Гидромеханическая разработка грунта

Гидромеханическая разработка грунта основана на методе использования кинетической энергии потока воды для разработки, транспортировки и укладки грунта.

Гидромеханический метод основан на использовании кинетической энергии потока воды для разработки, транспортировки и укладки грунта.применение этого метода целесообразно при больших объемах работ, устройстве насыпей с минимальной осадкой, наличии достаточных ресурсов воды и электроэнергии.

Технологический процесс гидромеханизации включает:размыв грунта в забое и перевод его в полужидкую массу ( пульпу), транспортировку и укладку ( намыв) пульпы в сооружении или в отвал. Разрабатывать грунт можно в наводных и подводных забоях. В надводных забоях сухой грунт размывают гидромониторным способом.

Рисунок-1. Гидромониторный способ разработки грунта:

Гидромониторный способ разработки грунта

а) схема гидромонитора; б ) встречный забой; в) попутный забой; 1 – водовод; 2 – гидроцилиндры управления; 3, 4 – шарнирное сочленение ствола с водоводом; 5 – рычаг; 6 – ствол; 7 – насадка ствола; 8 – гидромонитор; 9 – фронт забоя; 10 – канава отвода пульпы

Основное технологическое средство -гидромонитор, который представляет собой стальной ствол с насадкой и шарнирными сочленениями, обеспечивающими вращение ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях для направления водяной струи на фронт забоя ( рис1,а).Вода поступает к гидромонитору по трубопроводу под значительным напором (60…80 м), создавая удельное давление на фронт забоя 0,5…4,3 МПа.В результате ударного действия струи грунт разрушается и образуется пульпа.В зависимости от рода грунта и высоты забоя расход воды на 1 м3 разрабатываемого грунта составляет 3…15 м³.

Разработка грунта может производиться встречным забоем, когда гидромонитор располагается на подошве забоя и размыв ведут снизу вверх, или попутным забоем-с расположением гидромонитора  фронтом забоя и размывом грунта сверху вниз.В первом случае ( рис-1,б) обеспечивается высокая производительность гидромонитора за счет периодических обвалов грунта, нависающего над зоной подмыва ( вруба).

Этот эффект достигается при применении для отбойки грунта высоконапорной воды или взрывчатых веществ ( взрывание грунта ).Так как гидромонитор может оказаться среди потоков пульпы , ее следует направлять в обход гидромонитора. При попутных забоях ( рис-1,в) производительность гидромонитора ниже, но перемещается он по сухому грунту а поток пульпы, приобретая от водяной струи достаточную начальную скорость, обеспечивает интенсивный сток.

Расстояние гидромонитора от забоя L зависит от рода грунта, но должно быть не менее чем: при песке, суглинке и глине L=H,при лёссовидных грунтах L=1,2H.При благоприятном рельефе местности размытый гидромонитором грунт по трубопроводу или лоткам самотеком направляется к месту образования насыпи. При неблагоприятном рельефе пульпа вначале поступает по канавам в зумпф или приемный колодец . а затем по напорному трубопроводу перекачивается землесосом в насыпь.

Землесос, перекачивающий пульпу из зумпфа, состоит из грунтового насоса большой мощности, который может пропускать камни диаметром 100…400 мм. Подача землесосов составляет 400…1200 м³ пульпы в час при напоре 20…80 МПа.Пульпопроводы состоят из стальных труб, соединяемых между собой быстроразъемными соединениями с резиновыми манжетами.

Рисунок-2.Землесосный способ разработки грунта

Землесосный способ разработки грунта

 

1—грунтозаборное устройство; 2—всасывающий трубопровод; 3—грунтовый насос; 4— напорный пульпопровод; 5—свайный ход; 6—плавучий пульпопровод; 7—береговой пульпопровод; 8—укладка грунта

В подводных забоях грунт разрабатывают землесосным способом ( рис-2) при котором он всасывется землесосным снарядом и перекачивается к месту укладки в виде пульпы. Грунт со дна водоема всасывается при помощи всасывающей трубы землесоса,повешенной к специальной стреле.Стрела соединена с мачтой, установленной на барже.

При разработке плотных грунтов всасывающую трубу снабжают специальной вращающейся рыхлительной головкой или вибрационным рыхлителем. Земснаряд соединяют с магистральным пульпопроводом, проложенным по берегу, при помощи плавучего пульпопровода, смонтированного на плашкоутах, что позволяет ему передвигаться по забою вслед за движением земснаряда.

Разработку начинают с заглубления всасывающей трубы с наконечником ( или рыхлителем) на глубину снимаемого за одну проходку слоя.Затем начальную воронку расширяют путем периодического отвода земснаряда назад и в сторону, следя за тем, чтобы при этом не прекратился контакт всасывающей части с разрабатываемым грунтом.

Укладка( намыв) грунта происходит в результате оседания частиц грунтаиз пульпы , когда скорость движения ее становиться ниже критической величины. Возводимую насыпь разбивают в плане на карты -захватки , на которых поочередно выполняют намыв грунта и подготовительные работы к намыву следующего слоя .

Рисунок-3. Намыв грунта:

Намыв грунта

а) эстакадным способом; б) безэстакадным способом; 1 – водоотводящая труба; 2 – обваловывание грунтом; 3 – водосборный колодец (дренаж); 4 – магистральный пульпопровод

По контуру очередной карты бульдозером возводят земляной вал на высоту намываемого слоя пульпы и наращивают устанавленный ранее в пределах карты водосбросный ( дренажный) колодец с выпускаемой трубой. При эстакадном способе подачи пульпы ( рис-3,а) магичстральный пульпопровод на участке намыва размещают на эстакаде, превышающей по высоте возводимую насыпь и выдают из него пульпу поочередно на карты намыва.

При безэстакадном способе ( рис-3,б) магистральный пульпопровод укладывают вдоль основания возводимой насыпи( с одной или двух сторон в зависимости от ее размеров и условий рельефа).Через каждые 20…30 м на трубопроводе устанавливают специальные выпускные патрубки, через которые пульпа поступает на карту намыва.

В первом случае возведение эстакады представляет собой относительно дорогую и трудоемкую работу, но зато в дальнейшем дополнительные работы сводятся к минимуму, а сам процесс намыва значительно ускоряется. При втором способе стоимость и трудоемкость начальной проходки трубопровода незначительны, но в дальнейшем приходится периодически наращивать и перемонтировать выпускные патрубки, что задерживает процесс намыва.

Возведение насыпей методом намыва обеспечивает значительную плотность грунта в связи с чем к искусственному уплотнению грунта не прибегают , а придают насыпи небольшой запас высоты -1,5% при суглинистых и супесчаных грунтах и 0,75 % при песчаных на последующую усадку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.