VII.2.3. Производство кессонных работ

КЕССОННЫЕ РАБОТЫ (проф. вредности и проф. заболевания). Гигиена труда в кессоне. Кессоны представляют устройство, состоящее из рабочей камеры, идущей от нее вверх шахтной трубы, оканчивающейся наверху аппаратной камерой, и шлюза, соединенного с аппаратной камерой. Рабочая камера представляет собой ту часть кессона, в к-рой производятся собственно кессонные работы, т. е. выкапывание и выемка грунта. Обычно она делается из железобетона, но может быть железной и даже деревянной. Шахтная труба предназначена для спуска в камеру людей и материалов и для поднятия из нее выкопанного грунта. Она состоит из отдельных звеньев, наращиваемых одно на другое по мере опускания кессона, и имеет строго вертикальную лестницу для людей. Аппаратная камера заключает в себе несложные механизмы, служащие для подъема из рабочей камеры грунта и спуска в нее материалов и обслуживаемые обычно двумя рабочими внутри ее. Шлюз имеет специальное назначение как медицинского, так и производственного характера, представляя камеру (или камеры), в к-рой может быть создано любое давление воздуха, промежуточное между наружным давлением и давлением в кессоне, без изменения давления в самом кессоне. Создание таких промежуточных давлений необходимо в целях предохране- тшя людей от опасности повреждений и заболеваний, связанных с изменением давления, а также в целях сохранения необходимого давления в рабочей камере в моменты выхода людей наружу или выдачи грунта и подачи материалов. В рабочей камере обычно работает от 6 до 14 человек. Когда кессон дошел до грунта необходимой устойчивости, дальнейшие работы по выемке земли заканчиваются, рабочая камера заполняется бетоном, как и первое звено шахтной трубы; вся же остальная часть кессона снимается, и образовавшееся т. о. незаполненное пространство в каменной кладке заполняется также бетоном, после чего устой готов. Назначение К. р. заключается в том, что при недостаточной для данного сооружения прочности грунта (когда под ним находится водоносный слой) или при необходимости производства работ на дне рек и т. п. под возводимое сооружение (мост, здание и т. п.) подводятся устои и опоры, доводимые до прочного грунта, вследствие чего приходится проходить через воду. Для этой цели в соответствующем слое вода оттесняется воздухом, нагнетаемым под давлением в специальное устройство, называемое кессоном. Величина давления воздуха соответствует глубине нахождения кессона; при этом исходят из расчета, что на каждые 10 м глубины опускания кессона давление подаваемого в него воздуха должно повышаться на 1 атмосферу. Воздух в кессон нагнетается компрессорами из компрессорной станции по воздухопроводам. Т. к. при сжатии воздух сильно нагревается, то, если не принимаются специальные меры для охлаждения, он попадает в кессон значительно нагретым, вследствие чего в таких случаях t° в кессоне оказывается чрезмерно высокой. Это происходит также и в том случае, когда воздухопроводная сеть не изолирована и подвергается нагреванию солнцем. В зимнее время неизолирование воздухопроводной сети ведет к обратным результатам: воздух в кессон может приходить охлажденным, и t° в кессоне может оказаться чрезмерно низкой. Т. к. воздух для компрессоров может забираться в неудачном (в смысле его запыленности) месте и так как при прохождении его через компрессоры, смазываемые маслами, он может загрязняться последними, то иногда воздух в кессоне может оказаться и сильно загрязненным. Влажность в кессоне всегда по неизбежности очень высока, превышает 90% и нередко доходит до полного насыщения. Особенно высока она в шлюзах в период вышлюзовывания, т. к. в связи с понижением давления, все время происходящим в шлюзе, наступает образование тумана в нем и конденсация паров в воду. То же явление имеет место и в рабочей камере в периоды посадки кессона, осуществляемой понижением давления в нем. Вентиляция в кессоне зависит от количества подаваемого в него воздуха, а также от качества грунта; при грунтах, легко проницаемых для воздуха (песчаные), вентиляция кессона и в частности рабочей камеры осуществляется удовлетворительно; в случае же грунта, плохо проницаемого для воздуха (глини- стый, илистый), вентилирование кессона может значительно страдать, если оно не обеспечивается специальными мерами. Для обеспечения необходимой чистоты воздуха (освобождение его от примесей масел, конденсата и пыли) в воздухопроводную сеть включаются резервуары, к-рые в случае надобности могут" быть снабжены и фильтрами. Действующее в СССР законодательство требует в наст, время подачи такого количества воздуха, к-рое обеспечивало бы не менее трехкратного обмена его в 1 час в рабочей и аппаратной камерах. При существующих условиях эта норма обеспечивает около 50 м 3 воздуха на человека. Недостаточность вентилирования кессона имеет тем большее значение, что вследствие весьма высокой влажности в кессоне легче создаются неблагоприятные для терморегуляции организма условия и скорее наступают т. о. расстройства в последней, что оказывает прямое влияние на возникновение кессонных заболеваний. Кроме того в деле профилактики кессонных заболеваний имеет большое значение температурный режим в кессоне. Наиболее подходящей является температура в пределах 17-22°, узаконенная постановлением НКТ СССР от 5/II 1930 г., причем при высших пределах было бы весьма полезно дать соответствующую скорость движению воздуха в рабочей камере (до 0,6"м в 1 сек.) для обеспечения необходимой теплоотдачи организма. Кессонные б-ни, их патогенез, симптоматология, лечение и п р о -филактика. Переход организма из нормального давления в повышенное влечет за собой изменение в его тканях и органах, постепенно приобретающих давление окружающей среды. Если этот переход совершается постепенно и в течение времени, достаточного для приспособления организма к изменившимся условиям давления, и если в организме отсутствуют пат. изменения, препятствующие этому приспособлению, то организм благополучно переносит переход в высокое давление и пребывание в нем. Если же одно из этих условий нарушено, то неизбежны соответствующие повреждения в организме. Практически при К. р. это сводится к тому, что в периоде прямого шлюзования («компрессии»),когда в шлюзе слишком быстро поднимается давление или когда находящееся в шлюзе лицо страдает каким-либо пат. процессом в слуховом аппарате или носоглоточном пространстве, легко могут наступить явления перфорации барабанной перепонки вследствие неуравнявшегося давления в cavum tympani с внешним давлением. Поэтому законодательство всех стран предписывает повышение давления в шлюзе в соответствии со специальной таблицей времени. В частности законодательство СССР требует постепенного повышения давления от нормального до одной добавочной атмосферы в течение 5 мин.; от одной добавочной атмосферы до двух атмосфер- 3 мин., а всего от нормального давления- 8 мин.; от двух до трех атмосфер-2 мин. (от нормы 10 мин.); от трех до четырех атмосфер-2 мин. (от нормы 12 мин.). С другой стороны требуется, чтобы люди, спуска- «41 «42 ющиеся в кессон, не страдали никакими пат. изменениями или процессами в слуховом аппарате или носоглоточном пространстве. Все же и при соблюдении всех предосторожностей у находящегося в шлюзе, особенно «ще мало тренированного человека, может появиться неприятное ощущение и даже острая боль в ушах вследствие ненаступив-шего еще уравнения давлений на барабанную перепонку изнутри и извне. В этом случае пропускание воздуха через Евстахиеву трубу (методом Вальсальвы или глотанием) открывает ее, благодаря чему давление в барабанной полости быстро выравнивается и неприятные ощущения и боль быстро исчезают. Т. о. могущие наступить в компрессионном периоде поражения барабанной перепонки носят чисте механический характер и не относятся собственно к кессонным заболеваниям.-Когда давление в шлюзе достигает уровня рабочего давления в кессоне, открывается дверь в среднюю, аппаратную камеру (до того момента это невозможно,т.к. все двери в кессоне открываются в сторону большего давления), и прошедшие шлюзование люди через эту камеру переходят в шахтную трубу, по лестнице к-рой спускаются в рабочую камеру, где и остаются все время своей смены. Это время находится в зависимости от величины давления в кессоне, и по новым правилам 1930 г. при давлениях до 1,75 добавочной атмосферы оно не должно превышать 7 час. в сутки, от 1,75 до 2,5 добавочной атм.- 6 часов, от 2,5 до 3 атм. - 5 часов, от 3 до 3,5 атм.-4 час. и свыше 3,5 атм.-2 час, причем во всех этих случаях устанавливаются обязательные две смены для человека в сутки (за исключением давлений свыше 3,5 атмосфер, для которых устанавливается одна смена), т. ч. указанное время он проводит в кессоне в два приема. При этом в указанное время включается также время шлюзования, вышлюзовывания, спуска в рабочую камеру и подъема из нее. Во время пребывания в сжатом воздухе обычно человек не испытывает никаких заметных расстройств. По окончании работы в кессоне люди переходят снова в шлюз для обратного шлюзования («декомпрессии»); дверь из шлюза в аппаратную камеру закрывается, и в шлюзе начинается медленное понижение давления, пока оно не будет редуцировано до нормального. Обычно редукцию давления проводит дежурный мед. персонал. Понижение давления производится в соответствии со специальными правилами и по законодательству СССР оно должно отвечать след. нормам: при переводе человека из давления в 1 доб. атм. в нормальное давление редукция давления должна продолжаться 5 мин., от Р/з доб. атм. до норм.- 10 мин., от 1"/» доб. атм. до норм.--20 мин., от 2 доб. атм. до норм.-30 мин., от 3 доб. атм. до норм.-45 мин., от 4 доб. атм.до норм.-1 час. Наиболее серьезные и опасные для жизни расстройства в организме наступают в последе омпрессионном периоде. Если декомпрессия ведется быстро, с нарушением установленных норм, то и в этом периоде возможны случаи перфорации барабанной перепонки с кровотечениями из ушей, но уже вследствие превышения внутреннего давления над внешним. Однако такие случаи редки, т. к. нарушения норм редукции давления должны быть для этого слишком грубыми. Кессонные заболевания зависят от того, что ткани и органы, насытившиеся воздухом (гл. обр. азотом) во время пребывания организма под давлением, не успевают освободиться от него во время декомпрессии и организм переходит в нормальное давление с избыточным газом в тканях. Насыщение организма воздухом (сатурация) происходит через кровь, передающую его от легочной ткани путем диффузии всем тканям и органам. При переходе в нормальное давление происходит обратный процесс- десатурация тканей и жидкостей организма от избыточного газа. Скорость ее находится в зависимости от степени насыщения организма воздухом (а это последнее зависит от величины давления, продолжительности его действия и сатурационных способностей отдельных тканей), сущность же заключается в стремлении избыточного газа (азота) перейти из насыщенных им тканей в кровь и через нее попасть в выдыхаемый воздух и с ним покинуть организм. Если степень насыщения организма азотом значительна, то естественно попадание в кровеносные сосуды значительных количеств азота, эмболы которого, закупоривая различные сосуды, могут обусловить соответствующие расстройства в организме. Т. о. кессонные заболевания являются последствием газовых эмболии различных локализаций.-В зависимости от последних все кессонные заболевания могут быть разделены схематически на 3 группы. К 1-й группе относятся местные поражения кожи в форме кожной эмфиземы, объясняемой частью газовой эмболией кожных сосудов, частью выделением газа непосредственно в клетчатке; явления эмфиземы объясняют кожный зуд, хотя нек-рые считают причиной зуда раздражение задних корешков спинного мозга пузырьками газа, находящимися в спинномозговой жидкости. Поражение кожи характеризуется крапчатостыо или мрамор-ностью ее, зависящей от эмболии поверхностных кожных вен. К этой же группе относятся наиболее частые у кессонщиков поражения суставов, костей и мышц (кессонные ревматизмы, «заломай» русских кессонщиков). Наиболее часты случаи кессонного суставного ревматизма, особенно-заболевания коленного сустава. Эти случаи нередки и при сравнительно невысоких давлениях (до 2 атм.). Механизм происхождения этих поражений не вполне ясен. Можно полагать, что он сводится к давлению на нервные окончания скоплений газа под фасциями, под надкостницей, в желтом мозгу трубчатых костей, а также в полостях суставов. Симптомы этих заболеваний: повышение сухожильных рефлексов, чувствительность нервных стволов, опухание пораженной конечности, шум трения, выпот и хруст в суставе. Ко 2-й группе относятся поражения центральной нервной системы от эмболии ее сосудов и от скопления пузырь- ков газа в ней. Эти поражения могут касаться как спинного мозга, так и головного. Церебро-спинальные поражения проявляются в форме параплегии (чаще спастической), моноплегии, паралича мочевого пузыря и прямой кишки, расстройства чувствительности и координации и т. д. Явления эти могут быть преходящими, если произойдет рассасывание газовых скоплений и эмболов. Если же наступают разрушения нервной ткани (гл. обр. в задних столбах и задних отделах боковых столбов грудной части спинного мозга) или кровоизлияния в нее (гематомиелия), то явления эти остаются стойкими и нередко, спустя несколько недель, заканчиваются летально. Церебральные симптомы сводятся к головокружению, головным болям, расстройствам речи, помрачению сознания, ступорозному состоянию. В результате газовой эмболии мозговых сосудов могут наступить коляпс и смерть. Гемипле-гия и судороги, являющиеся следствием очаговых размягчений мозга, нередко присоединяются к вышеуказанным мозговым явлениям. Скопления газа в лабиринте могут обусловить наступление глухоты и Меньеровского симптомокомплекса.-Наконец к 3-й группе относятся явления, зависящие либо от проскакивания крупных эмболов в правое сердце или от эмболии коронарных сосудов с остановкой сердечной деятельности и смертью per syncopen либо от закупорки легочных сосудов с наступлением смерти per asphyxiam. Последний случай характеризуется резкой одышкой с интенсивными припадками астмы на почве развивающегося отека легких. В то время как 1-я группа кессонных б-ней наступает и при давлениях сравнительно невысоких и характеризуется локализованными и преходящими поражениями, 3-я группа представляет собой поражения генерализированного характера всегда с быстрым и бурным летальным исходом и наступает после перехода из наиболее высоких давлений (4-3 атм.); 2-я группа занимает промежуточное положение, развивается после пребывания под давлением значительных степеней (2,5-3,5 добавочной атм.) и может либо ограничиваться локализованными преходящими или стойкими поражениями либо характеризоваться общими поражениями с летальным исходом. Все заболевания от сжатого воздуха объединяются под общими синонимами: аэро-патия, аэремия, пневматемия и т. п. При экспериментах на животных и при вскрытиях на людях, быстро погибших в деком-прессионном периоде, правое сердце находили растянутым большим количеством газа, а венозную систему-заполненной газовыми пузырьками. Вследствие этого кровь при вскрытии пенится. В коронарных сосудах находили множественные газовые эмбо-лы. В спинном мозгу в случаях параличей при аутопсии были находимы геморагии и очаговые размягчения с локализацией преимущественно в нижней грудной и верхней поясничной частях, что объясняется более слабой васкуляризацией их. Со стороны легких при вскрытиях были обнаруживаемы отек и интерстициальная эмфизема. Печень, селезенка и почки также оказываются на вскрытиях пораженными, хотя прижизненно» они и не давали никаких симптомов. Отмечены были случаи нахождения огромных газовых скоплений под слизистой jejuni.-■ Скорость сатурации тканей газом, resp. азотом, зависит от их свойств. Так, насыщение крови происходит в течение 55 сек., жировая же ткань насыщается медленно и вместе с тем она поглощает азота в 5 раз больше, чем кровь и др. ткани. Т. о. эта ткань, составляющая до 20% веса тела и слабо васку-ляризованная, будет и медленно освобождаться от газа в декомпрессионном стадии, представляя собой в этот период резервуар-для поглощенного под давлением азота. Поэтому нервная ткань, подкожная клетчатка, костный мозг, суставы (особенно коленные) поражаются чаще всего. Для борьбы с кессонными, resp. декомпрессионными б-н я м и важен прежде-всего соответствующий проф. подбор рабочих. Это должны быть люди с хорошей сердечно-сосудистой системой, способной справиться с транспортированием порций газа от тканей к легким, с незначительным развитием жировой ткани, с устойчивой нервной системой и т. д. Условия труда (температурные и т. д.) не должны создавать препятствий к нормальному функционированию-организма, особо важному в декомпрессион-ном периоде; все, что может понизить резистентность организма в этот период (охла-^ ждение, простуда и т. п.), может явиться прямой причиной кессонного заболевания и должно быть тщательно устраняемо. Крайне важно соблюдение норм пребывания под давлением, а особенно норм вышлюзовыва-ния. Последнее играет кардинальную роль в профилактике кессонных заболеваний. Помимо точного соблюдения правил вышлюзо-вывания и соответствующих условий в шлюзе (надлежащая t°, чистый воздух, достаточная вентиляция) важно после выхода человека из кессона возбудить его сердечную-деятельность, для чего целесообразно давать рабочим тотчас же горячий чай или кофе, предоставлять им тут же (в специальном помещении) короткий отдых для приведения терморегулирующего аппарата в устойчивое состояние, переодевания и обсыхания во избежание простуды.-Кессонные заболевания могут возникнуть и не тотчас по выходе из кессона, но и через несколько (до 24) часов. Поэтому необходимо соблюдение соответствующих мер предосторожности и нек-рое время по выходе из кессона. Специальное и особое врачебное наблюдение при К. р. неизбежно и необходимо.-У слови я труда при К. р. регулируются в СССР правилами НКТ СССР за № 38 от 5/П 1930 г., которые нормируют вопросы устройства, оборудования и содер-ятания кессонов, вспомогательных помещений и устройств при них, предписывают все необходимые меры безопасности и гигиены при работах в кессоне, мероприятия по предупреждению кессонных заболеваний, устанавливают правила организации врачебной службы, излагают противопоказания к допущению к К. р. и предписывают обязательные способы лечения кессонных болезней. По постановлению НКТ СССР за № 156 от 30 апреля 1929 года (раздел XI, п. 5) для кессонщиков устанавливается по особой вредности работ дополнительный двухнедельный отпуск. Наиболее действительный способ лечения кессонного заболевания-рекомпрес-сия, возвращение в давление, при к-ром человек работал. Для этого кессонные работы должны быть всегда обеспечены лечебным шлюзом с соответствующим оборудованием, куда могут быть вносимы заболевшие. Даже в случае параличей, если поражения нестойкие, человек легко и быстро полностью восстанавливает свое здоровье в леч. шлюзе. Леч. шлюз должен быть оборудован койками, электрическим освещением, обогревательными приборами, снабжен специальным окном для наблюдения извне за состоянием б-ного и иметь камеру для передачи б-ному медикаментов л пр. без изменения давления в шлюзе. Метод рекомпрессии основан на том, что под давлением газовые эмболы уменьшаются в размерах и рассасываются, переходя вновь в растворенном состоянии в ткани. После рекомпрессии, когда человек почувствует себя вполне здоровым, начинают медленно и осторожно редуцировать давление. Помещение в леч. шлюз заболевшего должно произойти возможно быстрее и во всяком случае не позже чем через 12 час. после наступления симптомов заболевания. Из паллиативных мер нужно указать на болеутоляющие медикаменты, высокую темп. (расширение сосудов и ускорение циркуляции крови), успокаивающие мази, массаж, ванны. Эти меры могут быть применены лишь в легких случаях (происшедших от небольших давлений до 2 атмосфер). Лит.: Бобров Н. и Б р е н е р В., Количественное и морфологическое исследование крови у кессонных рабочих, Гигиенатруда, 1927, Л"»7; Гуща А., К вопросу о влиянии повышенного атмосферного давления на состав крови, Арх. бис логических наук,т. XIX, вып. 1, 1915 (лит.); Л п б о в Б., О влиянии подподных работ на человека. Врач, 1901, Л г » 20-21 (лит.); Р и в о ш О., Кессонные работы с точки зрения охраны труда, Гиг. труда, 1924, Л"° 6; Соловцова А., К вопросу о влиянии на кровь кессонных работ, Русский врач, 1914, .№ 13-14, 17, 22-23; Heller R.., Die Caissonkrankheit, Dissertation, Zurich, 1912. См. также иностранную литературу к статье Декомпрессихтные заболевания. М. Якобсон.

Кессонный способ работы связан с использованием сжатого воздуха. Обычно основоположником кессонных ф) ндаментов

считают французского инженера Триже, хотя первый его кессон еще не был похож на современный. В 1841 г. Триже опускал стальные трубы диамет-: ром 1,03 м через водоносный слой для разработки каменноугольных копей в долине Луары. Труба на глубину 15 м опускалась по принципу опускного колодца с водоотливом. Дальнейшее погружение трубы этим способом не удавалось, и Триже применил сжатый воздух, превратив опускной колодец в кессон. Конструкция кессона Триже показана на рис. 6. Вода из шахты вытеснялась сжатым воздухом.

Рис. 1. Кессон Триже: 1 - шахта; 2 - воздушный шлюз; 3 и 4 - герметические двери; 5 - воздухопровод для сжатого воздуха; 6 - водоотводная труба

В оболочку был встроен «воздушный шлюз» с герметическими дверцами. Ниже шлюза находилась рабочая камера или шахта. Принцип работы заключался в следующем. Регулировочным краном воздухопровода давление воздуха внутри шлюза уравнивали с наружным. Когда давление воздуха было равно атмосферному, открывали дверь и входили в шлюз. А затем, закрыв верхнюю дверь и кран, соединяющий внутреннее пространство шлюза с атмосферой, открывали кран, при помощи которого шлюз сообщался

Ы с шахтой. Когда давление воздуха сравнивалось с давлением в шахте, открывали нижнюю дверь, и из шлюза переходили в шахту. Выход из шахты через шлюз наружу происходил в обратном порядке. Рабочие опускались в шахту и подрывали грунт под трубой. Вырытый грунт накладывали в бадьи, которые поднимали в шлюз, а из шлюза грунт перемещали наружу. Применяя этот способ, Триже опустил трубу еще на 6 м.

Такой же способ повторил английский инженер Брюнель при постройке двух мостов, где опускались цилиндры диаметром 11 м и высотой 30 м. Аналогичный способ был применен в 1857 г. при строительстве моста через р. Тиса в Венгрии для опускания стальной трубы диаметром 3 м. При строительстве этого моста были внесены некоторые усовершенствования в конструкцию кессона.

В 1856-1858 гг. в России также был применен этот способ при строительстве моста через р. Неман в Ковно, р. Вислу з Варшаве, р. Двину и др.

Конструктивное оформление современного кессона было дано инж. Денисом в 1859 г. при устройстве фундаментов Киль-ского моста через р. Рейн.

Предложенный Денисом кессон представлял собой металлический ящик, перевернутый дном вверх, который служил рабочей камерой и был соединен с шахтными трубами и со шлюзом. Такая конструкция выгодно отличается от конструкции цилиндрического кессона, примененного Триже, так как сталь расходуется только для устройства рабочей камеры, а тело опоры устраивается из менее дефицитного материала - камня и бетона. Принцип применения сжатого воздуха в том и другом случае одинаков.

Первый кессон современного типа имел в плане размеры 7 X 24 и высоту 3,8 м. По мере опускания рабочей камеры возводилась кладка тела опоры. Эта же конструкция была успешно применена при строительстве опор мостов в Швейцарии и через р. Преголя в Прибалтике. Однако более простые по форме цилиндрические кессоны были вытеснены не скоро. В России кессоны современного типа впервые применены в 1871 г. при строительстве моста через р. Днепр.

В России также широко применялись бетонные кессоны. Только на строительстве Восточно-Китайской железной дороги построено более 100 мостов на таких кессонах. Бетонные кессоны нашли применение и в 1910-1912 гг. при строительстве больших мостов через pp. Днепр, Дон и др.

Кессонный способ сооружения фундаментов значительно расширил возможности строителей. Там, где опускные колодцы не могли применяться по геологическим условиям (большие валуны, скальные прослойки, грунтовая вода и т.д.), их заменяли кессонами.

В практике мостостроения, особенно в Америке, применялись деревянные кессоны. Например, опоры Бруклинского висячего моста в НькР-йорке с главным пролетом 487 м, построенного в 1870-1883 гг., сооружены на деревянных кессонах размером 32,2 X 52,5 м (площадь их равна 1592 м2). Вероятно, это самые большие кессоны в практике строительства мостов. Расход древесины на один кессон составил 3140 м3, а металла - 250 т. Глубина погружения кессонов - 24 м ниже уровня грунта. Большие кессоны из дерева в США применяли также при строительстве ряда других мостов, в частности при строительстве арочного моста в Сент-Луисе в 1870 г. (25 X 22,1 м), а также в 1911 г. на строительстве Ново-Квебекского моста (16,9 X 55 м) и др. Эти кессоны поражают своими грандиозными размерами, но не совершенством конструкций. Характерной особенностью строительства кессонных фундаментов является то, что размеры кессонов с развитием уровня техники сильно уменьшились.

Деревянные кессоны нашли применение и в России при строительстве опор мостов на сибирских железных дорогах.

При строительстве опор мостов на кессонных фундаментах иногда происходили неожиданные случаи. При строительстве кессонных фундаментов опор моста в Нью-Йорке в 1917 г. под фундамент одной из опор предполагалось опустить три кессона до верха скальных пород. При опускании третьего кессона до проектной отметки была обнаружена широкая расщелина в скале, заполненная мягкой породой. Строители приняли решение перекрыть расщелину железобетонными арками и консольными балками пролетами 18 м, которые опирались на два соседних кессона. Третий кессон был поставлен на это перекрытие. Устройство железобетонных перекрытий производилось на глубине 21,35 м ниже горизонта воды под сжатым воздухом.

Еще более неожиданный случай имел место при строительстве фундамента автодорожного моста в Нью-Уэльсе в Австралии, где пришлось опустить кессон на глубину 75 м от уровня воды. При опускании кессона, когда он был погружен на глубину 15 м в грунт, а кладка была выведена на высоту 39 м, внезапно кессон опустился на 18 м. При этом верх кладки оказался на 14 м ниже поверхности воды, которая в этом месте достигала 35 м. Было решено опустить второй кессон на первый и объединить их. После этого кладка была выведена на 60 м. Колодец сел еще на 7 м. В процессе дальнейшего опускания также имело место скачкообразное опускание кессона на 8 м.

В практике отечественного мостостроения также были аварийные случаи при работе с кессонами. При строительстве моста через р. Днепр в 1871 г. один из кессонов опрокинулся и затонул. Чтобы опустить новый кессон, пришлось затонувший разрубить на части и извлечь. Были также неприятности при строительстве опор одного железнодорожного моста через р. Днепр: из-за неоднородности основания кессона произошел разрыв кладки тела одной из опор. Исправление разрыва кладки происходило в трудных условиях в течение 4 месяцев при круглосуточной аварийной работе. Строительство одной опоры заняло 5 лет.

В СССР кессоны широко применяли при строительстве мостов как на железных, так и на автомобильных дорогах. Наиболее современные методы нашли применение в строительстве новых московских мостов, построенных в 1936-1938 гг.

Наиболее сложные кессонные работы приходилось вести при строительстве Краснохолмского моста в Москве. Кессоны этого моста по своим размерам и глубине опускания относятся к категории выдающихся сооружений. Дно русла реки сложено поверху культурным слоем, а затем следует песок с гравием, глины и суглинки. На глубине 27-30 ж залегает известняк. Под каждую опору было опущено по два железобетонных кессона размером 17,5 X 35 ж с расстоянием между ними 4,5 м. Кессоны имели ромбическую форму. Наибольшая глубина опускания кессона - 34 м. На этом мосту широко применили гидромеханизацию, что значительно повысило темп работ. Это было новинкой в мостостроении. При обычном способе ведения работы восемь кессонщиков выдавали в смену 30 ж3 грунта, а с применением гидромеханизации 200 ж3. Благодаря хорошей организации работа по устройству фундаментов закончена в течение 1 года.

Кессонные фундаменты применили также на строительстве ряда других московских мостов.

Гидромеханизация позволяет вести работу без людей в камере или при небольшом количестве людей. Первый способ получил название автоматического, или слепого. Этот способ испытан в 1937 г. на строительстве Б. Каменного моста, а потом на Наводницком мосту в Киеве в 1939-1940 гг.

В послевоенный период большой вклад в усовершенствование конструкций опор на кессонных фундаментах внесли мостостроители Прибалтики . Ими предложены и внедрены столбчатые опоры на кессонах-оболочках из тонкостенных железобетонных элементов весом 200 т и более.

Конструкция опор на кессонах-оболочках показана на рис. 2. Опора состоит из двух кессонов-оболочек, железобетонного ростверка и тела опоры. Кессоны-оболочки имеют в нижней части горизонтальные перегородки для размещения на них шахтных труб с кессонными аппаратами. Диаметры оболочек доходили до 6,3 м при толщине стенки 15 см. Оболочки изготовляли на стенде. Транспортирование и опускание оболочек производили двумя плавучими шевр-кранами грузоподъемностью до 90-100 т. ичгптпв.прнными гилями стпоителей. После опускания

Кессонов-оболочек до проектной глубины и заполнения внутренней полости бетонной смесью на головы оболочек устанавливали железобетонный ящик-ростверк с несколькими отсеками. Ящик-ростверк служил одновременно опалубкой ростверка. При заполнении ящика-ростверка бетонной смесью его объединяли с оболочками при помощи арматурных каркасов. Для бетонирования ростверка, верх которого находился ниже уровня воды, применяли водонепроницаемые инвентарные перемычки. Над ростверком обычным путем возводили тело опоры. За последние несколько лет построено 15 опор на кессонах-оболочках.

На одном мосту две опоры на кессонах-оболочках построены в трудных геологических условиях: дно русла реки на глубину 3-4 м состояло из песков с содержанием крупных и мелких валунов, а ниже залегал мощный пласт песчаника. Глубина воды составляла от 3,5 до 5 м, а скорость течения реки доходила до 5 м/сек. Возведение опор в.двойном шпунтовом ограждении, рекомендованное в проекте моста, оказалось невыполнимым по геологическим условиям. Поэтому проект моста был пересмотрен, и опоры были построены на кессонах-оболочках. Кессоны-оболочки имели диаметр 5 м на нижнем участке высотой 3 – 4,8 м выше его. Расстояние между оболочками - около 9 м. При опускании оболочек на одной опоре встречались препятствия в виде сплотки деревянных свай и двухтавровых балок. Оболочки были опущены в песчаник на глубину 2,7 м. Все работы по возведению одной оболочки заняли 32 дня.

Особенность опор на кессонах-оболочках - это замена массивных кессонов двумя облегченными железобетонными оболочками, широкое применение сборных элементов с большим монтажным весом и индустриальный метод строительства.

Однако кессонные фундаменты в настоящее время полностью вытесняются другими видами фундаментов, глубокого заложения.

Рис. 2. Опора на кессонах-оболочках: а - незаконченная; б - законченная

СОГЛАСОВАНО секретарем ВЦСПС А.П.Бирюковой 29 декабря 1979 г., зам. главного государственного санитарного врача СССР А.И.Заиченко 21 октября 1977 г.

УТВЕРЖДЕНО зам. министра транспортного строительства Н.И.Литвиным 4 января 1980 г.

Составители правил

от Главтоннельметростроя:

к.т.н. Власов С.Н., Корнеев В.А., Калиниченко Г.Ф. (подготовили разделы 1, 2, 3, 4, 4.2, 7; приложения 4, 5, 6 и 7)

от НИИГВТ:

к.м.н. Щупаков Н.Н., к.б.н. Куренков Г.И., к.м.н. Стерликов А.В., к.м.н. Турубинер Н.М. (подготовили разделы 4, 3, 5, 6, приложение 7)

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Правила распространяются на строительные и монтажные работы, производимые под сжатым воздухом, и являются обязательными для всех министерств и ведомств.

1.2. При выполнении кессонных работ, кроме настоящих Правил, необходимо руководствоваться требованиями "Правил безопасности на строительстве метрополитенов и тоннелей", "Единых правил безопасности при разработке рудных, нерудных и россыпных месторождений подземным способом" , "Правил безопасности в угольных и сланцевых шахтах"*, действующими санитарными нормами и правилами.
________________
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют "Правила безопасности в угольных шахтах" (ПБ 05-618-03). - Примечание изготовителя базы данных.

1.3. Для производства кессонных работ организация, производящая их, обязана получить разрешение местных органов санитарного надзора, технической инспекции труда и горнотехнической инспекции. О начале кессонных работ строительством не позднее чем за один месяц посылается им уведомление.

1.4. Медицинское обслуживание кессонных работ является обязательным и осуществляется органами здравоохранения, создающими кессонные врачебные здравпункты при каждом кессоне.

1.5. Кессонные работы могут производиться при давлении сжатого воздуха не выше 3,0 ати.

1.6. Трасса тоннелей, намечаемых в проходке под сжатым воздухом, должна быть перед началом строительства обследована на предмет выявления старых колодцев, скважин и других сооружений, по которым может произойти прорыв воздуха. При обнаружении указанных сооружений должны быть приняты меры, исключающие прорыв воздуха.

1.7. К работам под давлением сжатого воздуха не более 1,5 ати могут допускаться лица мужского пола в возрасте от 18 до 50 лет и под давлением 3,0 ати - от 18 до 45 лет.

1.8. Для лиц административно-технического, медицинского и инспекторского персонала указанные верхние возрастные пределы увеличиваются на 10 лет.

Женщины допускаются к работе в кессоне в качестве инженерно-технического, медицинского и инспекторского персонала. Верхние возрастные пределы для них уменьшаются на 5 лет по сравнению с мужчинами.

Врачам предоставляется право делать отступления от верхних возрастных пределов, указанных в п.1.7, и в зависимости от результатов медицинского освидетельствования или переосвидетельствования (см. пп.5.1 и 5.2).

Примечание. Кессонщик, достигший указанного выше предельного возраста, должен быть выведен из кессона на работы в нормальной зоне.

1.9. Лица, допущенные к работе в кессоне, вносятся в именной список, который должен быть подписан производителем работ и заведующим кессонным здравпунктом и вывешен при входе в шлюзовой аппарат.

1.10. Министерства и ведомства на основе настоящих Правил должны разрабатывать и обеспечивать строительные организации, производящие кессонные работы, инструкциями по безопасному производству работ в условиях сжатого воздуха.

1.11. Администрация строительной организации обязана до начала работ под сжатым воздухом организовать обучение рабочих знанию инструкций по безопасному производству работ и пользованию самоспасателями. Инструкция должна быть выдана каждому рабочему под расписку, а также вывешена на видном месте.

1.12. Вся документация о допуске лиц к работе под повышенным давлением, прохождении ими обучения и инструктажа должна храниться в делах организации, производящей кессонные работы.

1.13. В соответствии с требованиями настоящих Правил проектная организация должна разрабатывать проекты организации и производства работ, а также рабочие чертежи всех необходимых устройств для возведения сооружений под сжатым воздухом.

2. УСТРОЙСТВА ДЛЯ БЕЗОПАСНОГО ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ ПОД СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ

2.1. Для безопасного производства работ под сжатым воздухом должны применяться следующие устройства:

ограждающие конструкции (кессоны, опускные кессоны, шлюзовые перегородки, потолки) для образования рабочей зоны с повышенным давлением, где осуществляются комплекс работ по разработке и выемке грунта, возведению крепи сооружения и другие технологические процессы;

шлюзовые аппараты, шахтные трубы для обеспечения прохождения людей, выдачи породы и подачи строительных материалов в рабочую зону без изменения в ней давления сжатого воздуха;

компрессорные станции, воздухосборники, водомаслоотделители и трубопроводы, служащие соответственно для выработки, очистки, транспортировки и распределения сжатого воздуха в рабочую зону;

аварийный шлюз, предохранительные аварийные перемычки, предохранительный экран, аварийный помост, сигнализация, связь.

2.2. Кессоны, опускные кессоны, шлюзовые перегородки, потолки должны быть воздухонепроницаемыми и рассчитанными на полуторное давление сжатого воздуха. В качестве материала для их сооружения применяются сталь, железобетон, бетон и кирпич. В ограждающие конструкции встраиваются и монтируются шлюзовые аппараты, шахтные трубы и трубопроводы различного назначения (для подачи сжатого воздуха и воды, сифонные, для пропуска кабелей и др.).

2.3. В опускных кессонах и при возведении сооружений с неподвижным потолком высота рабочей зоны должна быть не менее 2,2 м.

2.4. При возведении горизонтальных сооружений минимальное расстояние от шлюзовых аппаратов до забоя должно обеспечить размещение необходимого технологического оборудования для производства работ, позволять прием длинномерного материала для крепления выработок. Объем этой зоны должен исключать резкое колебание давления воздуха в ней при работе (шлюзовании, проветривании).

2.5. При производстве работ под сжатым воздухом допускается применение оборудования и шлюзовых агрегатов как смешанного, так и раздельного пользования.

2.6. В шлюзовых аппаратах смешанного пользования вертикальных кессонов шахтные трубы должны иметь проход для людей, занимать который запрещается.

Отверстие шахтной трубы людского лаза в центральной камере должно закрываться предохранительной крышкой (декелем), открывающейся вверх.

2.7. Шлюзовые аппараты смешанного пользования должны иметь не менее двух людских прикамерков.

2.8. Пользоваться для шлюзования центральной камерой в шлюзовых аппаратах смешанного пользования разрешается только в том случае, если в рабочей камере нет людей.

2.9. Двери шлюзовых аппаратов и крышки люков должны открываться в сторону большего давления и иметь специальное уплотнение по периметру дверного проема или люка. Плотность прижатия дверей и крышек люка должна обеспечиваться при разности давлений до 0,1 ати.

2.10. При сооружении тоннелей должно быть не менее трех шлюзовых аппаратов: людской, аварийный и материальный. Материальный шлюз следует располагать в нижней части перегородки, на уровне откаточных путей, а людской и аварийный шлюзовые аппараты в верхней части шлюзовой перегородки (во втором ярусе); к ним должны быть устроены лестничные подходы с площадками. Людской и аварийный шлюзы делятся переборкой с дверью на два отсека: в основном отсеке, большем по величине, производится шлюзование и вышлюзование смены кессонщиков, меньший служит для прохода в основной отсек и выхода из него отдельных лиц без изменения в нем давления, а также для индивидуального шлюзования.

2.11. Аварийный шлюз не разрешается занимать чем-либо и внутренняя дверь его должна быть всегда открыта в сторону повышенного давления, чтобы в случае внезапной аварии в тоннеле (затопление, прорыв воздуха, пожар и т.п.) люди могли укрыться в нем и вышлюзоваться в нормальную зону (приложение 4).

2.12. При малых размерах поперечного сечения горизонтальных сооружений, не позволяющих разместить три шлюзовые камеры в сечении, шлюз должен состоять из трех отделений: прикамерка, материально-людской камеры и аварийной, обеспечивающей свободный выход из кессона в случае аварии.

2.13. Людские прикамерки и выходные камеры должны иметь высоту над решеткой пола до потолка не менее 1,80 м и площадь из расчета не менее 0,5 м на одного человека. При малых размерах поперечного сечения шахтных стволов разрешается уменьшение площади до 0,3 м на одного шлюзующегося.

Людские прикамерки и входные камеры должны быть оборудованы откидными сиденьями, расположенными так, чтобы не мешать свободному выходу и входу. Двери людского прикамерка должны быть высотой не менее 0,9 м и шириной не менее 0,6 м.

2.14. Механизмы для подъема грунта (породы) из рабочей камеры кессона должны соответствовать "Правилам устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов" .

Подъемные устройства в вертикальных кессонах должны иметь приспособления, автоматически прекращающие подъем бадьи с грунтом на требуемой высоте.

2.15. При каждой перестановке шлюзового оборудования должен производиться наружный осмотр его с соответствующей записью в паспорте. При обнаружении дефектов шлюзовые аппараты и оборудование должно подвергаться гидравлическому испытанию.

2.16. Изготовление и ремонт шлюзового оборудования для работы под давлением разрешается с применением газовой или электрической сварки в соответствии с "Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" .

2.17. До начала кессонных работ и после перестановки шлюзового оборудования должно быть произведено испытание шлюзовых аппаратов, шлюзовых перегородок, опускных и неподвижных кесонных камер и других устройств сжатым воздухом давлением на 10% большим максимального рабочего.

2.18. Наружные стремянки и лестницы, ведущие к шлюзовым аппаратам, должны соответствовать ГОСТ 12.2.012-75*. Площадки вокруг них должны быть шириной не менее 1 м и иметь прочные ограждения с бортовой доской. Площадки лестницы и переходы около шлюзовых аппаратов не должны загромождаться материалами и породой и регулярно очищаться от грязи.
______________
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 26887-86 , ГОСТ 27321-87 , ГОСТ 27372-87 . - Примечание изготовителя базы данных.

2.19. Шлюзовые аппараты должны стоять на кессонах свободно, не опираясь на надкессонную кладку.

2.20. Для снабжения кессона сжатым воздухом должны применяться стационарные компрессорные станции.

Помещение и оборудование компрессорных станций должно соответствовать требованиям "Правил устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов" . При небольших объемах работ и расходах сжатого воздуха допускается применение передвижных компрессоров.

Компрессорная станция должна располагаться в зоне чистого воздуха. Не допускается расположение компрессорной станции вблизи автомобильных дорог, промышленных предприятий, свалок и т.п.

2.21. Компрессорная станция должна иметь питание от двух независимых источников энергии.

В компрессорной станции должен быть запасной компрессор с двигателем, включенный в сеть сжатого воздуха.

Производительность запасного компрессора должна быть не менее производительности самого мощного из работающих на станции компрессоров.

2.22. Каждый компрессор должен иметь индивидуальный воздухосборник, оборудованный устройствами для очистки воздуха от пыли.

2.23. Компрессоры, имеющие на последней ступени сжатия температуру воздуха более 120 °С, должны быть оборудованы концевыми холодильниками.

2.24. Температура воздуха, выходящего из последней ступени компрессора, не должна превышать 160 °С.

2.25. Каждый компрессор должен быть снабжен масловодоотделителем, установленным на воздухопроводе между компрессором и воздухосборником. Допускается исполнение масловодоотделителя и концевого холодильника в одном агрегате. Масловодоотделитель и холодильники должны быть оборудованы устройствами для спуска конденсата и масла.

2.26. На пути следования воздуха от коллектора компрессорной станции в воздухосборники на каждом воздухопроводе необходимо устанавливать по два последовательно соединенных фильтра для улавливания паров масла и продуктов его разложения (СО, акролеина и формальдегида и др.).

2.27. Сжатый воздух в наружный воздухопровод должен поступать не менее чем через два последовательно соединенных воздухосборника, общий объем которых определяется согласно табл.1.

Таблица 1

Минимальный общий объем воздухосборников

Количество воздуха, всасываемого компрессорами, м/мин	Минимальный общий объем воздухосборников, м

2.28. В сети воздуховодов и коллектора должна предусматриваться возможность отключения любого компрессора без нарушения работы остальных и подачи необходимого количества воздуха в кессон. Наружный воздуховод на всем протяжении от воздухосборника до кессона должен прокладываться не менее чем в две линии и защищаться летом от нагревания солнцем, а зимой от охлаждения.

Воздуховоды укладываются с уклоном, по пути их следования в пониженных местах должны устанавливаться спускные краны или автоматически действующие конденсационные горшки.

Соединение воздуховода с опускным кессоном должно осуществляться гибким шлангом необходимой длины. В местах присоединения шлангов к коллектору должны быть установлены вентили для отключения при необходимости линии.

Воздухосборники должны устанавливаться снаружи компрессорной станции и иметь навес для защиты от лучей солнца и наружную систему для охлаждения стенок водой.

Использование кессонной сети сжатого воздуха для других целей (для отбойных молотков, нагнетания и т.п.) запрещается.

2.29. Для смазки цилиндров воздушных компрессоров должно применяться компрессорное масло с температурой вспышки, наиболее высокой из установленных по ГОСТ, но не ниже 240 °С.

Расход смазочного масла не должен превышать нормальной потребности в смазке и должен ежедневно отмечаться в специальной книге.

2.30. При одновременном обеспечении сжатым воздухом двух или более рабочих зон на отходящих от компрессорной станции воздуховодах должны устраиваться распределительные (диспетчерские пункты).

В диспетчерском пункте должны быть установлены:

по одному воздухосборнику (емкостью не менее 3 м на каждом воздуховоде, подающем воздух в кессон);

задвижки для регулировки количества подаваемого воздуха, счетчики расхода воздуха, манометры и термометры, сигнализация и связь.

2.31. Диспетчерский пункт должен обслуживаться диспетчером, в обязанности которого входит:

наблюдение за количеством, температурой и давлением воздуха, поступающего от компрессорной станции;

распределение количества воздуха, подаваемого в рабочие зоны;

осуществление связи между кессонами, компрессорной станцией, врачебным кессонным здравпунктом и управлением строительства.

2.32. При сооружении тоннелей под руслами рек и водоемами под сжатым воздухом должны применяться устройства, обеспечивающие, в случае необходимости, работающим в кессоне возможность быстро покинуть тоннель. К ним относятся предохранительный экран и аварийный помост.

2.33. Предохранительный экран (металлическая воздухонепроницаемая диафрагма с герметичной дверью) устанавливается в верхней половине сечения тоннеля и периодически переносится по мере продвижения забоя. Расстояние от забоя до диафрагмы не должно превышать 50 м.

2.34. Аварийный помост служит для прохода от предохранительного экрана к аварийному шлюзу. Аварийный помост должен располагаться в верхней части тоннеля на всем его протяжении от предохранительного экрана до шлюзовой перегородки. Аварийный помост должен иметь ширину не менее 1,0 м; через каждые 25 м должны устраиваться лестницы для входа на помост с нижней (лотковой) части тоннеля.

2.35. Предохранительная перемычка применяется для возможности отсечения участка построенного тоннеля в случае возникновения аварийного положения в забое (прорыв плывуна, выпуск сжатого воздуха, пожар и пр.) и сооружается через 250 м от шлюзовой перегородки.

2.36. Предохранительная перемычка должна иметь проем с герметичной дверью, открывающейся в сторону забоя для пропуска подвижного состава. В верхней части предохранительной перемычки должен быть герметичный люк для прохода людей в случае затопления лотковой части тоннеля. С обеих сторон перемычки должны быть устроены лестничные подходы с площадками.

Конструкция герметичной двери в предохранительной перемычке и лотке тоннеля должна обеспечивать перекрытие и герметизацию проемов.

2.37. Предохранительная (аварийная) перемычка по прочности должна быть рассчитана на полуторное максимальное давление в рабочей зоне. Ее конструкция и место установки определяются проектом.

3. ОБОРУДОВАНИЕ КЕССОНА

3.1. Оборудование кессона (шлюзовые перегородки, шлюзовые аппараты) должны обеспечивать безопасное производство строительных работ под сжатым воздухом.

3.2. В рабочую зону должны быть проложены следующие виды коммуникаций:

трубопроводы сжатого воздуха низкого давления;

трубопроводы сжатого воздуха для работы пневмомеханизмов и инструмента;

вентиляционные (сифонные) трубопроводы;

дренажные трубопроводы (для выброса подземных и технических вод);

пожарный трубопровод;

шлюз-труба для длинномерных материалов;

силовые электрокабели и кабели освещения;

кабели сигнализации и связи.

Количество и размеры прокладываемых коммуникаций определяются проектом.

3.3. Ограждающие конструкции (кессоны, перегородки, потолки) должны иметь закладные детали и отверстия для пропуска перечисленных в п.3.2 коммуникаций. Кроме того, в конструкциях должны быть отверстия для установки трубок манометров.

3.4. Нагнетание воздуха в рабочую зону должно производиться одновременно не менее чем через два воздухопровода. Один воздухопровод должен быть проложен на 30 м за шлюзовую перемычку, а другой наращивается по мере проходки с отставанием от забоя до 50 м. При проходке подводных тоннелей должен прокладываться дополнительный воздухопровод для подачи воздуха за предохранительный экран.

В опускных кессонах сжатый воздух от одного воздухопровода подключается к центральной камере шлюзового аппарата, чтобы обеспечить кессонные работы сжатым воздухом в процессе укладки бетона в рабочую зону кессона и во время наращивания шахтных труб.

Каждая воздухоподающая труба должна быть снабжена у выходного отверстия клапаном, автоматически закрывающимся при падении давления в трубе (обратный клапан). Клапан должен иметь шумозаглушающее устройство.

3.5. Избыток воздуха, а также воздух, подлежащий обмену, должен удаляться из рабочей зоны кессона сифонными трубами без снижения давления в кессоне. Сифонные трубы должны быть снабжены на концах запорными кранами и иметь приспособления для присоединения гибких рукавов достаточной длины, обеспечивающих удаление воздуха с разных горизонтов и из разных мест рабочей зоны кессона.

В тоннелях для этих целей сифонные трубы через каждые 50 м оборудуются стояками с запорными вентилями и устройствами для подсоединения гибких рукавов.

Количество и размеры сифонных труб определяются из расчета не менее 20% их площади сечения по отношению к суммарной площади сечения воздухоподающих труб. Количество сифонных труб должно быть не менее двух.

3.6. Отверстия сифонных труб в кессоне и выпускных труб в шлюзовых аппаратах должны снабжаться предохранительными решетками для исключения засасывания предметов, могущих их закупорить.

3.7. Шлюзование и вышлюзование должно производиться снаружи людских прикамерков или входных камер со стороны нормальной зоны при помощи кранов, установленных на воздухоподающих и выпускных трубах. Внутри людских прикамерков или входных камер на воздухоподающей трубе должен быть установлен дополнительный кран для возможности прекращения шлюзовой или уменьшения подачи воздуха изнутри.

3.8. На случай необходимости вышлюзования изнутри в людском прикамерке или входной камере должна быть устроена аварийная труба с краном для выпуска воздуха. Этот кран должен быть опломбирован.

В случае срыва пломбы для пользования краном выпуска воздуха о причине должна быть сделана в санитарном дневнике запись дежурным кессонным фельдшером.

Шлюзование, вышлюзование изнутри людского прикамерка или входной камеры при помощи аварийного крана допускается только в следующих случаях:

при необходимости срочного выхода людей;

когда дается предупреждение о невозможности производить вышлюзование снаружи;

когда без предупреждения снаружи вышлюзование не начинается или начатое прекращается.

Людские прикамерки и входные камеры перед шлюзованием и вышлюзованием и во время вышлюзования должны проветриваться (продуваться сжатым воздухом) без нарушения установленного режима.

3.9. Людские прикамерки и входные камеры должны иметь съемный решетчатый настил на полу. Внутренние стены шлюза над сиденьями должны быть покрыты теплонепроводящими, водоотталкивающими, огнестойкими материалами, а под сиденьями размещены надежно ограждаемые обогревательные приборы.

3.10. Каждый людской прикамерок и входная камера должны быть снабжены проверенными манометрами и трехходовыми кранами (с диаметром фланца 38 мм и толщиной 6 мм) для установки контрольного манометра, отключения манометра от сосуда и соединения с атмосферой. Циферблат манометра должен иметь диаметр не менее 160 мм, цену деления не более 0,1 ати и выбираться с такой шкалой, чтобы при рабочем давлении стрелка его находилась в средней трети шкалы. Манометр должен быть установлен так, чтобы было удобно следить за его показаниями.

При давлении свыше 0,9 ати на шлюзовом аппарате должны быть установлены опломбированные приборы, автоматически записывающие давление. Пломба на приборе снимается и устанавливается начальником участка совместно с дежурным кессонным фельдшером, о чем делается запись в санитарном дневнике.

3.11. На дверной перегородке аварийного шлюза со стороны зоны сжатого воздуха должны быть предусмотрены две двери, открывающиеся в разные стороны. Дверь, открывающаяся внутрь камеры шлюза, используется для выхода людей из кессона в случае падения давления в нем (приложение 4).

3.12. Монтаж и эксплуатация электроустановок, силовых и осветительных сетей в кессонах должны соответствовать требованиям "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей" и "Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей" *.
_______________
* Действуют "Межотраслевые Правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00) . - Примечание изготовителя базы данных.

3.13. Освещение в рабочей зоне и в шлюзовых аппаратах должно быть электрическое напряжением не выше 42 В. Питание осветительных установок должно обеспечиваться двумя независимыми источниками.

В камере и прикамерке шлюзового аппарата должно быть установлено не менее двух ламп во взрывобезопасном исполнении. Освещенность в шлюзовых аппаратах должна быть не менее 15 лк, в рабочей зоне не менее 12 лк и в шахтных трубах не менее 10 лк.

В забое должны быть в резерве шахтные аккумуляторные лампы в количестве, равном наибольшему количеству людей в смене.

Лица технического надзора и другие лица, входящие в кессон, должны иметь при себе карманные электрические фонари или шахтные аккумуляторные лампы.

3.14. Силовые и электроосветительные электроустановки в кессонах должны быть в закрытом исполнении. Электропроводка должна быть защищена от повреждений в местах, где возможны механические воздействия. Все токоведущие части электроустановок должны быть недоступны для прикосновения.

3.15. Все металлические части электроустановок должны быть заземлены.

3.16. При ведении работ вертикальным кессоном рабочая зона и центральная камера шлюзового аппарата должны быть оборудованы телефонной связью с компрессорной станцией, с дежурным у шлюзового аппарата и кессонным здравпунктом. Эта связь должна быть прямой. Телефонные аппараты должны применяться закрытого типа (пылевлагонепроницаемые).

При разработке и выдаче грунта методом гидромеханизации насосная станция должна иметь телефонную и звукосветовую связь с кессоном.

3.17. При сооружении тоннелей под сжатым воздухом должны применяться следующие виды связи:

прямая переговорная громкоговорящая циркулярная связь между рабочей зоной кессона, дежурным у шлюзового аппарата в нормальной зоне и камерами шлюзового аппарата;

прямая индивидуальная телефонная связь диспетчерского пункта со стволом, забоем в кессоне, дежурным у шлюзовой перемычки в рабочей зоне, дежурным у материального шлюзового аппарата в нормальной зоне, компрессорной станцией, кессонным врачебным здравпунктом;

автоматическая телефонная связь рабочей зоны с компрессорной станцией, диспетчерским пунктом, дежурными аппаратчиками шлюзов в рабочей зоне и нормальной зоне, камерами шлюзового аппарата, стволом, управлением строительства и другими объектами, предусмотренными проектом. Телефонные аппараты должны применяться закрытого типа (пылевлагонепроницаемые).

3.18. Ограждающие конструкции (кессон, шлюзовые перегородки, потолки со стороны рабочей и нормальной зоны) должны иметь свето-звуковую сигнализацию для обеспечения пропуска через шлюзовые аппараты грунта, материалов и людей. Таблица сигналов должна быть вывешена на площадке шлюзовых аппаратов со стороны рабочей и нормальной зон, а также в центральной камере, людских прикамерках и входных камерах.

3.19. Кессоны должны быть оборудованы всеми необходимыми устройствами и приспособлениями для предупреждения и тушения пожаров в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.037-78 и настоящих Правил.

В кессонах при проходке тоннелей должны быть установлены у шлюзовой площадки и через каждые 100 м противопожарные посты. Противопожарный пост должен быть укомплектован: установкой пеногенераторного тушения, приспособленной для работы в условиях сжатого воздуха, противопожарным рукавом со стволом, багром, ломом, топором, лопатой и ящиком с песком.

3.20. В тоннелях пожарный водопровод через каждые 50 м должен оборудоваться стояками для разбора воды, необходимой в случае возникновения пожара.

3.21. Линия пожарного водопровода должна находиться под постоянным давлением, превышающим на 4 ати давление в кессоне.

3.22. Смазочные и обтирочные материалы, находящиеся в рабочей зоне, должны храниться в металлических ящиках с крышками в количестве, не превышающем потребности одной смены.

3.23. Электроустановки в рабочей зоне (распределительные шкафы, электросборки и др.) должны иметь не менее двух углекислотных огнетушителей, а также ящик с песком и лопатой.

3.24. Концы вентиляционных (сифонных) трубопроводов в нормальной зоне должны быть удалены от шлюзовой перегородки на расстояние не менее 25*.
______________
* Соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

3.25. При сооружении тоннелей с уклоном более 0,01 через каждые 50 м на путях должны устраиваться шлагбаумы или ловители, рассчитанные на удержание состава при отказе тормозов электровоза.

При проходке тоннелей с подъемом один из шлагбаумов должен быть установлен перед шлюзовыми аппаратами.

Для безопасной эксплуатации откатки на уклоне приказом по строительству должно быть назначено в каждой смене лицо, ответственное за исправное состояние шлагбаумов и своевременное их закрытие.

4. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПОД СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ

4.1. Рабочее время, шлюзование и вышлюзование

4.1.1. Продолжительность пребывания под давлением каждого кессонщика в течение суток не должна превышать времени, установленного в зависимости от величины давления сжатого воздуха в рабочей камере (рабочей зоне) кессона, согласно табл.2.

Таблица 2

Режимы декомпрессии (вышлюзования) кессонщиков при давлении в кессоне до 3 ати при дыхании воздухом (кислородом)

Макс. давле- ние в кессо- не, ати

Общее время шлюзования и пребывания под макс. давлением, мин

Время перехода на первую остановку, мин

Давление на остановках в ати

Общее время декомпрессии при дыхании

воздухом

кислородом

Время выдержек на остановках в мин при дыхании воздухом (кислородом)

мину- ты

мину- ты

Ограждающая конструкция для образования под водой или в водонасыщенном грунте рабочей камеры, свободной от воды, обычно вытесняемой сжатым воздухом. Кессоны сооружаются на поверхности и погружаются в грунт под действием собственного веса и веса надкессонного строения по мере разработки грунта. Кессон может опускаться с суши, с искусственно отсыпанных или намытых островков или с поверхности воды (наплавные кессоны).

Основная рабочая операция при опускании кессона - разработка и выдача на поверхность грунта. Скальные грунты и твердые глины разрабатываются взрывным способом или пневматич. инструментами. При проходке песчаных и поддающихся размыву глинистых грунтов работы ведутся гидромеханизационными установками: грунты размываются гидромониторами и удаляются из кессонов гидроэлеваторами. Гидромеханизация кессонных работ резко сокращает количество работающих в кессоне, уменьшает вредность произ-ва и расход сжатого воздуха, ускоряет и удешевляет стр-во.

В процессе выполнения кессонных работ компрессорная станция непрерывно подает в кессон сжатый воздух, поддерживая в нем необходимое воздушное давление. При ручной разработке грунтов, когда требуется полное их осушение, давление воздуха в камере поддерживается на 0,1-0,3 ат выше тидростатич. давления на отметке забоя. При применении гидромеханизации для улучшения условий размыва грунтов работы ведутся с пониженным воздушным давлением.

В зависимости от величины воздушного давления в камере, согласно правилам безопасности, должны проводиться мероприятия, предупреждающие возможность заболевания рабочих кессонной болезнью, регламентируются продолжительность рабочего дня, время вышлюзовывания и т. д. Допустимый предел воздушного давления установлен 3,9 ат. Этим определена максимальная глубина опускания - ок. 40 м.

В современном строительстве применяются железобетонные кессоны. Боковые стенки их (консоли) внизу заканчиваются ножом, врезающимся в грунт в процессе опускания. В верхнем перекрытии (потолке) кессона имеются шахтные отверстия, над которыми монтируются шахтные трубы и шлюзовой аппарат. Последний обеспечивает возможность транспорта людей и материалов из зоны сжатого воздуха в зону атмосферного давления и обратно. В потолке кессона предусматриваются также отверстия для воздуховодов, водоводов, электропроводов и др. После достижения ножом проектной отметки рабочие камеры заполняются полностью или частично бетоном, песком; иногда их оставляют незаполненными.

Кессоны раньше широко использовались для устройства фундаментов мостовых опор. В современном мостостроении кессоны заменены новыми видами глубоких опор и свайными фундаментами. Вместе с тем в последние два десятилетия кессоны наряду с опускными колодцами все шире используются в пром. стр-ве для погружения в грунт «опускных сооружений» - относительно небольших в плане, но сильно заглубленных подземных сооружений, основные части к-рых предварительно возводятся на поверхности. Этот способ применяется при стр-ве насосных станций, водозаборов, при устройстве глубоких приямков в пром. предприятиях и т. д. Кессонный способ может быть использован в любых грунтовых и гидрогеологич. условиях и более надежен для погружения фундамента или опускного сооружения до проектной отметки, чем способ опускных колодцев. Вместе с тем, кессонный способ имеет существенные недостатки, обусловленные ведением работ под сжатым воздухом: вредность произ-ва, сравнительно высокая стоимость, ограниченная глубина погружения.

Для подводных работ, не связанных с необходимостью заглубления в грунт (ремонтные и восстановительные работы в гидротехнич. стр-ве, подготовка скального основания, выходящего на поверхность дна акватории, и т. п.), иногда применяются съемные кессоны, представляющие собой конструкцию в виде бездонного ящика (воздушного колокола), погружаемого в воду наплаву или с подмостей.

Лит.: Озеров Н.В., Кессонные фундаменты, М., 1940; Зингоренко Г. И. и Силин Н. А., Гидромеханизация кессонных работ, М., 1949; Хализев Е. П., Выбор оптимального режима работы гидромеханизационных установок в кессонах, М., 1957; Правила безопасности при производстве работ под сжатым воздухом (Кессонные работы), 2 изд., М., 1960.

Архитектура, проектирование и строительство

При залегании прочных грунтов на значительной глубине когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится трудновыполнимым и экономически невыгодным а применение свай не обеспечивает необходимой несущей способности прибегают к устройству фундаментов глубокого заложения. Необходимость устройства фундаментов глубокого заложения может быть вызвана и особенностями самого сооружения например когда оно должно быть опущено на большую глубину заглубленные и подземные сооружения. Одним из видов фундаментов глубокого заложения наряду с...

Задание 25. Кессоны. Условия применения, конструктивная схема, последовательность производства работ.

При залегании прочных грунтов на значительной глубине, когда устройство фундаментов в открытых котлованах становится трудновыполнимым и экономически невыгодным, а применение свай не обеспечивает необходимой несущей способности, прибегают к устройству фундаментов глубокого заложения. Необходимость устройства фундаментов глубокого заложения может быть вызвана и особенностями самого сооружения, например, когда оно должно быть опущено на большую глубину (заглубленные и подземные сооружения). К таким сооружениям относятся подземные гаражи и склады, ёмкости очистных, водопроводных и канализационных сооружений, здания насосных станций и многие другие.

Одним из видов фундаментов глубокого заложения наряду с опускными колодцами, тонкостенными оболочками, буровыми опорами и фундаментами, возводимыми методом "стена в грунте", являются кессоны.

Кессонный метод устройства фундаментов глубокого заложения был предложен для строительства в сильно обводнённых грунтах, содержащих прослойки скальных пород или твёрдые включения (валуны, погребённую древесину и т.д.). В этих условиях устройство фундамента глубокого заложения по схеме "насухо" требует больших затрат на водоотлив, а разработка грунта под водой невозможна из-за наличия в грунте твёрдых включений.

Кессон схематически представляет собой опрокинутый вверх днищем ящик, образующий рабочую камеру, в которую под давлением нагнетается сжатый воздух, уравновешивающий давление грунтовой воды на данной глубине, что не позволяет ей проникать в рабочую камеру, благодаря чему разработка грунта ведётся насухо без водоотлива.

Кессон состоит из двух основных частей: кессонной камеры и надкессонного строения (рис.1).

Кессонная камера выполняется из железобетона и состоит из потолка и стен, называемых консолями. Консоли камеры с внутренней стороны имеют наклон и заканчиваются ножом. Толщина консолей в месте примыкания к потолку составляет 1,5...2 м. При бетонировании кессонной камеры в её потолке оставляют отверстие для установки шахтной трубы, труб сжатого воздуха и воды, а также подводки электроэнергии.

Надкессонное строение в зависимости от назначения кессона выполняется либо как колодец с железобетонными стенками (под заглубленное помещение), либо в виде сплошного массива из монолитного бетона или железобетона (для фундаментов глубокого заложения).

Главными элементами оборудования для опускания кессонов являются шлюзовые аппараты, шахтные трубы и компрессорная станция.

Шлюзовой аппарат, соединённый с кессонной камерой шахтными трубами, предназначен для шлюзования людей и грузов при их спуске в кессонную камеру и при подъёме из неё.

Последовательность производства работ при строительстве кессонов следующая.

Сначала на спланированной поверхности грунта возводится кессонная камера, на которой монтируются шлюзовой аппарат и шахтные трубы. Одновременно вблизи кессона сооружается компрессорная станция и монтируется оборудование для подачи в кессон сжатого воздуха.

После того как бетон кессонной камеры приобретёт проектную прочность, её снимают с подкладок и начинают погружение. Сжатый воздух начинают подавать в кессонную камеру, как только её нижняя часть достигнет уровня подземных вод. Давление воздуха, обеспечивающее отжим воды из камеры кессона, определяется из условия:

p в ≥Н w γ w

где p в - избыточное (сверх атмосферного) давление воздуха;

Н w -гидростатический напор на уровне банкетки ножа;

γ w - удельный вес воды.

По мере погружения кессона в грунт наращивают шахтные трубы, если это необходимо, и возводят надкессонную часть сооружения.

После опускания кессона на проектную отметку всё специальное оборудование демонтируется, а рабочая камера заполняется бетоном.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать
58265.		Особенности учета в автотранспортных организациях	60.5 KB
	Учет автомобильных шин и запасных частей Автомобильные шины поступающие вместе с новым автомобилем либо прицепом на колесах и один запасной комплект входят в стоимость автотранспортного средства и учитываются на счете 01 Основные средства.
58266.		Эпоха Просвещения	55.5 KB
	Шарль Луи Монтескье выдающийся французский мыслитель энциклопедического склада. Как философ социолог и писатель Монтескье оставил глубокий след в истории прогрессивной мысли. Велика роль Монтескье в деле идейной подготовки Великой французской буржуазной революции.
58267.		Як людина отримує інформацію	38 KB
	Мета: Ознайомити учнів з тим, за допомогою яких органів людина сприймає інформацію. Дати уявлення про колір фону в Paint. Розвивати увагу, пам’ять, логічне мислення. Виховувати любов до природи.
58268.		Организация бухгалтерского дела и архива	63.5 KB
	Для обобщения различных видов учетных работ в единое целое обеспечения равномерности их выполнения в течение отчетного периода составляется специальный график в котором для подразделений бухгалтерии и отдельных ее работников указывается время представления первичных документов...
58269.		Производство продукции из вторичного древесного сырья на лесопромышленном складе	82.5 KB
	Подготовка древесного сырья является важнейшей частью технологического процесса обеспечивающей возможность использования низкокачественной древесины для получения технологической щепы с допускаемой стандартом засоренностью корой и гнилью.
58270.		Начало Французской революции. Свержение монархии. Якобинская диктатура	147.5 KB
	И сразу начались затяжные споры по различным вопросам: о способах проверки полномочий депутатов о совместных и раздельных заседаниях о задачах Генеральных штатов о правах третьего сословия завтрашнем дне страны о будущем Франции.
58271.		ЕКОНОМІКА ВЕЛИКОБРИТАНІЇ	40 KB
	У самому справі Великобританії можуть вижити тільки виробництва і торгівлі. За винятком вугілля низькосортна залізна руда природний газ і нафта у Великобританії є кілька природних ресурсів. Вугілля була замінована у Великобританії більше 300 років.
58272.		Контроль витрат і стимулювання економії ресурсів. Система обліку витрат	199.5 KB
	Контроль витрат є важливою складовою системи управління витратами, без якої неможлива повноцінна реалізація інших її функцій. До основних завдань контролю витрат відносять: моніторинг - систематичне відстежування динаміки витрат і факторів, які на неї впливають...