Гидромеханическая разработка грунтов

Для разрушения грунтов, их транспортирования и укладки в инженерные сооружения можно использовать оборудование для гидромеханической разработки фунтов. При этом разрушение фун­тов производят как водяной струей большого напора, так и с по­мощью механических устройств: фрез и рыхлителей. От забоя к месту укладки фунт транспортируется в виде взвеси (пульпы), перемещаемой потоком воды, движущейся самотеком по откры­тому лотку или под напором — по трубе (пульповоду). На выходе из лотка или трубы скорость потока пульпы резко снижается, что приводит к осаждению фунта, образующего плотный нанос. Та­ким образом, обеспечивается непрерывность процесса, позволя­ющего полностью механизировать процесс разработки, транспор­тирования и укладки грунта.

Преимущества гидромеханического ведения земляных работ состоят в высокой производительности при подаче грунта на боль­шие расстояния, возможности разработки грунта под водой, ес­тественного уплотнения укладываемого намывом грунта и в воз­можности разделения его на фракции. Вместе с тем производи­тельность и стоимость гидрофицированных земляных работ в зна­чительной мере зависят от местных условий. Их эффективность понижается, если уровень отвала оказывается выше уровня места разработки грунта, а также при высокой стоимости электроэнер­гии в данной местности и значительном удалении источника воды от места разработки грунта. Гидромеханическая разработка грун­тов небезопасна и с экологической точки зрения, так как разру­шает придонную флору и фауну естественных водоемов и, кроме того, надолго выводит из хозяйственного оборота большие объе­мы пресной воды.

Способ гидромеханизации применим не для всех групп грунта. Плохо поддаются такой разработке грунты, содержащие большое количество камней, а также плотные глинистые включения.

Различают закрытый (подводный) и открытый гидромехани­ческие способы ведения земляных работ.

При закрытом способе применяют плавучие землесосные уста­новки, снабженные всасывающей трубой, которую опускают на дно водоема. Грунтовые частицы со дна захватывают водяным по­током, всасываемым землесосом, и образовывают пульпу, пере­качиваемую по трубам к месту отвала, где частицы оседают, а вода уходит из них. Использование землесосных снарядов запре­щается при содержании в грунте свыше 0,5 % по объему негаба­ритных для грунтовых насосов включений, таких как валуны, кам­ни, топляки и т.п.

При открытом способе грунт размывают гидромониторами. К ним под напором подают воду, которая размывает грунт, обра­щая его в пульпу. Пульпа стекает к месту укладки самотеком по канавам и лоткам или же ее подают принудительным способом по трубам под напором, создаваемым грунтовыми насосами. При разработке гидромониторами грунтов, трудно поддающихся раз­мыву, их предварительно рыхлят механическими средствами или взрывным способом. Зачистка дна полезных выемок (котлованы, канавы, дорожные выемки и т.п.) также производится бульдозе­рами или другими землеройными машинами.

Различают оборудование для землесосных и гидромонитор­ных работ. Особую группу составляет вспомогательное оборудо­вание.

В первую группу входят землесосные снаряды (автономные и с питанием от береговых энергетических систем), во вторую — ла­фетные стволы (гидромониторы), насосные и землесосные уста­новки. Водоводы и пульповоды, а также перекачивающие земле­сосные установки включают в обе группы. К вспомогательному оборудованию относят плавучие краны, трубоукладчики, транс­портные тракторы, буксирные суда и др.

В строительстве более распространен землесосный способ, ши­роко применяемый при намыве площадок, возведении намывных сооружений и выемке котлованов в гидротехническом строитель­стве, для добычи и переработки песчано-гравийных материалов.

Оборудование для землесосных работ. Землесосный снаряд — это плавучая установка, предназначенная для разработки, подъема на поверхность и транспортирования к месту укладки грунтов со дна естественных и искусственных водоемов.

Гидромониторное оборудование. Гидромониторный способ бо­лее трудоемок и требует большего удельного расхода электроэнер­гии. Приемлемые технико-экономические показатели его приме­нения возможны только в благоприятных природно-геологических условиях. Размывать грунт гидромонитором можно также при по­гружении опускных колодцев и кессонов, что значительно увели­чивает скрость их опускания.

Основным оборудованием для выполнения гидромониторных работ служат гидромониторы (рис. 1.83) — устройства, формиру­ющие струю воды с высокой кинетической энергией. Размытый грунт образует пульпу, которая подается к месту укладки по ка­навам и лоткам. Безнапорное самотечное транспортирование воз­можно, если местность имеет нужный уклон. При широко рас­пространенной перекачке под напором пульпа самотеком посту­пает в углубление рядом с гидромонитором, откуда по напорно­му пульпопроводу перекачивается грунтовым насосом к месту укладки.

Рис. 1.83. Гидромониторная установка в сборе:

1 — лафет; 2 — напорный водовод; 3 — привод механизма поворота ствола в горизонтальной плоскости; 4 — привод механизма поворота ствола в вертикаль­ной плоскости; 5 — шарнир поворота ствола в вертикальной плоскости; 6 —

ствол с насадком