Дноуглубительные работы

Дноуглубительные работы - разновидность земляных работ, производимые под водой на дне водоёма с целью создания или углубления существующих подходных водных путей к портам, строительства причалов, мостов и других гидротехнических сооружений, а также для расширения и увеличения глубины водоемов. При выполнении дноуглубительных работ используются земснаряды, а также грунтоотвозные шаланды. Дноуглубительные работы разделяют на капитальные и эксплуатационные.

Капитальные дноуглубительные работы – выполняются для улучшения судоходных условий и при строительстве гидротехнических объектов. Эксплуатационные дноуглубительные работы – для очистки дна водоёмов от ила, наносов, которые нарушают эксплуатацию судоходных водных путей и гидротехнических сооружений Различают: капитальные, выполняемые при сооружении гидротехнических объектов и для улучшения судоходных условий на водных путях, и эксплуатационные, производимые ежегодно с целью удаления наносов, нарушающих

нормальную эксплуатацию гидротехнических сооружений и судоходных путей. Наибольший объём дноуглубительных работ приходится на внутренние водные пути (реки, водохранилища, каналы), где посредством дноуглубительных работ величивают глубину и ширину судовых ходов в морских и речных портах осуществляют с целью углубления и расширения их акваторий для подхода гружёных судов к причалам. На мелиоративных каналах и озёрах дноуглубительные работы выполняются для очистки их от

заиления. Дноуглубительные работы производятся также для углубления водопроводящих каналов к отдельным промышленным предприятиям и дна водозаборных сооружений, для прорытия подводных траншей, прокладки трубопроводов, кабелей и др. Основные средства для дноуглубительных работ — дноуглубительные суда. Дноуглубительные работы на участках со скальными грунтами обычно выполняются с применением взрывных работ. Дноуглубительные суда, самоходные и несамоходные суда, служащие для выемки и удаления грунта

на судоходных путях, у причалов, на портовых и внепортовых акваториях и при других гидротехнических работах с целью увеличения или поддержания необходимых глубин. Часто дноуглубительные суда объединяют общим термином "технический флот". К дноуглубительным судам относятся дноуглубительные снаряды (земснаряды), грунтоотвозные шаланды, шаландоразгружатели, скалодробители, карчеподъёмницы и др. Дноуглубительные снаряды по способу выемки грунта делят на землечерпательные

снаряды (одно- и многоковшовые) и землесосные снаряды, а по способу транспортировки грунта на место укладки — на самоотвозные, шаландовые (сваливающие грунт в грунтоотвозные шаланды), рефулерные (удаляющие грунт в виде пульпы по грунтопроводу). Землечерпательный снаряд, плавучая землеройная машина с черпаковым устройством для извлечения грунта из-под воды; один из типов судов технического флота. Землечерпательный снаряд применяют в основном при дноуглубительных работах, для устройства подводных

котлованов, добычи полезных ископаемых. В последнем случае на землечерпательном снаряде устанавливаются обогатительные устройства; такой землечерпательный снаряд называют драгой. Современные типы землечерпательных снарядов: одночерпаковый штанговый, грейферный, многочерпаковый. Грейферные землечерпательные снаряды (с трюмом для грунта) и морские многочерпаковые землечерпательные снаряды обычно самоходные. Одночерпаковый штанговый землечерпательный снаряд представляет собой плавучий

экскаватор с черпаком ёмкостью до 12 м3, иногда снабжается скалодробильным устройством. Предназначается главным образом для извлечения каменистых (тяжёлых) и засорённых грунтов. Перемещается при помощи подъёмных свай. Извлечённый грунт подаётся непосредственно в отвал или погружается в грунтоотвозную шаланду. Грейферные землечерпательные снаряды имеют от 1 до 4 поворотных грейферных кранов. В зависимости от свойств грунта, подлежащего извлечению, и грузоподъёмности кранов применяют 2-

или 4-створчатые грейферы ёмкостью 1—4 м3. Грейферные землечерпательные снаряды приспособлены в основном для дноуглубительных работ у причалов; они перемещаются на тросах с помощью судовых лебёдок. Извлечённый грунт перевозится в собственном трюме или грунтоотвозной шаландой. Многочерпаковый землечерпательный снаряд — машина непрерывного действия, извлекающая грунт черпаками ёмкостью до 1,2 м3, соединёнными в замкнутую цепь; последняя охватывает 2 барабана, верхний из которых

имеет привод. Перемещается снаряд при помощи судовых лебёдок. Производительность современных многочерпаковых З. с. при разработке лёгкого грунта достигает 1500 м3/ч, тяжёлого — до 750 м3/ч. Извлечённый грунт перемещается грунтоотвозными шаландами, грунтовыми насосами или конвейерными устройствами. Земснаряд — общее название судов технического флота, применяемых для подводной разработки и выемки грунта при дноуглубительных работах, в гидротехническом строительстве.

По способу забора и перемещения грунта земснарды подразделяют на: землесосные — извлекающие и перекачивающие грунт в виде водно-грунтовой пульпы с помощью грунтового насоса; Землечерпальные — являющиеся разновидностью экскаваторов, поднимающие и перемещающие грунт посредством ковшей или черпаков. В свою очередь землечерпальные снаряды подразделяются на: Одночерпаковые штанговые, представляющие собой одноковшовый экскаватор, установленный на понтоне;

Одночерпаковые грейферные, представлюящие собой подъемный кран, оборудованный грейфером; Многочерпаковые, представляющие собой машину непрерывного действия, с черпаками, закрепленными на бесконечной цепи, натянутой между двумя барабанами. Размывающие — вымывающие грунт струей воды. При этом грунт от места работ относится естественным течением. Многочерпаковый снаряд По способу транспортировки грунта земснаряды подразделяются на:

Рефулерный — транспортировка грунта осуществляется по наплавному трубопроводу — рефулеру. Применяется только для землесосных снарядов. Позволяет транспортировать грунт на значительные расстояния. В случае необходимости подачи пульпы на берег к рефулеру присоединяется береговой трубопровод. Лотковый — транспортировка грунта осуществляется по наклонному лотку на небольшое расстояние (до 30 м). Шаландовый — транспортировка грунта осуществляется шаландами — специальными судами, принимающими

грунт в трюм и отвозящими его к месту свалки. Самоотвозный — грунт принимается земснарядом в собственный трюм и отвозится к месту свалки. С гидромониторным выбросом пульпы через конические насадки. Используется данный способ только для землесосных снарядов при работах на устьевых участках рек и на водохранилищах с частым волнением, а так же на каналах, где возможна укладка грунта на берег. Добыча земснарядом песка производится траншейным способом.

Земснаряды позволяют добывать огромное количество песка. При этом они отличаются надежностью в эксплуатации. Траншеи разрабатываются снизу вверх против течения. После проходки первой траншеи по длине серии земснаряд возвращается назад, смещается на смежную траншею и таким же образом продолжает дальнейшую разборку всей серии, после чего переставляет на следующую серию.

Добыча земснарядом песка по количеству серии определяется площадью и конфигурацией каждого отдельного участка, подлежащего разработке. Если уровень земляного сооружения на¬ходится ниже уровня разработки грунта, то образовавшаяся в результате размыва грунта водой смесь, называемая пульпой, может перемещаться к месту укладки са¬мотеком по естественной поверхности или по искусственным каналам, желобам и трубам. Для перемещения пульпы выше уровня разработки грунта сначала ее са¬мотеком собирают в специальном земля¬ном

углублении (зумпфе), из которого по трубам подают к месту укладки грунто¬выми центробежными насосами (земле¬сосами). Последние отличаются от во¬дяных центробежных насосов тем, что их пропускные сечения и вращающиеся ло¬пасти рассчитаны на пропуск пульпы с каменистыми включениями и изготовлены из износостойких материалов. При разра¬ботке подводных грунтов пульпу отбирают из зоны разработки, а при разработке береговых урезов — из водоема вблизи этой зоны. При этом используют как зем¬лесосы, так и гидроэлеваторы, реа¬лизующие

эжекторный способ поступле¬ния пульпы в транспортный трубопровод. В смесительную камеру / гидроэлева¬тора (рис.9) по трубопроводу под на¬пором поступает вода. Проходя через на¬садку с большой скоростью, она создает в расширяющейся зоне разрежение, бла¬годаря которому в смесительную камеру подсасывается пульпа и, разжижаясь в воде, подается в транспортный трубопро¬вод (пульповод) 2. Гидроэлеваторы имеют низкий коэффициент полезного действия из-за малой доли грунта в

составе пуль¬пы (не более 2 %), но по сравнению с грунтовыми насосами они более долговеч¬ны в связи с тем, что подвижные части входящего в состав гидроэлеватора насо¬са для подачи воды в смесительную камеру непосредственно не контактируют с абра¬зивными частицами пульпы. Реже для подъема пульпы со дна водоема используют эрлифты, которыми в зону разработки грунта подают воздух, направ¬ляя 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. Рис.9 Принципиальная схема устройства работы гидроэлеватора Рис.10. Принципиальная схема земснаряда (а) и схема папильонажа (б) Рис.11. 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 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 пло¬тин и дамб, подводную добычу песка и гра¬вия осуществляют земснарядами с электрическим приводом с питанием от внешних источников энергии производительностью 100 1000 м'/ч. Корпус земснаряда представляет собой разделенный на отсеки понтон. В его передней части шарнирно укреплена рама, несущая на конце фре¬зу / (на некоторых земснарядах,

кроме того, гидромонитор) и грунтозаборник. Фре¬зу приводят во вращение через систему карданных валов и механических передач от электродвигателя /<, установленного на понтоне. Грунтозаборник сообщается с всасывающим трубопроводом, которым пульпа подается к землесосу и далее в пульповод, проложенный по водоему на поплавках и по суше на инвентарных опорах. В зависимости от глубины разра¬ботки раму опускают и поднимают лебед¬кой посредством полиспаста, верхние

блоки которого закреплены на стойке. Для работы на водоеме земснаряд уста¬навливают на одну из двух расположенных в его кормовой части свай. Канаты лебедок бокового (па-пильонажного) перемещения оттягивают в стороны от земснаряда и заякоривают на дне водоема, а если позволяет длина кана¬тов, огибаемые ими блоки укрепляют на бере¬говых якорях. Грунт разрабатывают вра¬щающейся фрезой, отсасывая пульпу зем¬лесосом, при непрерывном вращательном в плане движении (папильонировании) корпуса земснаряда относительно опущенной

сваи. Это движение обеспечивается одной из папильонажных лебедок при сматывании каната с другой лебедки. При разработке грунта на дне водоема, по достиже¬нии головой рамы границы полосы раз¬работки опускают на дно вторую сваю, а прежнюю поднимают в нерабочее поло¬жение. Включением второй лебедки (со стороны опушенной сваи) и реверсирова¬нием первой достигают возвратного папильонажного движения и т.д. При разработке береговых урезов, кото¬рую начинают обычно с наиболее

высокого уступа, после граничного папильонажного перемещения земснаряда в одну сторону раму опускают на нижележащий уступ и разрабатывают его возвратным папильонированием. Так, с одной свайной стоянки разрабатывают все уступы до дна водоема, после, чего переставляют сваи (зашагивают). В некоторых случаях при разработке слабых грунтов в береговых урезах, осо¬бенно при узких полосах папильонирования, земснаряд устанавливают в новое положение после нескольких последова¬тельных

шагов. По мере продвижения зем¬снаряда по водоему требуется периодически перекладывать якоря, используя для этого моторную лодку или катер. Для разработки траншей на дне водо¬емов глубиной до 25 м при строительстве подводных переходов магистральных тру¬бопроводов применяют бессвайные земсна¬ряды производительностью до 200 м /ч, оборудованные четырьмя папильонажными и двумя становыми лебедками. Одну становую лебедку располагают в носовой части понтона, а вторую — на корме.

Эти¬ми лебедками земснаряд перемещают вдоль отрываемой траншей. Необходимо своевременно производить подтяжку сальниковых уплотнений и, если это требуется, смену сальниковой набивки, манжет, прокладок и других деталей уплотнений. Рост усилий, которые требуются для управления гидромонитором, указывает на неисправность шарнирных соединений. Необходимо своевременно устранять эти неисправности.

Интенсивность размыва грунта зависит прежде всего от компактности струи, вылетающей из насадки гидромонитора. Целый ряд неисправностей в проточной части гидромонитора может вызвать снижение компактности струи. Наиболее частыми неисправностями, отражающимися на компактности струи, являются помятости ствола гидромонитора и искривления его направляющих ребер. Помятости и другие нарушения правильной формы стволов гидромонитора должны тщательно устраняться. Если устранение обнаруженных дефектов окажется невозможным, ствол подлежит

замене. Должны строго выполняться все указания производственных инструкций по эксплуатации гидромонитора как в части его смазки, так и других обязательных обслуживании. Особо тщательно должны обслуживаться гидромониторы, работающие на оборотной воде, так как такая вода может содержать абразивные частицы грунта, вызывающие повышенный износ деталей гидромонитора. При уходе за гидромониторами следует всегда помнить, что этот агрегат работает под высоким давлением

и что от его исправности зависит не только производительность, но и безопасность обслуживающего персонала. Дноуглубительные суда вместе со вспомогательными судами (буксировщиками, промерным катером, плавучим грунтопроводом и др.), обеспечивающими проведение дноуглубительных работ на определённом участке, называются дноуглубительным караваном. Дноуглубительные работы, работы по углублению и расширению водоёмов и водотоков путём выемки грунта. Дноуглубительные работы различают на капитальные, выполняемые при сооружении гидротехнических

объектов и для улучшения судоходных условий на водных путях, и эксплуатационные, производимые ежегодно с целью удаления наносов, нарушающих нормальную эксплуатацию гидротехнических сооружений и судоходных путей. Наибольший объём дноуглубительных работ приходится на внутренние водные пути (реки, водохранилища, каналы), где посредством дноуглубительных работ увеличивают глубину и ширину судовых ходов. Дноуглубительные работы в морских и речных портах осуществляют с целью углубления и расширения их акваторий

для подхода гружёных судов к причалам. На мелиоративных каналах и озёрах дноуглубительные работы выполняются для очистки их от заиления. Дноуглубительные работы производятся также для углубления водопроводящих каналов к отдельным промышленным предприятиям и дна водозаборных сооружений, для прорытия подводных траншей, прокладки трубопроводов, кабелей и др. Очистка водоемов от ила Кроме основных дноуглубительных работ производятся и другие работы по очистке водоемов, прудов, рек,

озер, каналов и судов, уборка бытового мусора, очистка от ила, а так же других наплавных загрязнений. Все эти природоохранные мероприятия значительно улучшают санитарное состояние водоемов, прудов, рек, озер и каналов, а так же внешний вид близлежащих территорий. Большое значение для внешнего вида водоемов, прудов, рек, озер и каналов имеет очистка водной растительности. Как правило, в летний период активное развитие водной растительности значительно ухудшает экологические

параметры водотоков и водоемов, затрудняет их проточность, вызывая заболачивание, и создает неприглядный облик каналов и рек. Список литературы 1. Краковский И. И Суда технического флота, Л 1968. 2. Бычков Н. П Суда технического флота, Л.—М 1954; 3. Краковский И. И Суда технического флота, Л 1968. 4. Кубалов Б.

Г Пути развития взрывного дела в СССР, М 1948; 5. Дашков А. Н Взрывной способ образования котлованов под опоры контактной сети при электрификации железных дорог, М 1959; 6. Акутин Г. К Проведение выработок в мягких сжимаемых грунтах уплотнением их энергией взрыва, К 1960; 7. Ассонов В. А Докучаев М. М Кукунов И. М Буровзрывные работы, М 1960; 8. Власов О. Е Смирнов

С. А Основы расчета дробления горных пород взрывом, М 1962; 9. Докучаев М. М Родионов В. Н Ромашов А. Н Взрыв на выброс, М 1963;