Меню Рубрики

Установки для бурения под анкера

Технология возведения анкерной (штанговой) крепи

Анкерную крепь применяют для крепления капитальных, подготовительных, вскрывающих, прослеживающих выработок, камер и прочих выработок вне зависимости от угла падения пород, мощности напластований, проведенных по устойчивым породам (f > 3). Анкерную крепь не применяют в слабых глинистых, сыпучих сильно перемятых породах, в зоне геологических нарушений и т.п. (СНиП Н-94–80).

Анкерная крепь возводится как временная, так и постоянная, в виде самостоятельной, а также в сочетании с металлической сеткой, набрызгбетоном и с металлическими или деревянными подхватами. Её возведение включает работы по бурению шпуров, установке анкеров. Бурение шпуров под анкеры производится электросверлами, телескопическими перфораторами и бурильными установками. Для бурения шпуров и установки анкеров применяют серийные машины МАП-1, НА-4, УВШ-5/15, ПА-1. Новокузнецким заводом выпущены новые бурильные установки УБШ-214, УБШ-2115, УБШ-308 для бурения шпуров в породах с f = 8÷14.

Передвижная машина МАП-1 конструкции ЦНИИподземмаша предназначена для бурения шпуров под анкеры в выработках высотой 1,8÷3 м в породах с f = 3÷8. Электрическое сверло машины смонтировано на распорной винтовой стойке. Установка на пневмоколесном ходу. Бурение с промывкой. Гайки закручивают гайковертом с электроприводом на базе ручного электросверла. Глубина шпуров 1,8÷2,5 м.

Переносной станок ПА-1 предназначен для бурения шпуров в выработках высотой от 1,8 до 2,8 м в породах с f

Процесс установки железобетонных анкеров состоит из следующих операций: приготовление бетона, заполнение им шпура и введение в него армирующего стержня.

Для заполнения шпуров бетоном используются пневмонагнетатели различных конструкций типа ПН-1, разработанного НИПИгормашем.

Во время установки анкеров один из рабочих занят заполнением скважин бетоном с помощью нагнетательной трубы, а второй регулирует подачу сжатого воздуха трехходовым краном. После заполнения шпура бетоном вручную или с помощью бурильной машины, снабженной насадкой, вводится армирующий стержень. Сетка или подхваты, если они предусмотрены проектом, навешиваются после того, как бетон наберет необходимую прочность (это может производиться через сутки).

Сталеполимерные анкеры выполнены из стального стержня, закрепленного в замковой части шпура синтетическим составом. Технология установки таких анкеров заключается в следующем. В шпур вводят стеклянную или полиэтиленовую или даже бумажную ампулу со смолой, химическим стабилизатором, наполнителем и катализатором. Затем в шпур вводят и вращают в течение нескольких секунд стержень с заостренным концом для разрушения оболочки ампулы. В результате этого происходит смешивание смолы с катализатором. Полученная смесь обволакивает стержень и, затвердевая вокруг него, надежно сцепляется со стенками шпура. На установку такого анкера затрачивается 3÷5 мин.

В отдельных случаях крепление производится в сочетании рамной крепи с анкерным креплением.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 9212 — | 7420 — или читать все.

источник

Армирование грунтов с помощью анкерных систем

Анкерные системы — прогрессивный и эффективный способ повышения несущей способности слабых грунтовых оснований и укрепления крупных земляных и строительных сооружений. Передовая технология монтажа анкеров позволяет задействовать современное буровое оборудование и в кратчайшие сроки создать надежные армирующие конструкции, способные служить десятилетиями.

Анкера (микросваи буроинъекционного типа) были введены в употребление в Европе после окончания Второй мировой войны и широко применялись для восстановления фундаментов старых построек и транспортных объектов, пострадавших во время военных действий. В конце XX века универсальность анкерных систем сделала их одним из самых популярных решений в самых разных областях строительства.

Анкер представляет собой мини-сваю диаметром до 30 см, изготовленную из железобетона. Для установки анкеров в грунт используется оборудование для бурения скважин, для небольших анкерных элементов может применяться мобильная мини буровая установка. В качестве армирующего элемента анкера используется одноразовая буровая штанга, изготовленная из высокопрочной стали с резьбой, нанесенной по технологии холодного проката. Фирменная анкерная система как правило включает универсальные анкеры и анкерные болты разного размера, позволяющие реализовать широкий спектр технических решений.

Механизм действия анкерных крепежей

Основная задача анкерного крепежа — передать выдергивающее усилие от строительного объекта на грунтовую толщу. Дополнительным «побочным эффектом» использования анкерной системы становится надежное армирование грунтовой основы.

Общий механизм действия анкерной системы базируется на воссоздании эффекта, которой можно наблюдать на примере корневой системы дерева. Проникая в почву, древесные корни обеспечивают тяжелому и длинному древесному стволу надежное сцепление с опорой, одновременно связывая окружающий грунт и превращая его в монолит.

Двойное преимущество использования анкеров повышает экономическую эффективность анкерных систем и делает их оптимально подходящими для решения комплексных строительных задач.

Основные сферы применения анкерных элементов

  • Реставрация фундаментов и опорных конструкций. Анкерная система позволяет усилить деформированные опорные конструкции, а также укрепить фундамент здания при надстройке новых этажей или просадке окружающего грунта. Перед установкой анкеров для обнаружения опорного слоя твердой породы может применяться статическое зондирование и другие методы геологоразведки. Мини буровая установка, применяемая для монтажа анкеров, имеет компактные габариты и может свободно перемещаться на цокольных этажах зданий, а также проходить между постройками для установки анкеров по внешнему периметру фундамента. Как и любое современное буровое оборудование, компактная буровая установка не оказывает сильного вибрационного воздействия на окружающую среду и может применяться даже вблизи старинных построек, памятников искусства и т.д.;
  • Закрепление опоры мачт, башен, маяков, опор ЛЭП, ограждений и пр. Использование фундамента, усиленного анкерной системой, позволяет эффективно рассеивать выдергивающее усилие объекта большой высоты и малой площади. Экономическая эффективность от применения анкерных крепежей дополнительно повышается благодаря возможности уменьшить массу и размер строительного объекта без ущерба его устойчивости;
  • Усиление откосов, стенок котлованов и туннелей. Геоинженерные работы с применением анкерных крепежей позволяют эффективно решить проблемы оползней, эрозии и обваловки грунта, усилить поверхность крупных земляных сооружений и надежно укрепить изнутри такие подземные объекты, как шахты и туннели. Шпунтирование сводов туннелей и других подземных объектов является одной из самых востребованных сфер применения анкерных систем;
  • Фиксация газо- и нефтепроводов. Легкие и простые в монтаже анкерные крепления незаменимы при прокладке трубопроводов по обводненным и заболоченным участкам. Удлиненные анкеры квадратного сечения с комбинации с полиэстеровым седельным хомутом позволяют надежно удерживать от вертикальных и горизонтальных перемещений трубу диаметром от 20 до 140 см, а также предохранять конструкцию трубопровода от нагрузок, вызванных морозным пучением грунта. Благодаря высокой скорости установки, анкерные системы позволяют максимально ускорить сборку протяженных нефте- и газопроводов на территориях со сложными геологическими условиями.
Читайте также:  Установка бойлера в подвале


а – крепление котлована; б – крепление днища и стенок дока или шлюза; в, г – восприятие выдергивающих сил в фундаментах дымовых труб и мачт ЛЭП; д – крепление откоса; е – усиление подпорной стенки; ж – крепление свода подземного перехода; з – противодействие взвешивающему давлению грунтовой воды на тоннели; и – восприятие опрокидывающего момента от перекрытия ангара

Технология создания анкерных креплений

Главная инновация в технологии создания анкерных креплений связана с применением недорогих одноразовых элементов, которые входят в состав буровой колонны и остаются в грунте после установки анкера, выполняя роль армокаркаса.

В конструкцию готового анкерного элемента входят:

  • армирующая труба с резьбой, которая одновременно служит буровой штангой;
  • расходная буровая штанга (остается в скважине);
  • инъекционная труба;
  • одноразовая коронка буровая;
  • цементное тело, служащее защитной оболочкой для армирующей трубы и предохраняющее ее от коррозии.

Первым этапом установки анкерного элемента становится забуривание анкерной штанги, на конце которой находится подобранная с учетом типа грунта коронка буровая с выпускными отверстиями. На сегодняшний день бурение под анкера может выполняться на любых типах порода за исключением текучих глин и мягких торфов. Для ввода штанги в грунт применяется буровая установка, бурение ведется с промывкой цементным раствором, дополнительно стабилизирующим стенки скважины.

После достижения проектной отметки через выпускные отверстия буровой коронки начинает нагнетаться густая цементная смесь, вытесняющая промывочный раствор и создающая вокруг армирующего элемента защитную оболочку. Резьба на поверхности армирующей трубы гарантирует максимально качественное сцепление с бетоном и усиливает несущую способность каждого отдельного элемента. В большинстве случаев цемент подается под давлением около 80 бар, что позволяет заполнить все трещины породы и дополнительно увеличить диаметр микросваи. После «отстаивания» анкеров в течении 5-6 суток оголовки анкерных крепежей фиксируются на фундаментной плите (двутавровой балке). Головная пластинка анкера соединяется с балкой с помощью шестигранных гаек шарообразной формы. Подобная конструкция позволяет создать монолитное опорное сооружение, передающее нагрузку на грунтовое основание.

Уникальные преимущества современных анкерных систем

Используемые при создании анкера одноразовая штанга и одноразовое долото буровое имеют демократичную стоимость и позволяют отказаться от двух крайне затратных технических операций — введения в грунт несущей конструкции и протяжки обсадной трубы. Прямое бурение в один этап гарантирует монолитность тела микросваи и является наиболее оптимальным решением при работе с неоднородными грунтами с разнообразными включениями.

Уникальное соотношение компактных размеров анкера и его прекрасной несущей способности обеспечивается возможностью передачи нагрузки с микросваи на опорный слой твердого грунта. Недорогие и простые в установке анкерные системы способны в несколько раз усилить прочность фундамента как многоэтажных построек, так и высотных объектов.

Читайте также:  Установка гбо вместо глушителя

источник

Оборудование для возведения анкерной крепи

Анкерной крепью закрепляют подготовительные выработки, камеры, тоннели и очистные выработки. Эта крепь — весьма перспективна ввиду простоты и невысокой стоимости. Для возведения анкерной крепи требуется вначале пробурить шпур, установить в него анкер, закрепить его и дать необходимое натяжение.

Возводят анкерную крепь с помощью бурильных машин БУА-3, ПА-1 и МАП-1.

Шахтную бурильную установку БУА-1 на гусеничном ходу с электрогидроприводом применяют для анкерования кровли горных выработок различного назначения при высоте выработок 2,6—3,6 м и породах с f=8. Ее можно также применять для бурения горизонтальных шпуров по забою. Эксплуатационная производительность установки составляет:

при бурении под анкеры по породе с f=6—8 в забоях подготовительных выработок — 40 м/смену;

при бурении под анкеры по породе f =2—4 в камерах— 50 м/смену.

Передвижная машина для анкерования МАП-1 предназначена для бурения шпуров под болты анкерного крепления в горных выработках высотой 1,9—3 м, проводимых с углом наклона до 6°, вмещающий массив которых в зоне анкерования состоит из пород с f =8 в шахтах, опасных по газу и пыли.

Машина МАП-1 представляет собой колонковое сверло, смонтированное на установочном приспособлении с колесным ходом.

Техническая характеристика машин для анкерования

Тип ПА-1 МАП-1
Высота выработки, м 1,17-2,95 1,9-3,0
Коэффициент крепости буримых пород до 8
Глубина бурения, м 1,8 1,6
Частота вращения инструмента, с -1 5,3
Усилие подачи, Н
Скорость подачи, м/с 0,01 0,038
Ход подачи, мм
Мощность электродвигателя вращателя, кВт 1,4 3,5

Электрическое сверло состоит из асинхронного электродвигателя во взрывобезопасном исполнении, редуктора со встроенной насосной станцией, гидропривода, механизма подачи и траверсы со шпинделем. Распорная стойка — телескопическая с выдвижной верхней трубой для настройки по высоте выработки. Стойка имеет пружинный упор для компенсации распора, люнет, обеспечивающий забуривание устройства для отвода шлама с водой на почву выработки. Распор осуществляется гидроцилиндром, подключенным к гидроприводу сверла.

Усилие подачи при бурении устанавливают вручную в зависимости от крепости пород, что дает возможность применять наивыгоднейшие режимы в разнообразных горно-геологических условиях. Управление машиной — дистанционное.

В качестве вспомогательного оборудования для затяжки и установки анкеров используют пневмосболчиватели, динамометрические ключи, насадки — сболчиватели, установочные и выдерживающие муфты. Комплекс оборудования состоит из пнев-мосболчивателя ПИ-35, ключа М-40 и насадки М-35.

Пневмосболчиватель ПИ-35 .(рис. 8, а) используется в качестве самостоятельного механизма для завинчивания и затяжки гаек анкерной крепи и состоит из ударного механизма 1 с рукояткой управления 2, выполненного аналогично отбойному молотку, импульсного механизма 6 с дополнительной рукояткой 5 и гаечного ключа 4. Пневмосболчиватель ПИ-35 является механизмом ударно-импульсного типа с пневмоприводом, подключаемым штуцером 3 к шахтной сети сжатого воздуха давлением 0,4—0,5 МПа. Ударный механизм развивает около 1600 ударов в минуту, создавая крутящий момент 350 НМ и предварительное натяжение болтов 0—50 кН. Пневмосболчиватель имеет длину 690 мм, массу 9 кг и расходует около 1,3 м/мин сжатого воздуха. Динамометрический ключ М-40 (рис. 8, б) предназначен для измерения величины

Рис. 8 Вспомогательное оборудование для установки
анкерной крепи

момента затяжки гаек анкерной крепи и состоит из рукоятки 1 длиной 890 мм и динамометрического устройства 2. Ключ оттарирован на максимальный момент 400 Н-м и имеет .массу 4,3 кг. Для завинчивания и затяжки гаек металлической анкерной крепи с использованием крутящего момента телескопных перфораторов предназначена насадка-сболчиватель М-35 (рис. 8, б). Она представляет собой переходную муфту 1, у которой входной вал 2 вставляется в поворотную гайку перфоратора, а выходной 3 выполнен в виде головки, которая надевается на гайку болта. Насадка-сболчиватель обеспечивает передачу мощности 0,20 кВт и крутящий момент на головке 350 Н-м при скорости вращения 0,12 с -1 . Длина насадки сболчивателя 296 мм, масса 6,3 кг. Для установки металлической анкерной крепи и испытания ее на выдергивание предназначен комплект инструмента УВШ-5/15 (рис. 8, г), состоящий из ручного гидронасоса .1, установочной 3 и выдергивающей 2 муфт 3. Гидронасос массой 10 кг обеспечивает рабочее давление 15×10 6 Па при 15 — 20 качаниях рукоятки, к которой должно прикладываться усилие 124 Н. Установочная муфта длиной 550 мм и массой 10 кг создает усилие 50 кН, выдергивающая муфта длиной 420 мм и массой 12,5 кг — рабочее усилие на штоке 150 кН.

ВНИИгидроуголь разработал ручное электросверло-гайковерт с дистанционным управлением СГЭ-2, предназначенное для бурения шпуров по углю и породе не выше средней крепости, затяжки и откручивания резьбовых соединений. Оно может быть использовано при возведении анкерной и арочной крепей, монтаже и демонтаже машин и оборудования в шахтах, включая и опасные по газу или пыли. Сверло-гайковерт состоит из электродвигателя ЭД-ЗК, редуктора, ударно-вращательного механизма, шпинделя затяжки гаек. При бурении штангу вставляют в гнездо шпинделя бурения, при переходе к установке анкера ее извлекают из гнезда, и сверло-гайковерт с помощью шпинделя затяжки гаек соединяют с гайкой анкера.

Читайте также:  Установка биксенона по закону

Работа сверлом-гайковертом производится с применением реечных податчиков очень простой конструкции. Такие податчики широко применяются для бурения анкерных шпуров на шахтах Кузнецкого бассейна. При затяжке резьбовых соединений анкеров сверло-гайковерт или непосредственно соединяется с гайкой, или через торцовый ключ длиной 0,8 — 1,7 м в зависимости от высоты выработки.

Техническая характеристика гайковерта СГЭ-2

Высота выработки обслуживаемой машиной, м 1,9-2,5
Частота вращения шпинделя, об/мин 175-320
Мощность электродвигателя, кВт 3,5
Глубина бурения, м 1,8
Ход подачи, мм
Усилие подачи, кН до 15
Скорость подачи, м/мин
вперед 1,4
назад 2,3
Усилие распора, кН до 20
Габариты в транспортном положении, мм
ширина
высота
длина

4. Оборудование для возведения набрызг-бетонной и
монолитной бетонной крепи

При проведении выработок в относительно устойчивых породах с коэффициентом крепости f>4—5 в последние годы применяют нанесение на стенки без опалубки слоев бетона толщиной по 4 — 7 см методом набрызга. Применение набрызгбетона для безопалубочного крепления горных выработок снижает стоимость их сооружения на 18—25% и на 40% повышает производительность труда. Проведенные в настоящее время работы позволяют рекомендовать безопалубочный способ бетонирования как эффективный и экономичный процесс, механизирующий возведение крепи в горных выработках, проводимых по устойчивым породам с f=4 — 6. Отход бетонной смеси от поверхности выработки при набрызгбетоне достигает 15—20%. Ускорения схватывания и твердения наносимого бетона достигают введением в сухую смесь специальной добавки — ускорителя схватывания и твердения в количестве 2 — 4% массы цемента.

Различают двухкамерные и однокамерные машины. Привод машин может быть пневматическим или электрическим.

Двухкамерная машина обеспечивает непрерывную работу по нанесению бетона и преимущественно используется при строительстве больших подземных сооружений и камер околоствольных дворов.

Машину БМ-60 выпускают с двумя рабочими камерами 1 и 2 (рис. 9) с электрическим и пневматическим приводом и ходовой тележкой. Сухую бетонную смесь со щебнем крупностью 25 мм загружают через загрузочное устройство 11 с клапаном 12 и рукояткой управления. Другой клапан 10 позволяет сделать машину двухкамерной и, производя выпуск из одной камеры 2, одновременно загружать сухим бетоном камеру .1,. т.е. работать без перерывов для загрузки бетона, что исключается при работе на однокамерной машине. Дозирующее устройство оборудовано диском 9, который приводится во вращение через червячную передачу 8 от электро- или пневмопривода.

Рис. 9. Бетономашина БМ-60

После загрузки верхней камеры клапан 12 закрывается и в нее по трубопроводу 13 подается сжатый воздух под давлением 1,5×10 5 —6×10 5 Па, который при открывании клапана 10 выдавливает сухую смесь в нижнюю шлюзовую камеру 2. Закрыв клапан нижней камеры 2, можно перекрыть подачу сжатого воздуха в верхнюю камеру 1 и производить ее разгрузку, одновременно осуществляя бетонирование из нижней камеры 2. Рабочая смесь заполняет карманы вращающегося дозирующего диска 9, и под действием силы тяжести и струи сжатого воздуха, поступающего по трубопроводу 3 непрерывным потоком, выбрасывается из карманов в отводящий патрубок 4. Дальше сухая смесь перемещается сжатым воздухом по рукаву 5 диаметром 50 мм к смесительной камере 7. В смесительной камере сухая смесь смачивается водой, поступающей по водоподводящему рукаву 6 под давлением несколько большим, чем воздух, и перемещается, образуя бетонную смесь, которая набрызгивается на бетонируемую поверхность. Энергией сжатого воздуха бетонная смесь может транспортироваться на расстояние до 200 м и с большей скоростью (60—70 м/с) выбрасываться из сопла и ложиться на поверхность выработки. Машина может развивать производительность 3—4 м 2 /ч; она выпускается в двух модификациях: БМ-60П с одной рабочей камерой и пнев-моприводом мощностью 2,6 кВт и БМ-60 с двумя рабочими камерами и электроприводом мощностью 2,8 кВт. Машина расходует 8—14 м 3 /мин сжатого воздуха, масса машины 1 т.

Пневмобетоноукладчик типа ПБУ (рис. 11) представляет собой камеру 1, в верхней части которой имеется горловина 8 для подачи бетонной смеси в укладчик. Горловину закрывают крышкой 8 с винтовым зажимом 9. Крышка снабжена резиновой прокладкой. Сжатый воздух поступает через воздухораспределитель 10. Выходная часть центральной камеры имеет вид усеченного конуса. В выходную камеру вмонтирован штуцер-поддува 4 для облегчения подачи бетонной смеси через выход­ной патрубок 2 в бетоновод 3. Пневмобетоноукладчик крепят на опорах 6. Расход воздуха от 80 до 100 м 3 на 1 м 3 бетонной смеси.

источник