Машины и оборудование для гидромеханизации

Разработка грунтов средствами гидромеханизации может производиться как в полезных выемках, при которых глубина разработки ограничивается проектными размерами сооружения, так и в карьерах-резервах.

Разработка грунта средствами гидромеханизации производится одним из следующих способов:

а) гидромониторным;

б) землесосным и

в) комбинированным.

При гидромониторном способе, применяемом в сухих забоях, грунт размывается компактной струей воды, выбрасываемой из насадки гидромонитора под высоким давлением и с большой скоростью (до 100—150 м/сек). Вода к гидромонитору подается по трубам от насосной станции, располагаемой у водоема или на плавучем понтоне.

При ударе струи о грунт элементарные струйки воды проникают между частицами грунта, нарушают взаимодействие сил трения и сцепления и отрывают частицы от общей массы. Чем больше степень проникновения воды в грунт (динамическая фильтрация), тем интенсивнее его разрушение. Вода, смешиваясь с размытым грунтом, образует гидросмесь, которая при благоприятном рельефе местности отводится самотеком к месту укладки по лоткам и каналам с большим уклоном или стекает з приямок-зумпф, откуда перекачивается специальным грунтовым насосом — землесосом.

Эффективная разработка грунта гидромониторным способом зависит от:

а) конструкции гидромонитора, определяющей в основном компактность выпускаемой им струи;

б) напора воды;

в) дальности установки гидромонитора от стенки забоя.

Гидромониторный способ разработки грунта на строительстве крупных гидротехнических сооружений применяется в основном только для вспомогательных работ.

При землесосном (рефулерном) способе разработка грунта производится в забоях под водой на глубине 15 ж и более и в забоях, выходящих значительной частью своей полезной толщи на поверхность. При этом грунт засасывается землесосами, смонтированными на плавучих или передвижных землесосных снарядах. Для ускорения процесса разработки грунта обычно применяют механические рыхлители, располагаемые вблизи входа во всасывающую трубу землесоса.

Землесосный снаряд ведет разработку выемки, поворачиваясь веерообразно в плане при помощи тросов и лебедок попеременно на одной из опущенных в грунт свай, засасывает грунт с водой и перекачивает образовавшуюся гидросмесь к берегу по трубопроводу, смонтированному на плавающих понтонах. На берегу к нему подключается магистральный трубопровод, по которому гидросмесь подается на площадку намыва, где она выпускается на предварительно подготовленные участки (карты намыва).

При укладке грунта в сооружении скорость движения гидросмеси снижается, при этом из гидросмеси выпадают частицы грунта и сами сортируются по фракциям.

Эта особенность используется при возведении намывных плотин, а также при добыче и обогащении песка и гравия.

Намыв плотин и добыча нерудных материалов являются специальными дисциплинами и в настоящем труде не рассматриваются.

В гидротехническом строительстве землесосный способ почти полностью вытеснил гидромониторный.

К преимуществам землесосного способа работ, обеспечивших ему более широкое применение, а также и более высокие технико-экономические показатели, относятся: – возможность разработки подводных забоев, что позволяет производить выемку самых разнообразных котлованов и каналов без устройства перемычек и водоотлива; – меньший, по сравнению с гидромониторным способом, удельный расход электроэнергии; – отсутствие надобности в устройстве насосных станций и водопроводных линий для литания.

При комбинированном способе разработка грунта производится при помощи механического оборудования (бульдозеров, экскаваторов), а транспортирование и укладка — гидравликой.

Гидромеханизация при соответствующих условиях (наличии источника воды, электроэнергии) является одним из наиболее эффективных и прогрессивных способов комплексной механизации земляных работ. Однако оборудование для гидравлической разработки грунта имеет большую энергоемкость, а область его применения часто ограничивается характером грунта, климата и временем года. Энергоемкость гидромеханизации в зависимости от типоразмера машин и условий работы колеблется в. пределах 3—15 квт-ч и более на 1 м3 грунта.

Основным механическим оборудованием гидромеханизации являются гидромониторы, центробежные насосы, землесосы и землесосные снаряды.