Глубокие траншеи (щели) необходимы при устройстве противофиль, трационных завес в ирригационном и мелиоративном строительстве-укладке ленточных фундаментов высотных зданий, монтаже сборных кольцевых сооружений типа насосных станций и т. д. Способ устройства таких траншей получил название «стена в грунте».

Вырыть узкую траншею большой глубины (до 40 м), особенно в слабых грунтах, без крепления боковых стенок невозможно. Поэтому еще в 1948 г. Н. М. Герсевановым и Д. Е. Польшиным/было предложено использовать для крепления стенок узкой траншеи глинистые суспензии.

Первыми машинами, работающими по способу «стена в грунте» были буровые станки ударного действия УКС-22М, БС-1М, УКС-30 и станки вращательного дей ствия УРБ-ЗАМ, оборудованные эрлифтом. В дальнёйше стали применяться специали зированные машины: бурофре зерные агрегаты, ковшовы машины, штанговые экскава торы, струговые установки.

Наибольшее распространение для отрывки узких тран шей получили машины, со-, зданные во ВНИИГС, Гидропроекте им. С. Я. Жука, НИИСП Госстроя УССР и Киевском инженерно-строительном институте.

Гидромеханизированный траншеекопатель позволяет отрывать траншеи в грунтах III—IV групп глубиной до 20 м и шириной 0,6—0,8 м произвольной конфигурации в плане. Рабочий орган (рис. 114) трубчатой конструкции состоит из шести режущих муфт с резцами 5. Вращательное и вертикальное возвратно-поступательное движение рабочего органа обеспечивает срезание грунта по всей глубине траншеи, подача — горизонтальное поступательное движение обеспечивает продвижение рабочего органа в направлении копания траншеи.

Рис. 114. Схема гидромеханизированного траншеекопателя конструкции ВНИИГС:
1 — рабочий орган; 2 — ходовое оборудование; 3 — несущая рама; 4 — мачта; 5 — резцы.

Ходовое оборудование — шагающее.

На несущей раме установлена мачта, на которой размещены ротор и полиспаст. Ротор передает вращение на верхнюю часть рабочего органа, выполненную в виде восьмигранной штанги. Грунт, срезанный рабочим органом, транспортируется со дна траншеи с помощью эрлифта или гидроэлеватора. Рабочая жидкость подается через одну из камер вертлюга в межтрубное пространство. Пульпа через центральную трубу и вторую камеру вертлюга поступает к очистительным
устройствам.

В качестве режущих органов машины используются торцовые фрезы плоского типа и съемные резцовые хомуты, расположенные по длине рабочей трубы с шагом 3400 мм.

Производительность машины на рытье траншеи глубиной 20 м и шириной 0,5—0,6 м составляет около 0,6 м/ч (или 7—8 м3/ч), Мощность установленного двигателя — 31 кВт, частота вращения ротора — 3,1т— 20,8 мин-1, общая масса машины — 20 т.

Рис. 115. Схема агрегата СВД-500:
1 — экскаватор; 2 — направляющие; 3 снаряд; 4 — рабочий орган; 5 — эрлифт.
буровой

Фрезерно-буровой агрегат СВД-500 (рис. 115) состоит из базовой машины, направляющего шаблона, бурового снаряда с электроприводом и системы полиспастов. Выпускаются две модификации машины: на базе экскаватора Э-505 или на специальной рельсовой тележке. Рабочий процесс заключается в последовательном фрезеровании вертикальных полос и штанговых передвижек агрегата на треть диаметра бура. Буровой снаряд опускается по направляющему шаблону при вращающемся долоте, срезая при этом грунт. Последний, через заборные окна эрлифта в нижней части направляющего шаблона, поднимается на поверхность лонную установку

Рис. 116. Схема широкозахватного агрегата: 
1 — рама; 2 — колпак; 3 — ковш; 4 — сегменты; 5 — рукоять; 6 — режущая кромка; 7 — тяговой тров; 8 — трос сегментов.

Рис. 117. Схема штангового экскаватора.

Опускные колодцы образуют защитную оболочку различных подземных предприятий и оборудования корпуеов крупного дробления руды горнообогатительных комбинатов, насосных станций, установок непрерывной разливки стали, подземных гаражей и т. д. Глубина опускных колодцев достигает 50 м. Они сооружаются из монолитного и сборного железобетона.

Ножи колодцев, которые разрушают грунт, изготовляются как одно целое со стенами. Рабочая часть ножа делится на две основные плоскости: режущих и удерживающую. Площадь режущей плоскости выбирается из условий внедрения колодца в грунт, удерживающая плоскость — из условия обеспечения напряжений меньше разрушающих в грунтовом массиве под этой плоскостью.

Опускные колодцы погружаются в большинстве случаев в тиксотропных рубашках, которые позволяют снизить трение о боковую поверхность колодца.

Тиксотропия представляет собой процесс обратимого восстановления структуры коллоидных растворов, разрушенной механическим воздействием (при вибрации и т. д.). Для приготовления тиксотропных растворов применяются бентонитовые глины, основными свойствами которых являются способность к значительному разбуханию, водопоглощению, пластическим деформациям. Они легко перекачиваются насосами, застывают в неподвижном состоянии, не
размываются грунтовыми водами. Приоритет в разработке способа уменьшения сил трения с помощью коллоидных растворов принадлежит Н. В. Озерову.

Кроме описанного, используются также другие способы и конструктивные решения уменьшения сил трения: вибрирование стенок колодца, покрытие шероховатостей стен колодца специальными мастиками, подача воды в рабочую зону ножа под давлением, уменьшение уступами внешнего диаметра стенок колодца, создание дополнительного при-груза колодца и ряд других.

Грунт внутри колодца разрабатывается экскаваторами с погрузкой в бадьи и дальнейшим транспортированием башенным краном. Точность и скорость погружения зависят от выбранного комплекса механизмов. Для устранения кренов колодцев используются вибропогружатели типа ВП-ЗМ (рис. 119).

Комплект машин для производства работ может быть выбран, согласно исследованиям канд. техн. наук Л. С. Милославского, исходя из критериев оптимизации — минимума стоимости производства земляных работ при погружении колодцев и минимума продолжительности погружения.

Порядок расчета следующий. Число смен работы на один шаг погружения колодца (высота горизонта разрабатываемого грунта в среднем 0,5 м).

Рис. 121. Ножи опускных колодцев.

Опускные колодцы применяются для устройства фундаментов, сооружений и подземных ограждающих конструкций. Колодцы погружают с искусственных островков на поверхности грунта и плову-чих подмостей. Для улучшения условий погружения режущая часть ножей имеет стальную окантовку. Форма ножей (рис. 121) клинообразная. Угол наклона поверхности ножа к горизонтали otj =70° для плотных грунтов, 45° — для грунтов средней плотности, 30° — для слабых грунтов. Ножи сварной конструкции изготовляются из обычных сталей.