Эффективность применения и технологические особенности гидромеханизации земляных работ. Способы разработки и транспортирования грунта

4.3 Гидромеханизация земляных работ

4.3.1 Эффективность применения и технологические особенности гидромеханизации земляных работ

Способ гидромеханизации земляных работ основан на способности воды:

-  размывать грунт направленной струёй высокого давления или созда­нием разряжения;

-  транспортировать его в виде взвешенных частиц (пульпы) при определенной скорости течения;

-  укладывать грунт в возводимое сооружение путем гашения скорости пульпы и оседания взвешенных частиц при фильтрации воды через тело земляного полотна.

Гидромеханизацию применяют при определенных условиях:

-  благоприятные для разработки водой грунты: пески всех видов, легкие, тяжелые и пылеватые супеси;

-  наличие достаточного по расходу водоисточника вблизи возводимого сооружения;

-  наличие в районе производства работ дешевой электроэнергии;

-  при возведении крупных земляных объектов (годовой объем более 100 тыс. м³).

В дорожном строительстве гидромеханизация наиболее эффективна для намыва больших насыпей, главным образом, мостовых подходов, разработ­ки глубоких обводненных выемок, выторфовывания на болотах.

Эффективность применения гидромеханизации также связана с не­которыми ее технологическими особенностями:

-  возможностью укладки грунта с достаточно высокой плотностью без применения уплотняющих средств;

-  возможностью попутного с укладкой фракционирования грунта;

-  зависимостью от температурных условий;

-  зависимостью от характера разрабатываемого грунта - прочности, вязкости, засоренности крупнообломочными включениями или растительными остатками.

Например, увеличение содержания гравия в песке с 5 до 40 % снижает эффективность гидромеханизированных работ вдвое, а экскаваторных всего лишь на 5 %.

Но основной технологической особенностью гидромеханизации, опре­деляющей ее преимущества в сравнении с сухоройными способами разра­ботки, является комплексно-механизированный поточный процесс земля­ных работ, построенный на очень дешевом движителе - воде и обеспечи­вающий снижение трудоемкости и стоимости производства работ при вы­соком качестве возводимых сооружений.

4.3.2 Способы разработки и транспортирования грунта

Различают три основных вида гидромеханизированных работ.

1)Гидромониторные работы, при которых грунт разрабатывается струёй, выбрасываемой гидромонитором, в надводном забое, затем самотёком или грунтовым насосом  в  виде  пульпы  (смесь грунта с водой в со­
отношении 1:5-1:10) подается к месту укладки.

2) Землесосные работы, при которых грунт разрабатывается в подводном забое, всасывается земснарядом и перекачивается по пульповодам к месту укладки.

3) Комбинированный способ, при котором грунт разрабатывается экска­ватором, скрепером или какой-либо другой землеройной машиной в сухом забое или черпаковой машиной в подводном забое, а вода применяется
только для транспортирования и укладки грунта.

При гидромониторных работах используют следующие способы разработки грунта:

- снизу вверх во встречном забое;

- сверху вниз в попутном забое;

- комбинированный.
Разработку  снизу  вверх  во встречном забое используют для плотных грунтов (рисунок 4.13).

При данном способе струю направляют нормально к грунтовой стенке, размывая ее снизу вверх. Процесс размыва протекает весьма интенсивно, в нижней час­ти образуются врубы, приводящие к обрушению вышележащего грунта. Обрушившийся грунт раз­мывают и подгоняют струёй к приемному лотку или канаве. Дальнейшее движение пульпы от забоя к зумпфу (приямку для сбора пульпы) или возводимому сооружению обе­спечивается образующимся уклоном подошвы забоя. Крутизна уклона зависит от гранулометрического состава грунта и высоты забоя и составляет 1,5-5 %.

Недостатками встречного забоя являются:

-  необходимость подгонки пульпы струёй гидромонитора из-за потери её скорости в месте размыва;

-  образование значительных недомывов, для уборки, которых приходится применять дополнительные гидромониторы или бульдозеры;

-  работа оператора гидромонитора в неблагоприятной среде при использовании ручного управления.

Для разработки слабых грунтов используют попутный забой (рису­нок 4.14).