автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.04, диссертация на тему:Создание оборудования для проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта

Тищенко Игорь Владимирович

создание оборудования для проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта

Специальность 05.05.04 - "Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

¡

Тищенко Игорь Владимирович

создание оборудования для проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта

Специальность 05.05.04 - "Дорожные, строительные и подъемно-транспортные машины"

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель - доктор технических наук

Гилета Владимир Павлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Абраменков Дмитрий Эдуардович

кандидат технических наук Сырямин Юрий Николаевич

Ведущая организация - Сибирская государственная автомобильно-дорожная

академия (СибАДИ, г. Омск).

Защита состоится 24 марта 2006 г. в 13й® часов на заседании диссертационного совета Д 003.019.0] в Институте горного дела Сибирского отделения Российской академии наук (630091, г. Новосибирск, Красный проспект, 54).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГД СО РАН. Автореферат разослан 22 февраля 2006 года.

Ученый секр доктор техни

Федулов А. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из этапов строительного цикла при возведении новых и реконструкции существующих промышленных и гражданских сооружений является прокладка инженерных коммуникаций различного назначения. Указанные работы выполняются двумя основными методами: открытым и закрытым ( бестраншейным ). Первый сопровождается большими объемами трудоемких земляных работ и требует значительных издержек на последующее восстановление транспортных магистралей, зеленых и благоустроенных зон. Закрытый метод позволяет проводить работы без нарушения поверхностного слоя грунта, что приводит к снижению трудовых и материальных затрат, сокращению сроков строительства. Поэтому бестраншейные технологии прокладки подземных коммуникаций находят все более широкое распространение в строительстве и в развитых странах становятся преобладающими.

В настоящее время при устройстве подземных переходов широко применяют пластиковые, керамические, асбоцементные и другие неметаллические трубы, которые обычно используются в качестве рабочих, а при необходимости и в качестве обсадных. В последнем случае труба выполняет только защитную функцию, предотвращая разрушение скважины при долговременной эксплуатации. Современные зарубежные буровые установки позволяют полностью отказаться от металлических обсадных и рабочих труб. Однако выбуривание фунта по всему сечению скважины, а так же необходимость обеспечения циркуляции и регенерации бурового раствора предопределяют высокие энергозатраты, сложность и дороговизну комплексов. Кроме того, гидравлический принцип поддержания временной устойчивости стенок скважины резко усложняет проведение работ при низких температурах.

В мировой практике подземного строительства при сооружении переходов длиной до 40 м и диаметром 40.. .250 мм значительные объемы работ выполняются с использованием пневмоударной техники, представленной в основном пнев-мопробойниками. Многолетний опыт их эксплуатации показывает, что скважины, полученные путем уплотнения грунтового массива, не разрушаются длительное время, в некоторых случаях - несколько лет. Это позволяет укладывать рабочую и обсадную трубы после завершения проходческих работ. Однако процесс уплотнения грунта характеризуется значительной величиной деформации массива, поэтому таким способом получают скважины диаметром не более 300 мм.

Наличие отмеченных ограничений делает актуальным создание более простых и надежных устройств, позволяющих осуществлять в уплотняемых грунтах эффективную проходку скважин диаметром 300...600 мм, применять трубы из любого материала, исключить из технологии использование буровых закрепительных растворов.

Целью работы является обоснование принципиальной схемы и создание оборудования для реализации комбинированного способа проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Идея работы заключается в оснащении пневмоударного механизма кольцевым рабочим органом для разделения грунта на уплотняемую и извлекаемую части и соединении его с тяговым устройством посредством гибкой связи, направление которой ориентировано по проектной оси перехода.

Задачи исследований:

1. Выбор и обоснование варианта комбинированного способа проходки скважин и средств его реализации.

2. Выявление характерных особенностей управляемой проходки скважин в связных уплотняемых грунтах предлагаемым и техническими средствам и.

3. Определение влияния основных конструктивных и технологических параметров на процесс взаимодействия грунтопроходчика с грунтовым массивом.

Методы исследований - стендовые эксперименты на физической модели устройства, анализ экспериментального материала, полевые испытания опытного образца грунгопроходческого комплекса.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. Предложен вариант комбинированного способа проходки с перепуском грунта, осуществляемый грунтопроходчиком, имеющим соосно установленный в средней части пневмоударного механизма кольцевой рабочий орган и соединенным по проектному направлению скважины гибкой связью с тяговым устройством двустороннего действия.

2. При недопустимом отклонении пионерной скважины от заданной трассы перехода необходимая коррекция профиля скважины достигается смещением ее оси путем образования нового прямолинейного связующего канала прорез а нием грунта гибким органом с режущим и элементам и.

3. Внедрение грунтопроходчика за один цикл проходки сопровождается уменьшением объема извлекаемой части грунта, снижением скорости продвижения забоя, которая становится постоянной по достижению отношения величины перемещения к длине рабочего органа равного двум, а с дальнейшим его ростом до трех при извлечении устройства га скважины возникает анкерный эффект.

Достоверность научных результатов. Достоверность научных положений подтверждена необходимым объемом экспериментальных исследований на физической модели, сопоставимостью полученных результатов с данными испытаний натурного образца.

Новизна научных положений:

1. Предложен вариант реализации комбинированного способа проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта, защищенный патентом РФ; на его основе разработана принципиальная технологическая схема управляемой проходки скважин; определены конструктивные особенности проходческих установок.

2. Применительно к решению задачи управления траекторией движения грунтопроходчика исследовано резание грунта гибким режущим органом, найдено его исполнение, выявлена степень влияния силы предварительного натяжения инструмента и угла его охвата разрезаемого грунтового блока на основные показатели процесса.

3. Получены зависимости изменения скорости перемещения грунтопроход-чика в процессе разработки забойной зоны для исследуемого диапазона частоты работы его ударного привода, установлены соотношения между уплотняемой и извлекаемой частью грунта для различных технологических режимов проходки.

Личный вклад автора заключается: в разработке технологической схемы управляемой проходки скважин комбинированным способом и проектировании отдельных функциональных узлов комплекта оборудования; в постановке и проведении стендовых экспериментов по исследованию взаимодействия грунтопро-ходчика с грунтовым массивом; в обработке экспериментальных данных и их интерпретации; в полевых испытаниях опытного образца грунтопроходческого комплекса.

Практическая ценность. Предложен вариант управляемой проходки скважин комбинированным способом. Экспериментальным путем получены данные, необходимые для проектирования грунтопроходчика. Создан опытный образец грунтопроходческого комплекса.

Реализация работы в промышленности. Часть полевых испытаний опытного образца грунтопроходческого комплекса проводилась на объектах ООО "Сибкомстрой", г. Новосибирск. Пройдено около 200 м промышленных скважин различного назначения диаметром 325...426 мм.

Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались на международных конференциях "Современные проблемы машиностроения и приборостроения" ( Томск, 2002), "Динамика и прочность горных машин" ( Новосибирск, 2003 ); обсуждались и получили одобрение на семинарах лаборатории "Механизации горных работ" ИГД СО РАН.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах, включая 2 патента РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Содержит 124 страницы машинописного текста, включая 39 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 115 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам ИГД СО РАН к-т.н. В. В. Червову, вед. инж. В. В. Трубицину, вед. инж. И. П. Леонову, вед. инж. О. М. Даниловой, к.т.н. Д. С. Воронцову, техническим работникам И. Э. Веберу, А. Н. Щеглову за ценные советы, практическую помощь по созданию необходимого экспериментального оборудования, содействие в организации и проведении полевых испытаний, методическую помощь по оформлению и редактированию материалов диссертации, а так же всем сотрудникам лаборатории «Механизации горных работ» за оказанную всестороннюю поддержку.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен краткий обзор способов образования скважин для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций, среди которых в настоящее время наибольшее распространение получили такие, как бурение, статическое и виброударное прокалывание и продавливание. Отмечены их характерные отличия и области рационального применения, приведены технические характеристики серийно выпускаемого оборудования.

Выполненный анализ показал, что выполнение переходов непроходного сечения диаметром 300...600 мм целесообразно осуществлять комбинированным способом, когда часть грунта уплотняется в радиальном направлении, обеспечивая временную устойчивость стенок скважины, а другая - удаляется за ее пределы. Он позволяет снизить энергоемкость, упростить технологию проходки благодаря отказу от применения закрепительных растворов, устранению переуплотнения грунтового массива и исключению необходимости разрабатывать грунт по всему сечению забоя. Однако, несмотря на свои потенциальные достоинства, комбинированный способ пока не нашел широкого практического внедрения главным образом из-за отсутствия эффективных и надежных устройств для его реализации.

Вопросам проходки горизонтальных скважин в уплотняемых грунтах посвящены работы Вазетдинова А. С., Васильева Н. В., Кершенбаума Н. Я., Тернецкого Л. Н., Баркана Д. Д., Тупицына К. К., Чередникова £ Н., Костылева А. Д., Ткача X. Б., Исакова А. Л., Бабакова В. А., Чепурного Н. П. и других. В них приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса взаимодействия с грунтовым массивом проникающих тел сплошного сечения при их статическом и ударном погружении, установлен характер и зона деформации грунта, получены зависимости для определения усилий, скорости и энергоемкости внедрения, выявлены факторы, влияющие на точность проходки скважин самоходными пневмоударным и устройствам и.

Исследование процесса резания и ударного разрушения грунтов и горных пород применительно к рабочим органам строительных и горных машин проводилось в работах Домбровского Н. Г., Зеленина А. Н., Ветрова Ю. А., Ткача X. Б., Далина А. Д., Федулова А. И., Гальперина М. И. и других авторов. В них установлено образование уплотненного ядра впереди режущей кромки, изучен процесс отделения грунтовой стружки и ее последующее измельчение рабочим органом с набором кольцевых ножей, установлены факторы, влияющие на производительность и энергоемкость ударного разрушения крепких пород, рассмотрен силовой режим работы гибкого инструмента канатных пил.

Подводя итог, необходимо отметить, что результаты представленных работ не могут быть механически перенесены на процесс образования скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта, который имеет свои специфические особенности. Их изучение является необходимым условием реализации комбинированного способа проходки, осуществляемого устройством ударного действия с кольцевым рабочим органом. В соответствии с этим поставлена цель работы и определены задачи проводимых исследований.

Во второй главе рассмотрен предлагаемый вариант комбинированного способа проходки скважин (патент РФ №2181816).

Его принципиальная технологическая схема характеризуется выполнением определенных операций, проиллюстрированных на рисунке 1:

- прокладка подающей гибкой связи 4 в пройденную ранее пионерную скважину 3 (рисунок 1, а );

- образование подающей гибкой связью 4 нового связующего канала в грунте при недопустимом отклонении пионерной скважины 3 от проектной трассы перехода (рисунок 1,6);

- доставка до забоя грунтопроходчика 8 основным тяговым органом 5 и подающей гибкой связью 4 (рисунок 1, в);

- перемещение забоя и формирование стенок скважины грунтопроходчиком 8 при постоянном усилии подачи основного тягового органа 5 ( рисунок 1, г );

- извлечение грунтопроходчика 8 с излишками грунта из скважины 9 дополнительным тяговым органом 6 и возвращающей гибкой связью 7 (рисунок 1, д).

Результатом выполнения вышеописанных технологических операций является получение между рабочим 1 и выходным 2 приямками устойчивой прямолинейной скважины 9, ось которой совпадает с проектной трассой перехода.

1 - рабочий приямок, 2 - выходной приямок; 3 - пионерная скважина; 4 - подающая гибкая связь; 5 -основной тяговый орган; 6 - дополнительный тяговый орган; 7 - возвращающая гибкая связь; 8 - грунтопроходчик; 9 - прокладываемая скважина.

Рисунок 1. - Этапы проходки скважины.

Для реализации описанного способа проходки разработаны унифицированные комплекты оборудования. На рисунке 2, а представлена схема установки в базовом ее исполнении. Она включает пневмоударный механизм 1 с кольцевым рабочим органом 2, которые являются основными функциональными узлами грунтопроходчика, подаваемого в скважину 3 тяговым устройством двустороннего действия 4, установленным в рабочем приямке 5. Соединение грунтопроходчика и тягового устройства осуществляется посредством подающего 6 и извлекаю-

шего 7 стальных канатов и обводного блока 8, размешенного в выходном приямке 9. Кольцевой рабочий орган представляет собой наружную обечайку 10, закрепленную с помощью ребер 11 на втулке 12, установленной на корпусе пневмоудар-ного механизма с возможностью вращения. Для формирования стенок скважины передний торец обечайки выполнен в виде уплотняющего конуса 13. Режим работы оборудования состоит из повторяющихся промежуточных технологических циклов.

1 - пневмоударный механизм; 2 - рабочий орган; 3 - скважина; 4 - тяговое устройство, 5 - рабочий приямок; 6 - подающий канат; 7 - извлекающий канат, 8 - обводной блок, 9 -выходиой приямок; 10 - обечайка, 11 -ребро; 12 - втулка, 13 - уплотняющий конус, 14 - желонка, 15 - подвижный блок, 16 - напорный механизм; 17 - тяговый канат, 18 - отклоняющий блок.

Рисунок 2. -Схемы проходческих установок.

Комплектация базового варианта дополнительным грунтозаборным устройством ( рисунок 2, б ) позволяет увеличить глубину разработки забоя и объем извлекаемого грунта за цикл проходки без наращивания мощности тягового устройства. Во время работы желонка 14 перемещается к находящемуся в скважине грунтопроходчику подающим канатом 6, запасованным через подвижный блок 15. При этом ее передняя кромка входит в кольцевую проточку, выполненную на обечайке 10 рабочего органа. После включения пневмоударного механизма 1 под действием усилия тягового устройства 4 желонка движется совместно с грунто-проходчиком, наполняясь грунтом, перепущенным через внутренние полости рабочего органа. По мере заполнения всей емкости устройство удаляется из скважины извлекающим канатом 7 для дальнейшей разгрузки.

Особенностью установки, изображенной на рисунке 2, в, является непрерывный процесс перемещения забоя грунтопроходчиком. При этом напорный механизм 16, установленный со стороны выходного приямка 9, обеспечивает необходимое усилие тягового каната 17, запасованного через отклоняющий блок 18. Во время работы разрушенный в забое грунт непрерывно поступает в скважину 3, откуда затем удаляется с помощью желонки 14, перемещаемой канатами 6 и 7 через блок 15, смонтированный на корпусе пневмоударного механизма.

__/.

/// -7/У

1 - выходной приямок; 2 - обводной блок; 3 - подающий канат; 4 - извлекающий канат; 5 - пионерная скважина; 6 - гибкий режущий орган, 7 - тяговое устройство; 8 - рабочий приямок

Рисунок 3. - Образование нового связующего канала

В случае недопустимого отклонения пионерной скважины от проектной трассы перехода требуется организация нового прямолинейного связующего канала согласно предусматриваемой технологической операции (рисунок 1,6). Для этого, независимо от варианта исполнения проходческой установки, производят монтаж в выходном приямке 1 ( рисунок 3 ) обводного блока 2 так, чтобы выходное устье будущей скважины располагалось по проектному положению. Свободные концы подающего 3 и извлекающего 4 канатов, размещенных в пионерной скважине 5, соединяются с гибким режущим органом 6, который может представлять собой отрезок стального троса с закрепленными на нем режущими зубьями. Образованный таким образом замкнутый контур приводится в движение тяговым устройством 7, установленным в рабочем приямке 8. Прорезание грунта осущест-

вляется циклическими возвратно-поступательными движениями. При этом необходимое усилие предварительного натяжения гибкого режущего органа создается за счет тормозного момента на соответствующем бара батю тягового устройства.

Третья глава посвящена вопросам создания необходимого оборудования и описанию условий проведения экспериментальных исследований. Постановка опытов осуществлялась в лабораторных условиях с применением методов физического моделирования процессов.

Модель грунгопроходчика ( рисунок 4, а ) выполнена конструктивно и геометрически подобной оригиналу. Бе основные габаритные размеры и ориентировочная масса были определены исходя из принятого коэффициента линейного масштабирования, оптимальное значение которого в рассматриваемом диапазоне граничных условий составило: к, - 3,8. Ударный привод модели выполнен по схеме пневмоударного устройства с упруг®» клапаном в камере обратного хода (схема пневмомолотов «Тайфун» ).

Основными конструктивными элементами модели (рисунок 4, б ) являются: корпус 1 диаметром оы - 45мм, в переднюю часть которого ввинчивается наковальня 2, ударник 3 массой тум = 1,1кг с упругим клапаном и дроссельным воздухе подводящим каналом, задняя гайка с патрубком 4. Ступенчатое регулирование частоты ударов достигается изменением сечения дроссельного канала за счет установки одного из сменных жиклеров 5. Соединение подающего каната с наковальней осуществляется посредством ролика 6 и оси 7. Модель оснащается кольцевым рабочим органом 8, наружная обечайка которого при внешнем диаметре £>„. = 110мм имеет толщину стенки: Н^ =6мм и длину, равную 1рм =110мм. Выбранное соотношение размеров обеспечивает заданное уплотнение стенок скважины и позволяет выполнить условие, при котором, независимо от положения ударника, центр тяжести устройства всегда проецируется на цилиндрическую поверхность рабочего органа, тем самым гарантируя устойчивость грунгопроходчика на всех этапах проходки. Тестирование модели на измерительном стенде показало, что при постоянной энергии единичного удара, равной = 7,4 Дж обеспе-

а

Рисунок 4 -Модель грунгопроходчика

чивается возможность ступенчатого регулирования частоты ударных импульсов в диапазоне: пм = 4,2; 6,7; 8,2; 10,4 Гц.

Моделируемая рабочая среда была приготовлена на основе естественного супесчаного грунта и по своим физико-механическим свойствам: объемной массе у„ = \770кг/м', влажности т^ =5,6%, ударной плотности См =5 .6 ударов плотномера ДорНИИ удовлетворяла условиям приближенного физического моделирования. Контроль перечисленных параметров осуществлялся в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84.

1 - грунтовый блок; 2 - подающий канат, 3 - источник энергии; 4 - модель грунтопроходчика; 5 - наборный груз; 6 - грузоподъемный механизм; 7 - лебедка; 8 - динамометр; 9 - стартовое устройство Рисунок 5 - Стенд для исследования комбинированного способа проходки.

При проведении экспериментов на модели сохранялись основные технологические принципы проходки скважин оборудованием натуральных размеров.

Подготовительные операции включали: формирование в грунтовом блоке 1 (рисунок 5 ) продольных каналов диаметром 12лш, которые выполняли роль пионерных скважин для последующей укладки подающего каната 2; монтаж необходимых приспособлений и контрольно-измерительных приборов; присоединение пневмомагистрали к источнику энергии 3. Избыточное давление сжатого воздуха контролировалось по манометру МН и поддерживалось на уровне 0,6 ± 0,2МПА

Проходка скважин велась циклически. Доставка модели грунтопроходчика 4 к забою осуществлялась под действием силы тяжести наборного груза 5, закрепленного на подающем канате и устанавливаемого в рабочее положение с помощью канатно-блочной системы и грузоподъемного механизма 6. Далее открытием воздушного крана Кр включался пневмоударный привод и начинался отсчет времени продвижения модели в грунтовом массиве на заданное фиксированное расстояние, по достижению которого устройство останавливалось. После снятия натяжения подающего каната, модель с удаляемой частью грунта извлекалась из скважины ручной лебедкой 7, усилия которой измерялись пружинным динамометром 8 типа ДПУ-01-2. Далее на стартовом устройстве 9 производился ее осмотр, фотографирование и разгрузка при включенном пневмоударном приводе.

На лабораторных весах определялась масса грунта, извлеченного го скважины за каждый цикл проходки.

В ходе проведения экспериментов задавались следующие параметры:

- частота ударов пневмоударного привода модели;

- усилие подачи силового тягового органа.

Начальная величина внедрения в забой за цикл проходки составляла одну длину рабочего органа (*, =1р) и в дальнейшем «вменялась ступенчато с шагом, равным ее половине: х, = х,_, + 0,5 - !р.

1 - грунтовый канал, 2 - гибкий режущий орган; 3 - наборный груз; 4-стрела, 5 - грузоподъемныймеханизм; 6 - динамометр; 7 - электрод; 8 - контрольная лампа Рисунок 6 - Стенд для резания грунта гибким режущим органом

Дальнейшая серия экспериментов была направлена на изучение процесса резания грунта гибким режущим органом с целью образования прямолинейного связующего канала, предназначенного для управления грунгопроходчиком. Исследования проводились на экспериментальном стецде ( рисунок 6 \ представляющем собой грунтовый канал 1, в который предварительно укладывался гибкий режущий орган 2. Натяжение последнего осуществлялось с помощью набора сменных грузов 3, подвешиваемых на стреле 4. В качестве силового тягового органа использовался грузоподъемный механизм 5. Результирующие усилия измерялись пружинным динамометром 6. С помощью канатно-блочной системы осу- 1 ществлялось смещение выходного устья трассы перехода на величину а = 0,26» при длине реза £ = 4м. Для контроля положения гибкого режущего органа применялась электрическая контактная цепь, состояния из электродов 7, контрольных ламп 8 и источника питания. Расстояние между электродами составляло = 0,2м по длине канала и г,= 0,05л< по его ширине. В качестве гибких режущих органов использовались стальные канаты диаметром 6 и 2,5 мм, а также стальной канат диаметром 2,5 мм с дополнительными режущими элементами в виде металлических шайб, наружный радиус которых составлял три, а шаг установки - двадцать диаметров несущего троса. В процессе резания гибкий инструмент совершал циклические возвратно-поступательные движения. При этом за один цикл происходило перемещение натяжных грузов на величину И-2м и их возврат в первоначальное положение.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований.

Анализ полученных данных позволил определить характер изменения скоростного режима грунтопроходчика на стадии разработки забойной зоны и оценить степень влияния таких факторов, как частота работы ударного привода и усилие подачи тягового устройства.

V, м/мнн. 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

I

i

■s з

I k j

kZ^-f—{—

__ 1

V, м/мнн. 0,4

03

о а

0,1

»J—a

2

d i _ ! ■—i—

0,5 1,0 1,5

2,0 2,5 ^Р

= 6,7 Гц;

0 250 500 750 1000 1250 N,H

Рисунок 8. - Зависимость скорости перемещения забоя от усилия подачи при пм2 = 6,7 Гц .

1 - п=4,2Л/;2- п 3 - пм, = 8,2 Гц, 4 - и„4 = 10,4 Гц Рисунок 7. - Изменение скорости модели по мере внедрения в забой при N = 500 Н.

Вид графиков ( рисунок 7 ), полученных при фиксированном усилии N подачи тягового устройства, позволяет в рамках рассматриваемого диапазона частот выделить определенные фазы изменения скорости продвижения модели. В первой, по мере движения грунтопроходчика от исходного положения до х = 1,5 • 1р, наблюдается ее снижение, обусловленное с одной стороны постепенным ростом силы трения контактируемых поверхностей с рабочей средой, а с другой -изменениями свойств грунта в забойной зоне. Во второй фазе происходит стабилизация скоростного режима и, начиная с х = 2 !р, перемещение забоя осуществляется с постоянной скоростью, величина которой прямо пропорциональна частоте ударного привода модели.

Приложение дополнительной внешней силы ( рисунок 8 ) наиболее эффективно на начальном этапе внедрения в забой (х/1р = 0.1), характеризуемым минимальным сцеплением грунтопроходчика с фунтом. При этом существенный рост скорости отмечается при увеличении усилия подачи до N * 500Я, что позволяет практически полностью компенсировать силу отдачи пневмоударного привода и упругую реакцию моделируемого грунтового массива.

Проведенные опыты показали, что ударное внедрение кольцевого рабочего органа сопровождается образованием усеченного грунтового конуса ( рисунок 9 ) с углом р « 28.. 32°, что соответствует величине угла внутреннего трения супесча-но-суглинистых грунтов естественной влажности.

Уплотнение грунта оценивалось по показателю распределения, определяемому как отношение фактически извлеченного грунта массой т к его исходному

количеству М в расчетном объеме массива, которое с учетом заданных параметров: уа =1770кг/м*; =0,11« для каждого пройденного участка скважины длиной АХ, составляло:

(1)

Как видно из полученной диаграммы (рисунок 10 ), непрерывное внедрение грунгопроходчика в забой на расстояние, равное двум длинам рабочего органа (х = 2 /Д сопровождается увеличением количества грунта, вытесняемого в стенки скважины, о чем свидетельствует постепенное снижение доли извлекаемой грунтовой массы с 82% на первом участке (х/1р =01 ) до 53% - на третьем (*//,, = 1,5 2 ). При дальнейшем перемещении модели до отметки х = 2,51р показатель распределения не меняется.

гршяюбш конус

Рисунок 9. - Модель грунгопроходчика с извлеченным грунтовым керном при минимальном (а X максимальном (б ) внедрении в забой и после разгрузки от грунта (в )

1,8 т

1,6 -

1,4 -

и 1,2 -

Е 1 -

а и 0,8 ■

§ 0,6 -

« г 0,4-

0,2 •

о -У

М

пуи-ол:

0^5 ~

0,85

-(ДО-

ИМ.

0,45

0,45

пли-мз

1.

Дх, 1

ДХ1 1.5 ДХ, 2 Дх< Интервалы П исходное количество грунта, М □ масса извлеченного грунта, т

Рисунок 10.-Диаграмма распределения грунта.

2,5 х/11

0 0.1 ОД 0,3 ОА 0,5 Г, м

1 = 2 - л = 2,5 • Рисунок 11. - Изменение силы сопротивления те влечению по мере удаления модели от забоя

При извлечении устройства из скважины максимальная сила сопротивления возникает в момент отрыва модели с извлекаемой частью грунта от забоя ( рисунок 11 ). Причем, увеличение величины внедрения в 2,5 раза не приводит к существенному росту усилия отрыва, которое повышается менее чем в 1,4 раза с К* = ПЪН до Еи1е = 1030Я. Однако при этом на графике 2 имеется участок, на котором падение силы замедляется, что объясняется наличием перепущенного грунтового керна ( рисунок 9, б ), трение которого о стенки скважины создает дополнительное сопротивление перемещению. Наличие данной особенности не позволяет увеличить глубину разработки забоя за цикл проходки свыше * = 2,5 1р из-за опасности возникновения анкерного эффекта, который наблюдался при попытке довести величину внедрения до х-Ъ 1р. Он выражался в резком ( в 2...3 раза ) увеличении силы сопротивления обратному перемещению грунтопроходчика после его отрыва от забоя, что приводило к перегрузке тягового органа и остановке процесса.

Резание грунта гибким инструментом с целью образования прямолинейного связующего канала характеризуется изменением траектории режущего органа в грунтовом блоке ( рисунок 12 ). При этом для количественной оценки процесса используется безразмерный показатель лт„, представляющий отношение площади выполненного реза к первоначальной площади разрезаемого фрагмента: 25

где 5- площадь выполненного реза, м2; длина реза, м; а - величина смещения точки выхода, м.

(2)

* з

б о

з В

6 О

и 3

6 О

к 3

6

и £ 7Г

Рисунок 12 - Изменение траектории гибкого режущего органа в процессе резания.

У

/

/

Л1

' X

Рр.н 800 700 600 500 400 300 200 100 1 0

1 -канат6мм;2 -канат2,5мм; 3-канат 2,5 мм с режущими элементам к Рисунок 13.-Завис ни ость показателя Кпат числа циклов резания.

Л \з

V \

V чЛ

\

ОД

0,4

0,6

0,8

1 Кп

1 -канат6мм;2 -канат2,5мм; 3 - канат 2,5 мм с режущи*и элеменгам и Рисунок 14 - Зависимость силы резания от показателя К,.

Из полученных зависимостей (рисунок 13 ) видно, что с уменьшением диаметра гибкого режущего органа интенсивность прорезания грунта увеличивается, т. е. показатель Кп принимает более высокие значения при одинаковом числе циклов резания. Однако, только установка на несущий канат дополнительных режущих элементов обеспечивает получение прямолинейного связующего канала (К„ =1 при Ц = 52 ). Взаимодействие гибкого инструмента с рабочей средой характеризуется силой резания, изменяющейся по закону гибкой нити, подверженной воздействию распределенной нагрузки:

, (3)

Рг + Мт

где Р„ - усилие предварительного натяжения гибкого инструмента, Н; <р - угол охвата инструменте»! разрезаемого грунтового блока; ¡1, - коэффициент сопротивления разрушению (резанию) грунта; /1Т - коэффициент трения инструмента по грунту.

Анализ приведенной формулы и графиков ( рисунок 14 ) показывает, что в ходе процесса, сопровождаемого выполаживанием траектории гибкого органа и уменьшением угла <р охвата канатом грунтового блока, происходит снижение силы резания, вызванное уменьшением нормального давления инструмента на грунт в зоне контакта. На основе полученных экспериментальных данных определены соотношения сил резания и предварительного натяжения гибкого режущего органа, которые составляют:

- Рр/Р, = 1,20-0,36 при Кп е [0ДЗ[ для каната диаметром 6 мм;

- />„//>„ = 1,28 + 0,35 при Кг е [0,0,б[ для каната диаметром 2,5 мм;

- Рр/Рн -1,52 о,05 при К„ € [0;1] для каната диаметром 2,5 мм с дополнительными режущим и элементам и.

В пятой главе проведено обоснование основных параметров опытного образца грунтопроходческого комплекса, дано описание его конструкции, представлены условия проведения и результаты полевых испытаний.

Для решения первой задачи на основе известных ранее методик расчета выработан алгоритм перехода от параметров исследуемой физической модели к параметрам оригинала, учитывающий специфику рассматриваемой конструктивной схемы грунтопроходчика и выявленные особенности его взаимодействия с грунтом. При этом процесс движения устройства ( рисунок 15 ) определяется с одной стороны действием сил сопротивления грунтового массива, а с другой - параметрами ударного привода ( энергией Е, частотой п) и усилием N натяжения подающего каната. Проверка полученных зависимостей показала, что для макетного варианта расхождение расчетного значения скорости ( ц = 0,17 м/мин) и экспериментального ( ух = 0,22 м\мин) не превышает 23%.

Необходимые исходные данные для расчета основных параметров опытного образпа оборудования представлены в таблице 1, а результаты вычислений - в таблице 2.

Таблица 1. Исходные данные.

Задаваемый параметр Символ Значение Примечание

Характеристики фунта.

- тип - супесь повышенной плотности;

- коэффициент пористости; е 0,45 Нормативные пока-

- число ударов плотномера ДорНИИ; С 17...26 затели грунтов

- объемная масса, кг/м3 Уо 1800

- коэффициенты линейной аппроксимации; а, 0,75 Расчетные показате-

в, 3,95 ли.1

Геометрические размеры натурного образца

- коэффициент линейного подобия; к, 3,8

- наружный диаметр рабочего органа, м; 2R. 0,426 Определены из ус-

- внутренний диаметр рабочего органа, м; 2Ro 0,376 ловия соблюдения

- длина рабочего органа, м; h 0,425 геометрического по-

- толщина обечайки, м; Нр 0,025 добия модели и ори-

- диаметр корпуса, м; 2г 0,18 гинала.

- длина лидирующей носовой части, м; и 0,40

- углы заострения конических поверхностей а 8°

Р 30°

Параметры ударного привода. Паспортные данные

-энергия удара, Дж; Е 220 пневмопробойника

-частота ударов, Гц; п 6Д ИП4603

Коэффициент трения «металл-грунт» к, 0,5 Среднее значение

Коэффициент бокового давления V 0,15 Экспериментальные

Коэффициент изменения скорости я 0,8 данные

Глубина заложения скважины, м h 3 -

Воронцов Д С. Обоснование принципиальной схемы и конструктивных параметров грунтопроходчика [ Текст ]: дис. ..канд.техн. наук/Д. С Воронцов.-Новосибирск,2005. - 123 с.

Рисунок 15 - Расчетная схема взаимодействия грунгопроходчика с грунтовым массивом.

Таблица 2. Расчет параметров натурного образца.

Определяемая величина Расчетная ф орм ула Зшчение

Давления грунта: - исходное внутреннее Р , МПа; - относительное лобовое р„; - относительное боковое рб Р'=Г0 З к + Р^ Р*=Ь,~а, К Р, 0,15 3,79 0,56

Лобовое сопротивление Р,, кН Р.**-Р.-Г , 1 + А, -с/ее г -!—-—К \-kjtga 159,6

Боковое сопротивление /•■«, кН Р6=2л 76 Г кк /, + Л, 1,) 30,7

Внутреннее сопротивление Р,, кН /■.=10* 1р Р" 154,9

Тяговое усилие лебедки Ы,, кН 40

Общее сопротивление Р0, кН 305,2

Коэффициент передачи ударного им -пульса ку , Г1+*,- г 0,43

Перемещение за удар в, м е=Ек> Ро 0,31 хЮ"3

Скорость на гкрвом интервале ц,м А«ин и, = в ■ п 0,11

Средняя техническая скорость ит, мА«ин ит = Я и, 0,09

На основе полученных данных бьш спроектирован и изготовлен опытный образец грунтопроходческого комплекса для проходки скважин диаметром 325...426 мм в связных уплотняемых грунтах. Ниже приведена его краткая техническая характеристика.

Техническая характеристика.

1. Диаметр пионерной скважины, мм...................95

2. Диаметр основной скважины, мм.......325,370,426

3. Максимальная длина скважины, м..................40

4. Грунтопроходчик:

- базовый пневмоударный механизм.........ИП 4603

- энергия удара, Дж......................................220

- частота ударов, Гц.....................................6,7

- длина, мм..............................................1508

5. Пневматическая лебедка:

- номинальное тяговое усилие, кН....................40

- скорость движения каната, м/мин...............0-13

- мощность двигателя, кВт..............................8

6. Рабочее давление сжатого воздуха, МПа..........0,6

7. Производительность компрессора, м3/мин...........8

8. Общая масса оборудования, кг......................1970

9. Размеры рабочего котлована в плане, м........2,5 х 3,7

Полевые испытания опытного образца оборудования (рисунок 16 ) проводились на полигоне ИГД СО РАН и на строительных объектах г. Новосибирска.

а - разработка забойной зоны; б - извлечение грунта из скважины; в - вид готовой скважины. 1 - двух барабанная лебедка; 2 - распорная штанга; 3 - упорная рама; 4 - грунтопроходчик; 5 - грушевый керн.

Рисунок 16 - Проходка скважины комбинированным способом.

В ходе их проведения было установлено следующее:

1 .Траектория получаемой скважины не зависит от направления пионерной, а определяется положением подающего каната в грунте. Этот факт позволяет осуществлять коррекцию движения грунгопроходчика в грунтовом массиве. Все полученные таким образом скважины были прямолинейны.

2. Разбивка скважин рабочим органом в результате циклических проходок составила до 20 мм в суглинках и до 40 мм в легких супесях, что не превышает 12%от номинального диаметра скважины.

3. Величина внедрения в забой может лимитироваться тяговым усилием лебедки. Поэтому для работы в тяжелых грунтовых условиях целесообразно при за-пасовке извлекающего каната применять траверсу с двухкратным полиспастом.

4. Кратковременное включение пневмоударного привода обеспечивает самоочищение рабочего органа от грунта.

Технические показатели, полученные при испытаниях оборудования, представлены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты испытаний.

Технически: показатели № перехода

1 2 3 4 5

Тип грунта Число ударов гагат-номераДорНИИ Супесь нормальной влажности 9 ..11 Супесь с включениями культурного слоя 6 .7 Супесь пы-леватая 3 ..5 Супесь тяжелая 20 .23 Суглинок тяжелый 29... 32

Диаметр скважины, м 325 370 370 426 325

Длина перехода, м 15 24 2x18' 26 12

Глубина заложения, м 2 1,6 3,5 2,5 3

Рабочее давление сжатого воздуха, МПа 0,6

Тяговое усилие лебедки, кН 40 40 40 40 80"

Внедрение в забой за один цикл,м 0,4... 0,7 0,3 ..0,8 0,7 ..0,9 0,6... 0,8 0,5. .0,6

Средняя скорость перемещения забоя, м ни 0,16 0,14 0,19 0,12 0,09

Время очистки рабочего органа,с 11 12 8 15 17

Средняя скорость проходки, м /ч 3,6 3,5 4,3 2,9 2,4

* Проходка из промежуточного приямка в двух направлениях. ** Установка двухкратного полиспаста.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, заключающиеся в создании новых комплексов для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций.

Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Анализ современных технологий, используемых в мировой практике подземного строительства, показал актуальность создания простых и надежных устройств для сооружения скважин непроходного сечения диаметром 300 ... 600 мм.

2. Предложен вариант комбинированного способа проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта. Он реализуется устройством ударного действия с кольцевым рабочим органом - грунтопроходчиком, соединенным с тяговым устройством двустороннего действия посредством подающей и извлекающей гибких связей, ориентация которых обеспечивает получение скважины заданного направления.

3. Для проведения экспериментальных исследований построена физическая масштабная модель грунтопроходчика, ударный привод которого выполнен по схеме известного устройства с упругим клапаном в системе воздухораспределе-ния, обеспечивающей ступенчатое регулирование частоты ударных импульсов при постоянной энергии единичного удара.

4. Применительно к решению задачи управления траекторией движения грунтопроходчика исследовано резание грунта гибкими режущими органами. Выявлена степень влияния силы предварительного натяжения инструмента и угла его охвата разрезаемого грунтового блока на основные показатели процесса. Показано, что прямолинейность вновь образуемого связующего канала обеспечивается, если гибкий орган в виде стального каната имеет равномерно распределенные по всей его длине дополнительные режущие элементы.

5. Получены зависимости изменения скорости перемещения грунтопроходчика в процессе разработки забойной зоны для исследуемого диапазона частоты работы его ударного привода и усилия подачи силового тягового органа. Установлено влияние величины внедрения в забой за цикл проходки на изменение силы сопротивления при извлечении устройства из скважины. Определены соотношения между уплотняемой и извлекаемой частями грунта для различных технологических режимов проходки.

6. На основе известных методик расчета выработан алгоритм перехода от параметров исследуемой физической модели к параметрам оригинала, учитывающий специфику рассматриваемой конструктивной схемы устройства и выявленные особенности его взаимодействия с грунтовым массивом.

7. Разработан и изготовлен опытный образец грунтопроходческого комплекса для сооружения скважин диаметром от 325 до 426 мм комбинированньм способом. Проведены его полевые испытания на полигоне ИГД СО РАН и на различных строительных объектах в г. Новосибирске. Пройдено около 200 м промышленных скважин различного назначения.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Пат. 2181816 Российская Федерация. МПК7 Е 02 F 5/18. Способ образования скважин в грунте и пневмоударное устройство для его осуществления [Текст] / Гилета В. П., Смоляницкий 5. Н., Леонов И. П., Тшценко И. В.; опубл. 8. 08.2002, Бюл. № 12 - 8с.: ил.

2. Пат. 2157333 Российская Федерация. МПК7 В 66 D 1/18. Пневматическая лебедка [Текст] / Гилета В. П., Тищенко И. В., Смоляницкий Б. Н., Леонов И. П., Вебер И. Э.; опубл. 10.10.2000, Бюл. № 28 - 5 е.: ил.

3. Смоляницкий Б. Н. Новые пневмоударные машины «Тайфун» для специальных строительных работ [Текст] / Б. Н. Смоляницкий, В. В. Червов, В.

B. Трубицын, И. В. Тищенко, И. Э. Вебер // Механизация строительства. -1997-№ 7. С. 12-16.

4. Смоляницкий Б. Н. Naujos kartos pneumosmugines masinos [Текст] / Б. Н. Смоляницкий, В. В. Червов, В. В. Трубицын, И. В. Тищенко, И. Э. Вебер, Акулявичус Гинтарас // Mokslas ir technika. -1998 - № 2. С. 34-35.

5. Тищенко И. В. Применение гибкой связи доя управления грунтопроходчи-ком [Текст] / И. В. Тищенко, В. П. Гилета // Сборник докладов 1-й международной конференции «Современные проблемы машиностроения и приборостроения». - Томск: Томский политехнический институт. - 2002. -

C. 102-103.

6. Тищенко И. В. Управление грунтопроходчиком посредством гибкого режущего органа [Текст] / И. В. Тищенко, В. П. Гилета // Сборник докладов 2-й международной конференции «Динамика и прочность горных машин». - Новосибирск: ИГД СО РАН. - 2003. - С. 93 - 98.

7. Тищенко И. В. Создание канала управления грунтопроходчиком [Текст] / И. В. Тищенко, В. П. Гилета, Б. Н. Смоляницкий // Известия вузов. Строительство - 2003 - № 12. С. 23 - 27.

Подписано к печати 15.02.2006г.

Формат 60x84/16 Печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ №1.

Институт горного дела СО РАН Красный проспект, 54,630091, Новосибирск

*-2 450

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Способы и механизмы для проходки горизонтальных скважин в грунтах

1.1.1. Классификация способов проходки скважин для прокладки подземных 10 коммуникаций

1.1.2. Бурение

1.1.3. Прокалывание

1.1.4. Продавливание

1.1.5. Комбинированный способ проходки скважин с частичным уплотнением 20 и экскавацией грунта

1.1.6. Устройства для экскавации грунта из скважин

1.2. Обзор исследований основных закономерностей деформации грунтов ра- 27 бочими органами статического и ударного действия

1.2.1. Взаимодействие с грунтом различных тел внедрения

1.2.2. Резание грунта

1.2.3. Точность движения в грунтовых массивах самоходных пневмоударных 34 устройств

ВЫВОДЫ

2. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО СПОСОБА ПРО- 38 ХОДКИ СКВАЖИН И СРЕДСТВ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

2.1. Принципиальная технологическая схема способа проходки скважин с 38 частичным уплотнением и экскавацией грунта

2.2. Оборудование для проходки скважин с частичным уплотнением и экска- 41 вацией грунта

ВЫВОДЫ

3. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Оборудование для лабораторных исследований

3.1.1. Модель грунтопроходчика

3.1.2. Моделирование грунта

3.2. Постановка экспериментов по проходке скважин комбинированным спо- 63 собом

3.3. Обработка результатов экспериментов

ВЫВОДЫ

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

4.1. Скорость перемещения забоя грунтопроходчиком

4.2. Выемка грунта из скважины

4.3. Точность проходки скважин 80 ВЫВОДЫ

5. ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ, РАЗРАБОТКА И ПОЛЕ- 90 ВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА ГРУНТОПРОХОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА

5.1. Методика упрощенного расчета

5.2. Конструкция оборудования для проходки скважин комбинированным 101 способом

5.3. Условия проведения и результаты полевых испытаний 107 ВЫВОДЫ 112 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 113 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы. Одним из этапов строительного цикла при возведении новых и реконструкции существующих промышленных и гражданских сооружений является прокладка инженерных коммуникаций различного назначения. Указанные работы выполняются двумя основными методами: открытым и закрытым ( бестраншейным ). Первый сопровождается большими объемами трудоемких земляных работ и требует значительных издержек на последующее восстановление транспортных магистралей, зеленых и благоустроенных зон. Закрытый метод позволяет проводить работы без нарушения поверхностного слоя грунта, что приводит к снижению трудовых и материальных затрат, сокращению сроков строительства. Поэтому бестраншейные технологии прокладки подземных коммуникаций находят все более широкое распространение в строительстве и в развитых странах становятся преобладающими.

В настоящее время при устройстве подземных переходов широко применяют пластиковые, керамические, асбоцементные и другие неметаллические трубы, которые обычно используются в качестве рабочих, а при необходимости и в качестве обсадных. В последнем случае труба выполняет только защитную функцию, предотвращая разрушение скважины при долговременной эксплуатации. Современные зарубежные буровые установки позволяют полностью отказаться от металлических обсадных и рабочих труб. Однако выбуривание грунта по всему сечению скважины, а так же необходимость обеспечения циркуляции и регенерации бурового раствора предопределяют высокие энергозатраты, сложность и дороговизну комплексов. Кроме того, гидравлический принцип поддержания временной устойчивости стенок скважины резко усложняет проведение работ при низких температурах.

В мировой практике подземного строительства при сооружении переходов длиной до 40 м и диаметром 40.250 мм значительные объемы работ выполняются с использованием пневмоударной техники, представленной в основном пнев-мопробойниками. Многолетний опыт их эксплуатации показывает, что скважины, полученные путем уплотнения грунтового массива, не разрушаются длительное время, в некоторых случаях - несколько лет. Это позволяет укладывать рабочую и обсадную трубы после завершения проходческих работ. Однако процесс уплотнения грунта характеризуется значительной величиной деформации массива, поэтому таким способом получают скважины диаметром не более 300 мм.

Наличие отмеченных ограничений делает актуальным создание более простых и надежных устройств, позволяющих осуществлять в уплотняемых грунтах эффективную проходку скважин диаметром 300.600 мм, применять трубы из любого материала, исключить из технологии использование буровых закрепительных растворов.

Целью работы является обоснование принципиальной схемы и создание оборудования для реализации комбинированного способа проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта при бестраншейной прокладке подземных коммуникаций.

Идея работы заключается в оснащении пневмоударного механизма кольце-• вым рабочим органом для разделения грунта на уплотняемую и извлекаемую части и соединении его с тяговым устройством посредством гибкой связи, направление которой ориентировано по проектной оси перехода.

Задачи исследований:

1. Выбор и обоснование варианта комбинированного способа проходки скважин и средств его реализации.

2. Выявление характерных особенностей управляемой проходки скважин в связных уплотняемых грунтах предлагаемыми техническими средствами.

3. Определение влияния основных конструктивных и технологических параметров на процесс взаимодействия грунтопроходчика с грунтовым массивом.

Методы исследований - стендовые эксперименты на физической модели устройства, анализ экспериментального материала, полевые испытания опытного образца грунтопроходческого комплекса.

Основные научные положения, защищаемые автором:

1. Предложен вариант комбинированного способа проходки с перепуском грунта, осуществляемый грунтопроходчиком, имеющим соосно установленный в средней части пневмоударного механизма кольцевой рабочий орган и соединенным по проектному направлению скважины гибкой связью с тяговым устройством двустороннего действия.

2. При недопустимом отклонении пионерной скважины от заданной трассы перехода необходимая коррекция профиля скважины достигается смещением ее оси путем образования нового прямолинейного связующего канала прорезанием грунта гибким органом с режущими элементами.

3. Внедрение грунтопроходчика за один цикл проходки сопровождается уменьшением объема извлекаемой части грунта, снижением скорости продвижения забоя, которая становится постоянной по достижению отношения величины перемещения к длине рабочего органа равного двум, а с дальнейшим его ростом до трех при извлечении устройства из скважины возникает анкерный эффект.

Достоверность научных результатов. Достоверность научных положений подтверждена необходимым объемом экспериментальных исследований на физической модели, сопоставимостью полученных результатов с данными испытаний натурного образца.

Новизна научных положений:

1. Предложен вариант реализации комбинированного способа проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта, защищенный патентом РФ; на его основе разработана принципиальная технологическая схема управляемой проходки скважин; определены конструктивные особенности проходческих установок.

2. Применительно к решению задачи управления траекторией движения грунтопроходчика исследовано резание грунта гибким режущим органом, найдено его исполнение, выявлена степень влияния силы предварительного натяжения инструмента и угла его охвата разрезаемого грунтового блока на основные показатели процесса.

3. Получены зависимости изменения скорости перемещения грунтопроход-чика в процессе разработки забойной зоны для исследуемого диапазона частоты работы его ударного привода, установлены соотношения между уплотняемой и извлекаемой частью грунта для различных технологических режимов проходки.

Личный вклад автора заключается: в разработке технологической схемы управляемой проходки скважин комбинированным способом и проектировании отдельных функциональных узлов комплекта оборудования; в постановке и проведении стендовых экспериментов по исследованию взаимодействия грунтопро-ходчика с грунтовым массивом; в обработке экспериментальных данных и их интерпретации; в полевых испытаниях опытного образца грунтопроходческого комплекса.

Практическая ценность. Предложен вариант управляемой проходки скважин комбинированным способом. Экспериментальным путем получены данные, необходимые для проектирования грунтопроходчика. Создан опытный образец грунтопроходческого комплекса.

Реализация работы в промышленности. Часть полевых испытаний опытного образца грунтопроходческого комплекса проводилась на объектах ООО "Сибкомстрой", г. Новосибирск. Пройдено около 200 м промышленных скважин различного назначения диаметром 325.426 мм.

Апробация работы. Отдельные результаты работы докладывались на международных конференциях "Современные проблемы машиностроения и приборостроения" ( Томск, 2002 ), "Динамика и прочность горных машин" ( Новосибирск, 2003 ); обсуждались и получили одобрение на семинарах лаборатории "Механизации горных работ" ИГД СО РАН.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах, включая 2 патента РФ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Содержит 124 страницы машинописного текста, включая 39 рисунков, 13 таблиц и список литературы из 115 наименований.

ВЫВОДЫ

1. На основе известных ранее методик расчета выработан алгоритм перехода от параметров исследуемой физической модели к параметрам оригинала, учитывающий специфику рассматриваемой конструктивной схемы грунтопроходчика и выявленные особенности его взаимодействия с рабочей средой.

2. В рамках предложенной схемы разработана работоспособная конструкция грунтопроходческого комплекса, обеспечивающая выполнение всех необходимых технологических операций по сооружению скважин диаметром 325.426 мм комбинированным способом.

3. Оборудование позволяет осуществлять эффективную проходку скважин в уплотняемых грунтах I - IV категории со средней технической скоростью 2,4.4,3 м/ч.

4. Качество сооруженных скважин удовлетворяет предъявляемым к ним требованиям как по точности и прямолинейности, так и по устойчивости их стенок, что позволяет осуществлять установку обсадных или рабочих труб после завершения проходческих работ. Разбивка скважин рабочим органом в результате циклических проходок не превышает 12% от номинального диаметра скважины.

5. Для работы в тяжелых грунтовых условиях необходимо увеличить тяговое усилие пневматической лебедки до 60.80 кН.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация является научно-квалификационной работой, в которой изложены научно обоснованные технические и технологические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны, заключающиеся в создании новых комплексов для бестраншейной прокладки подземных коммуникаций.

Наиболее важные научные и практические результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Анализ современных технологий, используемых в мировой практике подземного строительства, показал актуальность создания простых и надежных устройств для сооружения скважин непроходного сечения диаметром от 300 до 600 мм в уплотняемых грунтах.

2. Предложен вариант комбинированного способа проходки скважин с частичным уплотнением и экскавацией грунта. Он реализуется устройством ударного действия с кольцевым рабочим органом - грунтопроходчиком, соединенным с силовым тяговым органом двустороннего действия посредством подающей и извлекающей гибких связей, ориентация которых обеспечивает получение скважины заданного направления. Технологической схемой предусматривается возможность организации нового связующего канала при значительном отклонении пионерной скважины от проектной трассы перехода.

3. Для проведения экспериментальных исследований построена физическая масштабная модель грунтопроходчика, ударный привод которого выполнен по схеме известного устройства с упругим клапаном в системе воздухораспределе-ния, обеспечивающей ступенчатое регулирование частоты ударных импульсов при постоянной энергии единичного удара.

4. Получены зависимости изменения скорости перемещения грунтопроходчика в процессе разработки забойной зоны для исследуемого диапазона частоты работы его ударного привода и усилия подачи силового тягового органа. Установлено влияние величины внедрения в забой за цикл проходки на изменение силы сопротивления при извлечении устройства из скважины. Определены соотношения между уплотняемой и извлекаемой частями грунта для различных технологических режимов проходки.

5. Исследовано резание грунта гибкими режущими органами применительно к решению задачи управления траекторией движения грунтопроходчика. Выявлена степень влияния силы предварительного натяжения инструмента и угла его охвата разрезаемого грунтового блока на основные показатели процесса. Показано, что прямолинейность вновь образуемого связующего канала обеспечивается, если гибкий орган в виде стального каната имеет равномерно распределенные по всей его длине дополнительные режущие элементы.

6. На основе известных методик расчета выработан алгоритм перехода от параметров исследуемой физической модели к параметрам оригинала, учитывающий специфику рассматриваемой конструктивной схемы устройства и выявленные особенности его взаимодействия с грунтовым массивом.

7. Разработан и изготовлен опытный образец грунтопроходческого комплекса для сооружения скважин диаметром от 325 до 426 мм комбинированным способом. Проведены его полевые испытания на полигоне ИГД СО РАН и на различных строительных объектах в г. Новосибирске. Пройдено около 200 м промышленных скважин различного назначения.

1. Кюн Г. Закрытая прокладка непроходных трубопроводов Текст. / Г. Кюн, JL Шойбле, X. Шлик. - М.: Стройиздат, 1993. - 168 с.

2. Хейборт П. Обзор выставки «NO-DIG LIVE' 96» в Абингдоне Текст. / П. Хейборт // РОБТ. 1996 - № 2. С. 2 - 5.

3. Бивалькевич А. И. Принципы устойчивого и надежного обеспечения работы систем водоснабжения и водоотведения Текст. / А. И. Бивалькевич, Ю. Н. Похил, А. М. Никитин // Водоснабжение и санитарная техника. 2004 - № 3. С.6-8.

4. Ешуткин Д. Н. Высокопроизводительные гидропневматические ударные машины для прокладки инженерных коммуникаций Текст. / Д. Н. Ешуткин, Ю. М. Смирнов, В. И. Цой. М.: Стройиздат, 1990. - 173 с.

5. Минаев В. И. Машины для строительства магистральных трубопроводов Текст. / В. И. Минаев. М.: Недра, 1973. - 432 с.

6. Кершенбаум Н. Я. Прокладка горизонтальных и вертикальных скважин ударным способом Текст. / Н. Я. Кершенбаум, В. И. Минаев. М.: Недра, 1984.-245 с.

7. Донской В. М. Механизация земляных работ малых объемов Текст. / В. М. Донской. Л.: Стройиздат, 1976. - 160 с.

8. Лавров Г. Е. Способы производства работ и оборудование при бестраншейной прокладке труб Текст. / Г. Е. Лавров // Монтажные и специализированные работы в строительстве. 1960 -№З.С. 10—15.

9. Баландинский Е. Д. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций: развитие и внедрение Текст. / Е. Д. Баландинский, Б. Н. Ладыженский, В. И. Минаев // Механизация строительства. 1987 - №8. С. 10—11.

10. Пестов Г. Н. Закрытая прокладка трубопроводов Текст. / Г. Н. Пестов. М.: Стройиздат, 1964. - 188 с.

11. Черниховский Ю. Ф. Машины для бестраншейной прокладки труб Текст. / Ю. Ф. Черниховский // Механизация строительства. — 1977 № 6. С. 19-21.

12. Лавров Г. Е. Механизация строительства магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами Текст. / Е. Г. Лавров, Т. X. Сатаров. М.: Недра, 1978. - 135 с.

13. Гилета В. П. Создание и совершенствование пневмоударных устройств для проходки скважин способом виброударного продавливания Текст. : дис. . докт. техн. наук / В. П. Гилета. Новосибирск, 1997. - 287 с.

14. Сулакшин С. С. Бурение геолого-разведочных скважин Текст. / С. С. Сулакшин. -М.: Недра, 1991. 334 с.

15. Ребрик Б. М. Бурение скважин при инженерно-геологических изысканиях Текст. / Б. М. Ребрик. М.: Недра, 1979. - 253 с.

16. Васильев С. Г. Подземное строительство неглубокого заложения Текст. / С. Г. Васильев. — Львов: Изд-во Львовского университета, 1980. 144 с.

17. Политехнический словарь Текст. М.: Советская энциклопедия, 1989. -656 с.

18. Лавров Г. Е. Современные машины горизонтального бурения Текст. / Е. Г. Лавров. М.: Гостопиздат, 1961. - 87 с.

19. Маметьев Л. Е. Обоснование и разработка способов горизонтального бурения и оборудования бурошнековых машин Текст. : дис. . .докт. техн. наук. Кемерово, 1992. - 492 с.

20. Баландинский Е. Д. Бестраншейная прокладка инженерных коммуникаций Текст. / Е. Д. Баландинский, В. А. Васильев, В. И. Минаев, Б. Н. Ладыженский. М.: Центр технического инжениринга, маркетинга и рекламы, 1991. — 139 с.

21. Руководство по проходке горизонтальных скважин при бестраншейной прокладке инженерных коммуникаций Текст. / ЦНИИОМТП Госстроя СССР. -М.: Стройиздат, 1982. 96 с.

22. Лавров Г. Е. Зарубежные машины горизонтального бурения для бестраншейной прокладки труб Текст. / Г. Е. Лавров // Строительство трубопроводов. 1961 -№ 1. С. 31 - 32.

23. Николаев В. А. Фирма «Горизонталь»: микротоннельное буровое оборудование Текст. / В. А. Николаев // Строительные и дорожные машины. 1999 -№4. С. 8- 10.

24. Horizontal-Erdbohrgerat. Export-Mark-Machine und Industriansrust Текст. -1963-№42. С. 43.

25. Profit From Our Experience. Advertisement manual Allied Steel & Tractor Products Текст. 1979 - № 1. С. 12 - 18.

26. Новая управляемая буровая установка фирмы Tracto-Technic Текст. // Строительные и дорожные машины. 1994 - № 12. С. 13 - 14.

27. Метод SH бестраншейной прокладки труб Текст. // Строительные и дорожные машины. 2001 - № 3. С. 8 - 10.

28. Herrenkneeht AVN-Simply the best Текст. // TIS. 1993 - № 3. C.128.

29. Васильев С. Г. Грунтопрокалывающая установка Текст. / С. Г. Васильев, В. Т. Голубятников, И. Ю. Снисар // Транспортное строительство. 1979 - № 7. С. 13-15.

30. Хлудеев В. И. Гидромеханизированная бестраншейная прокладка трубопроводов Текст. / В. И. Хлудеев. М.: Госстройиздат, 1952. - 96 с.

31. Вазетдинов А. С. Прокладка горизонтальных скважин под кабелепроводы вибропроколом и гидромеханизированным способом Текст. / А. С. Вазетдинов. -М.: Госстройиздат, 1961. -26 с.

32. Новожилов Г. Ф. Бездефектное погружение свай в талых и вечномерзлых грунтах Текст. / Г. Ф. Новожилов. JL: Стройиздат, 1987. - 112 с.

33. Костылев А. Д. Пневмопробойники в строительном производстве Текст. / А. Д. Костылев, В. А. Григоращенко, В. А. Козлов, В. П. Гилета, Ю. Б. Рей-фисов. Новосибирск: Наука, 1987. - 142 с.

34. Васильев С. Г. Подземное строительство неглубокого заложения Текст. / С. Г. Васильев. Львов: Изд-во Львовского университета, 1980. - 144 с.

35. Добросельский П. В. Адаптирующиеся пневмопробойники для бестраншейных технологий Текст. / П. В. Добросельский // Строительные и дорожные машины. 1999 - № 1. С. 19-21.

36. Свирщевский В. К. Проходка скважин в грунте способом раскатки Текст. / В. К. Свирщевский. Новосибирск: Наука, 1982 - 120 с.

37. Свирщевский В. К. Основы теории и создания машин для проходки скважин в грунте способом раскатки Текст. : дис. .докт. техн. наук / В. К. Свирщевский. Новосибирск, 1988. - 325 с.

38. Бауман В. А. Вибрационные машины и процессы в строительстве Текст. / В. А. Бауман, И. И. Быховский. М.: Высшая школа, 1977. - 255 с.

39. Лавендел Э. Э. Вибрационные процессы и машины Текст. : в 4 т. / Э. Э. Ла-вендел. -М.: Машиностроение, 1981.

40. Гурков К. С. Пневмопробойники Текст. / К. С. Гурков, В. В. Климашко, А. Д. Костылев, В. Д. Плавских, Е. П. Русин, Б. Н. Смоляницкий, К. К. Тупи-цын, Н. П. Чепурной. Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 1990. - 217 с.

41. Шальнов А. П. Строительство городских систем газоснабжения. Справочник строителя Текст. / А. П. Шальнов. М.: Стойиздат, 1976. - 360 с.

42. Бондарь М. Ю. Применение пневмопробойников в СССР и за рубежом. Обзор Текст. / М. Ю. Бондарь. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1974. - 55 с.

43. ГОСТ 5.1798-73. Пневмопробойники реверсивные ИП4603 и ИП4605 Текст. -М.: Изд-во стандартов, 1973. 4 с.

44. Рацкевич Г. И. Применение пневмомашин ударного действия для устройства подземных сооружений Текст. / Г. И. Рацкевич, В. А. Козлов, А. Д. Костылев // Механизация строительства. 1978 - № 5. С. 8 - 10.

45. Бесчастный А. В. Опыт использования пневмопробойных машин в организациях Главмоспромстроя Текст. / А. В. Бесчастный, И. И. Строган, П. А. Ваганов // На стройках России. 1984 - № 6. С. 24 - 26.

46. Бондарь М. Ю. Самопередвигающиеся пневматические машины ударного действия. Обзор Текст. / М. Ю. Бондарь. М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. -53 с.

47. СНиП Ш-33-76. Правила производства и приемки работ Текст. М.: Стройиздат, 1977.-219 с.

48. СНиП Ш-4-8-4.3. Правила производства и приемки работ. Техника безопасности в строительстве Текст. -М.: Стройиздат, 1980. — 255 с.

49. Смоляницкий Б. Н. Новые пневмоударные машины «Тайфун» для специальных строительных работ Текст. / Б. Н. Смоляницкий, Червов В. В., Трубицын В. В., Тищенко И. В., Вебер И. Э // Механизация строительства. — 1997 -№7. с. 12-16.

50. Смоляницкий Б. Н. Новые пневмоударные машины Института горного дела Текст. / Б. Н. Смоляницкий, В. В. Червов, К. Б. Скачков // Механизация строительства. 2001 - № 12. С. 6 - 8.

51. Пат. 2105881 Российская Федерация. Устройство ударного действия Текст. / Смоляницкий Б. Н., Червов В. В., Трубицын В. В., Вебер И. Э.; опубл. 20.08.1998, Бюл.№ 6.-4 с.

52. А. с. 298235 СССР. Устройство для образования скважин Текст. / X. Б. Ткач, Н. Г. Назаров, А. Д. Костылев.; опубл. 11.05.1972, Бюл. № 35. 6 с.

53. Ткач X. Б. Технология и механизация расширения скважин с частичным удалением грунта Текст. / X. Б. Ткач. Ярославль: Изд-во Института ОМТПС Минстроя СССР, 1976. - 2 с.

54. Проектор Е. Г. Закрытые кабельные переходы Текст. / Е. Г. Проектор. М.: Энергия, 1966. - 124 с.

55. Трубников Ю. А. Оборудование для бестраншейной прокладки труб Текст. / Ю. А. Трубников, В. А. Труханов, Н. Н. Грамм // Механизация строительства.-1971 -№2. С. 23-26.

56. Корнилов Н. И. Буровой инструмент для геолого-разведочных работ. Справочник Текст. / Н. И. Корнилов. М.: Недра, 1990. - 395 с.

57. Вазетдинов А. С. Опыт определения усилий внедрения и местоположения в грунте головного снаряда при проколе Текст. / А. С. Вазетдинов // Водоснабжение и санитарная техника. -1958 № 1. С. 12-15.

58. Васильев Н. В. Закрытая проходка трубопроводов Текст. / Н. В. Васильев. — М.: Недра, 1964.-235 с.

59. Васильев Н. В. Расчет усилий для прокладки трубопроводов способом прокола и продавливания Текст. / Н. В. Васильев, Д. И. Шор. М.: Госстройиз-дат, 1961.- 118 с.

60. Савинов О. А. Вибрационный метод погружения свай и его применение в строительстве Текст. / О. А. Савинов, А. Я. Лускин. Л.: Госстройиздат, 1960.- 153 с.

61. Тернецкий Л. Н. Экспериментальное исследование горизонтального виброударного продавливания труб Текст. / Л. Н. Тернецкий // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1967 - № 1. С. 12-15.

62. Баркан Д. Д. Виброметод в строительстве Текст. / Д. Д. Баркан. М.: Госстройиздат, 1959.-315 с.

63. Спектор М. Б. Исследование процесса виброударной проходки горизонтальных скважин в грунте Текст. : дис. .канд. техн. наук / М. Б. Спектор. Киев, 1968.-236 с.

64. Блехман И. И. Исследование процесса виброударной забивки свай и шпунтов Текст. / И. И. Блехман // Инж. сборник АН СССР. 1964 - № 19. с. 56 -61.

65. Шехтер О. Я. Определение параметров зависимости между напряжениями и перемещениями при ударном испытании свай Текст. / О. Я. Шехтер // Труды НИИОСП. 1964 - Вып. 55. С. 38-43.

66. Тупицын К. К. О процессе взаимодействия пневмопробойников с грунтом Текст. / К. К. Тупицын // ФТПРПИ. 1980 - № 4. С. 9 - 12.

67. Чередников Е. Н. Исследование процесса проходки скважин пневмопробой-никами Текст. : дис. .канд. техн. наук / Е. Н. Чередников. Новосибирск, 1970.-187 с.

68. Бабаков В. А. Об одном варианте расчета пневмопробойника в грунте Текст. / В. А. Бабаков. Новосибирск: Изд-во ИГД СО РАН, 1970. - 18 с.

69. Ткач X. Б. О проходке скважин в грунте пневмопробойниками Текст. / X. Б. Ткач // ФТПРПИ. 1991 - № 6. С. 18 - 19.

70. Перлей Е. М. Об изменении истинных характеристик внешнего и внутреннего трения движения грунтов под влиянием вибрации Текст. / Е. М. Перлей // Труды ВНИИГС. Вып. 17. 1964. С. 68 - 72.

71. Преображенская Н. А. Экспериментальные данные о погружении и извлечении шпунта и свай вибрированием в песчаных грунтах Текст. / Н. А. Преображенская // Труды НИИОснований. 1968. С. 33 - 39.

72. Бирюков A. JI. Деформации в грунтах при погружении свай Текст. / А. Л. Бирюков. М.: Стройиздат, 1967. - 38 с.

73. Галицкий В. Г. Исследование метода глубинного уплотнения просадочных грунтов Текст. / В. Г. Галицкий // Труды НИИОСП. Вып. 66. 1962. С. 87 -92.

74. Лебедев А. Ф. Уплотнение грунтов при различной влажности Текст. / А. Ф.

75. Лебедев. М.: Стройвоенмориздат, 1959. - 255 с.

76. Рахматулин X. А. Вопросы динамики грунтов Текст. / X. А. Рахматулин, А. Я. Сагомонян, Н. А. Алексеев. М.: Изд-во МГУ, 1964. - 346 с.

77. Петреев А. М. Проходка скважин пневмопробойниками и ударными устройствами с кольцевым инструментом Текст. / А. М. Петреев, Б. Н. Смоляниц-кий, Б. Б. Данилов // ФТПРПИ. 2000 - № 6. С. 53 - 57.

78. Тимошенко В. К. Влияние формы наконечника на усилие прокола Текст. / В. К. Тимошенко // Строительство трубопроводов. 1968 - № 4. С. 14 - 16.

79. Гончаров Б. В. О сопротивлении грунта при вдавливании свай Текст. / Б. В. Гончаров // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1966 - № 6. С. 15 -18.

80. Герсеванов Н. М. Определение сопротивления свай Текст. / Н. М. Герсева-нов. М.: Стройвоенмориздат, 1959. - 456 с.

81. Покровский Г. И. Действие удара и взрыва в деформируемых средах Текст. / Г. И. Покровский, И. С. Федоров. М.: Стройиздат, 1967. - 325 с.

82. Кох В. А. Создание навесного оборудования для устройства набивных свай в водонасыщенных грунтах методом уплотнения Текст. : дис. .канд. техн. наук / В. А. Кох. Новосибирск, 1989. - 145 с.

83. Костылев А. Д. Исследование и состояние пневматических машин ударного действия Текст. : дис. . .докт. техн. наук / А. Д. Костылев. Новосибирск, 1971.-288 с.

84. Земцова А. Е. Исследование процесса взаимодействия конического расширителя с грунтом и разрушаемой трубой при бестраншейной замене коммуникаций Текст. : дис. .канд. техн. наук / А. Е. Земцова. Новосибирск, 1988.-106 с.

85. Dinglinger Е. Uber dem Grabewiderstand Текст. // Fordertechnik. № 22.

86. Rathje J. Der Schnittvorgang in Sande Текст. // Forschungsarbeiren auf dem Gebiete des Ingenieurwesens, 1931. 350 c.

87. Домбровский H. Г. Сопротивление резанию и производственная классификация грунтов Текст. / Н. Г. Домбровский // Отчет ВНИОМС. 1938. - 58 с.

88. Домбровский Н. Г. Землеройные машины Текст. / Н. Г. Домбровский, С. А. Панкратов. М.: Госстройиздат, 1961. - 232 с.

89. Зеленин А. Н. Физические основы теории резания грунтов Текст. / А. Н. Зеленин. М.: Изд-во АН СССР, 1950. - 353 с.

90. Зеленин А. Н. Основы разрушения грунтов механическими способами Текст. / А. Н. Зеленин. М.: Машиностроение, 1968. - 436 с.

91. Ветров Ю. А. Резание грунтов землеройными машинами Текст. / Ю. А. Ветров. М.: Машиностроение, 1971. - 358 с.

92. Далин А. Д. Ротационные грунторазрабатывающие и землеройные машины Текст. / А. Д. Далин, П. В. Павлов. М.: Машгиз, 1950. - 298 с.

93. Ткач Х.Б. Исследование способа и устройства для пробивания скважин с частичным удалением грунта Текст. : дис. .канд. техн. наук / X. Б. Ткач. -Новосибирск, 1973.-241 с.

94. Барон JI. И. Экспериментальные исследования процессов разрушения горных пород ударом Текст. / Л. И. Барон, Г. М. Веселов, Ю. Г. Каняшин. М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 253 с.

95. Федулов А. И. Ударное разрушение мерзлых грунтов Текст. / А. И. Феду-лов. Новосибирск: Наука, 1975. - 136 с.

96. Гальперин М. И. Машины для резки камня Текст. / М. И. Гальперин, В. Д. Абезгауз. М.: Машиностроение, 1964. - 339 с.

97. Першин Г. Д. Определение силовых и технологических параметров распиловки гибким органом Текст. / Г. Д. Першин // Известия вузов. Горный журнал. 1984 - № 2. С. 14 - 17.

98. Оганян Т. С. Режимы резания и производительность распиловки туфов канатами, армированными твердым сплавом Текст. / Т. С. Оганян // Строительные материалы. 1978 - № 3. С. 8 - 11.

99. Чепурной Н. П. Исследование точности проходки скважин пневмопробой-никами Текст. : дис. .канд. техн. наук / Н. П. Чепурной. Новосибирск, 1974.- 189 с.

100. Репин А. А. Способ корректируемой проходки скважин в грунтах Текст. : дис. .канд. техн. наук / А. А. Репин. Новосибирск, 2001. - 120 с.

101. Пат. 2135701 Российская Федерация. Способ управления пневмопробойни-ком Текст. / Гилета В. П., Смоляницкий Б. Н., Леонов И. П.; опубл. 07.03.1999, Бюл. № 24 6 с.

102. Пат. 2181816 Российская Федерация. Способ образования скважин в грунте и пневмоударное устройство для его осуществления Текст. / Гилета В. П., Смоляницкий Б. Н., Леонов И. П., Тищенко И. В.; опубл. 8. 08. 02, Бюл. № 12 -8 с.

103. Гилета В. П. Проходка скважин с частичной экскавацией грунта Текст. / В. П. Гилета, Б. Н. Смоляницкий // Строительные и дорожные машины. — 2001 №4. С. 1-9.

104. Баловнев В. И. Физическое моделирование резания грунтов Текст. / В. И. Баловнев. -М.: Машиностроение, 1969. 159 с.

105. Червов В. В. Управление подачей воздуха в камеру обратного хода пнев-моударного устройства Текст. / В. В. Червов // ФТПРПИ. 2003 - № 1. С. 74 -82.

106. Червов В. В. Энергия удара пневмомолота с упругим клапаном в камере обратного хода Текст. / В. В. Червов // ФТПРПИ. 2004 - № 1. С. 80 - 89.

107. Суднишников Б. В. Исследование и конструирование пневматических машин ударного действия Текст. / Б. В. Суднишников, Н. Н. Есин, К. К. Тупи-цын. Новосибирск: Изд-во ИГД СО АН СССР, 1985. - 89 с.

108. Рупеенейт К. В. Введение в механику горных пород Текст. / К. В. Рупее-нейт, Ю. М. Либерман. М.: Госгортехиздат, 1960. - 278 с.

109. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик Текст. Введ. 24 - 10 - 84. - М.: Изд-во стандартов, 1993. -19 с.

110. Зеленин А. Н. Лабораторный практикум по резанию грунтов Текст. / А. Н. Зеленин, Г. Н. Карасев, Л. В. Красильников. М.: Высшая школа, 1969. -308 с.

111. Цытович Н. А. Механика грунтов Текст. / Н. А. Цытович. М.: Высшая школа, 1979.-272 с.

112. Исаков А. Л. Задача о расширении грунтовой полости при бестраншейной замене подземных коммуникаций Текст. / А. Л. Исаков, А. Е. Земцова // ФТПРПИ. 1998 - № з. с. 35-39.

113. Исаков А. Л. О классификации грунтов без жестких структурных связей по их прочностным характеристикам коммуникаций Текст. / А. Л. Исаков // ФТПРПИ. -2000 № 6. С. 26 - 29.

114. Воронцов Д. С. Обоснование принципиальной схемы и конструктивных параметров грунтопроходчика Текст. : дис. .канд. техн. наук / Д. С. Воронцов. Новосибирск, 2005. - 123 с.

115. Гохберг М. М. Справочник по кранам Текст.: в 2 т. / М. М. Гохберг, М. П. Александров, А. А. Ковин, Л. А. Невзоров, А. Н. Орлов; под общ. ред. М. М. Гохберга. Л.: Машиностроение, 1988.