Гидромеханические способы разработки грунта: гидромониторный и землесосный. Оборудование для гидромеханизации. Гидротранспорт

⇐ ПредыдущаяСтр 17 из 25Следующая ⇒

Гидромеханическая разработка грунта, его перемещение и укладка осуществляются при помощи воды двумя способами: гидромониторным и землесосным. Преимуществом гидромеханизации являются непрерывность процесса, позволяющая автоматизировать его, невысокая стоимость, простота и высокая производительность оборудования, а также возможность обеспечить качественную укладку грунта в сооружения. В строительном производстве гидромеханическую разработку грунта применяют при намыве плотин и дамб, больших площадок и повышения их уровня, образования выемок.

При гидромониторном способе сухой грунт в забое размывают мощной водяной струей, выбрасываемой из гидромонитора, под воздействием которой образуется гидромасса — пульпа. Для разработки грунтов часто используют гидромониторные установки (гидромонитор, насос и землесос).

Гидромонитор состоит из стального ствола с насадкой, фасонных патрубков (нижнего и верхнего колен) и рукоятки управления. Ствол шарнирно соединен с верхним коленом. Вода под большим давлением, создаваемым специальной нагнетательной насосной станцией, подается по трубопроводу в ствол через нижнее колено, а затем с большой скоростью струи (20—50 м/дек), зависящей от напора и диаметра насадки, выбрасывается в необходимом направлении. Ствол гидромонитора может вращаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Гидромониторами можно размывать грунт снизу с обрушением грунта подрубом или сверху. Первый способ — наиболее эффективный— состоит в том, что гидромонитор устанавливают у подошвы забоя, а струю направляют к подошве. его откоса, в результате чего в вышележащем слое нарушается связь между частицами и грунт обрушивается, превращаясь под воздействием воды в пульпу. Недостаток этого способа заключается в необходимости направлять пульпу в обход гидромонитора.

Рис. Схемы способов гидромеханической разработки грунта

а — гидромониторный; б — землесосный; в — комбинированный;

1 — гид.монитор; 2 —зумпф; 3 — грунтовый насос;

4 — пульпопровод; 5 — обвал 6 — напорный водопровод;

7 — фрезернозасасывающая головка; 8 — по 9—поплавки;

10 — экскаватор одноковшовый; 11 — бункер

При гидромониторном способе (рис. 191, а)(есть встречный забой( снизу вверх), есть попутный забой(сверху вниз)), применимом в сухих забоях, грунт размывается струей воды, вбрасываемой под высоким давлением из насадки в бойного снаряда, называемого гидромонитором. Вода-гидромонитору подается по трубопроводу отнасос станции, располагаемой у ближайшего водоема.

Размытый грунт, смешиваясь с водой, образует пульпу, которая отводится самотеком непосредственно к месту укладки по пульпопроводу или стекает в приямок, зумпф, откуда перекачивается специальным грунтов насосом по пульпопроводу к месту укладки.Чтобы предотвратить выпадение грунта из пульпы, потоку должна быть сообщена определенная скорость. На месте укладки пульпы заливается на участок, огражденный земляными валами. При заливке поток теряет скорость, и грунт осаждается на заливаемой поверхности. Обволакивающие вещества делают из фильтрующего грунта, пропускающего воду задерживающего частицы грунта.

Разрыхленный грунт месте с водой засасывается через грунтозаборное устройство грунтовыми насосами, установленными на плавучих земснарядах, и направляется к месту укладки по пульпопроводу, который может быть частично плавучим, а частично пролегать по суше.

Разрыхление грунта при землесосном способе может производиться струей воды или при более твердых грунтах с механическим разрыхлением в виде шаровой фрезы. Разрыхлитель устанавливают вблизи входного отверстия пульпоприемника — всасывающей трубы грунтового насоса — и приводят во вращение от двигателя, установленного на земснаряде.

При комбинированном способе разработки (рис. 191, в) используют два метода: грунт разрабатывают механическим способом, а транспортировку разрыхленного и разжиженного грунта осуществляют земгрунтовым насосом. При этом способе грунт, разработанный одноковшовым экскаватором, грузится в специальный бункер — зумпф, в который подается вода, образующая смесь с грунтом — пульпу. Пульпа засасывается из зумпфа грунтовым насосом и направляется но пульпопроводу к месту укладки.

По принципу действия гидравлический транспорт подразделяется на безнапорный, напорный и комбинированный. При безнапорном гидравлическом транспорте гидросмесь, перемещаясь по наклонным желобам, лоткам (при подземной гидродобыче), траншеям, канавам (в карьерах со средствами гидромеханизации) или не полностью заполненным трубам, имеет свободную поверхность, на которой давление равно атмосферному. При напорном гидравлическом транспорте гидросмесь, заполняя все сечения трубопровода, находится под избыточным давлением, создаваемым главным образом насосами (грунтовыми, шламовыми, углесосами и др.). Системы напорного гидравлического транспорта могут быть одно- и многоступенчатыми, с зумпфами на промежуточных перекачивающих станциях или без них. При работе с зумпфами система менее чувствительна к неравномерной подаче гидросмеси: остановка одного из насосов (в зависимости от вместимости промежуточных зумпфов) не вызывает необходимости немедленной остановки всех последующих насосов; насосы могут иметь разную производительность; уменьшается опасность гидравлических ударов. Однако по сравнению с системой непосредственного соединения трубопроводов не полностью используется напор, развиваемый насосами, возрастают капитальные затраты на сооружение промежуточных зумпфов. При комбинированном гидравлическом транспорте на одной части трассы применяют безнапорный гидравлический транспорт, на другой — напорный.

Билет 20

1). Конструкции горизонтальных и лучевых водозаборов, условия применения и расчет. Каптаж родников.

Горизонтальные водозаборы, точнее водосборы, используют для отбора воды из безнапорных пластов глубиной до 10 метров и их небольшой мощности. Располагают их перпендикулярно потоку подземных вод. Подразделяются они на три группы: - траншейные с каменно-щебеночным дренажем; - трубчатые; - водосборные галереи (штольни). Могут быть и комбинированные – галереи со скважинами – усилителями. Горизонтальные водосборы – это обычно система горизонтальных водоприемных устройств в виде заполненных фильтрующим материалом траншей, трубчатых дрен или водосборных галерей, объединенных водосборным колодцем. Вода из пласта через водоприемные отверстия поступает в колодец самотеком, а оттуда насосами перекачивается потребителю. Каменно- щебеночные водозаборы рекомендуется применять при глубине уровней воды до 3…4 метров для временного и нецентрализованного водоснабжения. Для этого в траншее устраивают каменно-щебеночную призму с двуслойным обратным фильтром. Траншея должна иметь уклон 0, 01…0, 05 в сторону водосборного колодца. Трубчатые горизонтальные водосборы устраивают из керамических, пластмассовых или железобетонных труб диаметром более 150 мм с круглыми или щелевыми отверстиями. Скорость воды в них должна быть незаиляющей. Поэтому рекомендуют укладывать их с уклоном 0, 001…0, 007. Водосборные галереи применяют для централизованных систем водоснабжения. При глубине заложения до 8 метров их устраивают открытым способом, а при большей – подземным (тоннельным). Такие галереи называются штольнями. В стенках галерей устраивают водоприемные окна, а на дне – лоток для отвода воды в сборный колодец. Выполняют галереи из сборного железобетона на бетонном основании для предотвращения осадки.

Для наблюдения за работой горизонтальных водосборов, их вентиляции, профилактической прочистки и ремонта устраивают смотровые колодцы, которые располагают: - на трубчатых водозаборах диаметром 150…500 мм через 50 метров; - то же, диаметром более 500 мм – через 75 метров; - на галерейных водозаборах – через 100…150 метров. Кроме того. колодцы устанавливают в местах изменения направления водоприемной части в плане или в качестве перепада. Колодцы выполняют диаметром не менее одного метра с выходом над поверхностью земли не менее 0, 2 метра. делают отмостку шириной не менее одного метра и глиняный замок. В колодцах устанавливают вентиляционные трубы высотой более двух метров над землей. Насосные станции обычно совмещают с водосборным колодцем. Расчет водосборных колодцев производится для условий установившейся фильтрации. При этом следует определять: - приток воды к водозабору; - длину горизонтального водозабора, обеспечивающую требуемый расход; - диаметр труб, галерей и т.п. При одностороннем притоке воды к совершенной водосборной дрене или галерее из безнапорного пласта расположенной перпендикулярно потоку и перехватывающей его, расход определяют по формуле, где k – коэффициент фильтрации пласта; l - длина галереи или дрены; H - мощность пласта; h - слой воды в галерее; R - радиус кривой депрессии. При двустороннем притоке расход удваивают.

Лучевые водозаборы применяют для получения воды из более глубоких водоносных пластов, чем горизонтальные водозаборы. Они эффективны для забора воды из водоносных пластов под реками, водоемами. Они представляют собой систему горизонтальных дрен, сходящихся к водосборному шахтному колодцу. Вода из пласта поступает в колодец самотеком, а оттуда откачивается насосом. Дрены устраивают диаметром 60…250 мм и длиной 80 метров и более. При длине лучей до 20 метров угол между ними обычно не более 200. Благодаря лучевой схеме расположения дрен область действия водозабора охватывает значительную часть водоносного пласта, в результате его производительность в 2…3 раза превосходит шахтный колодец. В процессе эксплуатации дебит лучевого водозабора снижается из-за взаимного влияния дрен, кольматации фильтров и ложа водоема, под которым они уложены. При наличии нескольких водоносных пластов лучевые водозаборы могут быть многоярусными из-за расположения дрен на разных отметках. Сооружают лучевые дрены продавливанием изнутри колодца или бурением под наклоном. Если дрены длинные, то вначале продавливают обсадные трубы, а затем бурят и вводят дренажные трубы, а обсадные демонтируют. Технология сооружения лучевых водозаборов непрерывно совершенствуется. Увеличивается длина дрен, снижаются затраты на их устройство. Приток воды к лучевому водозабору определяют по формуле: Q = 2π kmS(1/Фб + 1/Фр), где; m – средняя мощность потока используемого пласта.

Родники (ключи) являются естественными выходами подземных вод на поверхность земли и широко используются для питьевого водоснабжения. Их подразделяют на восходящие и нисходящие. Восходящие родники образуются при проникновении в поверхностные слои грунта напорных вод из нижележащих пластов в результате размыва покрывающих их водонепроницаемых пород. Нисходящие родники образуются в результате выклинивания на поверхность безнапорных водоносых пластов, покоящихся на водоупоре. Каптаж родников – это его вскрытие и инженерное оборудование, обеспечивающее поступление воды в водосборное сооружение и предохраняющее воду от поверхностного загрязнения. Восходящие родники каптируют путем устройства резервуара или шахты над местом наиболее интенсивного выхода воды. Если коренные породы, через которые поступает родниковая вода, покрыты слоем рыхлого грунта, то его удаляют, поверхность коренных трещиноватых расчищают, и, если наблюдается вынос частиц грунта, то устраивают обратный фильтр. При каптаже нисходящих родников водоприемные камеры устраивают с отверстиями в стене, в местах наиболее интенсивного выклинивания родниковой воды. Иногда устраивают сооружения в виде перемычек, подпорных стенок и т.п. перпендикулярно основному направлению движения воды для ее более полного перехвата. Вдоль этих стенок укладывают горизонтально водосборные трубы подобно дренажным, собирающие воду и отводящие ее в сборный резервуар. Каптажную камеру разделяют переливной стенкой на два отделения: отстойное водозаборное. Каптажные камеры должны оборудованы переливами, спускными трубами диаметром не менее 100 мм и вентиляционными трубами. Они должны быть защищены от поверхностных загрязнений, промерзания и затопления поверхностными водами.

⇐ Предыдущая 12 13 14 15 161718 19 20 21 Следующая ⇒