Оборудование гидромеханизации

Гидромеханизацией называют способ механизации земляных и горных работ, при котором все или основная часть технологических процессов проводятся энергией движущегося потока воды. В строительном оборудовании, реализующем этот способ, используются устройства для разрушения грунтов, как струей воды, так и механическим путем с последующим их транспортированием в потоке воды и укладкой в земляные сооружения. При гидравлическом способе разработки грунта требуемое давление потока воды создается водяным насосом, а струн формируется и направляется гидромонитором. В случае механической, обычно подводной, разработки применяют фрезерные рыхлители.

Гидромонитор (рис. 4.45) состоит из нижнего неподвижного .7, соединенного с напорным трубопроводом /, и верхнего 5 поворотного в плане колен, поворотного в вертикальной плоскости ствола 7 и сменной насадки 6.
Струя формируется ребрами внутри ствола и пропускным сечением насадки.
Размывающая способность струи характеризуется ее давлением на забой, которое обычно составляет 0,7...2 МПа (при разработке прочных грунтов до 11
МПа). Направление струи регулируют вручную рычагом 4 или дистанционно гидроцилиндрами 2 и 8.

Если уровень земляного сооружения находится ниже уровня разработки грунта, то образовавшаяся в результате размыва грунта водой смесь, называемая пульпой, может перемещаться к месту укладки самотеком по естественной поверхности или по искусственным каналам, желобам и трубам.
Для перемещения пульпы выше уровня разработки грунта сначала ее самотеком собирают в специальном земляном углублении (зумпфе), из которого по трубам подают к месту укладки грунтовыми центробежными насосами (землесосами).
Последние отличаются от водяных центробежных насосов тем, что их пропускные сечения и вращающиеся лопасти рассчитаны на пропуск пульпы с каменистыми включениями и изготовлены из износостойких материалов. При разработке подводных грунтов пульпу отбирают из зоны разработки, а при разработке береговых урезов — из водоема вблизи этой зоны. При этом используют как землесосы, так и гидроэлеваторы, реализующие эжекторный способ поступления пульпы в транспортный трубопровод.

В смесительную камеру / гидроэлеватора (рис. 4.46) по трубопроводу под напором поступает вода. Проходя через насадку с большой скоростью, она создает в расширяющейся зоне разрежение, благодаря которому в смесительную камеру подсасывается пульпа и, разжижаясь в воде, подается в транспортный трубопровод (пульповод) 2. Гидроэлеваторы имеют низкий коэффициент полезного действия из-за малой доли грунта в составе пульпы (не более 2 %), но по сравнению с грунтовыми насосами они более долговечны в связи с тем, что подвижные части входящего в состав гидроэлеватора насоса для подачи воды в смесительную камеру непосредственно не контактируют с абразивными частицами пульпы.

Реже для подъема пульпы со дна водоема используют эрлифты, которыми в зону разработки грунта подают воздух, направляя его в приемный грунтозаборник всасывающего трубопровода.
. Аэрирована смесь, обладая меньшей плотностью по отношению к окружающей среде, поднимается по трубопроводу, увлекая за собой твердые продукты разрушения грунта.

Чисто гидравлический (гидромониторный) способ может оказаться малоэффективным для разработки прочных грунтов. В некоторых случаях выгодно сочетание механического разрушения с транспортированием грунта в потоке воды. Так, подводной разработке грунтов для их разрушения применяют различного рода фрез с последующим транспортированием пульпы землесосами или гидроэлеваторам. Этот способ разработки грунтов, называемый гидромеханическим, широко применяют в гидротехническом, мелиоративном других видах строительства, в системе водного хозяйства, в горной промышленности. Этим способом сооружают и углубляют водоемы и водохранилища, намывают дамбы и плотины, добывают строительный песок и гравий, разрабатывают полезные ископаемые и т. п. Гидромеханический способ разработки грунтов отличается простотой оборудования, невысокой энергоемкостью (2...5 кВт·ч/м'1) и материалоемкостью.

[pic]

Рис. 4.16. Принципиальная схема устройства работы гидроэлеватора

1.47. Принципиальная схема земснаряда (а) и схема папильонажа (б)

4.47 Принципиальная схема земснаряда (а) и схема папильонажа (б)

(на уровне экскаваторной разработки по массе машинного оборудования - самым низким уровнем после буро-рывой разработки), высоким качеством укладки грунта. Для его реализации требуется большое количество воды, в связи с этим способом разрабатывают грунты вблизи водоемов, с береговых урезов до дна водоемов.

Сухопутные средства гидромеханизации представляют собой комплекты описанного выше гидромониторного и землесосного оборудования, смонтированного на салазках 9 (см. рис. 4.45) или самоходных, гусеничных, шасси. В первом случае его применяют на объектах с большими объемами работ, а для перемещения с одной стоянки на другую используют внешние транспортные средства. Самоходные установки используют в случае сосредоточенных работ в условиях частой смены строительных объектов. Для водной разработки грунтов описанное выше оборудование монтируют на специальных плавучих средствах, называемых снарядами. На мелиоративных и дноуглубительных работах применяют земснаряды производительностью до 100 м3/ч, оборудованные собственной силовой дизельной или дизель-электрической установкой приспособленные для работы при сильном течении воды и больших волнах. Намыв плотин и дамб, подводную добычу песка и гравия осуществляют земснарядами с электрическим приводом с питанием от внешних источников энергии производительностью 100...1000 м'/ч.

Корпус земснаряда представляет собой разделенный на отсеки понтон 6
(рис. 4.47, а). В его передней части шарнирно укреплена рама 2, несущая на конце фрезу / (на некоторых земснарядах, кроме того, гидромонитор) и грунтозаборник. Фрезу приводят во вращение через систему карданных валов и механических передач от электродвигателя /