Методичка по путевым работам

11

повышения побочней, заполнения затонских и боковых емкостей, перекрытия побочневых проток и несудоходных рукавов.

2.Отвалы грунта не должны создавать затруднений для движения через перекат судов, как при низких, так и при высоких уровнях воды.

3.Извлекаемый из прорези грунт не должен попадать обратно в прорезь. Его следует укладывать в виде сплошного распластанного вала, примыкающего к берегу или к подводным русловым образованиям (побочням, осередкам, косам). Не следует укладывать отвал на верхние затопляемые побочни перекатов, если в текущую навигацию возможен подъем уровня выше рабочего уровня производства дноуглубительных работ.

4.Отвалы грунта не должны излишне стеснять основное русло (большие скорости

впрорези затрудняют судоходство; возможен вынос грунта из прорези и его отложение ниже по течению).

5.Предпочтение отдается отвалам грунта с высотами, соответствующими высотам устойчивых побочней, вдоль которых обычно поддерживается удобный судовой ход.

6.Отвалы должны предотвращать в межень переливы воды в боковые емкости русла, а также устранять имеющиеся промоины в побочнях.

Во всех случаях следует стремиться к минимизации объемов работ и сроков их выполнения. При этом не следует забывать об обеспечении сохранности окружающей среды.

5.3 Оценка устойчивости прорези в несвязном грунте.

5.3.1. Расчет гидравлических элементов потока в расчетных струях, качественная оценка устойчивости прорези.

Расчет гидравлических элементов потока выполняется при проектном состоянии русла для одной или двух струй, проходящих по полосе прорези.

Во всех расчетных поперечных сечениях для выбранных струй определяют гидравлические элементы потока: площадь поперечного сечения струи ст, ширину струи по свободной поверхности bст, среднюю глубину в струе hст= ст/ bст, среднюю скорость в сечении струи Uст=Qст/ ст, значения неразмывающей и размывающей скоростей.

Неразмывающая скорость определяется по формуле В.Н.Гончарова:

где d50 и d90 – диаметры частиц грунта обеспеченностью 50% и 90% соответственно по кривой гранулометрического состава.

В формулу (5.7) подставляются значения диаметров частиц грунта, выраженные в метрах.

Размывающая скорость связана с неразмывающей зависимостью

12

По данным табл. 5.1. строятся совмещенные графики изменения скоростей по длине струи: Uст=f(L), Uнр=f(L), Uр=f(L) (см. рис 5.4.а)), по которым дается предварительное качественное заключение об устойчивости прорези.

5.3.2. Количественная оценка устойчивости прорези.

Количественная оценка устойчивости прорези производится на основании результатов расчета деформации дна. Расчет деформации дна основан на уравнении деформации, записанном в конечных разностях для участков выделенных ранее расчетных струй:

где Qs,j=Qs,i-Qs,i+1 – приращение расхода наносов на j-ом участке;

Lj – длина j–го участка (расстояние по оси струи между i–ым и i+1-ым сечениями;

Z д,j – среднее приращение отметки дна на j-ом участке;-коэффициент пористости несвязного грунта;

t – расчетный интервал времени.

Расход влекомых наносов в i-ом сечении струи вычисляется по формуле К.В.Гришанина

14

6.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМОВ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

6.1.Составление схемы обвехования прорезей

Обвехование прорези заключается в разбивке временных створов, закрепляющих на местности кромки прорези и границы серий. В курсовой работе длину серий можно принять равной 100 м. Пример обвехования прорези представлен на рис. 6.1.

6.2 Определение объемов выемки грунта.

Объем выемки грунта подсчитывается по сериям, на которые разбита прорезь. Для этого стоятся продольные профили дна по обеим кромкам и оси прорези, как это показано на рис. 6.2. Полезная толщина снимаемого слоя определяется относительно проектного дна по формуле

в которой h – глубина в рассматриваемой точке при проектном уровне.

Объем полезной выемки грунта в пределах каждой серии вычисляется по формуле

где Вср,i – средняя ширина прорези в пределах рассматриваемой серии; i – номер серии;

Fi – площадь срезаемого слоя грунта на продольном профиле в пределах рассматриваемой серии. Индексы “л”, “о”, “п” отмечают соответственно продольные профили левой кромки, оси и правой кромки прорези.

где Si - площадь i-ой серии;

hпер – величина технологического переуглубления, принимаемая при траншейном способе разработки прорези равной 0.7…0.8 м.

Для прорези в связном грунте, разрабатываемой многочерпаковым земснарядом,

Суммируя полные объемы выемки по вcем сериям получают полный объем выемки грунта на прорези (Wп). Подсчет объемов дноуглубительных работ сводится в табл. 6.1.

Таблица 6.1.

Объемы дноуглубительных работ на прорези

На основании данных табл. 6.1. составляется сводная таблица объемов дноуглубительных работ (табл. 6.2) с указанием для каждой прорези ее длины (Lп),

17

Lвс, м – полная длина всасывающего трубопровода, принимаемая в зависимости от глубины разработки прорези Тпр, равная

Предельный угол наклона рамы р принимают 45о…50о, длину корпусного участка

– от 5 до 15 м в зависимости от размеров землесоса и от расположения грунтового насоса в корпусе.

Dвс, м – диаметр всасывающего трубопровода; обычно принимается равным диаметру напорного трубопровода (Dн) или на 50 мм больше Dн (эти и другие параметры грунтонасосной установки даны для каждого землесоса в приложении 1.);

D1, м - диаметр приемного отверстия рабочего колеса грунтового насоса;

– коэффициент сопротивления всасывающего наконечника; при выполнении курсового проекта можно принять нак=0.5;

Z0 , м – положение оси грунтового насоса по высоте относительно поверхности воды (ватерлинии земснаряда). Величина Z0 имеет знак “+” при расположении оси выше и знак “–” ниже поверхности воды.

Значение обобщенного коэффициента сопротивления обычно принимают по данным измерений на земснарядах. При отсутствии экспериментальных данных коэффициент определяют расчетным путем:

Коэффициент сопротивления гидравлически гладкого трубопровода можно найти по формуле

выполнении задания можно принять н=1.4 гл;

Dк, м – диаметр концевого патрубка напорного трубопровода; при отсутствии конического насадка, успокоительного патрубка и т.п. Dк=Dн;

Zн, м – возвышение конца напорного трубопровода над поверхностью воды. Суммарные потери напора при работе на водогрунтовой смеси:

7.2. Определение критической скорости и критического расхода гидросмеси.

Критической скоростью гидротранспортирования называют такую минимальную среднюю в сечении скорость потока, при которой перемещение грунта происходит на грани выпадения его в осадок при малейшем уменьшении скорости. Значение критической скорости зависит от многих факторов, к которым в первую очередь относятся диаметр трубопровода, плотность и размер частиц грунта, консистенция гидросмеси, форма сечения и состояние внутренней поверхности труб, наклон их к горизонтали. Для реальных условий транспортирования гидросмеси дноуглубительными

18

7.3. Пересчет характеристик насоса при его работе на водогрунтовой смеси.

Две характеристики насоса, работающего на гидросмеси, рассчитываются для номинальной частоты вращения рабочего колеса насоса принятого земснаряда, указанной

где Нгс – напор насоса при работе на смеси с расходом Qгс;

Кн - коэффициент изменения напора от влияния содержащегося в гидросмеси грунта. Численное значение Кн изменяется от 0.7 до 1.0 в зависимости от крупности частиц грунта и плотности гидросмеси (может быть принято: для ила – 1,0, для мелкого песка – 0.97, для среднего песка – 0.94, для крупного песка – 0.89);

Н0 - напор насоса при работе на воде с расходом Q (определяется по характеристикам насоса, данным в приложении 2.).

где Qгс – расход насоса при работе на гидросмеси, м3/ч; Нгс – напор насоса при работе на гидросмеси, м;- КПД насоса при Qгс.

Расчеты характеристик грунтонасосной установки рекомендуется выполнять в табличной форме в соответствии с таблицей 7.1.