По количеству грунтовых насосов.

По количеству грунтовых насосов земснаряды подразделяются на:

- однонасосные земснаряды, получившие наибольшее распространение;

- двухнасосные земснаряды.

Двухнасосные земснаряды, в свою очередь, могут быть разбиты на две подгруппы:

- земснаряды, на которых грунтовые насосы соединены последовательно;

- земснаряды с грунтовыми насосами, соединенными параллельно.

На некоторых земснарядах грунтовые насосы в зависимости от конкретных условий могут соединяться как последовательно, так и параллельно. Иногда второй грунтовый насос монтируется на земснаряде как резервный.

10. По наличию на борту жилых помещений:

- земснаряд без жилой каюты;

- земснаряд, имеющий жилую каюту.

Принцип работы земснарядов по извлечению грунта со дна акватории заключается во всасывании со дна акватории смеси частиц грунта с водой, называемой пульпой. Схема землесосного снаряда показана на рис. 6. Основной рабочий орган земснаряда - центробежный насос, создающий вакуум и всасывающий пульпу через грунтозаборное устройство 1, которое может изменять свое положение (опускаться или подниматься) при помощи подъемного устройства. По грунтозаборному устройству пульпа поступает в грунтовый насос 3, который подает ее в напорный грунтопровод 4. Глубина всасывания современных землесосных установок изменяется от 2 - 3 до 40 - 50 м, а производительность – 80 - 3000 м3/ч. Грунтозаборные устройства закрываются решеткой для предотвращения попадания больших камней либо длинных предметов, которые могут повредить рабочее колесо центробежного насоса. Современные землесосные снаряды имеют специальные гидравлические, механические и комбинированные устройства для разрыхления грунта. Для разработки плотных несвязных и связных грунтов конструкции всасывающих устройств оснащаются механическими разрыхлителями грунта - фрезерными и роторно-ковшовыми.

Рис. 6. Принципиальная схема землесосного снаряда: 1 - грунтозаборное устройство; 2 - всасывающий трубопровод; 3 - грунтовый насос; 4 - напорный грунтопровод; 5 - устройство для рабочих перемещений; 6 - корпус.

Для легкоразмываемых грунтов целесообразно использовать гидравлические разрыхлители, которые обеспечивают подачу в грунтозаборное устройство пульпы с более высоким содержанием грунта. Гидравлические разрыхлители делятся на три типа: размывающие грунт, размывающие и подгоняющие грунт к грунтозаборному устройству и гидродиффузионные.

К комбинированным рыхлителям относятся фрезерно-гидравлические. Эти рыхлители значительно повышают производительность землесосов и расширяют область их применения. Фрезерно-гидравлический рыхлитель состоит из фрезы и системы гидравлических насадок, одна из которых (лобовая насадка) предназначена для разрыхления грунта в передней части забоя, а остальные насадки находятся на ножах фрезы и предназначены для смыва грунта с ножей фрезы, разрыхления и подгонки его к грунтозаборному устройству.

С увеличением глубины разработки подводного грунта производительность землесосных снарядов значительно сокращается. Повышение производительности землесосных снарядов достигается применением эжектирующих устройств на всасывающей линии землесоса, а также использованием погружных грунтовых насосов.

Для разработки подводных траншей можно использовать землесосы-эрлифты. Принцип действия эрлифта основан на том, что сжатый воздух, поступая через форсунку в нижний конец трубы, опущенной в воду, смешивается с водой и образует водно-воздушную смесь, плотность которой ниже плотности окружающей воды. Вследствие разности плотностей и давления воды водно-воздушная смесь поднимается вверх. Если нижний конец трубы соединить с грунтоприемником и приблизить к грунту, то вместе с водой начинает поступать в трубу и грунт. У эрлифтного землесоса с увеличением диаметра грунтопровода и глубины извлечения грунта повышается производительность. Основное преимущество эрлифта — возможность извлечения грунта с больших глубин.

Основные виды подводных земляных работ — дноуглубительные, буровые, планировочные, уплотняющие, погружные, взрывные.

Дноуглубительные работы общего назначения выполняются землесосными снарядами, землесосными установками, одно- и многочер-паковыми экскаваторами, а также скалодробильными снарядами, скалорезными и гидромониторными агрегатами, канатно-скреперными установками, подводными кабелеукладчиками, дноочистительными снарядами, водолазными средствами.

Буровые механизмы предназначены для проходки скважин при добыче полезных ископаемых, для бурения шпуров при подводных взрывных работах, погружения оболочек в скальные грунты.

Планировочные машины и устройства служат для разравнивания песчаных, щебеночных и гравелистых оснований. К этой группе машин относятся подводные планировщики и планировочные устройства. Для уплотнения подводных постелей применяются виброуплотнители и катки.

Для погружных работ используются молоты одиночного и двойного действия, дизель-молоты, вибропогружатели, вибромолоты, подмывные устройства.

Пробы грунта с глубин берут грунтозаборниками различных конструкций.

Водолазные работы для размыва и удаления грунта выполняются обычно средствами малой механизации: гидростволами и грунтонасосами.

В состав земляных работ, для выполнения которых используются средства гидромеханизации, рассмотренные выше, входят:

· срезка крутых береговых склонов и укрепление берегов;

· разработка траншей для кабелей и трубопроводов;

· дноуглубительные работы;

· устройство водоотводных канав, перемычек;

· планировка береговых строительных площадок;

· добыча песка;

· добыча полезных ископаемых со дна и др.

Технология устройства подводных траншей для трубопроводов и кабелей отличается от технологии подводных земляных работ при строительстве других гидротехнических сооружений, так как подводные траншеи представляют собой узкопрофильную выемку. Эти особенности производства земляных работ при строительстве подводного трубопровода обусловливают применение специальных машин и оборудования.

Выбор и рациональное использование технических средств для разработки подводных траншей на водоемах зависят от грунтовых условий по трассе перехода, глубины грунтозабора, объемов работ и возможностей доставки техники на строительный объект.

Подводные переходы магистральных нефтепроводов, строительство которых осуществляется в различных геологических условиях, характеризуются большим разнообразием грунтов, слагающих русла рек в зоне заглубления трубопроводов.

Выбор технических средств и способов разработки подводного грунта производится в зависимости от свойств и объема грунта, сроков производства, наличия, землеройной техники, скорости течения, глубины разработки и условий удаления грунта.

Подводные машины для земляных работ можно разделить их на дноуглубительные и дноочистительные работы. Дноуглубительные работы в зависимости от способа разрушения грунта выполняются землесосами, земснарядами, землесосными установками, гидроэлеваторами.

Грунтовыми насосами называются машины, работающие по принципу всасывания и предназначенные для транспортирования смеси грунта с водой и к ним относятся эжекторы и грунтососы.

Установки для подводных земляных работ имеют следующие основные обозначения: М — многочерпаковый тип снаряда; О — одночерпаковый; 3 — землесос; С — самоходный или самоотвоз-ный; Ш — шаландрвый способ транспортирования извлеченного грунта; Р — рефулерный; Т — трюмный. Первая буква обозначения характеризует тип снаряда, вторая — способ движения снаряда, третья — способ транспортирования. В числителе дроби, стоящей за буквенными обозначениями, дана производительность снаряда в кубических метрах в час, в знаменателе указаны число установленных главных машин (черпаковых, рефулерных, ходовых, разрыхлительных) и их суммарная мощность. Для самоотвозных снарядов после дроби указывается вместимость грунтового трюма в кубических метрах.

Например, запись ЗС-ТШ-400/(4-1750)-420 читается так: землесос самоотвозный трюмный шаландовый производительностью 400 м³/ч, с четырьмя главными машинами общей мощностью 1750 л. с, вместимость трюма — 420 м³.

Для обозначения типов речных машин на первом месте ставят буквы, указывающие на способ отделения грунта: 3 — землесос, ЗМ — землесос с механическим разрыхлителем; ЗГ — землесос с гидравлическим разрыхлителем; М — многочерпаковый снаряд; ШТ — штанговый снаряд; Г — грейферный. Следующая буква обозначает способ транспортировки грунта: Ш — шаландами; Л — лотком (для землесосов это обозначение отсутствует). Последняя буква указывает систему привода: Э— электропривод; Г — гидропривод; для самоходных машин добавляется буква С и далее указывается производительность в кубических метрах в час.

Морские землесосы делятся на самоотвозные, якорные и специальные.

Основным агрегатом землесоса является грунтовой насос центробежного действия, предназначенный для перекачивания гидросмеси (пульпы). Эти насосы иногда называют рефулерными помпами или рефулерными насосами.

Самоотвозные землесосы транспортируют грунт в своем грунтовом трюме. Они состоят из корпуса с надстройкой. В корпусе расположены грунтовой трюм, энергетическая установка, грунтовой насос, гребной вал и ряд других механизмов. Корпус самоотвозного землесоса имеет морские обводы для работы и перемещения в заданных условиях. Рабочим органом землесоса является грунтозаборное устройство, всасывающее грунт со дна. Устройство состоит из грунтоприемника, сосуновых труб, различных соединений, сосуновой рамы, полиспаста и лебедки. Для.работы на волне на рамоподъемном полиспасте имеется волновой компенсатор, а сосуновые трубы состоят из нескольких частей, шарнирно связанных между собой.

Якорные землесосы применяются на защищенных от волн акваториях и каналах при разработке грунтов в основном I—IV групп с транспортировкой грунта по грунтопроводам или в грунтовозных шаландах. В большинстве случаев якорные землесосы несамоходные. Их рабочие перемещения осуществляются тросовым и свайным папильонированием с помощью соответствующих лебедок. Разработаны конструкции комбинированных (самоотвозно-якорных) землесосов, сочетающие элементы самоотвозного и якорного землесосов.

Специальные землесосы предназначены для выполнения отдельных видов работ: размыва перекатов, разрушения дна на больших глубинах, размыва дна струей воды.

Речные землесосные снаряды делятся по виду транспортирования грунта на землесосы с плавучим и подвесным грунтопроводом и по назначению — на строительные и дноуглубительные.

Речные строительные землесосные снаряды намывают плотины, дамбы, подводные территории, разрабатывают котлованы, добывают строительные материалы и т. д. По способу грунтозабора землесосные снаряды бывают со свободным всасыванием грунта, с попутным механическим и гидравлическим рыхлением, с комбинированными способами рыхления. Основные элементы этих машин те же, что и морских землесосов.

Дноочистительные снаряды — это самоходные или несамоходные судна, предназначенные для подъема подводных препятствий, их погрузки на суда и укладки на берег. Снаряды оборудуются водолазной станцией, гидромоторной установкой, электросварочным агрегатом, кранами с грейферным оборудованием, лебедками.

При разравнивания каменных оснований различают три способа : ручной, комбини-рованный, механический. Для подводного разравнивания насыпных материалов служат тележки с отвалом и подводные планировщики.

Производство работ при использовании тележек с отвалом включает установку и крепление направляющих на маячных сваях, обрезанных на заданной глубине; установку плавучим краном тележки с отвалом, лебедки, понтона и якорей; разравнивание постели; контроль качества.

Подводные планировщики различают в зависимости от точности разравнивания, привода, ходового оборудования и степени уплотнения ими грунта. Планировщики для разравнивания состоят из понтона, механизма равнения, лебедок для планировки и подъема якорей. В некоторых случаях устанавливаются грунтоуплотняющие механизмы или оборудование. Независимо от конструктивных особенностей того или иного планировщика принцип его работы заключается в перемещении движущейся по рельсовому пути при помощи полиспастной системы и лебедок слипа.

Специальная плавучая установка СПУ-1 (рис. 7) выполняет равнение каменных и песчаных постелей при волнении моря до 4 баллов. Она состоит из надводной и подводной частей, соединенных трособлочными системами. Рабочая стрела может поворачиваться от продольной оси влево и вправо на 50°. При ширине ножа 3 м и его рабочей скорости 5,6 м/мин производительность составляет около 200 м²/смену. Установке придаются водолазная станция, понтоны, буксир. Обслуживающий персонал — машинист-оператор, крановщик, матрос, три водолаза.

Рис. 7. Схема подводного планировщика СПУ-1.
1 — носовой понтон; 2 — кран (грейфер); 3 — бункер; 4 — футштоки; 5 — механизм подъема; 6 — полиспасты подъема рамы; 7— полиспасты поворота; 8 — опорная плита- 9 — рабочая стрела; 10 — нож.

Для уплотнения каменных постелей в настоящее время применяются статический, механический и взрывной способы. Статический способ заключается в последовательной установке на постель массивов с выдерживанием их на протяжении времени уплотнения. Механический способ позволяет для уплотнения постелей использовать подводные планировщики, специальные плавучие установки типа СПУ-1 и виброуплотняющие агрегаты. Последние представляют собой вибропогружатели с возмущающей силой 360—500 кН, частотой колебаний 400-500 мин^-1 и амплитудой колебаний 2—4 мм. Виброуплотняющий агрегат с помощью плавучего крана устанавливается на предварительно спланированный участок постели и включается в работу. Производительность опытных образцов таких машин около 100 мг/смену. При перестановке на новое место работы следует перекрывать предыдущий участок на 20—25 см. Продолжительность уплотнения с одной установки 3—4 мин, время перестановок — до 20 мин.

Фирмы «Комацу» и «Хитаси» выпускают подводные бульдозеры и экскаваторы на гусеничном ходу для подводных земляных работ на глубинах 3—60 м. Машины для работ на глубинах свыше 7 м (только бульдозеры) с электродвигателями мощностью 125—150 кВт питаются по кабелям от надводного базового судна. С борта этого судна ведется наблюдение и дистанционное управление за работой машин при помощи аппаратуры морской навигации.

Для разрыхления грунтов используются механические рыхлители, которые разделяются на следующие группы: фрезерные, ротационные, роторно-ковшовые, винтовые, вибрационные и пр.

Фрезерные рыхлители состоят из ножей, ступицы и опорного кольца. Число ножей зависит от типа разрабатываемого грунта. При отсутствии включений в грунтах используют фрезы открытого типа. В этом случае между режущими элементами и ступицей имеются соединительные спицы различной конфигурации. Если ножи крепятся непосредственно к ступице, фреза называется закрытой.

Фрезы открытого типа бывают с прямолинейными и криволинейными ножами (рис. 8), фрезы закрытого типа — с ножами двоякой кривизны (рис. 9). Существуют конструкции фрез со сменными зубьями. Основным недостатком этих фрез является одностороннее направление вращения, что обеспечивает нормальную работу только при движении рыхлителя в одну сторону. Для устранения этого недостатка разработаны конструкции реверсивных фрезерных рыхлителей, ножи которых крепятся шарнирно к спицам, обеспечивая требуемый поворот ножей при изменении вращения фрезы.

Ротационные рыхлители применяются для разрушения заросших растительных грунтов. Рабочие органы состоят из барабанов с ножами. Барабаны представляют собой диски, на которых укреплены ножи.

Для разработки прочных грунтов применяются различные виды разрушающих механизмов. Простейшее скалодробильное устройство позволяет разрушать грунт на глубине до 18—20 м при частоте ударов 100—180 ч^-1 и массе долота до 30 т. Долото, перемещаясь по направляющей обойме, подвешенной к оси блоков стрелы, под действием силы тяжести разрушает грунт. Производительность работ на глубине 10 м при 50 ударах в час 30-тонного долота и высоте падения 6—7 м составляет около 7 м³/ч на граните, 20 м³/ч — на известняке, 30 м³/ч — на песчанике.

Для установки свай используются сваебойные молоты. Сваебойные молоты классифицируют по роду привода и по способу управления работой молота.

По роду привода различают:
а) паровоздушные молоты простого и двойного действия, работающие паром или сжатым воздухом, непосредственно воздействующим на ударную часть молота;
б) дизельные молоты, работающие по принципу двигателей внутреннего сгорания (двухтактных дизелей);
в) вибропогружатели, работающие от электрического двигателя.

По способу управления различают сваебойные молоты с ручным, полуавтоматическим и автоматическимуправлением.

Сваебойные молоты могут быть установлены:

- на сухопутную технику;

- на плавучие платформы;

- на специальные суда;

- на комплексные земснаряды.

Видео: 11 файлов, суммарное время – 55 минут