Общие сведения и характеристика земснарядов

     
     ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЗЕМСНАРЯДОВ

В транспортном строительстве, в том числе и при строительстве автомобильных дорог, преимущественно применяют земснаряды. Независимо от конструкции и назначения они состоят из следующих основных узлов и агрегатов (рис.1).

Рис.1. Схема земснаряда:

1 - папильонажная свая; 2 - свайный аппарат; 3 - палубная надстройка; 4 - стрела; 5 - всасывающий пульпопровод; 6 - понтон; 7 - двигатель; 8 - грунтовый насос; 9 - рыхлитель; 10 - напорный пульпопровод; 11 - плавающий пульпопровод; 12 - лебедка; 13 - трос.

     
Устройство и работа земснаряда

Земснаряд состоит из корпуса в виде понтонов 6, на котором размещены все устройства. В задней части корпуса размещены папильонажные сваи 1 и устройство 2, обеспечивающие перемещение земснаряда при разработке грунта. На центральном понтоне размещена палубная надстройка 3 (рубка управления с контрольно-измерительными приборами), а внизу в трюме расположена гидротранспортирующая установка, состоящая из грунтового насоса 8 и привода 7 (силовой установки: электрической, дизельной, дизель-электрической), а также всасывающий пульпопровод 5 (трубопровод, соединяющий грунтозаборное устройство с грунтовым насосом) и напорный пульпопровод 10 (трубопровод на корпусе земснаряда, соединяющий грунтовый насос с плавающим пульпопроводом 11 и соединяющий земснаряд с береговым пульпопроводом), кроме того, обеспечивающий возможность перемещения земснаряда в забое. В передней части корпуса земснаряда установлена стрела 4, выполняющая функции регулятора глубины разработки грунта и перемещения рабочего органа - рыхлителя 9 и этот процесс осуществляется при помощи лебедки 12 и троса 13. Имеется оборудование вспомогательного водоснабжения для промывки, уплотнения и охлаждения рабочих элементов грунтового насоса.

Земснаряд работает следующим образом: рыхлитель 9 стрелой 4, приводимой в движение лебедкой 12 при помощи троса 13, перемещается на заданную глубину добычи грунта и в работу включается грунтовый насос 8, приводимый в движение от двигателя 7. Частицы грунта рыхлителем 9 отделяются от массива, смешиваются с водой и гидросмесь (пульпа) насосом 8 по всасывающему 5, напорному 10 и плавающему 11 пульпопроводам подается на территорию намыва.

Технологический процесс разработки и укладки грунта в сооружения ведут земснарядами в комплекте с вспомогательными устройствами и механизмами: бульдозерами, плавучими кранами, пульпоукладчиками. Многообразие выполняемых гидромеханизированных работ, отличающихся не только характером разработки, но и объемами, категорией грунтов, а также дальностью гидротранспорта, требует применения земснарядов различных типоразмеров и конструкций.

Для кратковременной работы на строительстве наиболее распространены полностью разборные земснаряды, узлы которых можно транспортировать по железной дороге и автотранспортом. Для работы в песчано-гравийных карьерах применяют земснаряды с неразборными корпусами, оснащенными утяжеленными грунтозаборными устройствами, грунтовыми насосами и пульпопроводными коммуникациями, что повышает сроки их службы в условиях усиленного износа.

Земснаряды различают по типам грунтового насоса и грунтозаборного устройства. От типа грунтового насоса зависят развиваемый напор и производительность земснаряда по пульпе. Тип грунтозаборного устройства определяется категорией грунта, для разработки которого он предназначен.

Земснаряды разделяются по приводу. Привод - устройство, состоящее из двигателя, передающих механизмов и системы управления для приведения в движение машин и механизмов.

В зависимости от применяемого привода земснаряды разделяют на электрические, дизельные и дизель-электрические. Первые получили наибольшее распространение в строительстве, так как устройство и эксплуатация их значительно проще. За последнее время на стройках Сибири и Дальнего Востока находят применение электрические земснаряды с питанием от автономных плавучих дизельных электростанций. Дизельные земснаряды малой и средней мощности широко применяют в гидромелиоративном строительстве.

Основные характеристики земснаряда: производительность, напор грунтового насоса и глубина разработки от поверхности воды до подошвы забоя.

Различают техническую и эксплуатационную производительность земснаряда по грунту и производительность по пульпе.

Техническая производительность - это производительность земснаряда по грунту данной группы за час чистого времени работы при оптимальных условиях эксплуатации, т.е. при наиболее квалифицированном управлении, наилучшей организации работ, при отрегулированных механизмах.

При определении технической производительности земснаряда количество вынутого грунта определяют путем измерения выемки.

Эксплуатационная производительность - средняя производительность по грунту за общее время работы, включая перерывы по уходу за механизмами и технологические простои.

Производительность по пульпе - расход пульпы, соответствующий технической производительности земснаряда.

Второй важной характеристикой земснаряда является развиваемый грунтовым насосом напор, выраженный в метрах (м), который расходуется на преодоление геодезической высоты подъема пульпы и гидравлических сопротивлений, возникающих при движении пульпы по трубам. Следовательно, чем больший напор развивает грунтовый насос, тем на большее расстояние он способен транспортировать пульпу по пульпопроводам.

Часто земснаряды маркируют двумя цифрами, отражающими его условную часовую производительность по грунту (м/ч) и развиваемый напор (м) при оптимальном режиме. Например, земснаряд 100-35 имеет производительность по пульпе 1000 м/ч или по грунту 1000/10=100 м и развивает напор, расходуемый на гидротранспорт грунта 35 м вод.ст.

Третьей важной характеристикой земснаряда является глубина разработки (расстояние от поверхности воды до подошвы забоя), которая зависит от длины грунтозаборного устройства. Механические рыхлители имеют довольно большую массу, а увеличение их длины ведет к дальнейшему ее повышению, что в свою очередь вызывает необходимость увеличения размеров корпуса земснаряда. Поэтому для разборных земснарядов производительностью по грунту до 200 м/ч - глубина разработки механическими рыхлителями ограничена: 6-12 метров. При необходимости разрабатывать забои на большую глубину, указанные земснаряды оборудуют всасывающими трубами с гидравлическими рыхлителями, имеющими меньшую массу, чем механические. В этом случае глубина разработки ограничивается допускаемой вакуумметрической высотой всасывания грунтового насоса.

Как показывает опыт эксплуатации земснарядов с грунтовыми насосами ЗГМ-1-350, при длине всасывающей трубы до 23 метров еще возможна удовлетворительная работа грунтового насоса при разработке грунта с глубины до 15 метров.

При работе на несвязных грунтах три основные характеристики земснаряда (производительность по грунту, возможные высота и дальность гидротранспорта и глубина разработки) определяются основными характеристиками установленного на земснаряде грунтового насоса. При работе на связных грунтах - производительность земснаряда по грунту целиком зависит от производительности установленного на нем грунтозаборного устройства. Основные технические характеристики земснарядов приведены в таблице 1.

Таблица 1

     
Основные характеристики земснарядов