Повышенное атмосферное давление

В условиях повышенного атмосферного давления так называемым кессонным способом работают главным образом водолазы и рабочие, занятые на различных строительных работах, проводимых под водой или под землей в сильно насыщенных водой грунтах. Сущность кессонного способа возведения сооружений в таких условиях заключается в осушении пространства, в котором производятся работы, путем нагнетания в него сжатого воздуха. Сжатый воздух отжимает воду, что дает возможность производить необходимые работы. В зависимости от назначения кессонные работы могут производиться в вертикальном и горизонтальном направлении. Вертикальные кессоны применяются при возведении фундаментов под здания и оборудование, строительстве мостовых опор и при проходке стволов шахт. Горизонтальные кессоны находят применения главным образом в туннелестроении.

Устройства для производства строительных работ под сжатым воздухом должны иметь рабочую камеру (рабочую зону), где осуществляется комплекс работ по выемке грунта и возведению крепи сооружений, и шлюзовые аппараты для обеспечения прохода людей и подачи строительных материалов, а также выхода людей и выдачи грунта из рабочей камеры (рабочей зоны) без изменения в ней давления сжатого воздуха. Типичный опускной вертикальный кессон (рис. 28) состоит из кессонной камеры, металлической шахтной трубы, устанавливаемой над отверстием в потолке камеры, и шлюзового аппарата, укрепляемого на верхнем звене шахтной трубы. Кессонная камера представляет собой закрытую с боков и сверху, но открытую снизу прочную воздухонепроницаемую емкость. Внутреннее пространство кессонной камеры, куда нагнетается сжатый воздух, носит название рабочей камеры. В зависимости от назначения сооружения рабочая камера может иметь разнообразные очертания и различные размеры. Кессонная камера чаще всего изготовляется из железобетона и является основой того  фундамента или устоя, для сооружения которого опускается кессон. Высота рабочей камеры по действующему законодательству должна быть не менее 2,2 м. По мере опускания кессона, а вместе с ним и шлюзового аппарата шахтная труба наращивается путем добавления нескольких звеньев, и шлюзовый аппарат переставляется таким образом в более высокое положение. При сооружении тоннелей материальные шлюзовые камеры располагаются в нижней части шлюзовой перегородки на уровне откаточных путей, а людские шлюзовые камеры — в верхней части шлюзовой перегородки (во втором ярусе); к ним устраиваются лестничные подходы с площадками.

Одна из людских камер является аварийной, ее не разрешается занимать чем-либо. Внутренняя дверь ее должна быть всегда открыта в сторону повышенного давления, чтобы в случае внезапной аварии в тоннеле (затопление, прорыв воздуха, пожар и т. п.) люди могли бы укрыться в ней и выйти наружу.

Люди проходят в кессон (шлюзуются) следующим образом. Через открытую наружную дверь они входят в людской шлюз и, закрыв ее за собой, подают сигнал. Сигналист, находящийся снаружи шлюзового аппарата, приоткрывает кран на воздухопроводе, соединяющем шлюзовый аппарат с рабочей камерой (рабочей зоной); сжатый воздух устремляется через кран в людской шлюз, и давление в нем начинает постепенно повышаться. Вторая дверь, ведущая из людского шлюза в рабочую зону (рабочую камеру), в это время закрыта и прижата давлением сжатого воздуха. Когда давление воздуха в людском шлюзе станет равным давлению в рабочей камере (рабочей зоне), вторая (внутренняя) дверь из людского шлюза открывается и люди проходят в кессон.

Выход людей из кессона (вышлюзование) происходит в обратном порядке. Они входят в открытую внутреннюю дверь в людской шлюз, в котором в это время давление сжатого воздуха равно давлению в рабочей камере (рабочей зоне), закрывают за собой внутреннюю дверь и подают сигнал; дежурный сигналист, находящийся снаружи, приоткрывает кран на воздухопроводе, соединяющем людской шлюз с наружной атмосферой, давление в людском шлюзе начинает постепенно понижаться: наружная дверь из людского шлюза в это время остается закрытой и прижатой давлением сжатого воздуха. Когда давление в людском шлюзе спадет до атмосферного, наружная дверь его открывается и люди выходят из людского шлюза наружу.

При опускании кессона работа начинается с того, что рабочая камера, сооруженная на месте опускания кессона, с монтированными на ней шахтными трубами и шлюзовыми аппаратами за счет разработки и выемки грунта в рабочей камере постепенно углубляется в землю. Одновременно производится возведение надкессонной кладки на ее потолке. Пока не достигнут водоносный слой и сжатый воздух не подан в кессон, люди работают в нем в условиях атмосферного давления. После достижения пластов грунта, содержащих воду, кессон переводится на давление, которое соответствует гидростатическому, т. е. давлению столба жидкости, находящейся под кессоном. Давление воздуха, уравновешивающее гидростатический столб жидкости над рабочей камерой кессона, называется добавочным давлением. Если к добавочному давлению прибавить давление атмосферного воздуха, то в сумме получится общее, или абсолютное давление. Абсолютное давление принято сокращенно обозначать ата, добавочное давление — ати. Наибольшее допускаемое нашим законодательством давление сжатого воздуха в кессонах не должно превышать 4 ата, что примерно соответствует глубине воды или водонасыщенного грунта под кессоном 40 м.

Когда достигнут грунт необходимой прочности и опускание кессона закончено, рабочая камера заполняется бетоном, шахтные трубы вместе со шлюзовым аппаратом отделяются от всего сооружения. Оставшиеся в местах расположения шахтных труб свободные каналы затем также заполняются бетоном, и сооружение приобретает монолитный характер.

• Пониженное атмосферное давление