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).