Оборудование гидромеханизации

Гидромеханизацией называют способ механизации земляных работ, при котором все основные технологические процессы выполняются за счет энергии потока воды. Этим способом в гидротехническом строительстве возводят плотины, дамбы и насыпи, разрабатывают котлованы под различные гидротехнические сооружения, каналы, углубляют водоемы и т. п., добывают и транспортируют песчано-гравийные материалы.

В оборудовании, реализующем способ гидромеханизации, используют устройства для разрушения грунтов как струей воды, так и механическим путем с последующим транспортированием продуктов разрушения в потоке воды и укладкой в земляное сооружение. При гидравлическом разрушении требуемое давление потока воды создается водяным насосом, а струя формируется и направляется на забой гидромонитором.

Плотные подводные грунты разрабатывают механическим способом с применением рыхлителей, перемещая их по грунтозаборному трубопроводу и пульповоду с помощью грунтового насоса.

Для этого устанавливают грунтовый насос. Агрегат, включающий понтон, грунтовый насос и грунтозаборное устройство, называют землесосным снарядом (земснарядом). Пульповод располагают на понтонах. Малосвязные грунты увлекаются потоком воды по грунтозаборному устройству без их разрыхления.

Основными параметрами земснаряда являются его производительность по грунту, напор, который способен развить грунтовый насос, определяющий дальность транспортирования пульпы, и максимальная глубина забора грунта. Кроме того, земснаряд характеризуется размерами корпуса судна, его полным водоизмещением и осадкой, шириной полосы, в пределах которой разрабатывается грунт, общей потребляемой мощностью и ее составляющими, тяговым усилием и скоростями папильонирования (в процессе разработки грунта земснарядом нижний конец грунтозаборного устройства непрерывно перемещается по дну водоема, оставляя после себя выработку в виде узкой полосы. Эти перемещения (папильонирование)осуществляются перемещениями всего земснаряда в определенном порядке).

Гидромеханический способ разработки грунтов отличается от других способов простотой оборудования. Энергоемкость разработки составляет 2…5кВтч/м³. Этот способ особенно эффективен при массовых объемах земляных работ. Для его реализации требуется большое количество воды, из-за чего он применим для разработки грунтов вблизи водоемов, с береговых урезов и со дна водоемов. К недостаткам относится большая, чем при других способах, зависимость от изменчивости грунтов. Так, при переходе от песков к глинам производительность оборудования гидромеханизации существенно снижается.

Грунты с крупнообломочными включениями и валунами, полускальные породы и т. п., для которых гидромониторный размыв малоэффективен, разрабатывают комбинированными способами: разрушение – землеройными машинами, транспортирование к месту укладки – в потоке воды.

В составе оборудования гидромеханизации применяют два вида насосов: для подачи чистой воды к гидромониторам, откачки воды из скважин и т. п. и грунтовые для перекачивания пульпы (землесосы). Оба вида насосов обычно центробежные. Центробежные насосы для подачи чистой воды бывают одноступенчатыми с двусторонним подводом воды к рабочему колесу (подача до 12500м³/ч, давление до 1, 4 МПа) и двухступенчатые (подача до 3600м³/ч, давление до 4, 55 МПа).

Грунтовые насосы отличаются от насосов для чистой воды способностью пропускать крупнообломочные включения и абразивные грунтовые частицы. По сравнению с насосами для чистой воды грунтовые насосы обладают более низкой всасывающей способностью, обусловленной большей плотностью пульпы по сравнению с плотностью чистой воды.

При небольших объемах работ, например, на водоотливе при сильно загрязненной воде, нельзя применять обычные водяные насосы, а установка грунтового насоса нецелесообразна, используют гидроэлеваторы (струйные насосы) – аппараты для перекачивания пульпы за счет энергии водяной струи, подаваемой внешним водяным насосом.