Уплотнение и закрепление грунтов

Способы уплотнения и закрепления грунтов

Способы искусственного закрепления и уплотнения грунтов подразделяются на способы повышающие прочность и водонепроницаемость грунтов (цементация, силикатизация, смолизация, замораживание, обжиг) и способы, повышающие только водонепроницаемость (битумизация горячая и холодная, глинизация).

Область применения каждого способа определяется видом горной породы и ее свойствами. Для скальных трещиноватых пород обычно используют цементацию, горячую битумизацию, глинизацию, замораживание, а для пород с мелкой трещиноватостью используют холодную битумизацию, глинизацию, смолизацию и силикатизацию.

В крупнопористых гравийно-галечниковых грунтах и некоторых делювиальных отложениях целесообразно применять цементацию, горячую битумизацию, цементацию растворами с глинистыми и химическими добавками, замораживание. В мелкопористых песчано-гравелистых грунтах целесообразно применять силикатизацию, холодную битумизацию, цементацию растворами с глинистыми и химическими добавками, замораживание и смолизацию.

В связных глинистых грунтах целесообразно применять электрохимические и термические способы закрепления.

Способ цементации заключается в том, что в горной породе бурят систему скважин, в которые нагнетается под давлением цементный раствор (суспензия). Цементный раствор проникает в поры и трещины грунта, заполняет их, твердеет и обеспечивает уплотнение и упрочнение грунта. Возможность цементации зависит от размера трещин и пор, от истинной скорости фильтрации подземных вод и их химического состава. Успешная цементация происходит при правильном назначении концентрации раствора и режима нагнетания. Обычно цементными растворами можно тампонировать трещины размером 0,1 и более мм. Более мелкие трещины следует тампонировать цементами мелкого помола, введением в цементный раствор пластификаторов. Цементно-глинистыми растворами цементацию можно проводить в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации k_ф =100 м/сут, а с применением пластификаторов при k_ф=30 ÷ 100 м/сут.

Способ силикатизации основан на цементирующей способности геля кремневой кислоты и применяется в грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,1 до 80 м/сут.

Способ горячей битумизации является вспомогательным способом при тампонаже крупных трещин в скальных породах в целях предотвращения вымыва цементных растворов из трещин размером более 0,2 ÷ 0,3 мм. Способ реализуется нагнетанием в скважины битума, разогретого до температуры 200⁰С.

Способ холодной битумизации заключается в нагнетании через скважины в грунт битумных эмульсий и применяется для уплотнения скальных пород с тонкими трещинами, а так же песчаных грунтов с k_ф=10÷120 м/сут. Битумная эмульсия собой коллоид, в котором мельчайшие капельки битума размером от 1 до 10 мкм диспергированы в воде. Смешиванию (слипанию) частиц препятствуют эмульгаторы из сложных эфирных жирных кислот или электролитов.

Способ смолизации заключается в нагнетании в грунт через скважины высокомолекулярных органических соединений (синтетических смол)

Способ глинизации заключается в нагнетании в грунт глинистых суспензий плотностью 1,1 ÷1,5 т/мᶾ. Способ применяется в тех случаях, когда цементация грунтов становится не эффективной, из за большого расхода цемента при заполнении крупных пор, трещин, каверн, при карсте и при наличии агрессивных к цементу подземных вод. Для коагуляции глинистых частиц глинистого раствора применяется хлористый магний, хлористый кальций, известь.

Способ замораживания является временной мерой для упрочнения водонасыщенных грунтов и создания в них водонепроницаемых льдогрунтовых стенок. Он состоит в том, что по замкнутой системе труб, расположенных в скважинах, непрерывно циркулирует хладагент. Хладагентом может быть охлажденный водный раствор CaCL₂, NaCL , керосин, фреон и другие хладоносители. Этим способом можно создать льдогрунтовые стенки на глубину до нескольких сот метров в грунтах с коэффициентом фильтрации до 120 м/сут.

Термический способ применяется для упрочнения глинистых и лессовидных грунтов. Он основан на превращении этих грунтов в искусственный камень при воздействии на них высоких температур. Реализуется этот способ путем сжигания топлива в герметичных скважинах при избыточном давлении газов.

Цементация оснований

Цементация применяется:

- при устройстве цементационных противофильтрационных глубоких завес для снижения фильтрационного давления на подошву бетонных сооружений, для снижения фильтрационных расходов и защиты грунтов основания от суффозии;

- для повышения прочности и монолитности основания на глубину 5 ÷ 10 м (укрепительная цементация);

- для повышения прочности и водонепроницаемости контактного шва между бетоном сооружения и породой основания (связующая цементация).

Выполнению цементации оснований предшествуют тщательные инженерно-геологические изыскания, а при необходимости производят опытную цементацию. Разведочным бурением изучается строение основания, трещиноватость и зерновой состав пород, их коэффициент фильтрации и удельное водопоглощение, наличие грунтовых вод и их химический состав.

Коэффициент фильтрации k _ф определяется по данным откачки воды из опытной скважины при наличии двух наблюдательных скважин по формуле:

(&&)

где Q᾽ - дебит скважины;

Х1 и Х2 – расстояние от опытной скважины до наблюдательных скважин;

У2 и У1 - отметки уровней воды в наблюдательных скважинах.

Удельным водопоглощением q, м/мин называется расход воды Q, л/мин в скважине, отнесенный к 1 м ее длины l и 1 м напора нагнетания Н:

q= Q᾽ /Н l

Удельное водопоглощение определяется при двух – трех ступенях напора и установившихся расходах воды.

Цементацию целесообразно производить при удельном водопоглощении скальных пород более 0,01 л/мин. По этому инженерно-геологическая разведка ограничивается той глубиной, на которой удельное водопоглощение меньше этой величины. В аллювиальных грунтах разведка ведется на всю мощность отложений, но не более 1,5 ÷ 2-х напоров на сооружение. Глубина разведки под укрепительную цементацию ограничивается отметкой, на которой напряжения в породе меньше ее прочности в 1.5 ÷ 2 раза.

Толщина завеса определяется допустимым градиентом напора на завесе равным Iк. доп =10.

Завесы, в зависимости от толщины, могут быть одно – и многорядные. Толщина многорядной завесы с глубиной уменьшается. За толщину завесы принимают 0,7 ÷ 0,8 среднего расстояния меду скважинами при однорядной завесе и расстояния между крайними рядами скважин плюс 0,4 расстояния между скважинами в крайних рядах с каждой стороны при многорядной завесе.

Расстояние между скважинами R в ряду можно назначить по формулам:

Для песков

=2,32 ) (&&)

Для скальных пород

(&&)

Где и - давление нагнетания на забое скважины и давление подземных вод, м.в.ст.;

- коэффициент неоднородности грунта;

– начальное напряжение сдвига структурной жидкости;

А – число, характеризующее коэффициент гидравлического сопротивления (определяется опытным путем);

- коэффициент проницаемости среды;

- коэффициент, равный отношению проницаемости структурной жидкости к проницаемости воды в пористой среде;

- средняя толщина трещины.

Давление нагнетания при цементации может меняться в широких пределах: от 0,2 до 12 Мпа. При этом, чем выше давление, тем большее количество воды удаляется раствором, тем больше расширяются трещины, улучшается их заполнение раствором, улучшается сцепление осадка со стенами трещин, сокращается объем бурения. Однако высокое давление опасно для верхних слоев горных пород. При высоком давлении может возникнуть разрыв породы и образование новых трещин, может возникнуть прорыв раствора на поверхность. Максимальную величину давления нагнетания устанавливают экспериментально, при этом тщательно следят за деформациями верхних слоев породы.

Производство цементационных работ

Работы по цементации оснований включают : разбивку осей и привязку цементационных скважин на местности, бурение скважин, обустройство и подготовку скважин и породы к цементации, нагнетание раствора, контрольные нагнетания воды. Ликвидацию скважин.

Эти работы выполняются с поверхности земли (дна котлована) через тело сооружения, или из подземных выработок.

Цементацию со дна котлована выполняют при устройстве площадной цементации. Площадная цементация одновременно играет роль связующей цементации и выполняется через бетон толщиной 3 ÷ 4 м.

Цементация через тело сооружения ведется одновременно с бетонными работами. При этом в теле сооружения оставляют трубы, через которые бурят цементационные скважины в основании.

Цементация может вестись из специальных цементационных галерей в теле сооружения. Галереи размером в высоту 4 – 5 м и 3 – 4 м ширину позволяют вести работы независимо от бетонных работ и времени года.

Цементация из подземных выработок (штолен0 ведут при устройстве многоярусных береговых завес. Породу вокруг штолен цементируют, защищая тем самым штольни от притока грунтовых вод.

Буровые работы

Буровые работы ведутся легкими (при глубине скважин до 6 м) и станковыми (при глубине скважин до 10 м) перфораторами и станками ударно-вращательного бурения с погружным пневмоударником. Это оборудование позволяет формировать скважины с гладкими стенками, с малым выходом шлама при бурении и с малым (до 1,5 ÷ 3,5%) отклонением от заданного направления. Диаметр скважины определяется необходимостью подачи требуемого количества цементного раствора и колеблется в пределах от 42 ÷ 91 мм до 91 ÷ 110 мм.

Обустройство скважин и подготовка пород к цементации.

Цементация грунтов ведется отдельными участками передвижными нагнетателями циркуляционного или безциркуляционного типа (Рис. 61).

Изоляция устья скважин на нижележащем участке скважины осуществляется одиночным уплотнителем. Двойной уплотнитель состоит из двух систем уплотнительных колец с необходимым расстоянием между кольцами, которое определяет длину участка изолированной зоны на заданной глубине.

Подготовка пород и скважин к цементации включает удаление шлама из скважин, промывку трещин, гидравлическое опробование и опытную цементацию.

Промывка производится водой или водовоздушной смесь. Промывкой удаляется глина, мелкий песок и другие материалы, трещины вокруг скважины промывают циркуляционным способом. Если скважины пересекают систему взаимосвязанных трещин, то промывку ведут одновременно через группу скважин. Воду нагнетают через одну скважину, а излив ее производится через устье другой. Все другие скважины этой группы плотно закрывают. Промывку ведут до осветления обратной воды или до постоянного расхода при постоянном давлении.

Подготовка пород и скважин к цементации включает удаление шлама из скважин, промывку трещин, гидравлическое опробование и опытную цементацию.

Рис. 61 Передвижные нагнетатели для цементации

а – циркуляционного типа с одиночным уплотнителем: 1- манометры; 2-вентиль; 3- уплотняющий ключ; 4- патрубок с резьбой для уплотнения; 6- наружная труба; 7-труба для возврата раствора; 8- верхний фланец; 9- уплотнитель; 10- нижний фланец; 11- труба для подачи раствора;

б – одноколонный нагнетатель без циркуляционного типа: 1- подвижная муфта; 3- гайка; 4- резиновые кольца; 5- опорная муфта.

Промывка производится водой или водовоздушной смесь. Промывкой удаляется глина, мелкий песок и другие материалы, трещины вокруг скважины промывают циркуляционным способом. Если скважины пересекают систему взаимосвязанных трещин, то промывку ведут одновременно через группу скважин. Воду нагнетают через одну скважину, а излив ее (воды) производится через устье другой. Все другие скважины этой группы плотно закрывают. Промывку ведут до осветления обратной воды или до постоянного расхода при постоянном давлении.

Промывка производится водой или водовоздушной смесью. Промывкой удаляется глина, мелкий песок и другие материалы, трещины вокруг скважины промывают циркуляционным способом. Если скважины пересекают систему взаимосвязанных трещин, то промывку ведут одновременно через группу скважин. Воду нагнетают через одну скважину, а излив ее производится через устье другой. Все другие скважины этой группы плотно закрывают. Промывку ведут до осветления обратной воды или до постоянного расхода при постоянном давлении.

Нагнетание цементного раствора производят методом последовательного сближения и опробования скважин. Сначала бурят и цементируют скважины первой очереди. Затем бурят контрольные скважины из расчета 1 контрольная скважина на 10 зацементированных скважин и проверяют водопоглощение. Если водопоглощение в контрольных скважинах не превышает допустимого значения, то цементацию считают законченной. Если условие не выполняется, то между скважинами 1-й очереди бурят скважины второй очереди и производят проверку на водопоглощение и в случае его невыполнения производят сближение скважинами 3-й очереди. Число очередей сближения должно быть не менее трех.

При устройстве многорядных завес цементация производится сначала в скважины нижнего ряда, затем в скважины верхнего ряда и затем во внутренние скважины.

Бурение скважин и нагнетание раствора может производиться: сразу на всю глубину завесы; нисходящими зонами и бурением на всю глубину с цементацией восходящими зонами. Первый способ применяется при глубине цементации до 1 м. Второй способ применяется в случае, когда изысканий недостаточно и глубину завесы определяют в процессе цементации (основной способ). Третий способ применяют тогда. Когда основание хорошо изучено и когда глубина завесы определена проектом.

Цементация песчаных грунтов осуществляется при условии, когда:

D или (&&)

D15 и -размер частиц грунта, содержание которых не менее, соответственно, 15 и 90% от массы грунта.

Цементацию проводят тремя способами: восходящими зонами, нисходящими зонами и через манжетную колонну труб.

При цементации через манжетную колонну труб (Рис. 62, Рис. 63) в скважину, пробуренную на всю глубину, опускается колонна труб.

Рис. 62 Манжетная колонна

а- общий вид колонны: 1- труба перфорированная; 2-резиновая манжета; 3-упорное кольцо; 4- скобы направляющего фонаря; 5- отверстия перфорации;

б- оборудование манжетной колонны для цементации аллювиальных песчаных отложений: 1- труба; 2- стенка скважины; 3- заливка из цементно-глинистого раствора; 4- отверстие; 5- верхний тампон двойного уплотнителя; 6- резиновая манжета.

Рис. 63. Оборудование манжетной колонны

а – общий вид колонны: 1 – труба перфорированная; 2 – резиновая манжета; 3 – упорное кольцо; 4 – скобы направляющего «фонаря»;

б - оборудование манжетной колонны для цементации аллювиальных песчаных отложений: 1 – труба; 2 – стенка скважины; 3 – заливка из цемнтно-глинистого раствора; 4 – отверстие; 5 –верхний тампон двойного уплотнителя; 6 – резиновая манжета.

Перфорированных через 30 – 50 см. Отверстия перфорации снаружи прикрыты резиновыми манжетами, играющими роль обратного клапана. После установки колонны вокруг нее создается обойма из глиняно-цементного раствора. Прочность глиняно-цементной обоймы не должна превышать 2,5 – 3 Мпа. Нагнетание цементного раствора начинают производить после установки двойного или самоуплотняющегося тампона против соответствующей манжеты. Цементный раствор разрушает высоким давлением обойму против манжеты и проникает в песок. Такой способ позволяет дифференцированно обрабатывать каждую зону цементации. Инъекцию раствора начинают с наиболее проницаемых зон.

Силикатизация песчаных и лессовидных грунтов

Силикатизация состоит в нагнетании через систему скважин в поры грунта раствора силиката натрия Na2OˑnˑSiO2 (жидкого стекла) в сочетании с растворами отвердителей (коагулянтов). В качестве отвердителей могут использоваться растворы ортофосфорной кислоты (H3PO4), фосфорной кислоты в сочетании и однозамещенным фосфорнокислым натрием (NaH3PO4) или раствором этой соли без кислоты, раствором кремне фтористоводородной кислоты, алюминат натрия и алюмосернокислый раствор (H2SO4+AL2(SO4)3) и др.

В результате взаимодействия силиката натрия и коагулянта выделяется гель кремниевой кислоты, который превращает грунт в водонепроницаемый массив с прочностью на сжатие до 4 – 6 мПа песчаных грунтов и до 0,8 – 1,2 мПа лессовидных грунтов.

Различают одно и двух растворную силикатизацию. Одно растворная силикатизация применяется для упрочнения мелких и пылеватых песков с коэффициентом фильтрации от 0,5 до 5 м/сут, а просадочных грунтов от 0,2 до 2 м/сут. Силикатизация состоит из нагнетания в грунт чистого раствора силиката натрия с введением в него химических добавок – отвердителей. Время гелеобразования при температуре 20⁰С 1 – 10 часов. Плотность жидкого стекла 1.15 ÷ 1,3 т\мᶾ, а коагулянта 1,05 окиси натрия÷1,0 т/мᶾ.

Двух растворная силикатизация применяется для упрочнения и уплотнения песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации от 2 до 80 м/сут. и состоит в последовательном или одновременным нагнетании жидкого стекла и хлористого кальция. В результате их химического взаимодействия выделяется гель кремниевой кислоты.

Основной характеристикой жидкого стекла является силикатный модуль. Силикатным модулем называют отношение числа грамм молекул двуокиси кремния и окиси натрия:

Мс = 323

Для силикатизации применяются растворы с модулем в пределах от 2,7 до 3.

Рабочую концентрацию жидкого стекла назначают в зависимости от коэффициента фильтрации уплотняемого грунта:

Kф, м/сут	2 - 10	10 - 20	20 - 80
Плотность раствора жидкого стекла, т/мᶾ	1.35 – 1,38	1,38 - 1,41	1,41 - 1.44

Силикатный раствор смешивается с водой в любых соотношениях. Необходимый объем воды W для получения раствора нужной плотности определяется по формуле:

W =

где и – плотность исходного и конечного раствора силиката, т/; V – объем исходного раствора силиката, л.

Оборудование для силикатизации состоит из звеньев труб – инъекторов с внутренним диаметром 25 – 50 мм, длиной каждого звена 1 – 1.5 м. Оборудование для силикатизации грунтов приведено на Рис.63.

Рис. 63 Инъектор для силикатизации крупных и средней крупности песков

1 – наголовник; 2 – ниппель наголовника; 3 – накидная гайка; 4 – штуцер; 5 – шланг; 6 - колонна труб; 7 –перфорированное звено; 8 – наконечник.

А – в плане; б – в разрезе; l – длина перфорированной части инъектора.

Инъектор забивается в грунт на глубину до 15 м. При большей глубине инъектор устанавливают в пробуренные на глубину до 3 м скважины и затем забивают. Отклонение скважины от вертикали не должно превышать 1%.

Раствор нагнетается в инъектор плунжерным насосом под давлением до 3 МПа с расходом до 5 л/мин.

При силикатизации инъекторы располагаются в шахматном порядке с расстоянием между ними в ряду 1,75 R, а между рядами 1,5 R.

Радиус закрепления определяется по формуле:

R =

Раствор в грунт нагнетается заходками. Длина заходки равна длине перфорированного звена плюс 0,5 R.Однородные по проницаемости грунты закрепляют заходками сверху вниз. Если на глубине завесы залегают грунты с большей проницаемостью, то закрепление ведут заходками снизу вверх.

При двух растворной силикатизации нагнетание растворов производится последовательно, последовательно – совместно и совместно.

При последовательном нагнетании раствора заходками сверху вниз нагнетают раствор жидкого стекла, а затем заходками снизу в верх нагнетают хлористый кальций. Способ применяется при упрочнении грунтов с коэффициентом фильтрации до 1 м/сут.

При последовательно – совместном способе, в грунт одновременно забивают два инъектора на расстоянии 0,15 – 0,2 м. Нагнетание растворов ведут заходками снизу вверх. Сначала через инъектор, расположенный выше по течению грунтовых вод нагнетается жидкое стекло, а затем через 19 -15 минут, когда раствор жидкого стекла переместится в створ второго инъектора, в него нагнетают раствор хлористого кальция. Растворы нагнетают в грунт равномерно со скоростью 1 – 5 л/мин.

Перерывы между нагнетанием жидкого стекла и хлористого кальция не должны превышать следующих значений:

Скорость движения грунтовых вод, м/сут.	0	0,5	1,5	3
Перерывы в подаче раствора , час	24	6	2	1

После нагнетания растворов все оборудование промывается горячей водой. Скважины тампонируются цементным раствором.

Контроль качества силикатизации осуществляют не раньше чем через двое суток после завершения работ бурением скважин с отбором монолитов. Количество скважин составляет 2 – 3% от общего количества точек нагнетания.

Подводно-технические работы

Введение

Развитие водного транспорта, строительство и эксплуатация портов и гидротехнических сооружений требуют выполнения разнообразных работ, большинство из которых не могут быть выполнены без погружения человека под воду.

Подводные работы на внутренних водных путях (далее ВВП) подразделяются на подводно-технические, аварийно-спасательные и судоподъемные.

Подводно-технические работы – это специальные строительные и ремонтно-строительные работы, выполняемые под водой водолазами, а так же с помощью специальных машин, механизмов и приспособлений.

Такие работы проводят при строительстве и ремонте гидротехнических транспортных и энергетических сооружений, мостов, подводных переходов, водозаборов и канализационных выпусков, при укреплении берегов и очистке дна водоемов.

Состав работ, выполняемых при строительстве подводных сооружений, весьма разнообразен. Это могут быть работы по обследованию дна водоемов и конструкций сооружений, подводные земляные работы, подводное бетонирование конструкций гидротехнических сооружений, прокладка подводных трубопроводов и кабелей, сварочные изоляционные, монтажные и другие работы под водой.

Подводные работы весьма дорогие по стоимости и трудоемки по исполнению. Решающим условием сокращения затрат, повышения производительности труда, уменьшения сроков и стоимости подводных работ является совершенствование существующих методов производства работ, создание новых машин и механизмов, широкое внедрение достижений науки и техники в строительное производство, поиски прогрессивных технологических схем выполнения отдельных видов работ, улучшение организации труда и производства.

Водолазное снаряжение и оборудование.

К водолазному снаряжению относятся предметы, надеваемые на человека для погружения под воду.

Водолазное оборудование включает предметы и устройства, обеспечивающие погружение человека.

Впервые водолазное снаряжение было предложено в 1719 году русским изобретателем – самоучкой Ефимом Никоновым. Оно состояло из кожаного костюма, бочонка с воздухом и грузом. Такое снаряжение позволяло возу самостоятельно передвигаться под водой на глубине 2 – 3 м. После были и другие конструкции.

Выполнение подводных работ на больших глубинах стало возможным после создания в 1829 году русским механиком Гаузеном нового снаряжения, состоящего из медного шлема, соединенного с костюмом из медного шлема, соединенного с костюмом из непроницаемой ткани. Воздух для дыхания подавался в шлем с поверхности земли.

В 1871 году инженером А.Н. Лодыгиным впервые в мире был предложен автономный дыхательный аппарат, работающий на искусственной газовой смеси (кислород и водород).

В 1882 году в Кронштадте открылась водолазная школа, ставшая первым научным центром водолазного дела. Школа готовила водолазов, способных вести работы на глубинах от 50 до 60 метров. Школа готовила водолазов высокой квалификации.

В 1923 году в России была создана экспедиция подводных работ особого назначения (ЭПРОН). В этой организации было создано много новой водолазной техники, были разработаны научно-обоснованные правила спусков водолазов под воду.

Классификация водолазного снаряжения

По способу защиты водолаза от воздействия внешней среды, водолазное снаряжение разделяется на два класса: мягкое и жесткое.

Жесткое снаряжение изолирует водолаза от внешнего давления. Снаряжение имеет стальную оболочку, внутри которой поддерживается атмосферное давление. Такое снаряжение громоздко, имеет значительный вес и сложно по устройству. Кроме того, из за воздействия давления воды на шарнирные сочленения аппарата, работа водолаза затрудняется с увеличением глубины. На глубине около 150 м работа водолаза становится практически невозможной. Достоинство жесткого снаряжения состоит в том, что такое снаряжение обеспечивает возможность погружения человека на большие глубины без опасности развития каких – либо профессиональных заболеваний. Вес такого снаряжения около 500 кг.

Мягкое снаряжение не обеспечивает защиту водолаза от внешнего давления. Снаряжение выпускается промышленностью в виде гидрокостюмов, гидрокомбинезонов, водолазных рубах. Недостаток мягкого снаряжения состоит в следующем. Водолазу, с целью обеспечения противодавления, подается воздушная смесь, сжатая до давления окружающей среды.

По способу обеспечения дыхания водолазов мягкое снаряжение подразделяется следующим образом:

1.Вентилируемое снаряжение. В этом снаряжении сжатый воздух для дыхания водолаза подается в шлем по шлангу. Вентиляция производится самим водолазом периодическим нажатием клапана, через который отработанный воздух вытравливается из шлема в воду. В этом случае необходимы помпы ил компрессоры для подачи воздуха при работах на глубинах до 60÷80 м.

2. Инжекторно-регенеративное снаряжение. (Инжектор, в переводе с французского, струйный насос для нагнетания газа или жидкости в резервуар.) В этом снаряжении дыхательная смесь полностью или частично восстанавливается (регенерируется) в регенеративной системе снаряжения. Дыхательная смесь, подаваемая с поверхности, поступает в инжектор и оттуда в скафандр. При отсутствии под газовой смеси с поверхности, отработанный воздух поступает через инжектор на регенерацию и, затем, после восстановления перекачивается насосом в скафандр.

Инжекторно-регенеративное снаряжение используется при работах на больших глубинах (100÷160 м.). Снаряжение подразделяется на воздушно-кислородное (ВКС-57) и гелиокислородное (ГКС-3м).

3. Регенеративное снаряжение. Регенеративное снаряжение является автономным имеет аппарат с замкнутой схемой дыхания. Для погружения на глубины до 20 м. используются кислородные аппараты имеющие баллоны с кислородом и искусственной газовой смесью. Дыхание в этом снаряжении обеспечивается за счет кислорода или газовой смеси из баллонов. Выдыхаемая водолазом газовая смесь очищается от содержащегося в ней углекислого газа и снова поступает в систему дыхания. Благодаря экономному расходу кислорода или газовой смеси, это снаряжение обеспечивает длительное пребывание водолаза под водой. Однако такое снаряжение сложно по устройству,, требует высокой квалификации водолаза и соблюдения сложных мер безопасности.

4. Снаряжение с открытой системой дыхания или акваланги применяются для обследования акваторий, судов, трубопроводов, причалов и других сооружений. Это снаряжение автономного типа. Предельная глубина погружения в таком снаряжении 40 м.

Водолазное снаряжение

1. Вентилируемое снаряжение

Вентилируемое снаряжение включает следующие элементы:

1. Металлический шлем с манишкой;

2. Наплечную подушку;

3. Сигнальный конец;

4. Пояс с ножом;

5. Галоши;

6. Свинцовые (чугунные) грузы;

7. Воздушные щланги;

8. Телефонный кабель;

9. Водолазную рубаху.

Металлический шлем с манишкой бывает 3-х болтовой, 12-ти болтовой и универсальный. Водолазный шлем имеет воздухотелефонный ввод. На правой стороне шлема находится головной травящий клапан, служащий для удаления из скафандра избытка воздуха и периодической его вентиляции. Клапан открывается принудительным нажатием головой или автоматическим, если давление в шлеме превышает допустимое. Вес шлема с манишкой достигает 20 кг.

Сигнальный конец, это растительный или синтетический канат с длиной окружности от 30 до 65 мм.

Галоши. Галоши служат для гашения положительной плавучести водолаза и придания ему устойчивости, а так же для предохранения стопы от ушибов. Вес галош 21 ÷ 23 кг.

Водолазные грузы. Водолазные грузы служат для обеспечения водолазу отрицательной плавучести и представляют собой отливки весом 16 ÷ 18 кг.

Воздушный шланг. Воздушный шланг служит для подачи воздуха и представляет собой толстостенный гибкий резинотканевый шланг. При работе от водолазной помпы на глубине 20 м., длина шланга должна быть не менее 60 м.

Водолазная рубаха. Водолазная рубаха выполняется из трехслойной прорезиновой водогазонепроницаемой хлопчатобумажной ткани с прокладкой из трикотажного полотна. Ткань обладает высокой прочностью. Летние рубахи имеют манжеты, зимние - вшитые рукавицы.

2. Регенеративное снаряжение.

В комплект регенеративного снаряжения входят:

1. Изолирующий дыхательный аппарат (ИДА);

2. Гидрокомбинезон;

3. Грузы;

4. Боты (свинцовые стельки, задники);

5. Компас подводный,

6. Часы наручные;

7. Нож.

Изолирующий дыхательный аппарат имеет две конструкции: нагрудный аппарат ИДА – 57 и заспинный аппарат ИДА – 64. Вес ИДА – 57 в зараженном состоянии составляет 14,5 кг.

Для обеспечения процесса дыхания служит клапанная коробка. Вдыхаемая газовая смесь очищается от углекислого газа в коробке поглотителя, из которой очищенная газовая смесь снова поступает в дыхательный мешок.

Кислородный баллон имеет объем 1,3 л. и рассчитан на рабочее давление 200 ат., т.е. на 260 л. кислорода. Ориентировочный расход кислорода на дыхание легководолаза под водой (л/мим) зависит от условий спуска и определяется по таблице???

Табл. ??? Ориентировочный расход кислорода на дыхание легководолаза под водой

Температура Воды, ⁰С	Состав снаряжения	Характеристика физической нагрузки
		Легкая	Средней тяжести	Тяжелая
<10	Водолазное белье и гидрокомбинезон	1,5	2.0	2,5
>10	То же	1,25	1,75	2,25
12÷15	Обычное белье без гидрокомбинезона	1,75	2,25	2,75
16÷19	То же	1,25	1,75	2,25
20 и >	То же	1,0	1,5	2,0

На трехкратную промывку (опробование) аппарата тратится около 15 л; на выравнивание давления в дыхательном мешке тратится примерно 4 л. Таким образом, ориентировочное время пребывания легководолаза под водой с аппаратом ИДА-57 составит:

Т=

где 240 – запас кислорода, 2 – расход кислорода

Дыхательный мешок. Дыхательный мешок представляет собой резервуар, в котором находится необходимая для дыхания легководолаза дыхательная смесь. Емкость мешка 8 л. Мешок изготовлен из плотной прорезиненной ткани.

Коробка поглотителя. Коробка поглотителя представляет собой полый цилиндр, состоящий из двух корпусов. Внешний корпус заполняется химическим поглотителем из гидрата окиси кальция (96%) и едкого натра (4%).

Схема работы аппарата ИДА-57. При открытом вентиле кислородного баллона кислород поступает в резервуар, а так же к ручному пускателю и указателю минимального давления. И редуктора кислород поступает в дыхательный мешок и к дыхательному автомату.

Если при подаче редуктором в дыхательном мешке оказывается недостаточно кислорода, то к работе подключается дыхательный автомат или же подача кислорода в дыхательный мешок производится легководолазом с помощью ручного пускателя.

При выдохе в клапанной коробке создается избыточное давление, клапан выдоха открывается и при закрытом клапане входа газовая смесь, содержащая углекислый газ, поступает по трубке выхода в коробку поглотителя. Пройдя через химический поглотитель и очистившись от углекислого газа, газовая смесь из коробки поглотителя вновь поступает в дыхательный мешок.

Гидрокомбинезон. Гидрокомбинезон предназначен для полной изоляции водолаза от воды. А так же для защиты его тела от возможных повреждений при спусках под воду.

Гидрокомбинезон склеивается из прочной двухслойной прорезиненной ткани и имеет шлем, рукава с рукавицами и штанины с ботами. Для надевания гидрокомбинезон имеет широкий резиновый рукав, вклеенный в грудной части – аппендикс. Шлем имеет смотровые очки, травящий клапан, штуцер для присоединения к дыхательному аппарату и крепежный ремень, который оборачивается вокруг головы водолаза и застегивается на пряжку.

Внутри шлема имеется резиновый загубник, который легководолаз берет в рот при включении на дыхание и дыхательного аппарата. Гидрокомбинезон (ГК-2) изготавливают двух размеров: для водолазов ростом до 75 см и й ростом выше 175 см. Вес гидрокомбинезона с принадлежностями около 4,5 кг.