Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник

.pdf
Скачиваний:
156
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
36.51 Mб
Скачать

I Группа по труд­ ности разработкк

Наименование грунта

Суглинки и глины твердые с пределом прочности при сжа­ тии 1—2 кгс1смг

 

 

 

 

Поодолжение

таблицы 10

 

Коэффициент

Коэффициент

Сопротивле­

 

Объемный вес

Категория

Грануломет-

ние грунта при

Прилипае­

грунта

в ус­

 

плотности

консистен­

погружении

ловиях

есте­

грунта по

р ический

несвязных

ции СВЯЗНЫХ

зонла — число

мость, г/см5

ственного

 

трудности

класс

грунтов А'п

к

ударов на

 

залегания,

 

разгрузки

 

 

грунтов А"

10 см погру­

 

т/м3

 

 

 

 

 

 

жения

 

 

 

 

 

V, V I

 

ОтО.О д о 0 , 5

 

 

2,30—2,50

 

2

Глины

полутвердые,

 

особо

 

 

 

сильно прилипаемые . .

VI

От 0,25 до От 4 до 10 Больше 400 2,10—2,25

3

 

 

 

 

 

0,0

 

Грунты с пределом прочнос­

 

 

 

ти при сжатии 2 — 5

 

кгс/см2

 

 

 

(сильно

выветрившиеся

сцемен­

 

 

 

VII тированные породы-песчаники,

 

 

 

известняки, ракушечник,

мел

 

 

 

и др., а также особо

твердые

 

 

 

глины и суглинки) . . .

Не

регламентируются

2,40-2,50

3

 

 

 

 

П р и м е ч а н и я :

1. Грунты

с коэффициентом консистенции Кк

от 1,00 до 0,26

при прилипаемссти

251—400

г/см-

сить к

V группе по трудности разработки и 3 категории по трудности

разгрузки.

пылевато-илистых частиц (0,05—0,005 мм);

2.

Илами называются

морские отложения, содержащие большое

количество

по гранулометрическому

составу

илы могут относиться к IV, V и VI классам ив таблицах норм обозначаются (IV—VI) -

3.

Структурными

называются

илы, обладающие способностью заполнять черпаки выше горизонтальной плоскости, ограничи­

вающей водовместимость черпаков при данном угле наклона рамы. Илы, не обладающие этим свойством, относятся к неструктурным.

4. Ракушечниковые

грунты (илы, пески)

II и III групп при разработке их с рефулированием

по грунтопроводу следует

относить к IV группе

грунтов по трудности

разработки земснарядами.

в глинистых—меньше 3,о,

5. Пылевато-илистые

грунты, содержащие частицы с диаметром 0,05—0,005 мм более 50%, а

условно наименованные

«Супеси илистые» (IVj,), в условиях естественного залегания имеют плотное сложение и по трудности

разработки земснарядами

относятся к IV группе.

 

 

Образец № 1 содержит

фракции меньше 0,005 мм — 21%, следовательно,

он относится к V классу. В графе 19 указано, что значение коэффициента

консис­

тенции

составляет

Кк = +0,57, а в графе 20, — что прилипаемость

равна

123

г/см2.

 

 

 

 

В табл. 10 (классификация грунтов) находим, что грунт V класса с коэффи­

циентом консистенции Кк =

1,00-Ь0,26 и с прилипаемостью в интервале значе­

ний 100—250 г/см2

относится к IV группе по трудности разработки. Показатели

Кк

и прилипаемости образца

№ 1 соответствуют указанным пределам,

следова­

тельно,

грунт верхнего слоя

относится к IV группе по трудности разработки.

 

Таким же путем устанавливаем, что грунт нижнего слоя по гранулометри­

ческому составу также относится к V классу, но по физическому состоянию в ус­

ловиях естественного залегания, которое характеризуется отрицательным зна­

чением Кк=

—0,19,

является суглинком в твердом

состоянии и

относится

к VI группе.

 

 

 

 

Этот пример показывает, что грунты одинакового

или близкого

грануло­

метрического

состава,

но различной консистенции могут значительно разли­

чаться по трудности

разработки.

 

 

Пример 2. На строительном объекте земснарядами разрабатываются мелкие пески значительной плотности. Результаты лабораторного исследования одного

образца этого грунта, отобранного в период работ, приведены

в табл.

9 (обра­

зец № 3).

 

 

 

 

 

По данным таблиц

определяем

нормативные

показатели

грунта.

 

В табл. 9 находим, что грунт,

содержащий

глинистые

фракции

(меньше

0,005 мм) меньше 3%

и мелкие песчаные фракции (0,25—0,05 мм)

больше

50%, является мелким песком и отнесен к Ш-му классу. В данном случае содер­

жание фракции 0,25—0,05 мм составляет

(70 + 17) 87%, следовательно, песок

относится к Ш-му классу.

 

 

По табл.

10 находим, что пески с коэффициентом плотности Кп =

0,614-0,80

являются плотными песками и относятся к IV группе по трудности

разработки.

Показатель

плотности рассматриваемого

грунта Кп = 0,64, следовательно,

грунт относится к IV группе.

 

 

Г л а в а XX

РАБОЧИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ЗЕМСНАРЯДОВ

§ 90. Траншейный способ

Способы перемещения в процессе извлечения и удаления грунта землечерпательных и землесосных снарядов зависят от конструктив­ ных особенностей земснарядов, глубин на участках производства работ и принятой технологии дноуглубления.

Как в морских, так и в речных условиях применяются два способа перемещения землесосов по прорези — траншейный (продольный) и папильонажный (поперечный); многочерпаковые снаряды перемещаются папильонажным способом; одночерпаковые (грейферные и штанго­ вые) — траншейным.

При траншейном способе прорезь по длине делится на ряд участков

(серий), а участки по ширине — на ряд траншей (рис. 136). Якорные землесосы. В пределах каждого участка якорный земле­

сос движется вдоль траншей и разрабатывает последовательно траншеи 1, 2, 3 и т. д.

273

Большинство землесосов, работающих траншейным способом, имеет всасывающие приемники, позволяющие делать рабочий ход (с забором грунта) только в одну сторону. Дойдя по траншее рабочим ходом до конца участка, землесосы спускаются к ее началу холостым ходом (без забора грунта) и затем переходят на соседнюю траншею и т. д. Длина каждой траншеи равна длине участка.

На рис. 136 сплошными линиями показаны рабочие перемещения землесоса по траншее, переход с одной траншеи на другую и границы участков, а пунктирными линиями — холостые спуски землесоса и гра­ ницы разрабатываемых траншей (часть их заштрихована).

После разработки всех траншей в пределах одного участка земле­ сос переходит на следующую серию и начинает ее разработку с первой от кромки траншеи. Короткие прорези можно разрабатывать сквоз­ ными траншеями, идущими по всей длине прорези, если длина рабочих тросов и напорного грунтопровода землесоса позволяют это выполнить без перекладки рабочих якорей.

По отношению к течению землесосы могут перемещаться на участках по прорези траншеями против течения и траншеями по течению. На рис. 136 схематично показана траншейная работа по течению, причем разработка прорези начинается с верхнего по течению участка. При

траншейной работе

против течения

разработку

прорези

начинают

с нижнего по течению участка

и кончают

верхним.

 

 

 

С и а л к а

г р у н т а

 

Спуск

на Ш серию

работы

Спуск

на Л

серию

 

 

 

Г

2

 

1

к

Л серия

I

серия

Те ч е н и е

Рис. 136. Схема перемещения снаряда по прорези траншеями (сериями по течению)

Обычно при работе в речных условиях по течению траншейным и папильонажным способами значительно снижаются (по сравнению с работой против течения) затраты времени на перекладку якорей, пла­ вучего трубопровода, переход с участка на участок и, следовательно, повышается использование рабочего времени снаряда.

При работе траншеями диаметральная плоскость землесоса сохра­ няет положение, параллельное оси прорези и оси траншей.

274

А
Рис. 137. Расположение тросов и якорей при перемещении землесоса по прорези сериями траншей по течению

На рис. 137 показаны начальные Н и конечные К положения зем­ лесоса на крайних траншеях верхнего участка (перемещение плаву­ чего грунтопровода не показано).

Самоотвозные землесосы. С х е м ы

д в и ж е н и я в з а в и с и ­

м о с т и о т р а с п о л о ж е н и я

с в а л о к . Правильно выбран­

ная схема движения на участке дноуглубления приходе на свалку и об­ ратно сокращает цикл работы землесоса, повышает эффектив­ ность его работы.

Наиболее распространенны­ ми схемами движения землесоса являются следующие: свалка расположена вдоль углубляемо­ го участка за одной из его бро­ вок; глубины на свалках и под­ ходах достаточны для движения землесоса; свалка расположена вдали от углубляемого участка; глубины позволяют выход на свалку только со стороны нача­ ла (конца) участка.

В обоих случаях необходи­ мо сначала определить рацио­ нальную длину траншеи для эффективной загрузки трюма в зависимости от грунтовых усло­ вий. Разделив общую протяжен­ ность участка на рациональную длину траншеи и округлив до целого числа, получим количе­ ство отрезков участка, после­ довательно углубляемых зем­ лесосом.

Возможны случаи, когда длина участка недостаточна для

полной загрузки трюма. Тогда определяют количество траншей (галсов) для каждой загрузки трюма.

Для первого случая расположения свалок применяются следующие схемы движения самоотвозного землесоса:

при разработке легко разгружающихся грунтов землесос после загрузки трюма поднимает сосуны, разворачивается, следует кратчай­ шим курсом на свалку, вываливает грунт и возвращается к месту выхода с углубляемого участка; грунтозабор в очередном цикле осу­

ществляется встречным движением

относительно заключительного

хода в предыдущем цикле (рис. 138,

а);

при разработке трудно разгружающихся грунтов землесос после загрузки трюма следует к свалке грунта, но разгрузку осуществляет в процессе движения по свалке, рассеивая грунт по ее длине вдоль канала. Опорожнив трюм во время хода в сторону пикета «начало

работ», землесос выходит на этот пикет и начинает грунтозабор движением в ту же сторону, что и в предыдущем цикле; трасса движения землесоса представляет собою прямоугольник или трапецию (рис. 138, б).

Для второго случая применяются следующие схемы движения зем­ лесоса:

при возможности загружать трюм в процессе движения по одной

траншее грунтоизвлечение начинают с участка, наиболее

удаленного

г.

от свалки; двигаясь

к выходу

w

на

свалку,

землесос

полно­

 

стью загружает трюм, а затем

 

поднимает

сосуны

и

следует

 

к месту разгрузки. Такая схе­

 

ма соблюдается и в последу­

 

ющих

циклах,

при

этом

ис­

 

ключается

необходимость де­

 

лать разворот в грузу на ка­

 

нале (рис.

138, в);

 

 

 

 

 

 

если длина участка не по­

 

зволяет

загрузить

трюм

за

 

один проход,

загрузку трюма

 

начинают таким образом, что­

 

бы последняя

траншея

созда­

 

валась

 

движением

в сторону

 

выхода к свалке. Для соблю­

 

дения

этого

условия

необхо­

 

димо при четном числе тран­

 

шей

начинать

грунтозабор

 

движением

в

сторону

 

более

 

отдаленного от свалки

начала

 

участка,

а

при

нечетном —

 

с

противоположного

конца,

 

делая

развороты

после

про­

 

ходки

каждой

траншеи

(рис.

Рис. 138. Схема движения

землесоса

в за­

138,

г);

 

 

 

 

висимости от протяженности углубляемого

если у канала имеются две

участка и от расположения свалок

свалки,

расположенные

по

 

 

 

 

 

 

 

 

его

концам,

то

расстояние

между

свалками делят

пополам

и в районе

этой точки

участок

ка­

нала

разрабатывается

транзитом

на

всю длину

траншеи с ходом по­

очередно на обе свалки. Оставшиеся участки

вырабатываются так

же,

как и при одной свалке (рис. 139);

 

 

 

 

 

 

на участках небольшой длины при

благоприятных

метеорологиче­

ских условиях и хорошей управляемости землесоса на заднем ходу следует применять челночный способ движения землесоса в процессе грунтозабора. При этом грунтозабор начинают с пикета, наиболее удаленного от свалки. После прохода каждой траншеи землесос под­ нимает сосуны и задним ходом возвращается к пикету начала работ, повторяя такие заходы столько раз, сколько необходимо для полной 276

загрузки трюма (рис. 140). Челночный способ исключает необходи­ мость разворота груженого землесоса в узкости на канале.

Челночный способ следует применять в том случае, если на углуб­ ляемом канале землесос в груженом состоянии не может развернуться или время, затрачиваемое на холостой ход, меньше, чем на разворот груженого землесоса.

Ш

Свалка грунта

 

 

 

1

I

 

 

 

 

 

 

 

 

— * "

 

 

i

 

 

 

— • -ж.

 

 

 

 

 

— 1 — '

Рис.

139. Схема

движения

землесоса

при расположении

 

 

свалок с

обоих

концов

 

Р а ц и о н а л ь н а я

д л и н а

т р а н ш е й .

Для наиболее

эффективного использования землесоса на заданном участке дноуглу­ бительных работ необходимо определить рациональную длину траншеи (рабочего хода), при которой грунтовой трюм наполняется с полным

Свалка грунта

Свалка грунта

Е

I

_ ВА

1 1

 

 

Рис. 140. Схема работы землесоса

челночным

способом

использованием грузоподъемности землесоса. При этом может учиты­ ваться необходимость дифференцированного увеличения габаритов ка­

нала

(участка).

 

 

Длина

траншеи определяется

по формуле

 

 

 

'рац^раб^загр КМ,

(114)

где

с р а б

— скорость рабочего хода землесоса,

км/ч;

 

t3arp

— рациональное время

загрузки трюма, ч.

Некоторые типы землесосов при различии глубин до начала работ не имеют возможности поддерживать постоянный контакт грунтопри­ емника с грунтом по всей длине участка. Длину траншеи в таких усло­ виях назначают, сообразуясь с рельефом дна, а по мере углубления участка длину постепенно доводят до рациональной величины.

Расчет рациональной длины траншеи с учетом дифференцирован­ ного увеличения габаритов поясним примером.

277

На участке канала (рис. 141) протяженностью 5 км необходимо выполнить дноуглубительные работы до проектной отметки 9,2 м. Гарантированные габа­

риты канала: глубина 8,2 м, ширина

100 м. К началу дноуглубительных работ

эти габариты частично утрачены (заштрихованная

часть канала на рисунке) —

глубина 8,2 м обеспечивается только на ширине 80 м.

 

В первую

очередь необходимо

восстановить

гарантированные

габариты,

а затем углубить канал до проектной

отметки.

 

 

Как видно из схемы участка работ, в первую

очередь требуется

удалить

образовавшиеся

наносы у бровок до восстановления габаритной глубины, а за­

тем продолжать углубление до создания проектной глубины 9,2 м по всей шири­ не канала. Протяженность участка работ первой очереди у левой бровки состав­

ляет 5 км, у правой —два

участка по 2 км каждый.

 

 

Окм

I

2

3

4

5

6

7

3

Рис. 141. Схема участка дноуглубительных

работ

В рассматриваемом примере грунт — крупный песок

II I группы по труд­

ности разработки, наиболее высокая производительность землесоса по грунто-

забору 2200 м?/ч достигается при скорости

у р а б =

2 км/ч, а

норма

загрузки

трюма крупным песком по трудности разработки

составляет

2600 м3,

процент

сброса грунта за борт за счет перелива составляет 11%.

 

 

Рациональное время загрузки трюма будет равно

 

 

2600-1,11

 

 

 

Гзагр-

2 2 0 0

- 1 . 3 ч.

 

 

По формуле (И4)

 

2,60 км.

 

 

/рац =

2-1,3 =

 

 

Очевидно, что в указанных на схеме условиях

при выполнении работ пер­

вой очереди у левой бровки следует загружать трюм за время рабочего хода по длине траншеи, равной половине длины углубляемого участка — 2,5 км у правой бровки работать на двух участках длиной по 2 км. При выполнении ра­ бот второй очереди рациональная длина каждой траншеи будет 2,5 км.

 

В

рассмотренном

примере имелось

в виду, что неравномерность

отметок

дна

по

длине участка

незначительная

и не лимитирует выбора рациональной

длины/траншеи.

 

 

 

 

 

П о с л е д о в а т е л ь н о с т ь

р а з р а б о т к и

п р о р е з и

п о

ш и р и н е .

На судоходных

каналах заносимость

у

бровок

всегда больше, чем по оси канала. Это объясняется оседанием у бровок влекомых наносов, а также тем, что проходящие по оси канала суда

278

струями воды от винтов приводят во взвешенное состояние донные на­

носы, которые

оседают у бровок канала или частично выносятся за

его габариты.

 

Назначение последовательных трасс движения землесоса с одним сосуном в указанных выше условиях не представляет трудностей. В процессе производства дноуглубительных работ осуществляется по­ стоянный контроль за изменениями рельефа дна углубляемой прорези с помощью приборов — эхографов. При отсутствии таких приборов увеличение глубин канала можно установить с определенной степенью точности по глубине опускания сосунов и проверять эти данные путем

SJ

15

15

1 5 ,

I R I

I

 

I

Ш

 

I

ш

J _

л

ж

^

Нпр=10,дм

 

 

ж

ж

 

Рис. 142. Расположение

траншей

при

работе

землесоса с

двумя бортовыми

 

 

сосунами

при

неравномерном

слое

грунта:

а — снимаемый

слой

по парам

траншей

до

начала

работ;

б — слой, оставшийся после

работы

одновременно

двумя сосунами

(подлежит разработке

одним сосуном)

промеров имеющимися на судне средствами и периодическим контро­ лем за изменением глубин, осуществляемым промерной партией.

При работе землесосами с двумя бортовыми всасывающими устрой­ ствами, когда толщина снимаемого]слоя по ширине прорези различна, обоими сосунами снимается одинаковый слой грунта по всей ширине прорези и, как следствие, у оси получается перебор глубин. Во избе­ жание этого подчистку грунта у бровок временами производят одним сосуном, что, естественно, снижает производительность землесоса.

Работа самоотвозного землесоса у бровок всегда сложна и сопряже­ на с опасностью повреждений грунтозаборных устройств, поэтому выполнять эту работу рекомендуется в светлое время суток.

Организацию работы самоотвозного землесоса" с двумя бортовыми сосунами при ширине рабочей прорези 120 м можно пояснить следующим примером.

Последовательность разработки прорези по ширине в указанных условиях установлена четырьмя парами траншей. Расстояние между траншеями в каждой паре соответствует расстоянию между грунтоприемниками сосунов и условно при­ нимается равным 30 м. Каждая пара траншей на схеме обозначена соответственно

I — I , I I — I I , I I I — I I I и I V — I V . В указанном на рис. 142 размещении траншей

279

зона действия каждого сосуна принята по 7,5 м в каждую сторону от намеченных осей траншей, хотя ширина каждой траншеи значительно меньше. Такое рас­ пространение действия каждого сосуна в практике имеет место вследствие мно­ гократности проходок по осям траншей и невозможности точного удержания землесоса на курсе во время грунтозабора.

На приведенной схеме нанесены средние толщины разрабатываемого слоя грунта по всем четырем парам траншей в зоне действия каждого сосуна. Эти тол­ щины в рассматриваемом примере составляют (с учетом половины допускаемого перебора) табл. 11:

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

11

Номера

Толщина

слоя, м

Отношение

Номера

Толщина

слоя, м

Отношение

 

 

 

 

по левой

по правой

большей

по левой

по правой

большей

парных

толщины

парных

ТОЛЩИНЫ

траншей

траншее

траншее

к меньшей

тр аншей

траншее

траншее

к меньшей

I — i

1,40

1,00

1,40

I I I — III

1,10

0,70

1,57

 

п — п

0,85

1,60

1,80

I V — IV

0,60

1,0

1,67

 

Для достижения заданных глубин и равномерной чистоты выработки дна необходимо при разработке каждой пары траншей только частично работать двумя сосунами. После достижения глубин в зоне действия одного сосуна про­ должают работу вторым сосуном до получения заданных глубин в зоне его дей­ ствия.

На рисунке видно, что одна из траншей первой пары расположена посреди­ не между траншеями третьей пары, а одна из траншей второй пары — между траншеями четвертой пары, что позволило расположить их равномерно по всей ширине рабочей прорези. Очевидно, такой принцип расположения смежных пар траншей приемлем и для самоотвозных землесосов, у которых расстояние между грунтоприемниками в положении грунтозабора иное.

Штанговые земснаряды. Для перемещения земснаряда в пределах разрабатываемой прорези завозят один авантовый (становой) и четыре боковых якоря.

Переставлять земснаряд можно и с помощью черпака. Для этого последний отдают по направлению требуемого перемещения земснаря­ да, затем поднимают сваи, и земснаряд под влиянием течения идет в сторону. После такого перемещения сваи опять отдают и повторяют процесс до тех пор, пока земснаряд не окажется в требуемом положе­ нии. Для перемещения против течения черпак отдают впереди земсна­ ряда на возможно большее расстояние, затем поднимают сваи и пово­ рачивают поворотную платформу; в результате этого происходит пере­ мещение земснаряда. После поворота платформы отдают сваи; если требуется дальнейшее перемещение земснаряда, описанные операции повторяются.

Ширина траншеи, разработанная при одном положении земснаряда, (рис. 143), зависит от величины вылета стрелы и длины штанги.

После того как грунт будет удален

по всей ширине траншеи,

сваи поднимают, земснаряд спускают по

течению на величину подачи

и вновь осаживают сваи; затем удаляют вторую полосу грунта и т. д. По мере продвижения земснаряда перекладывают боковые и аванто­ вый якоря.

После прохода земснарядом по длине траншеи наибольшего возмож­ ного расстояния при имеющемся положении боковых якорей подни-

280

мают сваи и, потравливая тросом одного борта и набивания их с друго­ го, или при помощи черпака, земснаряд переставляют на смежный участок прорези.

Разработав по ширине требуемое количество траншей, боковые яко­ ря перекладывают ниже и земснаряд спускают по авантовому тросу, после чего начинают разработку траншей следующего участка.

Грейферные земснаряды. В пределах разрабатываемой прорези перемещение земснаряда осуществляется с помощью завезенных че-

 

Рис.

143. Схема извлечения грунта штанговым снарядом:

 

а — следы черпаков в плане; б — поперечное и в — продольное сечение прорези

тырех

боковых

якорей. Разработка участка осуществляется,

в боль­

шинстве случаев, траншеями, ширина которых зависит от

величин

вылета

стрелы.

 

Для самоотвозных грейферных земснарядов при наличии несколь­ ких грейферных кранов, расположенных в носовой и кормовой частях трюма, способы перемещений могут быть иными.

§ 91. Папильонажный способ

При работе папильонированием диаметральная плоскость снаряда может быть параллельна оси прорези или наклонена к ней под углом. По этому признаку различают четыре способа папильонирования: па­

раллельный, багермейстерский, веерный и крестовый.

 

При п а р а л л е л ь н о м

п а п и л ь о н и р о в а н и и

диа­

метральная

плоскость все время

занимает положение, параллельное

оси прорези.

 

 

Параллельным папильонированием по всей ширине прорези рабо­

тают при наличии глубин на бровках прорези больше осадки

земсна­

ряда, легких

грунтов и небольшой толщины снимаемого слоя

грунта.

При б а г е р м е й с т е р с к о м п а п и л ь о н и р о в а н и и диаметральная плоскость снаряда при его перемещении поперек про­ рези все время наклонена к оси прорези под одним и тем же острым уг­ лом (рис. 144).

281

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ