2 Машины гидромеханизации
Способ производства земляных работ, при котором все основные операции или их значительная часть выполняются с помощью энергий потока воды, называется гидромеханизацией.
В строительстве гидравлический способ разработки грунта и намыва земляных сооружений впервые был применен в 70-х годах прошлого столетия в США. В Советском Союзе гидромеханизация применялась на строительстве Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина, в большем масштабе на строительстве канала имени Москвы, Верхне-Волжских ГЭС и др. В 1963 г. на объектах Государственного производственного комитета до энергетике и электрификации СССР средствами гидромеханизации выполнено свыше 65 млн. м3, земляных работ-—одна пятая часть их общего объема.
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, откуда перекачивается специальным грунтовым насосом — землесосом.
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.
Рисунок 3 - Разработка грунта землесосным способом (плавучими землесосными снарядами):
а - разрез; б - план; 1 - фреза-рыхлитель; 2 - рама с всасывающим устройством; 3 - корпус; 4 - надстройка; 5 и 6 - папильонажные сваи; 7 -понтоны для плавучего трубопровода; 8 - стрела; 9 - кабина багермейстера; 10 - папильонажные канаты; 11 - откос подводного забоя.
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.