Вопрос 10 Гидромеханизация

Гидромеханизация земляных работ

В практике строительства, помимо обычных механических способов разработки фунтов посредством их резания, рыхления, транспортирования, выгрузки, разравнивания (планировки), уплотнения (укатки) и т. п. с применением рассмотренных в данном разделе машин, механизмов и оборудования, находят также применение довольно эффективные способы разработки грунтов посредством их размыва водой, транспортирования в смеси с водой (т. е. пульпы), по трубам и укладки ее в насыпи при возведении (намыве) различных сооружений. При этом способе применяются особые, так называемые «средства гидромеханизации земляных работ» включающие в себя гидромониторы и землесосные снаряды и установки.

При использовании гидромониторного способа разработки грунта воду под большим давлением подводят к гидравлическому брандспойту-гидромонитору, и выходящая из него с большой скоростью (20—70 м/сек) струя воды размывает грунт. Он в виде водогрунтовой смеси — пульпы — стекает в специальное углубление (зумпф), из которого грунтовым насосом перекачивают пульпу по трубам к месту укладки, т. е. намыва. Иногда, если позволяет рельеф местности, пульпу отводят самотеком по желобам или лоткам из забоя.

При землесосном способе разработки плотных грунтов под водой их при необходимости вначале разрыхляют механическим способом, а выемку и транспортирование грунтов производят грунтовым насосом. При разработке малосвязных грунтов разрыхлитель не нужен, так как во всасывающую трубу грунтового насоса грунт увлекается потоком воды.

Таким образом, гидромеханизация представляет собой своеобразный конвейер, который в непрерывном производственном процессе выполняет полный комплекс земляных работ— разработку, транспортирование и укладку грунта. Именно непрерывность процесса гидромеханизации является важной особенностью этого способа, обусловливающей его высокую производительность и эффектив-

ность. Особенно целесообразно применять этот способ при необходимости выполнения больших объемов земляных работ и при наличии, естественно, надежных источников воды и возможностей ее отведения.

Вместе с этим способ гидромеханизированной разработки грунта не свободен от недостатков, и прежде всего это его большая зависимость от природных условий. Так, например, при переходе от песков к глинам эффективность данного способа сильно снижается, в то время как при экскаваторных работах изменения характера грунтов практически не влияют на производительность машин.

Но тем не менее, поскольку в практике водохозяйственного и гидротехнического строительства часто используются средства гидромеханизации земляных работ, мы рассмотрим принципы устройства, конструкции и технологические особенности работы применяемых при этом специальных машин и элементов оборудования.

ГИДРОМОНИТОРЫ

Существует большое количество различных типов гидромониторов.

По способу управления различают гидромониторы с ручным и дистанционным управлением. Они бывают низконапорные, т. е. рассчитанные на работу при давлении до 1,0— i ,2 Мн/м2, и высоконапорные, рассчитанные на давления свыше 1,2 Мн/м2.

По способу передвижки гидромониторы делят на несамоходные и самоходные. Несамоходные передвигают в забое при помощи лебедок, тракторами или вручную. Самоходные имеют собственный ходовой механизм, обычно гусеничный. Но в строительстве чаще всего применяют несамоходные гидромониторы с ручным управлением.

Гидромонитор хорошей конструкции должен отвечать следующим требованиям:

1) струя гидромонитора должна быть плотной и не разбрызгиваться до встречи с забоем;

2) управление гидромонитором не должно требовать больших физических усилий;

3) потери напора в гидромониторе должны быть небольшими;

4) все шарнирные соединения гидромонитора должны быть герметичны и износоустойчивы. Конструкция гидромонитора должна предусматривать быструю замену изношенных уплотняющих манжет;

5) гидромонитор должен иметь по возможности небольшую массу;

6) гидромонитор должен отвечать всем требованиям техники безопасности.

Гидромонитор с центральным болтом (рис. 13.1) выпускают с диаметром входного отверстия 225 и 300 мм. Верхнее колено гидромонитора может вращаться относительно нижнего вокруг вертикальной оси на 360°.

Уплотнение шарнирного соединения верхнего 2 и нижнего 1 колена осуществляют плоской кожаной прокладкой. Значительные усилия, стремящиеся во время работы оторвать верхнее колено от нижнего, воспринимает специальный центральный болт 3. Для облегчения вращения верхнего колена служит шариковый подшипник, который находится под колпачко-вой гайкой.

Ствол гидромонитора 4 имеет коническую форму. Он соединен с верхним коленом 2 шаровым шарниром, допускающим поворот ствола в вертикальной плоскости на угол около 65° (на 20° ниже горизонтального положения и на 45° выше) Внутри ствола есть направляющие ребра, их назначение, препятствовать вращению струи. На конец ствола навинчивают сменные насадки 5. Управление гидромонитором осуществляют через водило б, на конце которого закрепляют груз, уравновешивающий ствол. Мониторы описанного типа в настоящее

время изготовляют редко, так как их вытеснили более совершенные конструкции.

Гидромонитор ГМ-2 (рис. 13.2) выпускают трех типов с диаметром входного отверстия 150, 200 и 250 мм, соответственно максимальный диаметр насадок этих гидромониторов — 75, 100 и 106 мм. Гидромониторы изготовляют из ковкого чугуна или из стальных штампованных узлов. Масса гидромонитора с 0250 мм — 346 кг.

Охрана природы.

Наиболее значимые по своим последствиям технические решения по охране природы принимаются в ходе проектирования автомобильных дорог, а именно: выбор направления трассы дороги с учетом природных условий и ценности земель; рациональное использование природных ресурсов; раз- мещение на дороге комплексов обслуживания пассажиров и ремонта машин; мероприятия по снижению уровня транспортного шума, загазованности воз- духа, загрязнения водной среды, а также другие решения. Мероприятия по охране природы, проводимые на стадии постройки дорог, менее широки. Они рассчитаны, как правило, на короткий период вре- мени и производятся параллельно с выполнением основных работ однако значение их огромно, а ошибки, допускаемые при неправильном производ- стве работ, наносят большой урон природе. Особенно серьезные последствия имеют место в тех географических районах, где из-за сложных климатических и местных условий затруднено развитие биологической жизни. Повреждение мохорастительного покрова в тундровых районах приводит к изменению местных экзосистем, наруше- нию сложившегося воднотеплового режима почвы, развитию наледных и так называемых термокарстовых явлений. Неосторожная расчистка дорожной по- лосы на крутых горных склонах зачастую ведет к уничтожению растительно- сти, развитию осыпей, селей и обвальных явлений далеко за пределами поло- сы расчистки и т. д. В условиях пустынь при неправильном выполнении зем- ляных работ на больших площадях уничтожаются растительный покров, что часто приводит к эрозии почвы и образованию сыпучих подвижных песков. Казалось бы, такие явления, как повышенная загрязненность воздуха дорожными машинами, строительный шум, загрязнение территорий, приле- гающих к линейным строительным участкам, производственным базам и за- водам, носят временный характер и поэтому не могут наносить существен- ный вред природе. Нельзя однако забывать, что люди работают на таких объек- тах постоянно, а они также являются частью, более того – наиболее ценной частью природы. Следовательно, при охране природы в процессе строитель- ства дороги нет второстепенных вопросов. Все они должны учитываться и своевременно решаться. Важнейшими и наиболее типичными элементами в общем комплексе задач по охране природы, которые решаются при производстве дорожно-стро- ительных работ (а некоторые на двух стадиях – при проектировании и стро- ительстве), являются следующие: распределение земляных масс, выбор средств механизации и произ- водство земляных работ с учетом ценности земель и разумного со- хранения природной среды; рекультивация земель; закрепление откосов земляного полотна и придорожной полосы от водной и ветровой эрозии; рациональное использование строительных материалов и утилиза- ция отходов промышленности в дорожном строительстве, производ- ство и организация работ на производственных предприятиях с уче- том охраны природы.__