книги из ГПНТБ / Машины для строительства и содержания осушительных дрен

ходе из строя) устьев дрен.

Послестроительная

прочистка

д р е н а ж н ы х

систем

предусмат ­

ривает одновременно

и

контроль

качества

з а к л а д к и

дрен,

по­

скольку

объем

работ

по

с о д е р ж а н и ю д р е н а ж а

во

многом

опре­

деляется

качеством строительных

работ.

К числу дефектов строительных работ относятся,

например:

неудовлетворительная

подготовка

дна

д р е н а ж н ы х

т р а н ш е й ;

не-

Залибиа

п р а в и л ь н а я

у к л а д к а и

низ-

Ооды

i

г

к о е

качество

стыковки

дре -

"

w ^ v ^ v V / .

/

-

и а ж н ы х

труб

и

линий;

ук­

///

л а д к а

в

т р а н ш е ю

повреж ­

денных

д р е н а ж н ы х

труб

и

др .

Д а ж е

при

соблюдении

Рис. 9. Схема

работы

запиточного

в с

е х

нормативов

строитель-

рукава:

*

,

„

ство

дрен

неизбежно

со-

/ — запиточный

рукав:

2 — дрена

г

п р о в о ж д а е т с я

п о п а д а н и е м

грунта и фильтрующего м а т е р и а л а

во

внутренние

полости

труб.

В процессе

эксплуатации системы

этот

грунт

у в л а ж н я е т с я ,

а вы­

деление

из

него илистых

ф р а к ц и й

создает

наилок,

препятству­

этому после укладки дрены и засыпки т р а н ш е и

целесообразно

прочистить д р е н а ж н у ю линию по

всей

длине,

одновременно

убе­

дившись в ее непрерывности. П р а к т и к а

с о д е р ж а н и я д р е н а ж а да ­

ет основание считать, что послестроительная

прочистка способ­

ствует установлению стационарного

д р е н а ж н о г о

стока.

П р и отсутствии м а ш и н очистка

дрен после

строительства

осуществляется с помощью т а к

н а з ы в а е м ы х

запиточных

рука­

мывочного

ш л а н г а

из д р е н а ж н о й

линии перед

головкой

обра­

зуется разрежение,

необходимое д л я временного

увеличения

ин­

тенсивности

фильтрации, что

способствует

установлению

ста­

ционарного

стока

дрены.

Одной из основных причин выхода из строя дрен

является

суффозия, т. е. заиление и п о с л е д у ю щ а я

з а к у п о р к а дрен

грунтом,

п о п а д а ю щ и м

в д р е н а ж н ы е

трубы

в виде

мельчайших

частиц

вместе с водой.

Н а и б о л е е

часто

заиление

дрен

происходит

в

малоустойчивых

грунтах и в плывунах, а очень интенсивно

процесс

заиления

протекает в первые годы работы .

Второй

причиной

естественного

выхода

д р е н а ж а из

строя

является з а р а с т а н и е

«живого

сечения»

дрен

корнями

растений

и

деревьев .

Ускорению такого

процесса

помогает п р о т е к а ю щ а я

по

д р е н а м

вода, с о д е р ж а щ а я

высокий

процент

различных

пи-

усваивает эти питательные

вещества,

что

способствует ускорен­

ному

развитию растения

и его корневой

системы,

проникнув­

шей

в дрену

через стоки. Р а з р а с т а я с ь ,

корневая система дости­

гает

такой

плотности, что

полностью

закупоривает

дрену и

д в и ж е н и е

воды

по

дрене

п р е к р а щ а е т с я .

»

Серьезной

причиной

засорения

дрен

и

ухудшения

их

работы

н а р я д у с суффозией

и з а р а с т а н и е м

корнями

растений

является

заохривание,

т. е. о б р а з о в а н и е

и

выпадение

в

их

полости

водо-

нерастворимых

известковых

отложений

и

соединений

ж е л е з а ,

кремния,

а л л ю м и н и я

и

марганца .

О б р а з о в а н и е

этих

отложений

почти

не

зависит от

м а т е р и а л а

д р е н а ж н ы х труб

и

их

фильтров,

срока

работы д р е н а ж а ,

его

географического

местоположения

и т. д. О т л о ж е н и я

распределяются

неравномерно

вдоль

дрены:

их м о ж н о

н а б л ю д а т ь

и

в начале, и в устье дрены.

Многочисленные

обследования

д р е н а ж н ы х

систем

в

нашей

с т р а н е показывают,

что

повреждения

д р е н а ж а

из-за

з а р а с т а ­

ния и заиления

полости

д р е н а ж н ы х трубок составляют 65—70%

всех

повреждений

д р е н а ж а .

К

другим

причинам

выхода

из

строя

д р е н а ж н ы х

систем

м о ж н о отнести:

нарушение

соосности

соседних

трубок

в

дрене

в результате осадки грунта и низкого качества работы

механиз­

мов уклона,

увеличение

зазора

в

стыках

труб,

неправильного

с о п р я ж е н и я

дрен

с

коллектором .

Кроме

этого,

в

процессе экс­

плуатации осушительных

систем

допускается

р я д

недостатков:

п о в р е ж д а ю т с я устья

дрен,

засоряется о т в о д я щ а я сеть, не

устра­

няются своевременно промоины и провал грунта

над

дреной.

Большинство перечисленных причин выхода из строя з а к р ы ­

тых

д р е н а ж н ы х

систем

может

быть предупреждено

при

более

четкой организации строительных работ и своевременном

прове­

дении работ

по

с о д е р ж а н и ю

и

ремонту

дрен.

^

способов: например, гидромеханическая очистка дрен.

П р и механической очистке дрен основной

объем

работ

вы­

полняется вручную по следующим двум технологиям .

При первой технологии

одноковшовым

экскаватором

со

спе­

ц и а л ь н ы м

ковшом отрывают сплошную т р а н ш е ю на

глубину

з а к л а д к и

дрен. Вскрытые

трубки

очищают

по

верху

тряпкой,

а

з а и л е н н ы е

з а з о р ы

м е ж д у

ними

осторожно

очищают

ножом .

П о с л е этого трубки

извлекают из

траншеи,

подсушивают

и

про­

ч и щ а ю т с

помощью простейших

приспособлений

(проволоки,

металлических щеток

или

ершей,

д е р ж а в о к с

наконечником

из

проволоки

в ф о р м е

спирали

и ДР-). Прочищенные трубки

укла ­

д ы в а ю т обратно в

т р а н ш е ю ,

стыки

трубок

о б к л а д ы в а ю т

филь ­

т р у ю щ и м

м а т е р и а л о м ,

и

т р а н ш е и

з а с ы п а ю т

с

помощью

буль­

дозера . Так очищают

преимущественно сильно

заиленные

дре ­

н а ж н ы е трубопроводы .

П р и

втором

пути

(рис.

10, а)

осуществляют

пунктирное

вскрытие

д р е н а ж н ы х

линий

через

к а ж д ы е

10—15

м,

д л я чего

вручную или с помощью одноковшового или цепного

скребково ­

го

э к с к а в а т о р а

отрывают

ш у р ф ы длинной 1—5 м,

шириной

0,5

м и глубиной 1—2

м (в

зависимости от

глубины

з а к л а д к и

д р е н а ж а ) . П р и

механизации отрывки шурфов производитель -

Рис. 10.

Способы очистки дрен:

а — механический;

б — химический:

/ — проволока; 2 — металлическая

щетка;

3 — ру­

коятка;

4— набор

деревянных стержней; 5 — пробка; 6 — емкость;

7— уплотнительная,

шайба; 8— трубопровод; 9— насос

ность

возрастает примерно

в

3—4 р а з а . В к а ж д о м

ш у р ф е

выни­

мают

и прочищают две-три

д р е н а ж н ы е трубы .

Участки

дрен

циально

подготовленной

проволоки

1

д и а м е т р о м

4—8

мм

и

длиной

25—30 м. Н а - о д н о м

конце

проволоки

имеется

с п и р а л ь

диаметром 3—4 см и длиной 10—15

см,

а т а к ж е

металлический

ерш или сетка из мягкой

тонкой

проволоки . Д р у г о й

конец

про­

волоки с н а б ж е н рукояткой

3. П р о в о л о к у

п р о т а л к и в а ю т

в

трубо ­

провод

в направлении против

стока, воды .

Эту

работу

выпол ­

няют

двое

рабочих:

первый з а т а л к и в а е т

проволоку

в т р у б о п р о ­

вод,

второй

п р и д е р ж и в а е т

ее

за другой

конец

и

в р а щ а е т .

Е с л и

проволока

встречает в трубопроводе

препятствие,

то

первый

рабочий

старается

резким

толчком

протолкнуть

ее

к а к м о ж н о

д а л ь ш е ,

в то время

как второй, в р а щ а я

проволоку,

вытаскивает

ее из дрены. Процесс повторяется, пока

препятствие

не

будет

устранено, после чего рабочие переходят

к

следующему

ш у р ф у ,

где п р о д о л ж а ю т работу т а к и м ж е

способом.

После прочистки

трубопровода

проволокой

со

спиралью

и

волокой с намотанной на нее тряпкой . П р о в о л о к у с тряпкой

про ­

совывают в н а п р а в л е н и и стока. Р а б о т у выполняют трое

р а б о -

чих. Один из них просовывает

проволоку в трубопровод, другой

в р а щ а е т ее, а

третий

при появлении

проволоки у нижнего шур ­

ф а вытягивает

ее.

К а ж д ы й

отрезок

трубопровода прочищают,

Д р е н ы м о ж н о

чистить

проволокой в том случае,

если они

з а р о с л и мелкими

корнями

растений

или подверглись

заилению

на 25—30% живого сечения.

П р и большой

степени

заиления

д р е н а ж н ы х систем, заохри -

род для прочистки участков трубопроводов

используют

микро­

буры с электрическим

или механическим

приводом,

микротурби ­

ны с гидравлическим

приводом и другие

простейшие

механизмы .

П о

окончании

прочистки д р е н а ж н ы х

линий извлеченные из

ш у р ф а

трубы у к л а д ы в а ю т обратно, стыки

обвертывают

филь ­

т р у ю щ и м м а т е р и а л о м

и ш у р ф ы з а с ы п а ю т

вручную

или

бульдо­

з е р о м .

Стоимость работ при первом способе на 10—15% выше, чем

при втором, однако уровень механизации

трудоемких земляных

работ

достигает

90%.

В

Голландии

дл я

механической очистки

д р е н а ж н ы х

бескол­

пользуется

набор (40 штук) деревянных стержней 4 (рис. 1 0 , а ) ,

длиной

по

5 м к а ж д ы й с

металлическими винтовыми соедине­

ниями . Один стержень оканчивается острием с

металлической

щеткой

2.

Стержни проталкивают в дрену, постепенно н а р а щ и ­

в а я д о

требуемой длины .

Д л я лучшего выноса

и р а з р у ш е н и я

поступательное движение,

в

результате

чего наносы дробятся,

рассеиваются и выносятся

текущей водой в водоприемник. Если

дрена полностью заилена

и

закупорку

пробить невозможно, то

несколько д р е н а ж н ы х труб

и прочистить закупоренное

место.

Опыт

п о к а з а л , что при благоприятных условиях

с помощью

на­

б о р а

деревянных

стержней

м о ж н о прочищать

дрену

без

ее

вскрытия длиной

до 200 м.

уход за сетью на п л о щ а д и

250 га.

Н а очистку

100 м д р е н а ж а

вручную по н о р м а м

предусмат ­

р и в а е т с я

10—12

чел.-ч. Стоимость

очистки

составляет

0,15—

0,20 р./м.

В последние годы за р у б е ж о м

(в США , Англии)

дл я прочи­

стки труб

механическим

способом

применяют

специальные

м а ш и н ы

с

в р а щ а ю щ и м с я

стержнем

типа гибкого в а л а с

нако­

нечником

на конце. В качестве

наконечников

используют

спи­

р а л ь н ы е очистители с острыми кромками, стальные

проволоч­

ные щетки

и другие приспособления. Большинство машин

этого

типа

имеет з а к р ы т ы е б а р а б а н ы

д л я

с м а т ы в а н и я

и в р а щ е н и я

гибкого

с т е р ж н я .

М а ш и н ы с успехом

используют д л я

устранения

з а к у п о р о к

в

трубах,

срезки корней,

а т а к ж е д л я

профилактической

прочист­

ки.

Производительность

м а ш и н ы

на

прочистке

в

среднем

1 кг/смену.

Химическая очистка

сильно заохренных

дрен, з а л о ж е н н ы х

в

грунтах, богатых железистыми соединениями, в которых

о б р а ­

зовались

пробки водонерастворимых

соединений ж е л е з а ,

а л ю ­

миния

и

марганца, выполняется

регулярно

через

к а ж д ы е

4—

5 лет

следующим образом

(рис.

10,

б).

Устье дрены плотно

за ­

носному

трубопроводу 8,

з а к а н ч и в а ю щ е м у с я шайбой

7, водный

раствор

серной кислоты

и б и с у л ь ф а т а н а т р и я в

количестве,

венно

0,3 и

2%,

или

г а з о о б р а з н у ю двуокись

серы

в

количестве

16,6 кг

газа

на

1 м 3

полости дрены . Д л я получения

реакции

не­

обходимо, чтобы

в дрене имелось некоторое

количество

воды.

Растворившиеся

соединения ж е л е з а , м а р г а н ц а и

других

эле ­

ментов выносятся из дрены вместе с водой, после

того

к а к из

устья дрены будет вынута пробка 5.

Стоимость обработки и

з а т р а т ы

труда

при т а к о м

способе

очистки высокие. Так, при

обработке

труб

д и а м е т р о м 10—12

см

с использованием двуокиси серы стоимость обработки

состав­

ляет 7—12 к. за

1 м очищенной дрены.

Химическая очистка дрен, заросших корнями

растений,

со­

стоит в следующем: в верхних концах собирателей

с о о р у ж а ю т с я

з а к р ы т ы е контрольные колодцы, в которые

через

к а ж д ы е

2—

стающих в дренах . Н а и б о л е е подходящими

д л я

этой

цели

яв ­

ляются

растворы

к а р б о л и н е у м а

со

смолой,

а т а к ж е

продукты

нефти.

Ориентировочно

на

к а ж д ы е

100

м

дрены

расходуется

3—5 л

антисептиков. Р а с с м а т р и в а е м ы й

способ очистки

проверен

в производственных

условиях

и

п о к а з а л

неплохие

результаты .

Однако

возможность з а г р я з н е н и я открытых водоемов

химиче­

скими

веществами

не

позволяет

рекомендовать

его

д л я

про­

мышленного

использования .

Д л я

борьбы с

з а р а с т а н и е м

трубчатых

д р е н а ж н ы х

систем

можно

успешно использовать гербициды общего или

избира ­

тельного действия.

Гидравлическая

очистка

дрен

путем

промывки

водой

под

давлением (рис. 11, а,

б,

в)

получила

наиболее

широкое

рас ­

пространение

б л а г о д а р я

своей

простоте

и использованию в

ка­

честве

промывочного средства дешевого рабочего м а т е р и а л а —

воды, имеющейся в необходимом количестве на

мелиоративных

объектах .

Н а и б о л е е

простой

способ

промывки

слабо

заиленных

дрен

(высота

з а и л е н и я не превышает

7з поперечного

сечения

трубо ­

провода)

на значительной

п л о щ а д и

состоит

в

искусственном

создании

подпора

воды

в д р е н а ж н о й

системе

до

полного

запол ­

нения

дрен. З а т е м

воду

резко сбрасывают, и

частицы ила уно­

сятся из

дрены вместе с водой.

Эта

операция

повторяется

до

полной

очистки дрен. П р и

этом

д л я

прочистки

д р е н а ж н о й

си-

Рис.

11.

Гидравлический

способ очистки дрен:

а — с помощью

задвижек;

б — под давлением

воды, подаваемой из простейшего напор­

ного устройства;

в — дренопромывочной

машиной; 1 — задвижка; 2— трубопровод: 3—

емкость

для воды; 4 — насос пожарный;

5 — насадок; в — дренопромывочное оборудова­

ние

машины

Д-910;

7 — шланг; 8 — прибор

для отыскания мест закупорки дрены

стемы

в целом подпор воды

создают на открытых

собирателях,

а д л я

прочистки

отдельных

дрен

подпор воды

создают непо­

порки с

помощью

специальных з а д в и ж е к

1

(рис. 11, а ) .

П р и

частично

заиленном

д р е н а ж е

(до

5%

сечения трубок)

вода д л я промывки

иногда

передается

в

дрену

по

переносным

трубопроводам

2

из

б л и ж а й ш е г о

источника

или

из

специальных

емкостей

3 п о ж а р н ы м и насосами

4, передвижной насосной

стан­

цией П Н С Т - 6 Н Д В ,

мотопомпой

Б М П - 6 0 0

и др. (рис.

11, д).

У к а з а н н ы е

средства мало приспособлены д л я очистки

дрен,

они не всегда

эффективны и экономически

целесообразны,

иног­

о с у щ е с т в л я ю щ и е промывку

з а к р ы т ы х

дрен водой, подающейся

под д а в л е н и е м в дрену

с

помощью

гибкого

пластмассового

ш л а н г а 7 и реактивного

насадка 5,

имеющего

обычно одно

переднее и несколько

задних

отверстий

дл я выхода

водяных

струй (рис. 11, в). П р и м е н е н и е

м а ш и н подобного типа, оборудо ­

ванных специальными

п р и б о р а м и 8 дл я

отыскания

мест з а к у ­

ленных и заохренных дрен, не прибегая к их частому

в с к р ы т и ю ,

что удешевляет производство работ

и позволяет

очищать д о

100—120 м/ч д р е н а ж а . Стоимость очистки 1 м

длины

д р е н а ж а

с использованием

дренопромывочных

машин 4—6* к.

Гидравлический

способ очистки

(промывка)

з а к р ы т ы х

дрен

с помощью насадок различных типов получает

все более

широ ­

кое распространение б л а г о д а р я высокой степени

м е х а н и з а ц и и

бот. Агрегаты дл я

гидравлической

промывки

дрен

состоят из

насоса высокого (до 15 000 к Н / м 2 )

или среднего (до 5000

к Н / м 2 )

д а в л е н и я и ш л а н г а

длиной 100—300 м, к концу которого

кре ­

пятся рабочие элементы с отверстиями дл я

выхода

водяных

струй.

Периодический

контроль за состоянием

д р е н а ж н ы х

систем

имеет целью не допустить

межсезонного

преждевременного

пре­

к р а щ е н и я работоспособности

д р е н а ж а

и

резкого,

иепредпола -

гаемого понижения

урожайности

сельскохозяйственных

к у л ь т у р

на

дренированных

п л о щ а д я х .

В о з д е л ы в а н и е

сельскохозяйствен ­

ных культур д о л ж н о б а з и р о в а т ь с я

на точных

сведениях

в о б л а ­

сти

водно -минерального

р е ж и м а

мелиорируемых

п л о щ а д е й .

Контроль осуществляется

на

одной

или двух

произвольно

вы ­

мывки

д р е н а ж а

определяются н о р м а м и

и

приурочиваются к

такому

периоду

времени, когда п л о щ а д и

не

з а н я т ы сельско ­

хозяйственными

культурами .

рез коллектор

в открытый

водоприемник,

т. е. чтобы «пробки»

в коллекторе не создавали

подпора воды

в системе. Технология

промывки дрен

с л е д у ю щ а я .

Р а б о ч и й ш л а н г дренопромывочной

длину. Д а л е е , прибором определяют

место

остановки

ш л а н г а ,

откапывают ш у р ф 0,6X1,5 м. Отрывка ш у р ф а

осуществляется

экскаватором Э-153 или погрузчиком

ПЭ - 08 .

Г л у б ж е

у р о в н я

коллектора на 0,3—0,4 м д е л а ю т отстойник, в котором

о с е д а ю т

крупные частицы наносов. И з ш у р ф а

д в и ж е н и е ш л а н г а

вперед

п р о д о л ж а е т с я до конца коллектора или до его истока. Пр и

этом

давление воды при подаче вперед рабочего

ш л а н г а с о с т а в л я е т

5—10 ат по п о к а з а н и я м манометра . З а т е м ,

при давлении

в о д ы

20—25 ат ш л а н г дренопромывочной м а ш и н ы извлекают

из

кол­

лектора . Так осуществляется прочистка коллектора .

НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ

ДРЕНОУКЛАДЧИКОВ

Д р е н о у к л а д ч и к о м

называется

самоходный

т р а н ш е е к о п а т е л ь

или навесной (прицепной) тракторный агрегат,

предназначен ­

ный д л я сооружения

з а к р ы т ы х осушительных

дрен. Т а к а я ма­

шина

д о л ж н а

быть

оборудована

автоматом,

обеспечивающим

з а д а н н ы е прямолинейность и уклон дрены .

Д р е н о у к л а д ч и к и классифицируются:

1.

П о типу

рабочего

органа

(рис. 12, а—п)

в

зависимости

от способа реализации

мощности

д в и г а т е л я :

а) на активные (многоковшовые, роторные, фрезерно - винто -

вые, цепные), предназначенные главным образом

д л я устройст­

ва

траншей различного

поперечного сечения;

б)

на пассивные

или ножевые, предназначенные в основном

д л я

устройства

дрен

бестраншейным способом.

Н а и б о л ь ш е е распространение получили

самоходные

актив ­

ные дреноукладчики

на гусеничном

ходу,

у к л а д ы в а ю щ и е

кера ­

мические

и пластмассовые

трубы

(траншейные

э к с к а в а т о р ы -

дреноукладчики Э Т И - 1 7 1 , ЭТЦ - 202,

Э Т Ц - 1 6 3 ) .

Среди

бестран ­

шейных

пассивных дреноукладчиков

н а и л у ч ш и м и

п о к а з а т е л я м и

отличаются навесные

к р о т о д р е н а ж н ы е

м а ш и н ы

Д-657,

а

т а к ж е

дерноукладчики

Д П Б Н - 1 , 8 ,

у к л а д ы в а ю щ и е

пластмассовые тру­

бы, формируемые из ленты.

В а ж н е й ш и м и эксплуатационными

качествами,

повышение

которых

имеет

д л я

дреноукладчиков

первостепенное

значение,

я в л я ю т с я их производительность и

проходимость.

Производи ­

тельность д р е н а ж н ы х

машин во многом зависит

от типа

укла ­

д ы в а е м ы х труб (пластмассовые или

керамические)

и

от

того,

как они

подготовлены к укладке . Н а

производительность

дрено -

ройствам и

приспособлениям,

которые

с о к р а щ а ю т и

ускоряют

доделочные

работы (в первую

очередь

устройствам

д л я под-

д е р ж а н и я требуемой глубины копания,

а т а к ж е устройствам д л я

у к л а д к и т р у б ) .

Р а с с м о т р и м

основные типы

рабочих

органов

д р е н о у к л а д -

чиков.

Ножевые рабочие органы состоят из

одного (рис. 12, е,

н, о)

или нескольких

с к а л ы в а ю щ и х

или уплотняющих

ножей .

Одни

и)

н)

л)

ы)

Рис.

12.

Схемы

рабочих

органов

дренажных

машин:

о — цепной

многоковшовый;

б—

роторный

многоковшовый;

в — комбинированный

шне-

короторный; г — плужный

двухотвальный;

д — дренажный

плуг;

е — ножевой

с

приспо­

соблением

для укладки

дренажных

труб;

ж — цепной

скребковый; з — роторный

скреб­

ковый;

и — шнековый;

к—цепной

щеледрснажный;

л

— V-образный плужный

рабочий

орган

Вильнера;

м — комбинированный

плужнороторный;

н — ножевой

с дренером:

о —

ножевой с

дренером

и

фрезой для

перерезания древесных

включений;

п — фрезерный;

/ — зачисткой скребок;

2 — рама;

3 — ковш; 4 — цепь;

5 — транспортер;

6 — роторное

ко­

лесо;

7 — ротор-метатель;

6'— направляющий

кожух:

9 — шнек;

10 — лемех;

// — откос-

ник-бермоочиститель;

12 — опорное

колесо;

13 — лемех:

14 — уплотняющий

нож;

15 —

бухта

(барабан);

16 — направляющий

желоб;

17 — отвал;

18 — скребок;

19 — раскрываю­

щее

устройство; 20 — дренер;

21 — фреза