения кессонных работ компрессорная станция непрерывно подает в кессон сжатый воздух, поддерживая в нем необходимое воздушное давление. При ручной разработке грунтов, когда требуется полное их осушение, давление воздуха в камере поддерживается на 0,1-0,3 ат выше тидростатич. давления на отметке забоя. При применении гидромеханизации для улучшения условий размыва грунтов работы ведутся с пониженным воздушным давлением.
В зависимости от величины воздушного давления в камере, согласно правилам безопасности, должны проводиться мероприятия, предупреждающие возможность заболевания рабочих кессонной болезнью, регламентируются продолжительность рабочего дня, время вышлюзовывания и т. д. Допустимый предел воздушного давления установлен 3,9 ат. Этим определена максимальная глубина опускания - ок. 40 м.
В современном строительстве применяются железобетонные кессоны. Боковые стенки их (консоли) внизу заканчиваются ножом, врезающимся в грунт в процессе опускания. В верхнем перекрытии (потолке) кессона имеются шахтные отверстия, над которыми монтируются шахтные трубы и шлюзовой аппарат. Последний обеспечивает возможность транспорта людей и материалов из зоны сжатого воздуха в зону атмосферного давления и обратно. В потолке кессона предусматриваются также отверстия для воздуховодов, водоводов, электропроводов и др. После достижения ножом проектной отметки рабочие камеры заполняются полностью или частично бетоном, песком; иногда их оставляют незаполненными.
Кессоны раньше широко использовались для устройства фундаментов мостовых опор. В современном мостостроении кессоны заменены новыми видами глубоких опор и свайными фундаментами. Вместе с тем в последние два десятилетия кессоны наряду с опускными колодцами все шире используются в пром. стр-ве для погружения в грунт «опускных сооружений» - относительно небольших в плане, но сильно заглубленных подземных сооружений, основные части к-рых предварительно возводятся на поверхности. Этот способ применяется при стр-ве насосных станций, водозаборов, при устройстве глубоких приямков в пром. предприятиях и т. д. Кессонный способ может быть использован в любых грунтовых и гидрогеологич. условиях и более надежен для погружения фундамента или опускного сооружения до проектной отметки, чем способ опускных колодцев. Вместе с тем, кессонный способ имеет существенные недостатки, обусловленные ведением работ под сжатым воздухом: вредность произ-ва, сравнительно высокая стоимость, ограниченная глубина погружения.
Для подводных работ, не связанных с необходимостью заглубления в грунт (ремонтные и восстановительные работы в гидротехнич. стр-ве, подготовка скального основания, выходящего на поверхность дна акватории, и т. п.), иногда применяются съемные кессоны, представляющие собой конструкцию в виде бездонного ящика (воздушного колокола), погружаемого в воду наплаву или с подмостей.
Лит.: Озеров Н.В., Кессонные фундаменты, М., 1940; Зингоренко Г. И. и Силин Н. А., Гидромеханизация кессонных работ, М., 1949; Хализев Е. П., Выбор оптимального режима работы гидромеханизационных установок в кессонах, М., 1957; Правила безопасности при производстве работ под сжатым воздухом (Кессонные работы), 2 изд., М., 1960.
Архитектура, проектирование и строительство
При залегании прочных грунтов на значительной глубине когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится трудновыполнимым и экономически невыгодным а применение свай не обеспечивает необходимой несущей способности прибегают к устройству фундаментов глубокого заложения. Необходимость устройства фундаментов глубокого заложения может быть вызвана и особенностями самого сооружения например когда оно должно быть опущено на большую глубину заглубленные и подземные сооружения. Одним из видов фундаментов глубокого заложения наряду с...
Задание 25. Кессоны. Условия применения, конструктивная схема, последовательность производства работ.
При залегании прочных грунтов на значительной глубине, когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится трудновыполнимым и экономически невыгодным, а применение свай не обеспечивает необходимой несущей способности, прибегают к устройству фундаментов глубокого заложения. Необходимость устройства фундаментов глубокого заложения может быть вызвана и особенностями самого сооружения, например, когда оно должно быть опущено на большую глубину (заглубленные и подземные сооружения). К таким сооружениям относятся подземные гаражи и склады, ёмкости очистных, водопроводных и канализационных сооружений, здания насосных станций и многие другие.
Одним из видов фундаментов глубокого заложения наряду с опускными колодцами, тонкостенными оболочками, буровыми опорами и фундаментами, возводимыми методом "стена в грунте", являются кессоны.
Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения был предложен для строительства в сильно обводнённых грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твёрдые включения (валуны, погребённую древесину и т.д.). В этих условиях устройство фундамента глубокого заложения по схеме "насухо" требует больших затрат на водоотлив, а разработка грунта под водой невозможна из-за наличия в грунте твёрдых включений.
Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не позволяет ей проникать в рабочую камеру, благодаря чему разработка грунта ведётся насухо без водоотлива.
Кессон состоит из двух основных частей: кессонной камеры и надкессонного строения (рис.1).
Кессонная камера выполняется из железобетона и состоит из потолка и стен, называемых консолями. Консоли камеры с внутренней стороны имеют наклон и заканчиваются ножом. Толщина консолей в месте примыкания к потолку составляет 1,5...2 м. При бетонировании кессонной камеры в её потолке оставляют отверстие для установки шахтной трубы, труб сжатого воздуха и воды, а также подводки электроэнергии.
Надкессонное строение в зависимости от назначения кессона выполняется либо как колодец с железобетонными стенками (под заглубленное помещение), либо в виде сплошного массива из монолитного бетона или железобетона (для фундаментов глубокого заложения).
Главными элементами оборудования для опускания кессонов являются шлюзовые аппараты, шахтные трубы и компрессорная станция.
Шлюзовой аппарат, соединённый с кессонной камерой шахтными трубами, предназначен для шлюзования людей и грузов при их спуске в кессонную камеру и при подъёме из неё.
Последовательность производства работ при строительстве кессонов следующая.
Сначала на спланированной поверхности грунта возводится кессонная камера, на которой монтируются шлюзовой аппарат и шахтные трубы. Одновременно вблизи кессона сооружается компрессорная станция и монтируется оборудование для подачи в кессон сжатого воздуха.
После того как бетон кессонной камеры приобретёт проектную прочность, её снимают с подкладок и начинают погружение. Сжатый воздух начинают подавать в кессонную камеру, как только её нижняя часть достигнет уровня подземных вод. Давление воздуха, обеспечивающее отжим воды из камеры кессона, определяется из условия:
p в ≥Н w γ w
где p в - избыточное (сверх атмосферного) давление воздуха;
Н w -гидростатический напор на уровне банкетки ножа;
γ w - удельный вес воды.
По мере погружения кессона в грунт наращивают шахтные трубы, если это необходимо, и возводят надкессонную часть сооружения.
После опускания кессона на проектную отметку всё специальное оборудование демонтируется, а рабочая камера заполняется бетоном.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать |
|||
| 58265. | Особенности учета в автотранспортных организациях | 60.5 KB | |
| Учет автомобильных шин и запасных частей Автомобильные шины поступающие вместе с новым автомобилем либо прицепом на колесах и один запасной комплект входят в стоимость автотранспортного средства и учитываются на счете 01 Основные средства. | |||
| 58266. | Эпоха Просвещения | 55.5 KB | |
| Шарль Луи Монтескье выдающийся французский мыслитель энциклопедического склада. Как философ социолог и писатель Монтескье оставил глубокий след в истории прогрессивной мысли. Велика роль Монтескье в деле идейной подготовки Великой французской буржуазной революции. | |||
| 58267. | Як людина отримує інформацію | 38 KB | |
| Мета: Ознайомити учнів з тим, за допомогою яких органів людина сприймає інформацію. Дати уявлення про колір фону в Paint. Розвивати увагу, пам’ять, логічне мислення. Виховувати любов до природи. | |||
| 58268. | Организация бухгалтерского дела и архива | 63.5 KB | |
| Для обобщения различных видов учетных работ в единое целое обеспечения равномерности их выполнения в течение отчетного периода составляется специальный график в котором для подразделений бухгалтерии и отдельных ее работников указывается время представления первичных документов... | |||
| 58269. | Производство продукции из вторичного древесного сырья на лесопромышленном складе | 82.5 KB | |
| Подготовка древесного сырья является важнейшей частью технологического процесса обеспечивающей возможность использования низкокачественной древесины для получения технологической щепы с допускаемой стандартом засоренностью корой и гнилью. | |||
| 58270. | Начало Французской революции. Свержение монархии. Якобинская диктатура | 147.5 KB | |
| И сразу начались затяжные споры по различным вопросам: о способах проверки полномочий депутатов о совместных и раздельных заседаниях о задачах Генеральных штатов о правах третьего сословия завтрашнем дне страны о будущем Франции. | |||
| 58271. | ЕКОНОМІКА ВЕЛИКОБРИТАНІЇ | 40 KB | |
| У самому справі Великобританії можуть вижити тільки виробництва і торгівлі. За винятком вугілля низькосортна залізна руда природний газ і нафта у Великобританії є кілька природних ресурсів. Вугілля була замінована у Великобританії більше 300 років. | |||
| 58272. | Контроль витрат і стимулювання економії ресурсів. Система обліку витрат | 199.5 KB | |
| Контроль витрат є важливою складовою системи управління витратами, без якої неможлива повноцінна реалізація інших її функцій. До основних завдань контролю витрат відносять: моніторинг - систематичне відстежування динаміки витрат і факторів, які на неї впливають... | |||
СОГЛАСОВАНО секретарем
ВЦСПС А.П.Бирюковой 29 декабря 1979 г., зам. главного
государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко 21 октября
1977 г.
УТВЕРЖДЕНО зам. министра
транспортного строительства Н.И.Литвиным 4 января 1980 г.
Составители правил
от
Главтоннельметростроя:
к.т.н. Власов С.Н.,
Корнеев В.А., Калиниченко Г.Ф. (подготовили разделы 1, 2, 3, 4,
4.2, 7; приложения 4, 5, 6 и 7)
от НИИГВТ:
к.м.н. Щупаков Н.Н.,
к.б.н. Куренков Г.И., к.м.н. Стерликов А.В., к.м.н. Турубинер Н.М.
(подготовили разделы 4, 3, 5, 6, приложение 7)
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Правила
распространяются на строительные и монтажные работы, производимые
под сжатым воздухом, и являются обязательными для всех министерств
и ведомств.
1.2. При выполнении
кессонных работ, кроме настоящих Правил, необходимо
руководствоваться требованиями "Правил безопасности на
строительстве метрополитенов и тоннелей", "Единых
правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных
месторождений подземным способом" , "Правил безопасности в
угольных и сланцевых шахтах"*, действующими санитарными нормами и
правилами.
________________
*
На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют
"Правила безопасности в угольных шахтах" (ПБ
05-618-03). - Примечание изготовителя базы данных.
1.3. Для производства
кессонных работ организация, производящая их, обязана получить
разрешение местных органов санитарного надзора, технической
инспекции труда и горнотехнической инспекции. О начале кессонных
работ строительством не позднее чем за один месяц посылается им
уведомление.
1.4. Медицинское
обслуживание кессонных работ является обязательным и осуществляется
органами здравоохранения, создающими кессонные врачебные
здравпункты при каждом кессоне.
1.5. Кессонные работы
могут производиться при давлении сжатого воздуха не выше 3,0
ати.
1.6. Трасса тоннелей,
намечаемых в проходке под сжатым воздухом, должна быть перед
началом строительства обследована на предмет выявления старых
колодцев, скважин и других сооружений, по которым может произойти
прорыв воздуха. При обнаружении указанных сооружений должны быть
приняты меры, исключающие прорыв воздуха.
1.7. К работам под
давлением сжатого воздуха не более 1,5 ати могут допускаться лица
мужского пола в возрасте от 18 до 50 лет и под давлением 3,0 ати -
от 18 до 45 лет.
1.8. Для лиц
административно-технического, медицинского и инспекторского
персонала указанные верхние возрастные пределы увеличиваются на 10
лет.
Женщины допускаются к
работе в кессоне в качестве инженерно-технического, медицинского и
инспекторского персонала. Верхние возрастные пределы для них
уменьшаются на 5 лет по сравнению с мужчинами.
Врачам предоставляется
право делать отступления от верхних возрастных пределов, указанных
в п.1.7, и в зависимости от результатов медицинского
освидетельствования или переосвидетельствования (см. пп.5.1 и
5.2).
Примечание. Кессонщик,
достигший указанного выше предельного возраста, должен быть выведен
из кессона на работы в нормальной зоне.
1.9. Лица, допущенные к
работе в кессоне, вносятся в именной список, который должен быть
подписан производителем работ и заведующим кессонным здравпунктом и
вывешен при входе в шлюзовой аппарат.
1.10. Министерства и
ведомства на основе настоящих Правил должны разрабатывать и
обеспечивать строительные организации, производящие кессонные
работы, инструкциями по безопасному производству работ в условиях
сжатого воздуха.
1.11. Администрация
строительной организации обязана до начала работ под сжатым
воздухом организовать обучение рабочих знанию инструкций по
безопасному производству работ и пользованию самоспасателями.
Инструкция должна быть выдана каждому рабочему под расписку, а
также вывешена на видном месте.
1.12. Вся документация о
допуске лиц к работе под повышенным давлением, прохождении ими
обучения и инструктажа должна храниться в делах организации,
производящей кессонные работы.
1.13. В соответствии с
требованиями настоящих Правил проектная организация должна
разрабатывать проекты организации и производства работ, а также
рабочие чертежи всех необходимых устройств для возведения
сооружений под сжатым воздухом.
2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПОД СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ
2.1. Для безопасного
производства работ под сжатым воздухом должны применяться следующие
устройства:
ограждающие конструкции
(кессоны, опускные кессоны, шлюзовые перегородки, потолки) для
образования рабочей зоны с повышенным давлением, где осуществляются
комплекс работ по разработке и выемке грунта, возведению крепи
сооружения и другие технологические процессы;
шлюзовые аппараты,
шахтные трубы для обеспечения прохождения людей, выдачи породы и
подачи строительных материалов в рабочую зону без изменения в ней
давления сжатого воздуха;
компрессорные станции,
воздухосборники, водомаслоотделители и трубопроводы, служащие
соответственно для выработки, очистки, транспортировки и
распределения сжатого воздуха в рабочую зону;
аварийный шлюз,
предохранительные аварийные перемычки, предохранительный экран,
аварийный помост, сигнализация, связь.
2.2. Кессоны, опускные
кессоны, шлюзовые перегородки, потолки должны быть
воздухонепроницаемыми и рассчитанными на полуторное давление
сжатого воздуха. В качестве материала для их сооружения применяются
сталь, железобетон, бетон и кирпич. В ограждающие конструкции
встраиваются и монтируются шлюзовые аппараты, шахтные трубы и
трубопроводы различного назначения (для подачи сжатого воздуха и
воды, сифонные, для пропуска кабелей и др.).
2.3. В опускных кессонах
и при возведении сооружений с неподвижным потолком высота рабочей
зоны должна быть не менее 2,2 м.
2.4. При возведении
горизонтальных сооружений минимальное расстояние от шлюзовых
аппаратов до забоя должно обеспечить размещение необходимого
технологического оборудования для производства работ, позволять
прием длинномерного материала для крепления выработок. Объем этой
зоны должен исключать резкое колебание давления воздуха в ней при
работе (шлюзовании, проветривании).
2.5. При производстве
работ под сжатым воздухом допускается применение оборудования и
шлюзовых агрегатов как смешанного, так и раздельного
пользования.
2.6. В шлюзовых аппаратах
смешанного пользования вертикальных кессонов шахтные трубы должны
иметь проход для людей, занимать который запрещается.
Отверстие шахтной трубы
людского лаза в центральной камере должно закрываться
предохранительной крышкой (декелем), открывающейся вверх.
2.7. Шлюзовые аппараты
смешанного пользования должны иметь не менее двух людских
прикамерков.
2.8. Пользоваться для
шлюзования центральной камерой в шлюзовых аппаратах смешанного
пользования разрешается только в том случае, если в рабочей камере
нет людей.
2.9. Двери шлюзовых
аппаратов и крышки люков должны открываться в сторону большего
давления и иметь специальное уплотнение по периметру дверного
проема или люка. Плотность прижатия дверей и крышек люка должна
обеспечиваться при разности давлений до 0,1 ати.
2.10. При сооружении
тоннелей должно быть не менее трех шлюзовых аппаратов: людской,
аварийный и материальный. Материальный шлюз следует располагать в
нижней части перегородки, на уровне откаточных путей, а людской и
аварийный шлюзовые аппараты в верхней части шлюзовой перегородки
(во втором ярусе); к ним должны быть устроены лестничные подходы с
площадками. Людской и аварийный шлюзы делятся переборкой с дверью
на два отсека: в основном отсеке, большем по величине, производится
шлюзование и вышлюзование смены кессонщиков, меньший служит для
прохода в основной отсек и выхода из него отдельных лиц без
изменения в нем давления, а также для индивидуального
шлюзования.
2.11. Аварийный шлюз не
разрешается занимать чем-либо и внутренняя дверь его должна быть
всегда открыта в сторону повышенного давления, чтобы в случае
внезапной аварии в тоннеле (затопление, прорыв воздуха, пожар и
т.п.) люди могли укрыться в нем и вышлюзоваться в нормальную зону
(приложение 4).
2.12. При малых размерах
поперечного сечения горизонтальных сооружений, не позволяющих
разместить три шлюзовые камеры в сечении, шлюз должен состоять из
трех отделений: прикамерка, материально-людской камеры и аварийной,
обеспечивающей свободный выход из кессона в случае аварии.
2.13. Людские прикамерки
и выходные камеры должны иметь высоту над решеткой пола до потолка
не менее 1,80 м и площадь из расчета не менее 0,5 м на одного человека. При малых размерах
поперечного сечения шахтных стволов разрешается уменьшение площади
до 0,3 м на одного шлюзующегося.
Людские прикамерки и
входные камеры должны быть оборудованы откидными сиденьями,
расположенными так, чтобы не мешать свободному выходу и входу.
Двери людского прикамерка должны быть высотой не менее 0,9 м и
шириной не менее 0,6 м.
2.14. Механизмы для
подъема грунта (породы) из рабочей камеры кессона должны
соответствовать "Правилам
устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных
кранов" .
Подъемные устройства в
вертикальных кессонах должны иметь приспособления, автоматически
прекращающие подъем бадьи с грунтом на требуемой высоте.
2.15. При каждой
перестановке шлюзового оборудования должен производиться наружный
осмотр его с соответствующей записью в паспорте. При обнаружении
дефектов шлюзовые аппараты и оборудование должно подвергаться
гидравлическому испытанию.
2.16. Изготовление и
ремонт шлюзового оборудования для работы под давлением разрешается
с применением газовой или электрической сварки в соответствии с
"Правилами
устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под
давлением" .
2.17. До начала кессонных
работ и после перестановки шлюзового оборудования должно быть
произведено испытание шлюзовых аппаратов, шлюзовых перегородок,
опускных и неподвижных кесонных камер и других устройств сжатым
воздухом давлением на 10% большим максимального рабочего.
2.18. Наружные стремянки
и лестницы, ведущие к шлюзовым аппаратам, должны соответствовать
ГОСТ 12.2.012-75*. Площадки вокруг них должны быть шириной не менее
1 м и иметь прочные ограждения с бортовой доской. Площадки лестницы
и переходы около шлюзовых аппаратов не должны загромождаться
материалами и породой и регулярно очищаться от грязи.
______________
*
На территории Российской Федерации действует ГОСТ
26887-86 , ГОСТ
27321-87 , ГОСТ
27372-87 . - Примечание изготовителя базы данных.
2.19. Шлюзовые аппараты
должны стоять на кессонах свободно, не опираясь на надкессонную
кладку.
2.20. Для снабжения
кессона сжатым воздухом должны применяться стационарные
компрессорные станции.
Помещение и оборудование
компрессорных станций должно соответствовать требованиям "Правил
устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных
установок, воздухопроводов и газопроводов" . При небольших
объемах работ и расходах сжатого воздуха допускается применение
передвижных компрессоров.
Компрессорная станция
должна располагаться в зоне чистого воздуха. Не допускается
расположение компрессорной станции вблизи автомобильных дорог,
промышленных предприятий, свалок и т.п.
2.21. Компрессорная
станция должна иметь питание от двух независимых источников
энергии.
В
компрессорной станции должен быть запасной компрессор с двигателем,
включенный в сеть сжатого воздуха.
Производительность
запасного компрессора должна быть не менее производительности
самого мощного из работающих на станции компрессоров.
2.22. Каждый компрессор
должен иметь индивидуальный воздухосборник, оборудованный
устройствами для очистки воздуха от пыли.
2.23. Компрессоры,
имеющие на последней ступени сжатия температуру воздуха более 120
°С, должны быть оборудованы концевыми холодильниками.
2.24. Температура
воздуха, выходящего из последней ступени компрессора, не должна
превышать 160 °С.
2.25. Каждый компрессор
должен быть снабжен масловодоотделителем, установленным на
воздухопроводе между компрессором и воздухосборником. Допускается
исполнение масловодоотделителя и концевого холодильника в одном
агрегате. Масловодоотделитель и холодильники должны быть
оборудованы устройствами для спуска конденсата и масла.
2.26. На пути следования
воздуха от коллектора компрессорной станции в воздухосборники на
каждом воздухопроводе необходимо устанавливать по два
последовательно соединенных фильтра для улавливания паров масла и
продуктов его разложения (СО, акролеина и формальдегида и др.).
2.27. Сжатый воздух в
наружный воздухопровод должен поступать не менее чем через два
последовательно соединенных воздухосборника, общий объем которых
определяется согласно табл.1.
Таблица 1
Минимальный общий объем воздухосборников
|
Количество
воздуха, всасываемого компрессорами, м/мин |
Минимальный
общий объем воздухосборников, м |
2.28. В сети воздуховодов
и коллектора должна предусматриваться возможность отключения любого
компрессора без нарушения работы остальных и подачи необходимого
количества воздуха в кессон. Наружный воздуховод на всем протяжении
от воздухосборника до кессона должен прокладываться не менее чем в
две линии и защищаться летом от нагревания солнцем, а зимой от
охлаждения.
Воздуховоды укладываются
с уклоном, по пути их следования в пониженных местах должны
устанавливаться спускные краны или автоматически действующие
конденсационные горшки.
Соединение воздуховода с
опускным кессоном должно осуществляться гибким шлангом необходимой
длины. В местах присоединения шлангов к коллектору должны быть
установлены вентили для отключения при необходимости линии.
Воздухосборники должны
устанавливаться снаружи компрессорной станции и иметь навес для
защиты от лучей солнца и наружную систему для охлаждения стенок
водой.
Использование кессонной
сети сжатого воздуха для других целей (для отбойных молотков,
нагнетания и т.п.) запрещается.
2.29. Для смазки
цилиндров воздушных компрессоров должно применяться компрессорное
масло с температурой вспышки, наиболее высокой из установленных по
ГОСТ, но не ниже 240 °С.
Расход смазочного масла
не должен превышать нормальной потребности в смазке и должен
ежедневно отмечаться в специальной книге.
2.30. При одновременном
обеспечении сжатым воздухом двух или более рабочих зон на отходящих
от компрессорной станции воздуховодах должны устраиваться
распределительные (диспетчерские пункты).
В
диспетчерском пункте должны быть установлены:
по одному воздухосборнику
(емкостью не менее 3 м на каждом воздуховоде, подающем воздух в
кессон);
задвижки для регулировки
количества подаваемого воздуха, счетчики расхода воздуха, манометры
и термометры, сигнализация и связь.
2.31. Диспетчерский пункт
должен обслуживаться диспетчером, в обязанности которого
входит:
наблюдение за
количеством, температурой и давлением воздуха, поступающего от
компрессорной станции;
распределение количества
воздуха, подаваемого в рабочие зоны;
осуществление связи между
кессонами, компрессорной станцией, врачебным кессонным здравпунктом
и управлением строительства.
2.32. При сооружении
тоннелей под руслами рек и водоемами под сжатым воздухом должны
применяться устройства, обеспечивающие, в случае необходимости,
работающим в кессоне возможность быстро покинуть тоннель. К ним
относятся предохранительный экран и аварийный помост.
2.33. Предохранительный
экран (металлическая воздухонепроницаемая диафрагма с герметичной
дверью) устанавливается в верхней половине сечения тоннеля и
периодически переносится по мере продвижения забоя. Расстояние от
забоя до диафрагмы не должно превышать 50 м.
2.34. Аварийный помост
служит для прохода от предохранительного экрана к аварийному шлюзу.
Аварийный помост должен располагаться в верхней части тоннеля на
всем его протяжении от предохранительного экрана до шлюзовой
перегородки. Аварийный помост должен иметь ширину не менее 1,0 м;
через каждые 25 м должны устраиваться лестницы для входа на помост
с нижней (лотковой) части тоннеля.
2.35. Предохранительная
перемычка применяется для возможности отсечения участка
построенного тоннеля в случае возникновения аварийного положения в
забое (прорыв плывуна, выпуск сжатого воздуха, пожар и пр.) и
сооружается через 250 м от шлюзовой перегородки.
2.36. Предохранительная
перемычка должна иметь проем с герметичной дверью, открывающейся в
сторону забоя для пропуска подвижного состава. В верхней части
предохранительной перемычки должен быть герметичный люк для прохода
людей в случае затопления лотковой части тоннеля. С обеих сторон
перемычки должны быть устроены лестничные подходы с площадками.
Конструкция герметичной
двери в предохранительной перемычке и лотке тоннеля должна
обеспечивать перекрытие и герметизацию проемов.
2.37. Предохранительная
(аварийная) перемычка по прочности должна быть рассчитана на
полуторное максимальное давление в рабочей зоне. Ее конструкция и
место установки определяются проектом.
3. ОБОРУДОВАНИЕ КЕССОНА
3.1. Оборудование кессона
(шлюзовые перегородки, шлюзовые аппараты) должны обеспечивать
безопасное производство строительных работ под сжатым воздухом.
3.2. В рабочую зону
должны быть проложены следующие виды коммуникаций:
трубопроводы сжатого
воздуха низкого давления;
трубопроводы сжатого
воздуха для работы пневмомеханизмов и инструмента;
вентиляционные (сифонные)
трубопроводы;
дренажные трубопроводы
(для выброса подземных и технических вод);
пожарный трубопровод;
шлюз-труба для
длинномерных материалов;
силовые электрокабели и
кабели освещения;
кабели сигнализации и
связи.
Количество и размеры
прокладываемых коммуникаций определяются проектом.
3.3. Ограждающие
конструкции (кессоны, перегородки, потолки) должны иметь закладные
детали и отверстия для пропуска перечисленных в п.3.2 коммуникаций.
Кроме того, в конструкциях должны быть отверстия для установки
трубок манометров.
3.4. Нагнетание воздуха в
рабочую зону должно производиться одновременно не менее чем через
два воздухопровода. Один воздухопровод должен быть проложен на 30 м
за шлюзовую перемычку, а другой наращивается по мере проходки с
отставанием от забоя до 50 м. При проходке подводных тоннелей
должен прокладываться дополнительный воздухопровод для подачи
воздуха за предохранительный экран.
В
опускных кессонах сжатый воздух от одного воздухопровода
подключается к центральной камере шлюзового аппарата, чтобы
обеспечить кессонные работы сжатым воздухом в процессе укладки
бетона в рабочую зону кессона и во время наращивания шахтных
труб.
Каждая воздухоподающая
труба должна быть снабжена у выходного отверстия клапаном,
автоматически закрывающимся при падении давления в трубе (обратный
клапан). Клапан должен иметь шумозаглушающее устройство.
3.5. Избыток воздуха, а
также воздух, подлежащий обмену, должен удаляться из рабочей зоны
кессона сифонными трубами без снижения давления в кессоне. Сифонные
трубы должны быть снабжены на концах запорными кранами и иметь
приспособления для присоединения гибких рукавов достаточной длины,
обеспечивающих удаление воздуха с разных горизонтов и из разных
мест рабочей зоны кессона.
В
тоннелях для этих целей сифонные трубы через каждые 50 м
оборудуются стояками с запорными вентилями и устройствами для
подсоединения гибких рукавов.
Количество и размеры
сифонных труб определяются из расчета не менее 20% их площади
сечения по отношению к суммарной площади сечения воздухоподающих
труб. Количество сифонных труб должно быть не менее двух.
3.6. Отверстия сифонных
труб в кессоне и выпускных труб в шлюзовых аппаратах должны
снабжаться предохранительными решетками для исключения засасывания
предметов, могущих их закупорить.
3.7. Шлюзование и
вышлюзование должно производиться снаружи людских прикамерков или
входных камер со стороны нормальной зоны при помощи кранов,
установленных на воздухоподающих и выпускных трубах. Внутри людских
прикамерков или входных камер на воздухоподающей трубе должен быть
установлен дополнительный кран для возможности прекращения шлюзовой
или уменьшения подачи воздуха изнутри.
3.8. На случай
необходимости вышлюзования изнутри в людском прикамерке или входной
камере должна быть устроена аварийная труба с краном для выпуска
воздуха. Этот кран должен быть опломбирован.
В
случае срыва пломбы для пользования краном выпуска воздуха о
причине должна быть сделана в санитарном дневнике запись дежурным
кессонным фельдшером.
Шлюзование, вышлюзование
изнутри людского прикамерка или входной камеры при помощи
аварийного крана допускается только в следующих случаях:
при необходимости
срочного выхода людей;
когда дается
предупреждение о невозможности производить вышлюзование
снаружи;
когда без предупреждения
снаружи вышлюзование не начинается или начатое прекращается.
Людские прикамерки и
входные камеры перед шлюзованием и вышлюзованием и во время
вышлюзования должны проветриваться (продуваться сжатым воздухом)
без нарушения установленного режима.
3.9. Людские прикамерки и
входные камеры должны иметь съемный решетчатый настил на полу.
Внутренние стены шлюза над сиденьями должны быть покрыты
теплонепроводящими, водоотталкивающими, огнестойкими материалами, а
под сиденьями размещены надежно ограждаемые обогревательные
приборы.
3.10. Каждый людской
прикамерок и входная камера должны быть снабжены проверенными
манометрами и трехходовыми кранами (с диаметром фланца 38 мм и
толщиной 6 мм) для установки контрольного манометра, отключения
манометра от сосуда и соединения с атмосферой. Циферблат манометра
должен иметь диаметр не менее 160 мм, цену деления не более 0,1 ати
и выбираться с такой шкалой, чтобы при рабочем давлении стрелка его
находилась в средней трети шкалы. Манометр должен быть установлен
так, чтобы было удобно следить за его показаниями.
При давлении свыше 0,9
ати на шлюзовом аппарате должны быть установлены опломбированные
приборы, автоматически записывающие давление. Пломба на приборе
снимается и устанавливается начальником участка совместно с
дежурным кессонным фельдшером, о чем делается запись в санитарном
дневнике.
3.11. На дверной
перегородке аварийного шлюза со стороны зоны сжатого воздуха должны
быть предусмотрены две двери, открывающиеся в разные стороны.
Дверь, открывающаяся внутрь камеры шлюза, используется для выхода
людей из кессона в случае падения давления в нем (приложение
4).
3.12. Монтаж и
эксплуатация электроустановок, силовых и осветительных сетей в
кессонах должны соответствовать требованиям "Правил
технической эксплуатации электроустановок потребителей" и
"Правил техники безопасности при
эксплуатации электроустановок потребителей" *.
_______________
*
Действуют "Межотраслевые
Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации
электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00) . -
Примечание изготовителя базы данных.
3.13. Освещение в рабочей
зоне и в шлюзовых аппаратах должно быть электрическое напряжением
не выше 42 В. Питание осветительных установок должно обеспечиваться
двумя независимыми источниками.
В
камере и прикамерке шлюзового аппарата должно быть установлено не
менее двух ламп во взрывобезопасном исполнении. Освещенность в
шлюзовых аппаратах должна быть не менее 15 лк, в рабочей зоне не
менее 12 лк и в шахтных трубах не менее 10 лк.
В
забое должны быть в резерве шахтные аккумуляторные лампы в
количестве, равном наибольшему количеству людей в смене.
Лица технического надзора
и другие лица, входящие в кессон, должны иметь при себе карманные
электрические фонари или шахтные аккумуляторные лампы.
3.14. Силовые и
электроосветительные электроустановки в кессонах должны быть в
закрытом исполнении. Электропроводка должна быть защищена от
повреждений в местах, где возможны механические воздействия. Все
токоведущие части электроустановок должны быть недоступны для
прикосновения.
3.15. Все металлические
части электроустановок должны быть заземлены.
3.16. При ведении работ
вертикальным кессоном рабочая зона и центральная камера шлюзового
аппарата должны быть оборудованы телефонной связью с компрессорной
станцией, с дежурным у шлюзового аппарата и кессонным здравпунктом.
Эта связь должна быть прямой. Телефонные аппараты должны
применяться закрытого типа (пылевлагонепроницаемые).
При разработке и выдаче
грунта методом гидромеханизации насосная станция должна иметь
телефонную и звукосветовую связь с кессоном.
3.17. При сооружении
тоннелей под сжатым воздухом должны применяться следующие виды
связи:
прямая переговорная
громкоговорящая циркулярная связь между рабочей зоной кессона,
дежурным у шлюзового аппарата в нормальной зоне и камерами
шлюзового аппарата;
прямая индивидуальная
телефонная связь диспетчерского пункта со стволом, забоем в
кессоне, дежурным у шлюзовой перемычки в рабочей зоне, дежурным у
материального шлюзового аппарата в нормальной зоне, компрессорной
станцией, кессонным врачебным здравпунктом;
автоматическая телефонная
связь рабочей зоны с компрессорной станцией, диспетчерским пунктом,
дежурными аппаратчиками шлюзов в рабочей зоне и нормальной зоне,
камерами шлюзового аппарата, стволом, управлением строительства и
другими объектами, предусмотренными проектом. Телефонные аппараты
должны применяться закрытого типа (пылевлагонепроницаемые).
3.18. Ограждающие
конструкции (кессон, шлюзовые перегородки, потолки со стороны
рабочей и нормальной зоны) должны иметь свето-звуковую сигнализацию
для обеспечения пропуска через шлюзовые аппараты грунта, материалов
и людей. Таблица сигналов должна быть вывешена на площадке шлюзовых
аппаратов со стороны рабочей и нормальной зон, а также в
центральной камере, людских прикамерках и входных камерах.
3.19. Кессоны должны быть
оборудованы всеми необходимыми устройствами и приспособлениями для
предупреждения и тушения пожаров в соответствии с требованиями
ГОСТ
12.2.037-78 и настоящих Правил.
В
кессонах при проходке тоннелей должны быть установлены у шлюзовой
площадки и через каждые 100 м противопожарные посты.
Противопожарный пост должен быть укомплектован: установкой
пеногенераторного тушения, приспособленной для работы в условиях
сжатого воздуха, противопожарным рукавом со стволом, багром, ломом,
топором, лопатой и ящиком с песком.
3.20. В тоннелях пожарный
водопровод через каждые 50 м должен оборудоваться стояками для
разбора воды, необходимой в случае возникновения пожара.
3.21. Линия пожарного
водопровода должна находиться под постоянным давлением, превышающим
на 4 ати давление в кессоне.
3.22. Смазочные и
обтирочные материалы, находящиеся в рабочей зоне, должны храниться
в металлических ящиках с крышками в количестве, не превышающем
потребности одной смены.
3.23. Электроустановки в
рабочей зоне (распределительные шкафы, электросборки и др.) должны
иметь не менее двух углекислотных огнетушителей, а также ящик с
песком и лопатой.
3.24. Концы
вентиляционных (сифонных) трубопроводов в нормальной зоне должны
быть удалены от шлюзовой перегородки на расстояние не менее
25*.
______________
*
Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
3.25. При сооружении
тоннелей с уклоном более 0,01 через каждые 50 м на путях должны
устраиваться шлагбаумы или ловители, рассчитанные на удержание
состава при отказе тормозов электровоза.
При проходке тоннелей с
подъемом один из шлагбаумов должен быть установлен перед шлюзовыми
аппаратами.
Для безопасной
эксплуатации откатки на уклоне приказом по строительству должно
быть назначено в каждой смене лицо, ответственное за исправное
состояние шлагбаумов и своевременное их закрытие.
4. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПОД СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ
4.1. Рабочее время, шлюзование и вышлюзование
4.1.1. Продолжительность
пребывания под давлением каждого кессонщика в течение суток не
должна превышать времени, установленного в зависимости от величины
давления сжатого воздуха в рабочей камере (рабочей зоне) кессона,
согласно табл.2.
Таблица 2
Режимы декомпрессии (вышлюзования) кессонщиков при давлении в кессоне до 3 ати при дыхании воздухом (кислородом)
|
Макс. |
Общее время шлюзования и пребывания под макс. давлением, мин |
Время перехода на первую остановку, мин |
Давление на остановках в ати |
Общее время
декомпрессии при дыхании |
||||||||
|
воздухом |
кислородом |
|||||||||||
|
Время выдержек
на остановках в мин при дыхании воздухом (кислородом) |
мину- |
мину- |
||||||||||
При сооружении кессонной камеры и надкессонной кладки к выполнению бетонных, арматурных, опалубочных и гидроизоляционных работ предъявляются те же требования, что и при сооружении опускных колодцев (§ 1, п. , ). Технология производства этих работ аналогична технологии работ по сооружению опускных колодцев. При устройстве кессонов используются сборные железобетонные элементы.
Организация работ по опусканию кессонов в основном зависит от условий местности, наличия средств механизации, глубины опускания, площади кессона. В практике чаще встречаются кессоны площадью 200—300 м 2 с глубиной опускания 20—30 м, погружаемые с поверхности земли или на местности, покрытой водой при сравнительно небольшой глубине. Последовательность рабочих операций по опусканию кессона представлена на рис. VII-26.
Рис. VII-26.
а — сооружение кессонной камеры; б — монтаж шлюзового аппарата и шахтных труб; в — опускание кессона на некоторую глубину и бетонирование надкессонного строения; г — перемонтаж шлюзового аппарата; д — продолжение опускания и бетонирование надкессонного строения; е — демонтаж шлюзового аппарата и шахтных труб и бетонирование колодца под шахтные трубы
Сначала кессон погружается без подачи сжатого воздуха в камеру, но, как только появилась грунтовая вода, кессон переводится на режим воздушного давления. Воздух отжимает воду из кессонной камеры, благодаря чему можно разрабатывать грунт в ней.
Воздушное давление в камере кессона должно удовлетворять условию
где Р в — избыточное воздушное давление, Па; 10 — гидростатический напор на уровне банкетки ножа, м; γ — плотность воды, т/м 3 .
При гидромеханической разработке грунта воздушное давление может быть снижено (режим пониженного давления):
,
где δ p — допускаемая разность давления гидростатического, и избыточного воздушного, выраженного в Па и зависящего от физических свойств грунта, в котором происходит опускание кессона.
Расход воздуха в кессоне может быть определен расчетом исходя из потребности воздуха на шлюзование, утечку его под нож кессона (при режиме пониженного давления эта утечка невозможна), утечку через неплотности в швах шлюза, шахтных труб, потолка и консолей кессонной камеры.
Для железобетонных кессонов расход воздуха на пополнение его утечек определяется следующим расчетом:
1) для кессонов с надкессонным строением из сплошной кладки и при разработке грунта насухо
2) для кессонов с надкессонным строением из отдельных стен (опускное сооружение) при разработке грунта насухо
3) для кессонов с надкессонным строением из сплошной кладки при разработке грунта гидромеханическим способом
;
4) для кессонов с надкессонным строением из отдельных стен при разработке грунта гидромеханическим способом
где Q — расход воздуха в приведенных условиях (при Р в = 0), м 3 /ч;
ω — площадь потолка кессона, ограниченная внутренними гранями консолей, м 2 ;
n — число шлюзовых аппаратов в кессоне;
P в — избыточное воздушное давление в кессоне, Па;
u — наружный периметр кессонной камеры по ножу, м;
с — коэффициент утечки воздуха через консоли и под нож, приведенный ниже.
Расход воздуха на вентиляцию рабочих помещений кессона определяется по формуле
Q = 25 A (Р в + 1),
где A — число людей, одновременно работающих в кессоне.
