Машины для подводных строительных земляных работ
Основными видами подводной разработки грунтов являются размыв, всасывание, разрыхление и экскавация.
Под размывом понимают процесс отделения от массива частиц грунта струей воды, движущейся как от ее источника, так и в сторону его. Во втором случае происходит всасывание частиц грунта, отделившегося от массива вместе с водой, размывшей грунт.
Разрыхление грунта под водой осуществляется. поступательно движущимися рыхлителями, а также фрезами, бурами, вибраторами, взрывным способом.
Экскавация производится грейферными ковшами, многоковшовыми рабочими органами.
Применяют также комбинированные способы разработки грунтов, основывающиеся (на указанных видах подводного разрушения.
Основные виды подводных земляных работ — дноуглубительные, буровые, планировочные, уплотняющие, погружные, взрывные.
Дноуглубительные работы общего назначения выполняются землесосными снарядами, землесосными установками, одно- и многочер-паковыми экскаваторами, а также скалодробильными снарядами, скалорезными и гидромониторными агрегатами, канатно-скреперными установками, подводными кабелеукладчиками, дноочистительными снарядами’, водолазными средствами.
Буровые механизмы предназначены для проходки скважин при добыче полезных ископаемых, для бурения шпуров при подводных взрывных работах, погружения оболочек в скальные грунты.
Планировочные машины и устройства служат для разравнивания песчаных, щебеночных и гравелистых оснований. К этой группе машин относятся подводные планировщики и планировочные устройства. Для уплотнения подводных постелей применяются виброуплотнители и катки.
Для погружных работ используются молоты одиночного и двойного действия, дизель-молоты, вибропогружатели, вибромолоты, подмывные устройства.
Пробы грунта с глубин берут грунтозаборниками различных конструкций.
Водолазные работы для размыва и удаления грунта выполняются обычно средствами малой механизации: гидростволами и грунтонасосами.
Рассмотрим более подробно подводные машины для земляных работ, разделив их на дноуглубительные и дноочистительные работы.
Дноуглубительные работы в зависимости от способа разрушения грунта выполняются землесосами, земснарядами, землесосными установками, гидроэлеваторами.
Грунтовыми насо.сами называются машины, работающие по принципу всасывания и предназначенные для транспортирования смеси грунта с водой.
Установки для подводных земляных работ имеют следующие основные обозначения: М — многочерпаковый тип снаряда; О — одночерпаковый; 3 — землесос; С — самоходный или самоотвоз-ный; Ш — шаландрвый способ транспортирования извлеченного грунта; Р — рефулерный; Т — трюмный. Первая буква обозначения характеризует тип снаряда, вторая — способ движения снаряда, третья — способ транспортирования. В числителе дроби, стоящей за буквенными обозначениями, дана производительность снаряда в кубических метрах в час, в знаменателе указаны число установленных главных машин (черпаковы, рефулерных, ходовых, разрыхлительных) и их суммарная мощность. Для самоотвозных снарядов после дроби указывается вместимость грунтового трюма в кубических метрах.
Например, запись ЗС-ТШ- 4 420 читается так: землесос самоотвозный трюмный шаландовый производительностью 400 м3/ч, с четырьмя главными машинами общей мощностью 1750 л. с, вместимость трюма — 420 м3.
Для обозначения типов речных машин на первом месте ставят буквы, указывающие на способ отделения грунта: 3 — землесос, ЗМ — землесос с механическим разрыхлителем; ЗГ — землесос с гидравлическим разрыхлителем; М — многочерпаковый снаряд; ШТ — штанговый снаряд; Г — грейферный. Следующая буква обозначает способ транспортировки грунта: Ш — шаландами; Л — лотком (для землесосов это обозначение отсутствует). Последняя буква указывает систему привода: Э— электропривод; Г — гидропривод; для самоходных машин добавляется буква С и далее указывается производительность в кубических метрах в час.
Рис. 73. Установка грунтозаборных устройств землесосов:
а — в кормовой прорези; б — в миделевой прорези; в — бортам судна; 1 —
грунтозаборное устройство; 2 — вырез корпуса; 3 — грунтовой насос; 4 —
приводной двигатель; 5 — двигатели хода; 6 — грунтовой трюм.
Морские землесосы делятся на самоотвозные, якорные и специальные.
Основным агрегатом землесоса является грунтовой насос центробежного действия, предназначенный для перекачивания гидросмеси (пульпы). Эти насосы иногда называют рефулерными помпами или рефулерными насосами.
Самоотвозные землесосы транспортируют грунт в своем грунтовом трюме. Они состоят из корпуса с надстройкой. В корпусе расположены грунтовой трюм, энергетическая установка, грунтовой насос, гребной вал и ряд других механизмов. Корпус самоотвозного землесоса имеет морские обводы для работы и перемещения в заданных условиях. Рабочим органом землесоса является грунтозаборное устройство, всасывающее грунт со дна. Устройство состоит из грунтоприемника, сосуновых труб, различных соединений, сосуновой рамы, полиспаста и лебедки. Для.работы на волне на рамоподъемном полиспасте имеется волновой компенсатор, а сосуновые трубы состоят из нескольких частей, шарнирно связанных между собой. Грунтозаборные устройства могут быть установлены в кормовой (рис. 73, а) или миделевой (рис. 73, б) прорези и по бортам (рис. 73, в).
Якорные землесосы применяются на защищенных от волн акваториях и каналах при разработке грунтов в основном I—IV групп с транспортировкой грунта по грунтопроводам или в грунтовозных шаландах.
Рис. 74. Схемы черпаковых снарядов:
о — многочерпакового шаландового; б — одночерпакового; 1 — грунтовой
колодец- 2 — верхний ведущий барабан; 3 — полиспает подъема черпаковой
рамы; 4 — промежуточные звенья (майоны) цепи; 5 —. черпаки; 6 « нижний
барабан; 7 — черпаковая рама- 8 — корпус судна; 9, 10 — сваи; 11 —
стойка; 12 — стрела; 13 — ковш; 14 — рукоять.
В большинстве случаев якорные землесосы несамоходные. Их рабочие перемещения’осуществляются тросовым и свайным папильонированием с помощью .соответствующих лебедок.
Разработаны конструкции комбинированных (самоотвозно-якорных) землесосов, сочетающие элементы самоотвозного и якорного землесосов.
Специальные землесосы предназначены для выполнения отдельных видов работ: размыва перекатов, разрушения дна на больших глубинах, размыва дна струей воды.
Речные землесосные снаряды делятся по виду транспортирования грунта на землесосы с пловучим и подвесным грунтопроводом и по назначению — на строительные и дноуглубительные.
Речные строительные землесосные снаряды намывают плотины, дамбы, подводные территории, разрабатывают котлованы, добывают строительные материалы и т. д. По способу грунтозабора землесосные снаряды бывают со свободным всасыванием грунта, с попутным механическим и гидравлическим рыхлением, с комбинированными способами рыхления. Основные элементы этих машин те же, что и морских землесосов.
Дноочистительные снаряды — это самоходные или несамоходные судна, предназначенные для подъема подводных препятствий, их погрузки на суда и укладки на берег. Снаряды оборудуются водолазной станцией, гидромоторной установкой, электросварочным агрегатом, кранами с грейферным оборудованием, лебедками.