Подводные земляные работы.
Лекция № 3. Инженерно-строительные и ремонтные подводно-технические работы.
Подводные земляные работы.
Подводными земляными работами называются работы по разработке грунта под водой.
Способы подводной разработки грунтов зависят от их состава, которые определяются ГОСТом 25100-95.
Основными видами подводной разработки грунтов являются размыв, всасывание, разрыхление и экскавация.
Под размывом понимают процесс отделения от массива частиц грунта струей воды и удаление их от общего массива на некоторое расстояние в виде гидросмеси. Для размыва служат гидромониторы и водяные стволы.
Под всасыванием понимают процесс всасывание частиц грунта, отделившегося от массива вместе с водой, размывшей грунт. Для всасывания грунтов используются эжектора и грунтососы.
Под разрыхлением понимают процесс увеличения объема грунта в процессе его разработки. Разрыхление грунта под водой осуществляется поступательно движущимися рыхлителями, а также фрезами, бурами, вибраторами, взрывным способом
Экскавация – процесс извлечения грунта из-под воды. Производится грейферными ковшами, многоковшовыми рабочими органами. Применяют также комбинированные способы разработки грунтов, основывающиеся (на указанных видах подводного разрушения.
Разрушение грунта водой и образование гидросмеси происходят в весьма разнообразных условиях и формах. В одних случаях придонные скорости открытого (безнапорного) потока, непосредственно воздействуя на частицы грунта, отрывают их от русла потока и переносят на какое-то расстояние. Это так называемый безнапорный, или эрозионный, способ размыва. В других случаях под водой вблизи поверхности разрабатываемого грунта располагается приемное отверстие всасывающей трубы землесоса и создаются условия, обеспечивающие всасывание частиц грунта в трубу вместе с водой. Способ разработки грунта по этой чрезвычайно распространенной схеме называется землесосным, или рефулерным.
Разрушение грунта и образование гидросмеси часто производится компактной плотной струей воды, вылетающей под большим напором из насадка ствола гидромонитора. Это — гидромониторный напорный способ размыва грунта. Безнапорный, землесосный и гидромониторный способы размыва являются основными, наиболее часто применяемыми способами гидравлической разработки грунта. При напорном гидромониторном размыве вода к месту разработки грунта подводится с большим избыточным давлением (напором). Специальными устройствами (гидромониторами) создается одна или несколько мощных гидравлических струй, с помощью которых грунт разрушается.
Простейшими устройствами для разрушения грунтов являются гидромониторы и гидростволы.
Гидромонитор представляет собой водобойный снаряд, предназначенный для создания напорных струй воды и направления их в нужную точку для разрушения и смыва грунтов или горных пород. Вода к гидромонитору подается по трубопроводу центробежными насосами.
В современной практике различают гидромониторы следующих типов:
- стандартного типа (напором 5- 12 ат) - для разработки грунтов средней трудности;
- высоконапорные (напором 15-25 ат и более) - для разрушения плотных (связных) грунтов;
- гидромониторы для кессонных работ.
Схема простой гидромониторной установки представлена на рис. 1.
Основным элементом ее является гидромонитор, который может управляться под водой или водолазом, или оператором багермейстером из рубки управления установки. Применяемые в строительстве гидромониторы могут быть с ручным (механическим), гидравлическим и электри-ческим управлением. Гидромониторная установка создает мощную струю воды под действием которой грунт разрушается, а затем отводится по открытым лоткам или трубопроводам к месту укладки.
Принципиальная схема гидромонитора представлена на рис. 2.
В гидромониторную установку с ручным управлением входят центробежный водяной насос, двигатель, всасывающий и напорный шланги и сменные гидромониторные насадки. Для погашения реактивной силы струи к шлангу гидромонитора на расстоянии 1 5 - 2 м от насадка прикрепляют балласт или безреактивные насадки. У мониторов с высоким давлением выходной струи для облегчения управления используются дефлекторы.
Гидроствол (рис. 3) предназначен для размыва грунта под водой. К нему с поверхности по шлангу от высоконапорного насоса с давлением до 20—25 кгс/см2 подается вода.
Рис. 3. Гидроствол: 1 — напорный шланг; 2 — труба ствола; 3 — обычная насадка; 4 — безреактивная насадка
Струя воды, вытекающая из отверстия насадки гидроствола с большой скоростью, размывает грунт и относит его в сторону. При работе гидроствола с обычной насадкой возникает сила реакции, которая действует на водолаза и стремится опрокинуть его. Этот недостаток устраняется применением безреактивной насадки, которая дополнительно к основной струе, размывающей грунт, имеет несколько обратных струй, вытекающих под углом к оси ствола. Обратные струи компенсируют силу реакции основной струи за счет дополнительного расхода воды.
Для удаления грунтов простейшими механизмами являются эжектора и гидронасосы.
Гидроэжекторы или гидравлические грунтососы (рис. 4 и 5) предназначены для отсоса под водой жидкого ила, рыхлой глины, мелкого гравия, песка и сыпучих грузов из затопленных трюмов (зерно, мелкий уголь). К соплу эжектора с поверхности от насоса по напорному шлангу подводится вода под давлением. Струя воды, вытекая из сопла с большой скоростью, создает на входе эжектора подсос окружающей воды, которая увлекает за собой частицы грунта и транспортирует их в шланг отвода пульпы. В зависимости от условий, в которых приходится отсасывать грунт, применяются вертикальные или горизонтальные гидроэжекторы.
Для разработки больших объемов грунтов используются стационарные или передвижные е установки большой мощности – земснаряды.
Земснаряд - общее название судов технического флота, применяемых для подводной разработки и выемки грунта.
Общая классификация земснарядов:
1. По способу забора и перемещения грунта земснаряды подразделяют:
1. Землесосный снаряд - извлекающие и перекачивающие грунт в виде пульпы с применением грунтового насоса, наиболее распространенный тип земснарядов, применяемый на I - IV классах грунтов;
2. Землечерпальные- являющиеся разновидностью экскаваторов, поднимающие и перемещающие грунт посредством ковшей или черпаков. Используются на твердых грунтах V - VI класса, где эффективность землесосных земснарядов не дает необходимой производительности. В свою очередь землечерпальные снаряды подразделяют:
- на одночерпаковые штанговые, представляющие собой одноковшовый экскаватор, установленный на понтоне;
- на одночерпаковые грейферные, представляющие собой подъемный кран, оборудованный грейфером;
. Многочерпаковые, представляющие собой машину непрерывного действия, с черпаками, закрепленными на бесконечной цепи, натянутой между двумя барабанами.
2. По способу транспортировки грунта земснаряды подразделяются:
1. Рефулерный - транспортировка грунта осуществляется при помощи плавучего пульпопровода.
2. Шаландовый - транспортировка грунта осуществляется шаландами - специальными судами, принимающими грунт в трюм и отвозящими его к месту размещения;
3. Самоотвозный - грунт принимается земснарядом в собственный трюм и отвозится к месту
свалки;
4. С гидромониторным выбросом пульпы.
3. По методу рабочих перемещений земснаряды подразделяются:
1. Самоходные.
2. Несамоходные - использующие папильонажные лебедки и якоря или свайный ход. Якорь завозят на определенное расстояние и при помощи канатов и лебедок снаряд перемещается в нужном направлении. Свайно-якорные снаряды кроме рабочих якорей имеют так же свайные аппараты.
4. По производительности различают:
Земснаряды малой, средней и большой производительности.
5.По роду энергетической установки (приводящей в движение снаряд) - паровые, дизельные, дизель-электрические, дизель-гидравлические, газотурбинные и электрические дноуглубительные снаряды.
6. По району выполнения дноуглубительных работ различают земснаряды морского и речного типов. Морские земснаряды отличаются от речных конструкцией корпуса и лучшей устойчивостью, позволяющей выполнять работы в условиях волнения.
Большинство земснарядов имеют в составе оборудования гидромониторы.
Классификация земснарядов с гидромониторами:
1. По типу всасывающего агрегата:
- с грунтовыми насосами;
- водоструйные насосы (эжекторы);
- эрлифты.
Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 7004;