Гидромеханизация

Для размыва и транспортирования грунта применяются гидромониторы, землесосы и гидроэлеваторы

Гидромеханизация дает возможность наиболее полно механизировать все процессы разработки (размыва) и транспортирования грунта, а также укладки его в тело сооружения или в отвал.

Основные схемы производства работ гидромониторами

1. Схема с напорным транспортом пульпы заключается в том, что вода, подведенная под давлением (от 5 до 15 атм) к гидромонитору, размывает грунт в забое. Образующаяся смесь воды и грунта (пульпа) по лоткам или по канавам стекает к приямку (зумпфу), из которого землесосом перекачивается по напорному трубопроводу к месту укладки.

Рис.1 . Работа гидромонитора методом „подбоя„  а — подбой; б — „встречный„ забой; в — „попутный„ забой

2. Схема с самотечным транспортом пулбпы отличается от предыдущих тем, что пульпа из забоя непосредственно подается в отвал или в тело сооружения самотеком по канавам или специально устроенным лоткам.

3. Метод «подбоя» (рис. 1) (размыв грунта снизу вверх) состоит в том, что гидромонитор устанавливается на дне забоя. Подмытый в нижней части забоя грунт обрушивается и затем смывается тем же гидромониторам. Причем при методе «встречного забоя» (рис. 1, в) отвод пульпы от забоя осуществляется навстречу движению гидромонитора. Работа по этой схеме проста, однако в ней имеется ряд недостатков: засоряется стоянка гидромонитора, валиваются трубопроводы, увеличиваются подери грунта и затрудняются условия работы в забое. При работе методом «попутного забоя (рис. 1,б) отвод пульпы от забоя осуществляется вдоль стены забоя. В этом случае облегчаются условия работы в забое и уменьшаются потери грунта.

Рис. 2. Работа гидромонитора методом „сверху вниз„ (попутный забой) а — разрез; б - план; 1 — первое место установки гидромонитора; 2 — канава для стока пульпы; 3 — новая позиция гидромонитора

4. Метод разработки «сверху вниз» (рис. 2) состоит в том, что гидромонитор устанавливают вначале на бровке забоя для размыва канавы, отводящей пульпу из забоя. Затем его передвигают на новую позицию для размыва грунта по обе стороны траншеи, в непосредственной близости к гидромонитору, и разрабатывают первоначальный забой. При дальнейшей работе гидромонитора образовавшийся забой расширяется, грунт подмывается и обрушивается на откосах забоя.

Этот способ применяют при разработке траншей и выемок преимущественно в несвязных (песчаных и супесчаных); грунтах.

Методы гидромеханизации земляных работ

Гидромеханизация осуществляется двумя основными методами:

1. путем размыва грунта струей воды, выбрасываемой под напором из ствола гидромонитора, и транспортирования образовавшейся пульпы (размытого, разжиженного грунта) либо самотеком — по канавам или лоткам, либо при помощи землесосов по напорным трубопроводам к местам намыва (насыпи);
2. путем всасывания грунта из-под воды при помощи землесосов с транспортированием (регулированием) пульпы по напорным трубопроводам.

Применяются также следующие комбинированные методы гидромеханизации:

1. грунт в пределах надводной части выемки размывают гидромониторами, а в пределах подводной части разрабатывают землесосом; пульпу транспортируют по напорным трубопроводам;
2. грунт разрабатывают экскаватором с погрузкой через бункер в самотечные лотки; в бункере или в лотках грунт размывают гидромонитором;
3. грунт разрыхляют экскаваторами или бульдозерами либо путем взрывания, а затем размывают струей воды из гидромониторов.

Размыв грунта целесообразно вести сплошным фронтом при минимальном количестве гидромониторов с насадками наибольшего диаметра, возможного по заданному расходу и потребному напору воды.
В табл. 1 приведены данные о потребных напорах, расходах воды и уклонах подошвы забоя при размыве разных грунтов гидромониторами.

Расстояние гидромонитора от размываемого забоя должно обеспечивать возможно лучшее использование живой силы удара струи. Это расстояние назначают предельно малым, но не менее допускаемого условиями безопасности для гидромониторщиков при обрушении размытого грунта, т. е. в зависимости от характера грунта и высоты размываемого забоя (уступа).

Шаг передвижки гидромонитора зависит от его производительности, характера грунта и высоты забоя. Средний шаг при размыве связных грунтов должен составлять 5—6 м, а при размыве сыпучих грунтов 10—12 м.

Запас на осадку намывных насыпей принимается в размере 1,5% проектной высоты насыпи, намытой из смешанных грунтов, и 0,75% проектной высоты насыпи, намытой из песчаных грунтов.

Производительность и некоторые технические характеристики чемлесосов приведены в табл. 2.

Водоснабжение установок для гидромеханизации земляных работ осуществляют при помощи насосных станций, оборудованных центробежными насосами производительностью 250—2 000 м3\час и напором от 50 до 150 м.
Водоснабжение может быть прямым, оборотным или с подпиткой. В первом случае источник водоснабжения (река, пруд, озеро) обеспечивает полный расход воды, потребной для гидромониторной разработки грунта и для гидротранспорта пульпы. Во втором случае вода, отстоявшаяся при намыве грунта, возвращается к насосной станции и используется повторно; источник же водоснабжения обеспечивает лишь покрытие потерь воды (фильтрация в грунт, испарение и др.).

В третьем случае, являющемся видоизменением второго, потери воды компенсируются путем использования дополнительных источников водоснабжения (артскважин, запасных водоемов и др.).

Таблица 1. Напор струи гидромонитора, расход воды и уклон подошвы забоя при размыве различных грунтов

Таблица 2. Производительность землесосов по перекачиванию пульпы