Реферат: Оборудование гидромеханизации
Оборудование гидромеханизации
Гидромеханизациейназывают способ механизацииземляных и горных работ, при котором все или основная часть технологическихпроцессов проводятся энергией движущегося потока воды. В строительном оборудовании, реализующем этот способ, используютсяустройства для разрушения грунтов, как струей воды, так и механическим путем споследующим их транспортированием в потоке воды и укладкой в земляныесооружения. При гидравлическом способе разработки грунта требуемое давлениепотока воды создается водяным насосом, а струн формируется и направляетсягидромонитором. В случае механической, обычно подводной, разработки применяютфрезерные рыхлители.
Гидромонитор (рис. 4.45) состоит из нижнегонеподвижного .7, соединенного с напорным трубопроводом /, и верхнего 5поворотного в плане колен, поворотного в вертикальной плоскости ствола 7 и сменнойнасадки 6. Струя формируетсяребрами внутри ствола и пропускным сечением насадки. Размывающая способностьструи характеризуется ее давлением на забой, которое обычно составляет 0,7...2 МПа (при разработке прочныхгрунтов до 11 МПа). Направление струи регулируют вручную рычагом 4 или дистанционно гидроцилиндрами 2 и 8.
Если уровень земляного сооружения находится нижеуровня разработки грунта, то образовавшаяся в результате размыва грунта водойсмесь, называемая пульпой, можетперемещаться к месту укладки самотеком по естественной поверхности или поискусственным каналам, желобам и трубам. Для перемещения пульпы выше уровняразработки грунта сначала ее самотеком собирают в специальном земляномуглублении (зумпфе), из которого по трубам подают к месту укладки грунтовымицентробежными насосами (землесосами). Последние отличаются от водяныхцентробежных насосов тем, что их пропускные сечения и вращающиеся лопастирассчитаны на пропуск пульпы с каменистыми включениями и изготовлены изизносостойких материалов. При разработке подводных грунтов пульпу отбирают иззоны разработки, а при разработке береговых урезов — из водоема вблизи этойзоны. При этом используют как землесосы, так и гидроэлеваторы, реализующиеэжекторный способ поступления пульпы в транспортный трубопровод.
В смесительную камеру / гидроэлеватора (рис. 4.46)по трубопроводу под напором поступает вода. Проходя через насадку с большойскоростью, она создает в расширяющейся зоне разрежение, благодаря которому всмесительную камеру подсасывается пульпа и, разжижаясь в воде, подается втранспортный трубопровод (пульповод) 2.Гидроэлеваторы имеют низкий коэффициент полезного действия из-за малой долигрунта в составе пульпы (не более 2 %), но по сравнению с грунтовыми насосамиони более долговечны в связи с тем, что подвижные части входящего в составгидроэлеватора насоса для подачи воды в смесительную камеру непосредственно неконтактируют с абразивными частицами пульпы.
Реже для подъема пульпы со дна водоема используютэрлифты, которыми в зону разработки грунта подают воздух, направляя его в приемный грунтозаборник всасывающеготрубопровода.
.Аэрирована смесь, обладая меньшей плотностью по отношению к окружающей среде, поднимается по трубопроводу, увлекая засобой твердые продукты разрушения грунта.
Чисто гидравлический (гидромониторный) способ можетоказаться малоэффективным для разработки прочных грунтов. В некоторых случаях выгодно сочетание механического разрушения с транспортированиемгрунта в потоке воды. Так, подводнойразработке грунтов для их разрушения применяют различного рода фрез с последующимтранспортированием пульпы землесосами или гидроэлеваторам. Этот способразработки грунтов, называемый гидромеханическим,широко применяют в гидротехническом, мелиоративном других видах строительства,в системе водного хозяйства, в горной промышленности. Этим способом сооружают иуглубляют водоемы и водохранилища,намывают дамбы и плотины, добывают строительный песок и гравий, разрабатываютполезные ископаемые и т. п. Гидромеханический способ разработки грунтовотличается простотой оборудования, невысокой энергоемкостью (2...5 кВт<span Courier New"">·
ч/м'1) иматериалоемкостью.<img src="/cache/referats/8451/image002.jpg" v:shapes="_x0000_i1025">
Рис.4.16. Принципиальная схемаустройства работы гидроэлеватора
<img src="/cache/referats/8451/image004.gif" v:shapes="_x0000_s1027">
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 машинногооборудования — самым низким уровнем после буро-рывой разработки), высокимкачеством укладки грунта. Для его реализации требуется большое количество воды,в связи с этим способом разрабатывают грунты вблизи водоемов, с береговых урезов
додна водоемов.
Сухопутные средства гидромеханизации представляютсобой комплекты описанного выше гидромониторного и землесосного оборудования, смонтированного насалазках 9 (см. рис. 4.45) илисамоходных, гусеничных, шасси. В первомслучае его применяют на объектах сбольшими объемами работ, а для перемещения с одной стоянки на другую используютвнешние транспортные средства. Самоходные установки используют в случаесосредоточенных работ в условиях частой смены строительных объектов. Для воднойразработки грунтов описанное выше оборудование монтируют на специальныхплавучих средствах, называемых снарядами.На мелиоративных и дноуглубительных работах применяют земснарядыпроизводительностью до 100 м3/ч, оборудованные собственной силовой дизельной или дизель-электрическойустановкой приспособленные для работы при сильном течении воды и большихволнах. Намыв плотин и дамб, подводную добычу песка и гравия осуществляютземснарядами с электрическим приводом с питанием от внешних источников энергиипроизводительностью 100...1000 м'/ч.
Корпус земснаряда представляет собой разделенный наотсеки понтон 6 (рис. 4.47, а).В его передней части шарнирно укреплена рама 2, несущая на конце фрезу / (нанекоторых земснарядах, кроме того, гидромонитор) и грунтозаборник. Фрезу приводятво вращение через систему карданных валов и механических передач отэлектродвигателя /<, установленного на понтоне. Грунтозаборник сообщается свсасывающим трубопроводом 5, которым пульпа подается к землесосу 7 и далее впульповод 10, проложенный по водоемуна поплавках и по суше на инвентарных опорах. В зависимости от глубины разработкираму 2 опускают и поднимаютлебедкой 4 посредствомполиспаста, верхние блоки которого закреплены на стойке 3. Для работы на водоеме земснаряд устанавливают на одну издвух расположенных в его кормовой части свай 9. Канаты 12 лебедок 11 (рис. 4.47, б) бокового (па-пильонажного)перемещения оттягивают в стороны от земснаряда и заякоривают на дне водоема, аесли позволяет длина канатов, огибаемые ими блоки 13 укрепляют на береговых якорях. Грунт разрабатывают вращающейсяфрезой, отсасывая пульпу землесосом, при непрерывном вращательном в планедвижении (папильонировании) корпуса земснаряда относительно опущенной сваи. Этодвижение обеспечивается одной из папильонажных лебедок при сматывании каната сдругой лебедки. При разработке грунта на дне водоема, по достижении головойрамы 2 границы полосы разработки опускают на дно вторую сваю, а прежнююподнимают в нерабочее положение. Включением второй лебедки (со стороныопушенной сваи) и реверсированием первой достигают возвратного папильонажногодвижения и т.д. Схема положений А и Б, соответствующих последовательнымтраекториям движения головы стрелы, показана па рис. 4.47, б.
При разработке береговых урезов, которую начинаютобычно с наиболее высокого уступа, после граничного папильонажного перемещенияземснаряда в одну сторону раму опускают на нижележащий уступ и разрабатываютего возвратным папильонированием. Так, содной свайной стоянки разрабатывают всеуступы до дна водоема, после, чего переставляют сваи (зашагивают). В некоторыхслучаях при разработке слабых грунтов в береговых урезах, особенно при узкихполосах папильонирования, земснаряд устанавливают в новое положение посленескольких последовательных шагов. По мере продвижения земснаряда по водоемутребуется периодически перекладывать якоря, используя для этого моторную лодкуили катер.
Для разработки траншей на дне водоемов глубиной до25 м при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводовприменяют бессвайные земснаряды производительностью до 200 м''/ч,оборудованные четырьмя папильонажными и двумя становыми лебедками. Однустановую лебедку располагают в носовой части понтона, а вторую — на корме. Этимилебедками земснаряд перемещают вдоль отрываемой траншей.
Техническаяпроизводительность земснаряда (м3/ч)
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family: Arial;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold;mso-bidi-font-style:italic; mso-no-proof:no">Пт=
<span Times New Roman",«serif»;mso-bidi-font-family: Arial;mso-ansi-language:EN-US;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold; mso-bidi-font-style:italic;mso-no-proof:no">Qr<span Times New Roman",«serif»; mso-bidi-font-family:Arial;font-weight:normal;mso-bidi-font-weight:bold"> (4.33)где Q—подачагрунтового насоса по объему пульпы, M3/ч; k—средний коэффициент консистенции грунта в пульпе (r.= 0,1...0.25 нижний предел соответствует разработке гравийно-галечных,а верхний — песчаных грунтов).