Для производства земляных работ
СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАШИНЫ
А б в
Рис.5. Принципиальная схема устройства и работы гидроэлеватора:
а – принципиальная схема; 1 – смесительная камера гидроэлеватора, куда поступает под напором вода, вытекающая с большой скоростью из насадки; 2 – транспортный трубопровод (пульповод);
б - схема гидроэлеватора: 1 - нагнетательный трубопровод; 2 - всасывающий патрубок; 3 - сопло (насадка); 4 - смесительная камера; 5 - диффузор.
в – работа гидроэлеватора; 1 – труба, по которой поступает пульпа; 2 – приёмная камера, где смешивается пульпа с напорной водой, вытекающей с большой скоростью из насадки; 3 – горловина; 4 – подъёмная труба; 5 – насадка.
Рис.6. Схема разработки грунта гидроэлеватором:
а - положение гидроэлеватора в котловане; б - схема работы; 1 - грунт; 2 - вода;
3 - гидроэлеватор; 4 - пульпопровод; 5 - резиновый шланг: 6 - трос; 7 - шланг для воды; 8 - водовод; 9 - всасывающая труба; 10 - крышка камеры; 11 - кольцевая щель; 12 - камера; 13 - фланцево-болтовой стык; 14 - стык водовода; 15 – сетка.
Гидроэлеватор, подвешивают к крану. Это делают для того, чтобы выбрать оптимальное расположение низа всасывающей трубы по отношению к поверхности разрабатываемого грунта. При этом требуется, чтобы величина заглубления низа эрлифта в воду в 2-3 раза превышала высоту подъема пульпы над уровнем воды в котловане. Применение гидроэлеваторов целесообразно при глубине погружения до 15 м.
Рис.7. Применение гидроэлеватора.
Таблица 2
А б
Рис.22. Самоотвозной способ транспортирования грунта.
а – морской; б – речной.
- гидромониторным выбросом пульпы. Используется данный способ при работах на устьевых участках рек и на водохранилищах с частым волнением, наиболее широкое применение получил при гидронамыве в условиях морских вод.
Рис.23. Гидромониторный способ транспортирования грунта.
- лонгкулуарные(с франц.-длинный коридор) - грунт перемещается по длинному лотку за кромку разрабатываемой прорези или на берег.
●по способу работы:
- траншейные с икорным перемещением - земснаряд движется
вдоль разрабатываемого участка (в основном землесосные);
- папильонажные со свайным перемещением - земснаряд дви-
жется поперёк разрабатываемого участка (многочерпаковые, зем-
лесосные с механическим разрыхлителем);
(папильонирование - от франц. Papilloner - перелетать c одного места на другое; papillon – бабочка; - рабочие перемещения землесосного снаряда, обеспечивающие постоянный контакт между грунтозаборным устройством и породой в процессе её выемки. Bид папильонирования и способ его осуществления определяются назначением земснаряда, областью его применения и конструктивным исполнением)
- или комбинированные;
● по типу Энергетической Установки:
- дизельные,
-электрические,
- и дизель-электрические;
Рис.24. новый электродвигатель для земснаряда.
● по наличию движительной установки:
- самоходные,
- и несамоходные.
● по методу рабочих перемещений:
- самоходные — осуществляют рабочие перемещения с помо-
щью судового движителя (оснащенные волочащимися пульпо-
приёмниками);
- якорные - осуществляют рабочие перемещения на рабочих яко-
рях;
- свайно-якорные - с помощью якорей и закольных свай;
- свайные - перемещаются только с помощью свай;
Рис.25. Свайный ход.
● по месту разработки грунта:
- речные;
- морские землесосы, делятся на:
- самоотвозные;
- якорные;
- специальные.
Рис.26. Морской земснаряд
(используют при подводной добыче полезных ископаемых, как правило, не требующих проведения обогащения, дноуглубительных работах и в других областях гидротехнического строительства).
Для обозначения типов речных машин на первом месте ставят буквы, указывающие на способ отделения грунта:
3 - землесос,
ЗМ - землесос с механическим разрыхлителем;
ЗГ - землесос с гидравлическим разрыхлителем;
М - многочерпаковый снаряд;
ШТ - штанговый снаряд;
Г - грейферный.
Следующая буква обозначает способ транспортировки грунта:
Ш - шаландами;
Л - лотком (для землесосов это обозначение отсутствует).
Последняя буква указывает систему привода:
Э - электропривод;
Г - гидропривод;
С - для самоходных машин добавляется буква С.
Далее указывается производительность в кубических метрах в час.
Таблица 4
А б в
Рис.37. Фрезы открытого типа:
а - с прямолинейными ножами; б - с криволинейными ножами; в – фреза
закрытого типа с ножами; 1 - ступица; 2 - ребра; 3 - режущие элементы.
Для гидромеханического способа разработки грунтов требуется большое количество воды, в связи с чем этим способом разрабатывают грунты:
- вблизи водоёмов;
- с береговых урезов;
- со дна водоёмов.
Техническая производительность земснаряда (м3/ч):
Пт=Q·k
где Q – подача грунтового насоса по объёму пульпы;
k – средний коэффициент консистенции грунта в пульпе (k=0,1...0,25 –
нижний предел соответствует разработке гравийно-галечных, а верхний –
песчаных грунтов)
Последнее время, чтобы избежать применения громоздких эстакад, намыв производят слоями небольшой толщины (20-30см), выпуская пульпу не через ответвления пульповода, а через его торец (рис.14). По намытому грунту движется гусеничный кран 2, который захватывает трубу 3 и надевает её на торец последующей трубы пульповода 1.
Рис.38. Схема намыва слоями:
1 – труба пульповода; 2 – гусеничный кран; 3 – труба
пульповода; 4 – намытая поверхность.
Присоединяемая труба на конце имеет раструб, в который входит конец ранее уложенной трубы. После этого кран опускает трубу на намытую поверхность 4.
На рис.15 показана землесосно-подводная разработка. Земснаряд 1 засасывает пульпу со дна водоёма и перекачивает её по пульповодам 2, 3, 4 к сортировочной установке 10. Здесь имеется карта (ограждённое место) 8 для отстоя пульпы, поступающей по пульповоду 9. Отсортированный гравий из штабеля 5 грузится грейферным краном 6 в вагоны на железнодорожном пути 7.
Рис.39. Схема землесосно-подводной разработки для добычи гравия:
1 – земснаряд; 2, 3, 4 – пульповоды; 5 – штабель отсортированного гравия;
6 – грейферный кран; 7 – железнодорожный путь; 8 – карта; 9 – пульповод;
10 – сортировочная установка.
Укладка (намыв) грунта происходит в результате оседания частиц грунта из пульпы, когда скорость движения ее становится ниже критической величины. Используя бульдозеры, площадь намыва ограждают по периметру грунтовыми валками, создавая так называемую "карту намыва", и заполняют ее пульпой. Скорость движения пульпы в карте падает практически до нуля, грунт осаждается, осветленная вода через водосборные колодцы, предварительно устроенные в карте, сбрасывается за пределы участка намыва.
Различают безэстакадный и эстакадный способы намыва.
Рис.40. Схемы намыва грунта
а - безэстакадным способом; б - эстакадным способом; 1 - водоотводные трубы;
2 - обвалование; 3 - водосборный колодец; 4 - магистральный пульповод.
При безэстакадном способе у подошвы возводимой насыпи с одной или двух сторон укладывают пульповоды с наклонными патрубками, через которые пульпа поступает в карту намыва. По мере возведения насыпи патрубки наращиваются.
При эстакадном способе в зоне намыва сооружается эстакада. По ней на отметке выше проектной отметки возводимой насыпи укладывают магистральный пульповод, имеющий отверстия или патрубки для слива пульпы. Этот способ применяется в основном для возведения насыпей большой ширины, так как он менее экономичен в сравнении с безэстакадным.
Карты намыва устраивают длиной до 200 м. В зависимости от вида грунта и назначения насыпи толщина слоя, намываемого за один прием, составляет 0,5-2,5 м.
СПЕЦИАЛЬНЫЕ МАШИНЫ
ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕМЛЯНЫХ РАБОТ
Ни одно строительство не обходится, как правило, без производства земляных работ, которые являются наиболее трудоёмкими в общем перечне строительных работ.
Поэтому одними из первых машин, нашедших широкое применение в строительстве, были различные средства для механизации земляных работ.
Оснащение строительных организаций на всех этапах развития машинами для земляных работ в полной мере определялось возможностями строительного машиностроения страны.
Всю многочисленную номенклатуру выпускаемых промышленностью страны и за её пределами для земляных работ по назначению различные авторы подразделяют на отдельные группы машин, которые не всегда одинаковы. Одна из наиболее удачных. На мой взгляд, классификаций представлена на рисунке:
Рис.1. Классификация машин для земляных работ.
Большое разнообразие машин, представленных в классификации, обусловлено прежде всего многообразием земляных работ и различными условиями их выполнения.
Следует оговориться, однако, что на сегодняшний день в транспортном строительстве некоторые специфические виды земляных работ по-прежнему связаны с большими затратами ручного труда:
• устройство водоотводов;
• планировочные работы;
• укрепление откосов;
• устройство переходов при прокладке кабеля;
и др.
Для целей строительства часто применяется способ разрушения и транспортирования грунтов при помощи струи воды, подаваемой под давлением. Этот способ называется гидромеханизацией.
Гидромеханизация – способ производства земляных работ, при
котором разработка, транспортирование и
укладка грунта осуществляется с помо-
щью энергии движущегося потока воды.
Гидромеханизация основана на свойстве быстродвижущейся воды размывать грунт и нести его во взвешенном состоянии к месту укладки, где вследствие уменьшения своей скорости вода теряет несущую способность и частицы грунта оседают.
Гидромеханизация отличается высокими эффективностью и производительностью труда (до 300тыс. м3 грунта за сутки) при относительно простом оборудовании и ограниченном фронте работ. Особенно широко этот способ используется в гидротехническом строительстве. На больших гидротехнических строительствах ими выполняется до 70...80% общего объёма земляных работ.
Способом гидромеханизации производят:
■ намыв площадок под строительство гражданских и промышленных
объектов:
▪ намыв территории;
▪ намыв плотин;
▪ намыв насыпей под железные и шоссейные дороги;
■ разработку котлованов, каналов;
■ спрямление русел рек;
■ углубление водоёмов;
■ добычу угля, торфу;
■ в горных работах:
▪ добычу и сортировку песка и гравия;
▪ раскрытии залежей полезных ископаемых.
В строительном оборудовании, реализующем способ гидромеханизации, используются устройства для разрушения грунтов как струёй воды, так и механическим путём с последующим их транспортирование в потоке воды и укладкой в земляные сооружения.
При гидравлическом способе разработки грунта требуемое давление потока воды создаётся водяным насосом, а струя формируется и направляется гидромонитором. В случае механической, обычно подводной, разработке применяются фрезерные рыхлители.
Гидромеханизация осуществляется обычно двумя видами устройств:
● гидромониторами – выбрасывающими струю воды под высоким
давлением и скоростью, которая разрушает грунт (вода подводится по
трубам от насосной станции);
● грунтовыми насосами, землесосными установками и сна-
рядами, которые разрушают грунт под водой механическими средст-
вами, а затем всасывают смесь размельчённого грунта с водой (пуль-
пу) с последующим их транспортированием в потоке воды и укладкой
в земляные сооружения или отвал.
Гидромонитор (от гидро... и англ. Monitor - водомёт) – устройст
во, предназначенное для создания плотной ско-
ростной водяной струи с целью разрушения и
перемещения грунта и для управления этой
струёй при размыве грунта.
Впервые применён в России на золотых приисках Урала.
Рис.2. Гидромониторы и их применение.
Рис.3. Схема разработки грунта гидромонитором
а - встречный забой; б - попутный забой; в - схема гидромонитора; 1 - водовод; 2 - гидроцилиндры управления; 3, 4 - шарнирное сочленение ствола с водоводом; 5 - рычаг; 6 - насадка ствола; 7 – ствол.
Для того, чтобы гидромонитор мог близко стоять у забоя, последнее время начали применять гидромониторы ближнего боя с дистанционным управлением. Поршни в цилиндрах приводятся в действие напорной водой.
Рис.4. Схема гидромонитора с дистанционным управлением:
а – общий вид; б – электрогидравлическая система управления; 1 – гидромонитор; 2 – электропривод гидросистемы; 3 – кабель; 4 – пульт управления; 5 – кабина;
6 – гидроцилиндр поворота гидромонитора в вертикальной плоскости; 7 - гидроцилиндр управления зажимом гидромонитора; 8 – то же в плане; 9 – каретка;
10 – упор; 11 – кран; 12 – обратный клапан; 13 – манометр; 14 – четырёхходовые реверсивные золотники; 15 – золотник для автоматического реверсирования гидромонитора в плане; 16 – предохранительный клапан; 17 – маслобак; 18 – насос; 19 – фильтр; 20 – дроссели.
Таблица 1