Гидромеханизация

Гидромеханизация применяется при проведении технологических процессов, в которых все или большее количество этапов происходят под влиянием энергии, вырабатываемой движущимся водным потоком. Такой метод гидромеханизации широко используется при земляных и горных работах. Также применяется для разработки золотосодержащих жил и песков, при построении систем орошения, каналов и траншей.

В настоящее время в строительстве (гидротехническом и транспортном) распространена разработка почвы методом гидромеханизации, имеющей рыхлую структуру, хорошо поддающиеся размытию и быстрому осушению. Как правило, это песчаный или супесчаный грунт. Для этого обязательно соблюдение определенных условий: наличие достаточного количества воды и электрической энергии. Метод гидромеханизации обладает высокими качественными характеристиками, позволяющими добиваться в земляных сооружениях плотности, наиболее приближенной к естественной плотности почвы. Именно поэтому намывные сооружения по своим свойствам преобладают над насыпными.

Принцип функционирования гидромеханизации земляных работ

Все производственные процессы разработки, транспортировки и укладки грунта объединены в единый комплекс благодаря эффективному и высокопроизводительному методу гидромеханизации. Основой его работы является размыв грунта мощной струей воды, разрушающей породу, и смешивание его с водой. Транспортировка напором движущейся воды твердых тел или тяжелых частей, находящихся во взвешенном состоянии, производится по дну русла канала. Укладка грунта регулируется скоростью течения воды. При снижении скорости – взвешенные частицы начинают осаждаться в требуемом месте. Направление смеси воды и грунта, называемой пульпой, определяется лотками, землесосами или гидроэлеваторами. Через трубы пульпа попадает к месторасположению земляной насыпи, где и оседает грунт. Освобожденная вода возвращается на начальную точку и используется повторно.

Гидромеханизация земляных работ используется при возведении плотин и перемычек из земляного покрова, дамб, при опускании кессонов, при намыве насыпей и площадок. В сельском хозяйстве применяется для очистки каналов орошения, очистке от заиления водоемов и каналов, при намыве заболоченных площадей для дальнейшего их использования.

Оборудование гидромеханизации.

В гидромеханизации земляных работ используется две группы средств:— Предназначенных для разработки почвы;
— Предназначенных для транспортировки пульпы.

К первой группе относятся гидромониторы. Их первостепенное предназначение заключается в образовании водного потока. Они используются в надводных забоях. Для использования в подводных забоях применяются землесосные снаряды, относящиеся к несамоходным или самоходным плавучим судам. Преимущество данного оборудования – возможность использования, как для разработки, так и для передвижения почвенных масс.
Ко второй группе, средства которой предназначены для перемещения пульпы, относится грунтовый насос, осуществляющий функцию по перекачиванию смеси, а также аппараты шлюзового и загрузочного вида.
Для выполнения вспомогательных работ в гидромеханизации земляных работ привлекается и другая техника: бульдозер, экскаватор, различного рода укладчики, крановые механизмы и прочее.

Для всех без исключения землесосных снарядов характерно наличие определенных сборочных составляющих: корпусов, обеспечивающих способность удерживаться на воде; гидротранспортирующей установки, включающей в себя грунтовый насос и электро- или дизельный двигатель; грунтозаборного устройства, реализующего отсеивание почвы от массива; всасывающего и напорного корпусного пульпопровода; силовой установки; папильонажного устройства; пульта управления. Используются механизмы дополнительного водоснабжения и устройства, выполняющие подъем и опускание грунтозаборного устройства.
Так как гидромеханизация – это сложный производственный процесс, то все используемые средства гидромеханизации должны обладать высокопрочными свойствами, надежностью, быть доступными в эксплуатации и обеспечивать безопасность в производстве и обслуживании. Оборудование гидромеханизации должно быть транспортабельным и мобильным.

Характеристики применяемого оборудования в гидромеханизации.

При выборе земляных снарядов следует учитывать главные показатели:
— Продуктивность по грунту;
— Мощность грунтового насоса земляного снаряда, обеспечивающего требуемый напор воды;
— Допустимая глубина использования от верхнего уровня воды до дна забоя.

Насос, выдающий напор водной массы определенной мощности, определяет дальность протяженности пути транспортировки пульпы. Таким образом, высокая мощность насоса позволяет смеси воды и грунта преодолеть более длительные расстояния.
Стандартный всасывающий пульпопровод используется для разработки песчаных или других рыхлых почв, имеющих глубину до двенадцати метров. Если возникает потребность в разработке большей глубины, то дополнительно устанавливаются эжекторные устройства или насосы, погружаемые под воду.

Задача насосов – преобразовать электроэнергию в напор жидкости. Для этого в гидромеханизации используются насосы, принцип работы которых построен на использовании центробежной силы, где жидкость проходит из центра, сквозь рабочее колесо, к краю. Такой насос подает водяную струю к гидромонитору или дополнительному водному снабжению, а также восстанавливает утрату воды, присущую процессу водооборота.

Разработка грунта методом гидромеханизации: преимущества и недостатки

Описанный метод обладает определенными преимуществами. Применение такого способа разработки грунта отличается высокой эффективностью, позволяя экономить средства на низкой стоимости работ. Это обеспечивается простым оборудованием и сокращенную численность людей, выполняющих работы.

Гидромеханизация дает возможность использования при разработке надводного и подводного грунта, при намыве плотин, для которых обязательное условие – плотность грунта после укладки. Существует возможность сортировки грунта по фракциям.

К недостаткам можно отнести малую продуктивность при использовании на грунтах, сложно поддающихся размывке и имеющих вязкую структуру. При использовании гидромеханизации в зимнее время года, повышается сложность проведения работ, что приводит к увеличению их стоимости. Высокое потребление электроэнергии также негативно сказывается на общей стоимости работ по гидромеханизации. Недостатком является и лимитированная дальность перемещения грунта, без установки дополнительных станций перекачки.

Но в тоже время, использование на средних или больших объектах целесообразно. Экономически выгодно воспользоваться специальным оборудованием, увеличивающим выработку на одного специалиста, не прибегая к использованию бульдозеров или экскаваторов.