PLATE XLIV.
TRANS. AM. SOC. CIV. ENGRS.
VOL. LXVIII, No. 1155.
HEWETT AND BROWN ON
PENNSYLVANIA R. R. TUNNELS: NORTH RIVER TUNNELS.
Details of 20 foot Movable Form and Traveler
Click to view larger image.
ТАБЛИЦА 30. — Среднее время, затрачиваемое на различные операции, связанные с возведением бетонных сводов в подводных тоннелях.
Average time in hours, form stood after filing. Type of reinforcement. Length of section, in feet. Time, in hours, moving and erecting forms. Time, in hours, placing concrete in Arch. Time, in hours, placing concrete in key. Time, in hours, placing concrete in key and arch. Total Time in hours, for moving, erecting, and filling. Total time in hours, per linear foot, for moving, erecting, and filling. Remarks.
70 A day work 50 20 15 15.40 30.40 50.40 1.01
Moving Erecting
A day work 20 2 3 8.30 2.40 11.10 16.10 0.80
53 B day work 20 2 3 10.40 11.20 22.10 27.00 1.35 Includes placing rods
58 C day work 20 2 3 11.00 7.20 18.20 23.20 1.16 do.
58 D day work 20 2 3 9.30 4.35 14.25 19.25 0.91 do.
53 D day work 20 2 3 6.15 2.05 8.20 13.20 0.05 do.
53 Sub-Type No. 1 piece work 20 2 3 6.00 3.00 9.00 14.00 0.70 do.
Fig. 23.
Click to view larger image.
Единственным доступным сжатым воздухом был воздух высокого давления, около 90 фунтов; между воздушной магистралью и цементационной машиной использовался редукционный клапан для снижения этого давления до 30 фунтов. Считалось, что это максимально допустимое давление, которое может выдержать свежеуложенный бетонный свод, и даже при этом в одном месте участок размером около 2 на 1 фут был выбит.
В качестве рабочей платформы использовались грубые передвижные подмости, опирающиеся на нижнюю ступень бетона кабельной полки. На ранних этапах работы цементация проводилась довольно хаотично, но когда была принята последняя система труб для цементации и вентиляции, работа стала выполняться систематически и следующим образом:
За один раз цементировались два 20-футовых участка свода, и для предотвращения растекания раствора вдоль свода и блокировки труб на следующих участках в конце каждого второго участка делалась перемычка из гипса для удержания раствора.
После того как секция была зацементирована, вдоль шелыги свода через каждые 50 футов просверливались контрольные отверстия, чтобы убедиться, что все пустоты заполнены; если нет, в своде просверливались отверстия как для цементации, так и для вентиляции, и дефектный участок подвергался повторной цементации. В среднем на погонный фут тоннеля расходовалось ¾ барреля цемента и такое же количество песка. Средний объем, подаваемый одной машиной за смену, составлял 15 баррелей, и, следовательно, средняя длина тоннеля, зацементированного одной машиной за смену, составляла 20 футов. Типовой состав рабочей бригады был следующим:
1 Foreman @ $3.75 per shift
1 Laborer running grout machine " 2.00 " "
2 Laborers handling cement and sand. " 1.75 " "
1 Laborer tending valve and grout pipes " 1.75 " "
После завершения цементации своды зачищались проволочными щетками для удаления пятен, а неровности в местах стыков соседних участков или оставленные блочной опалубкой обрабатывались бучардой.
Поверхность бетона кабельной полки. — Опалубка, используемая для этой части работы, показана на листе XLV. Она состояла из центрального каркаса на колесах, с которого были подвешены две вертикальные формы, по одной с каждой стороны, равные по высоте всей высоте полки. Регулировочные винты были установлены с интервалами как сверху, так и снизу, что позволяло точно регулировать положение лицевых форм. Лицевые формы были очень тщательно изготовлены из 3-дюймовых шпунтованных досок желтой сосны, и одна 50-футовая опалубка использовалась на 3000 футов тоннеля без замены лицевой поверхности. Большое внимание уделялось установке этих форм строго по линии и отметке, так как любой дефект испортил бы внешний вид тоннеля. Стыки между последовательными участками отделывались V-образной канавкой.
Бетон доставлялся к опалубке в бадьях для выгрузки; их поднимали на верхнюю часть опалубки с помощью лебедки Lidgerwood, закрепленной на прицепе. Бетон укладывался в опалубку путем сбрасывания его с передвижных подмостей по желобам, прикрепленным к их боковой стороне. Количество воды, используемой в смеси, требовало тщательного регулирования. Первые несколько замесов в нижней части должны были быть очень влажными и содержать меньше камня, чем верхняя часть, чтобы бетон плотно укладывался вокруг форм ниш и других неудобных углов.
Формы для лестниц и ниш безопасности крепились к лицевой стороне опалубки полки болтами, которые можно было ослабить перед перемещением основной опалубки вперед, благодаря чему формы для лестниц и ниш оставались на месте некоторое время после снятия основной опалубки.
Сначала опалубка оставалась на месте в течение 36 часов после завершения участка, но после небольшого опыта выяснилось, что достаточно 24 часов. Летом, когда повышение температуры ускоряло схватывание, время сокращалось до 18 часов. Среднее время, затраченное на 50-футовый участок, было следующим:
Laying concrete 4½ hours.
Interval for setting 18 "
Moving forms ahead and resetting 5 "
———
Total 27½ hours.
Типовая рабочая бригада состояла из:
Укладка бетона.
1 Foreman @ $3.25 per shift.
2 Spaders " 2.00 " "
8 Laborers " 1.75 " "
TRANS. AM. SOC. CIV. ENGRS.
VOL. LXVIII, No. 1155.
HEWETT AND BROWN ON
PENNSYLVANIA R. R. TUNNELS: NORTH RIVER TUNNELS.
Traveling Concrete Form for Face of Bench Wall as Used in River Tunnels
Click to view larger image.
Перемещение и установка опалубки.
1 Foreman @ $4.00 per shift.
10 Laborers @ 1.75 per shift.
После снятия опалубки все неровности на нижней кромке, где бетон соединяется с «губой», обрабатывались бучардой; никакие другие отделочные работы не проводились.
Укладка каналов и прочистка. — Конструкция и расположение каналов уже были описаны. Можно было заметить, что бетон кабельной полки укладывался ступенями, на которые укладывались каналы, поэтому поддержание проектного уклона и линии каналов было простой задачей. Единственным осложнением были связи из просечно-вытяжного металла, которые отгибались, чтобы не мешать опалубке свода, и выпрямлялись обратно после того, как опалубка свода проходила. Материалы, такие как каналы, песок и цемент, доставлялись в тоннель регулярной транспортной бригадой. Раствор замешивался в деревянном корыте длиной около 10 футов, шириной 2 фута 6 дюймов и глубиной 8 дюймов.
После укладки одноканальных блоков все стыки заделывались раствором, чтобы предотвратить попадание внутрь посторонних веществ. С многоканальными блоками это не требовалось, так как стыки обматывались хлопчатобумажной тканью. Каналы укладывались на оправку, и как можно скорее после укладки бетона вокруг них они «прочищались» с помощью прочистной оправки. Препятствий встречалось немного, и обычно это были забытые по ошибке оправки или скопления раствора там, где заделка стыков одноканальных блоков была дефектной.
В 657 000 футах каналов в речных тоннелях было встречено всего восемь серьезных препятствий. О исключительно высоком качестве работы свидетельствует тот факт, что тяжелый 3-дюймовый свинцовый кабель был проложен от колодца до колодца (450 футов) за 6 минут, а компания, нанятая для прокладки кабелей в этих каналах, побила все свои предыдущие рекорды по прокладке не только для тоннельных работ, но и на открытой местности.
На рис. 1, лист XXXV, показан набор инструментов и приспособлений, используемых при укладке и прочистке каналов. Типовой состав рабочей бригады был следующим:
Laying Multiple Ducts.
1 Foreman @ $3.50 per shift.
9 Laborers " 1.75 " "
Laying Single-Way Ducts.
1 Foreman @ $3.50 per shift.
8 Laborers " 1.75 " "
Rodding Multiple Ducts.
1 Foreman @ $3.50 per shift.
5 Laborers " 1.75 " "
Rodding Single-Way Ducts.
1 Foreman @ $3.50 per shift.
5 Laborers " 1.75 " "
The average progress per 10-hour shift with such gangs was:
Laying multiple ducts 4,000 duct ft.
Laying single-way ducts 1,745 " "
Rodding multiple ducts 4,040 " "
Rodding single-way ducts 2,532 " "
Нет необходимости приводить подробное описание бетонирования поперечных проходов, насосных камер, приямков и других мелких деталей, конструкция которых была показана ранее. Бетонные работы были завершены 1 июня 1909 года.
Период № 6. — Окончательная очистка. — Июнь 1909 г. — ноябрь 1909 г. — Как только все бетонные работы были завершены, началась очистка лотка. Тоннели были завалены большим количеством мусора, и было экономически выгодно удалить его как можно быстрее. Сначала были удалены оставшиеся формы, а подъемные механизмы, установленные на поперечных брусьях, уложенных поперек полок, были установлены в середине тоннеля с интервалом около 500 футов.
Работа велась днем и ночью, и за 10-часовую смену очищалось около 169 футов одного тоннеля. Работа началась 28 мая и была завершена 15 июля 1909 года. Часть времени работы велись в двух точках каждого тоннеля, в направлении двух шахт, но когда работы в Уихокенской шахте, которые велись в то же время, заблокировали выход с той стороны, весь материал отправлялся через Манхэттенскую шахту.
Общее количество удаленного материала составило 5350 кубических ярдов, или около 0,44 кубического ярда на погонный фут тоннеля. Средний состав бригады за смену был следующим:
В тоннеле.
3 Foremen @ $3.25 per shift
1 Hoist engineer " 3.00 " "
1 Signalman " 2.00 " "
38 Laborers " 1.75 " "
На поверхности.
1 Foreman @ $3.25 per shift
1 Hoist engineer " 3.00 " "
1 Signalman " 2.00 " "
12 Laborers " 1.75 " "
После завершения очистки основные работы подрядчика были закончены. Тем не менее, до ноября 1909 года использовалась довольно значительная рабочая сила для выполнения различных сопутствующих работ, таких как установка постоянных вентиляционных каналов и сопел в перехватывающем своде возле Манхэттенской шахты, возведение надстройки над Манхэттенской шахтой, а также сбор и приведение в порядок всего разнообразного переносного оборудования, которое либо продавалось, либо возвращалось на склад, сортировка всех отходов, таких как пиломатериалы, трубы и обрезки всех видов, и, в целом, восстановление площадок рабочих дворов до их первоначального состояния.
Бетоносмесительные работы.
Оборудование, использовавшееся для приготовления бетона для сухопутных тоннелей, было демонтировано и переустановлено до начала бетонных работ в речных тоннелях. У Манхэттенской шахты были построены два новых бункера для песка и камня, что увеличило общую емкость до 950 кубических ярдов. Два смесителя Ransome № 6, приводимые в действие электрическими двигателями General Electric мощностью 30 л.с., использующими ток от генераторов подрядчика, были установлены на специальной платформе в перехватывающем своде.
На Манхэттене песок и камень поступали из бункеров по желобам в небольшой загрузочный бункер, построенный на постоянной верхней платформе перехватывающего свода. Вагонетки с донной разгрузкой, разделенные перегородкой на две части, рассчитанные на хранение необходимого количества песка и камня для 4-мешкового замеса бетона, перемещались по путям на этой верхней платформе, заполнялись нужным количеством песка и камня, а затем откатывались назад и разгружались в загрузочные бункеры смесителя. После смешивания замес по желобам подавался в тоннельные вагонетки, стоящие на путях внизу. Вода подавалась по трубам из городского водопровода. Она измерялась в бочках с помощью градуированной шкалы внутри них. Вода не подавалась в смеситель до тех пор, пока весь песок и камень не высыпались из загрузочного бункера смесителя. Смесь перемешивалась около 1,5 минут, или около 20 полных оборотов.
У Уихокенской шахты бетоносмесительный завод был полностью перестроен. В шахте были построены четыре больших бункера: два для песка и два для камня. Вместе они вмещали 430 кубических ярдов камня и 400 кубических ярдов песка. Песок и камень выгружались непосредственно в бункеры из вагонеток на эстакаде, которая шла от причала к шахте. Материалы подавались по желобам прямо из бункеров в загрузочные бункеры смесителей, где они дозировались. Здесь, как и в Нью-Йорке, использовались два смесителя Ransome № 6 с электрическим приводом, и, как и там, вода перед подачей в смеситель направлялась в мерные баки.
Количество воды, используемой в различных частях бетонного сечения для 4-мешкового замеса, состоящего из 1 барреля (380 фунтов) цемента, 8,75 кубических футов песка и 17,5 кубических футов камня, приведено в таблице 31.
ТАБЛИЦА 31. — Количество воды на 4-мешковый замес бетона, в галлонах США.
Portion of cross-section. Maximum. Minimum. Average.
Invert 40 20 26
Duct bench 36 21 27
Arch (excluding key) 37 19 25
Key of arch 27 15 20
Face of bench 31 22 27
Максимальные количества использовались, когда камень был сухим и содержал больше, чем обычно, мелких фракций, минимальные — когда песок был влажным после дождя.
Результирующие объемы одного замеса для различных видов камня приведены в таблице 32.
ТАБЛИЦА 32. — Объем бетона на замес при использовании различных видов камня.
Mixture. Description of Stone. Resulting volume per barrel of cement, in cubic yards. Remarks.
Passed screen. Retained on screen.
1 : 2½ : 5 1½-in. ⅜-in. 0.815 Measured in air
1 : 2½ : 5 2½-in. Run of crusher. 0.827 Measured in air.
1 : 2½ : 5
General average. 0.808[D] Measured from plan.
1 : 2½ : 5 2-in. 1½-in. 0.768[E] Measured from plan.
[D] Среднее значение для всей секции речного тоннеля.
[E] Average from 7,400 cu. yd. in Land Tunnel section.
Песок, использовавшийся для всей секции речного тоннеля, был практически одинаковым и должен был соответствовать песку «Cow Bay». Результат механического анализа песка показан на листе XLVI. Весь камень был трапповой породой. Для начальной части работы он состоял из камня, который проходил через 2-дюймовое кольцо и задерживался на 1,5-дюймовом кольце, по сути, такой же, как использовался для сухопутных тоннелей. Это оказалось слишком крупным, и некоторое время его смешивали с равным количеством мелкого гравия или мелкого дробленого камня. Как только появилась возможность, стали использовать рядовой щебень, исключая все, что крупнее 2,5 дюймов. Около трех четвертей бетона речного тоннеля было уложено с использованием рядового щебня. Состав бригады был следующим:
На Манхэттене.
1 Foreman @ $3.00 per shift
4 Men on sand and stone cars " 1.75 " "
4 Men handling cement " 1.75 " "
2 Men dumping mixers " 1.75 " "
В Уихокене.
1 Foreman @ $3.00 per shift
2 Men hauling cement " 1.75 " "
2 Men dumping mixers " 1.75 " "
Среднее количество бетона, замешиваемого за 10-часовую смену, составляло около 117 замесов, или около 90 кубических ярдов. Максимальная производительность одного из смесителей составляла около 168 замесов, или 129 кубических ярдов за 10-часовую смену.
Транспортировка.
Наземная транспортировка. — На Манхэттене камень и песок поступали на баржах к причалу на берегу реки. Для первой части работы использовался причал на 32-й улице и Северной реке, и пока он использовался, материал разгружался с барж в мерные ящики с помощью грейферного ковша, работающего на подвесном тросе, а затем перевозился на грузовиках к шахте. Для последней части работы использовался причал на 38-й улице и Северной реке, где возможности для разгрузки были предоставлены подрядчику Пенсильванской железной дорогой, которая была постоянным арендатором пирсов. Материал разгружался в мерные ящики грейферным ковшом, управляемым деррик-краном, и перевозился на грузовиках к шахте. Когда мерные ящики прибывали к шахте, их снимали с грузовиков деррик-кранами и выгружали в бункеры.
В Уихокене весь камень и песок, за исключением камня, дробимого на месте, поступал по воде к северному слипу. Здесь он разгружался 2-кубовым грейферным ковшом и выгружался в 3-кубовые вагонетки с боковой разгрузкой, которые перевозились небольшим паровозом по эстакаде к шахте, где выгружались непосредственно в бункеры.
Перед началом укладки бетонной обделки железная дорога с шириной колеи 2 фута, которая использовалась для наземной транспортировки во время проходки тоннелей с металлической обделкой, была разобрана и заменена путями с шириной колеи 3 фута, состоящими в основном из 30-фунтовых рельсов. Вагонетки были 3-кубовыми с боковой разгрузкой и автоматическими откидными бортами. Два паровоза, которые хранились в Уихокене (часть оборудования с другого контракта), использовались для перевозки вагонеток вместо электрических, применявшихся на 2-футовой колее.
Транспортировка в тоннеле. — Пути, использовавшиеся в тоннеле, имели ширину колеи 2 фута и были уложены из 20-фунтовых рельсов, ранее использовавшихся при проходке тоннелей с металлической обделкой. Вагонетки для породы (упоминавшиеся ранее при описании проходки тоннелей с металлической обделкой) использовались для транспортировки бетона лотка, хотя для большей части работ использовались бадьи для выгрузки, перевозимые на платформах. Рассматривалось несколько систем транспортировки для этой работы, но ни одна из них не была признана достаточно гибкой для использования в постоянно меняющихся условиях, и в конечном итоге было решено перемещать все вагонетки вручную, поскольку практически вся работа велась под уклон, груженые вагонетки могли спускаться самотеком, а пустые — толкаться вручную. На каждую вагонетку выделялось по два человека, которые могли поддерживать движение транспорта таким образом, что это было бы, возможно, невозможно при любой системе механической тяги. Эта система была оправдана результатами, так как вся стоимость транспортировки в тоннеле при среднем плече около 2000 футов составила всего около 50 центов за кубический ярд, что выгодно отличается от механической тяги на аналогичных работах в других местах, при условии учета использования оборудования и энергии.
Используемая рабочая сила. — Средняя численность персонала, занятого на транспортировке, как на поверхности, так и в тоннеле, показана в таблице 33.
Затраты.
Во время работы силами Компании велись тщательные записи фактических затрат подрядчика на выполнение этой работы; эти затраты включают все прямые расходы, такие как оплата труда и материалы, и все косвенные расходы, такие как содержание головного офиса, амортизация оборудования, страхование и т. д., но не включают расходы на финансирование, о которых Компания не имела информации.