Гидромеханизация имеет широкое применение в народном хозяйстве при обваловании рек, постройке намывных плотин, дамб, устройстве каналов и при других землеройных работах. Она применяется почти на всех крупных гидротехнических строительствах, мелиоративных и особенно на ирригационных работах. Широкое применение гидромеханизации объясняется простотой конструкции и небольшой стоимостью землесосных снарядов.
В основу гидромеханизации положено разрушительное воздействие струи или потока воды на грунт, а также способность водного потока транспортировать частицы грунта к месту его укладки.
Технологический процесс гидромеханизмов при разработке грунтов складывается из трех операций, составляющих единый цикл:
- разработка грунта разрушением его водяной струей, получаемой в специальных аппаратах — гидромониторах (гидромеханизм выбрасывает под большим напором воду на грунт и размывает его, образуя пульпу) или скоростью потока, образуемого в зоне всасывания в трубу землесосного снаряда;
- транспортировка грунта перемещение его самотеком или под напором по трубам до места укладки;
- укладка грунта — отделение грунта от воды, распределение оседающего грунта в габаритах возводимого земляного сооружения и отвод воды за его пределы.
Грунт может быть уложен в отвал — овраг, болото или какое-либо другое пониженное место, подан в плотину, дамбу и другие сооружения.
Пульпа засасывается землесосом и транспортируется под напором на место укладки, и когда происходит снижение скорости движения пульпы, то грунт из нее выпадает. Удаление осветленной воды производится через деревянныешандонные водосливные квадратные колодцы с водоотводящей трубой внизу.
При разработке грунта гидромеханизмами образуется пульпа. Пульной называется смесь грунта с водой; характеризуется пульпа своей консистенцией. Под консистенцией пульны понимается степень насыщения пульпы твердыми составляющими фракциями. Степень насыщения выражается соотношением объемов или весов грунта к воде или к пульне, в соответствии с чем введено понятие о весовой и объемной консистенции.
Консистенция пульпы является основным показателем, характеризующим технико-экономическую эффективность гидромеханизмов при разработке различных грунтов.
Объемный вес пульны в зависимости от условий ее транспортирования (уклона лотков и труб и характера грунтов) может колебаться от 1,04 до 1,20 и больше, что соответствует консистенции пульпы, т. е. отношению 1 : 20 до 1 : 3.
Для практических целей при разработке грунта гидромеханизмами приводятся данные табл. 15.
В табл. 15 приведены вычисленные объемные веса пульпы при различных γт и п и при средней пористости грунта в его естественном сложении; т = 0,35, где: γт — удельный вес грунта в плотной массе (без пор), п — число объемов воды, необходимое для транспортирования одного объема грунта.
Гидромеханизмы:
- Земснаряды - специальные плавучие суда, предназначенные для отделения грунта от дна водоема, подъема грунта над уровнем воды и перемещения его к месту укладки.
- Землесос (землесосный снаряд) - основной частью землесоса является одноступенчатый центробежный насос одностороннего всасывания для перекачивания воды с грунтом. Отделяя грунт от дпа, землесос поднимает ого над уровнем воды и всасывает вместе с водой односторонним центробежным насосом.
- Землечерпалки (землечерпальные снаряды) - плавучие землечерпалки бывают миогочорпаконые и одпочернаковые. На многочерпаконых снарядах имеется черпаковое устройство, которое представляет собой бесконечную цепь с укрепленными на ней черпаками, которые отделяют грунт от дна водоема.
-
Гидромониторы - механизмы, вода из насадки которого вылетает с большой скоростью. Вода с огромной силой ударяет по грунту и размывает его. Отдельные частицы размытого грунта перемешиваются с водой, образуя пульпу, которая транспортируется от места разработки к месту укладки.
Таблица 15. Удельный вес пульпы при средней пористости грунта 0,35 (по А. М. Царевскому)
Удельный расход воды (м3 на 1 м3 грунта) |
Удельный вес пульпы при удельном весе грунта в плотной массе (без пор) | |||
2.5 | 2,6 | 2,7 | 2,8 | |
5 6 7 8 9 10 12 15 |
1,17 1,15 1,13 1.11 1,10 1,09 1,07 1,06 |
1,19 1,16 1,14 1,12 1,11 1,10 1,08 1,07 |
1,20 1,17 1,15 1,13 1,11 1,11 1,09 1.07 |
1,21 1,18 1.16 1,14 1,12 1.11 1,09 1,08 |