ТЕОРЕТИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ СИЛ РОЗШИРЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ ПОРОЖНИНИ В ҐРУНТІ КЛИНОВО-ПРИЗМАТИЧНИМИ ТА КОНІЧНО-ЦИЛІНДРИЧНИМИ РОБОЧИМИ ОРГАНАМ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2023.101.2.80-87Ключові слова:
проколювання, розширення, пілотний прохід, технологічна порожнина, лінійно протяжний об’єкт, клиново-призматичне робоче обладнання, вологість, ґрунтАнотація
Статичне проколювання ґрунту є ефективною технологією для безтраншейного прокладання підземних комунікацій в складних міських умовах на великих глибинах та ускладнених ґрунтах. Воно дозволяє зменшити витрати на будівництво та зберегти територію, час та кошти. У статі розглянуто проблему розширення, попередньо отриманої, методом керованого статичного проколювання, технологічної порожнини у ґрунті (далі ТПҐ) для прокладання підземних лінійно-протяжних об’єктів (далі ЛПО) міських комунікаційних мереж. При груповому прокладанні комунікацій в одній порожнині вимагає великих розмірів отворів, що в свою чергу призводить до суттєвого збільшення робочих сил, та габаритів робочого обладнання. Єдиним виходом з такої ситуації є використання робочих органів (далі РО) клиново-призматичної форми, ступеневе розширення отвору в декілька етапів та зміна вологості ґрунту в стінках порожнини отвору. Основною метою є створення методики інженерного розрахунку параметрів робочих органів клиново-призматичної форми та визначення зусиль статичного розширення ТПҐ на основі відомих вихідних даних про ґрунти та форму РО. Дослідження ґрунтується на теорії незмінності маси ґрунту до проколювання та після. В процесі розширення ТПҐ, до необхідного розміру, щільність ґрунтового середовища змінюється від природного значення до твердого стану, після чого ґрунт просто переміщується на деяку відстань від осі порожнини ущільнюючи сусідні масиви. Обґрунтовано гіпотезу взаємодії клиново-призматичних наконечників з ґрунтом при статичному проколі на основі визначеного закону зміни щільності ґрунту по товщині клиново-призматичного наконечника. Отримані теоретичні залежності для визначення раціональних параметрів РО клиново-призматичної форми, опору послідовного розширення ТПҐ для ЛПО після стартового проходу лідерного отвору, або порожнин первинного розширення. Запропоновано методику визначення сили проколювання ТПҐ для ЛПО після лідерного проходу, з урахуванням пружних (зворотних) деформацій ґрунту його вологості, форми РО, та характеристик силового обладнання, як різницю між повним і пілотним опорами проколювання ґрунту, а також дані рекомендації по можливості зменшення цих сил зміною форми робочого обладнання або вологості ґрунту.
Посилання
Posmityukha O. P. Scientific basis and practice of creating minimally energy-consuming working bodies for the for-mation of communication cavities in the soil: monograph / S. V. Kravets, V. M. Suponev, O. P. Posmityukha, S. P. Balesny – Kharkiv, KHNADU, 2021. –304 с. ISBN 978-966-303-769-1.
Posmitiukha O. Analytical method of de-termining the movement resistance of a tip for forming rectangular technological hole in the lower structure tracks O. Posmitiukha, K. Hlavatskyi, S. Kravets, V. Suponyev and A. Koval. Published un-der license by IOP Publishing Ltd IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, (PRTM 2020) 27-29 May 2020, Dnipro, Ukraine. – Р. 1–7. – DOI 10.1088/1757-899X/985/1/012033.
Posmituha O. Determination of equivalent and optimal sizes of wedge tip from flange for the static perforation of soil [Electronic resource] / Posmituha O., Kravets S., Suponyev V., Glavatsky K. // MATEC Web of Conferences. – ransbud-2018, Kharkiv, Ukraine, November 14–16, 2018. https://doi.org/10.1051/matecconf/201823001011.
Posmituha, O. Analytical method of de-termining the movement resistance of a tip for forming rectangular technological hole in the lower structure / Posmitiukha O., Hlavatskyi K., Kravets S. [et al.] – Dnipro, 2020. – С. 138 – 139. http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/bitstream/123456789/12685/1/XV_Conference.pdf.
Aaron Cohen and Samuel T. Ariaratnam, Developing a Successful Specification for Horizontal Directional Drilling. Pipelines 2017: Planning and Design (553 - 563) Book set: Pipelines 2017. https://doi.org/10.1061/9780784480878.
Ditch Witch. Equipment NO-DIG. direc-tional drills. Electronic resource / (USA) – 2021. – Access mode: https://www.ditchwitch.com/directional-drills.
HDD technology and methods of horizon-tal drilling rigs PERFORATOR. Electronic resource / (USA) – 2021: Access mode: https://www.ditchwitch.com/directional-drills.
The advantages of the NO-DIG systems from TRACTO-TECHNIK. Electronic re-source / (Germany) – 2021. – Access mode: https://tracto.com/en/Products/grundodrill-the-new-generation.
Najafi M. and Sanjiv Gokhale. (2021) Trenchless Technology: Pipeline and Utili-ty Design, Construction, and Renewal, Second Edition Hardcover. McGraw-Hill Education, – 544 p. ISBN: 9781260458732.
Soil thrust boring plant of static action with ring spacers of horizontal wells / V. A. Penchuk, V. K. Rudnev, N. V. Saenko, at all.// Magazine of Civil Engineering, 2015. №2. Р. 100. 107. Ac-cess Mode: doi:10.5862/MCE.54.11.
Current water main rehabilitation practice using trenchless technology. Yi-chen Wu, Chao Kang, Mohammad Molavi Nojumi, Alireza Bayat,* and George Bon-tus. Water Practice and Technology. Vol 00 No 01. Published Online: 2021-03-17. Crossref DOI link: https://doi.org/10.2166/wpt.2021.026. P. 17.
Willoughby D. A. (2005). Horizontal Directional Drilling: Utility and Pipeline Applications, McGraw-Hill, New York. ISBN: 9780071454735.
Zhao Jun Ling Bian (2014), Trench-less technology underground pipes. China. – 187 Р. ISBN-13: 978-7111455707
Ва National Research Council. 2013. Underground Engineering for Sustainable Urban Development. Washington, DC: The National Academies P. 246. Press. https://doi.org/10.17226/14670.
Antonets, Yu. XLPE-INSULATED POWER CABLES for voltages from 6 kV up to 30 kV. Yu.Antonets, А. L. Obozny. PJSC «Factory «Yuzhcable». 2020. – 132 с.
Kravets S. V. Scientific basis of crea-tion of earth-moving machines and under-ground moving devices: Monograph / S. V. Kravets, V. V. Kovanko, O. P. Lukyanchuk. – Rivne: NUVHP, 2015. – 319 p.
State building regulations of Ukraine. DBN V.2.1-10:2018 Foundations and foundations of buildings and structures. Substantive provisions. – Kyiv: Ministry of the Regions of Ukraine, 2018. – 42 p.
State standard of Ukraine. DSTU B V.2.1-4-96. Soils. Methods of laboratory determination of strength and deformabil-ity characteristics. – Kyiv: Derzhkommis-tobuduvanyan, 1996. – 107 p.
Derkach I. L. Urban engineering net-works: Education. manual / I. L. Derkach. – Kharkiv: KhNAMG, 2006. – 97 p.
Kovanko V. V. Biomechanical basis of creation of underground moving devic-es of increased efficiency: Monograph / V. V. Kovanko. - Rivne: NUVHP, 2011. – 198 p.
Yakymenko O. V. Earthworks: teach-ing. manual / O. V. Yakymenko. Kharkiv. national city university farm named after O. M. Beketova. – Kharkiv: XNUMX named after O. M. Beketova, 2018. – 157 p.
