7.2.1. Машины для производства земляных работ

Под машинами для производства земляных работ здесь подразумеваются машины для разработки и засыпки подводных траншей. По производительности оборудование для подводных земляных работ подразделяют на средства малой (до 10 м³/ч), средней (до 100 м³/ч) и большой (свыше 100 м³/ч) производительности.

Широко используются при выполнении ремонтно-восстанови-тельных работ механизмы, к которым относятся гидравлические и пневматические грунтососы. Они конструктивно просты и удобны в эксплуатации, недостатком является небольшой КПД (до 25 %).

Для отсасывания ила, мелкого гравия, рыхлой глины, песка и даже небольших камней используют гидроэлеваторы. Они имеют значительные преимущества при проведении подводных работ, особенно в стесненных условиях. Гидроэлеватор состоит из смесительной камеры (чаще всего цилиндрической формы), к которой с обеих сторон крепятся два полых элемента в виде усеченных конусов – диффузор и конфузор. Гидроэлеватор с кольцевой насадкой позволяет отсасывать крупные включения – небольшие камни и гальку.

При выполнении земляных работ на глубинах свыше 3 м целесообразно применять эрлифты (табл. 7.2). Наиболее производительно они работают на глубинах более 8 м.

Таблица 7.2

Техническая характеристика эрлифтов

H + h, м	Н, м	Скорость выхода пульпы, м/с	Производительность по грунту, м3/ч
3	2	3,46	2,0
4	3	4,35	2,65
5	4	5,00	3,05
6	5	5,50	3,35
7	6	5,95	3,60

Примечания: 1. Диаметр всасывающей трубы 75 мм.

2. Уровень выброса пульпы превышает уровень воды на 1 м.

H – глубина погружения смесителя; h – высота подъема жидкости

Подводные траншеи разрабатываются земснарядами, скреперными установками, экскаваторами, подводными трубозаглубителями и другими механизмами. Выбор применяемого оборудования определяется характером водной преграды: типом разрабатываемого грунта, глубиной и шириной водоема, параметрами подводной траншеи, гидрологическим режимом водной преграды и т. д. Земснаряды используются при сооружении переходов трубопроводов через судоходные реки, при строительстве переходов через несудоходные реки часто применяются канатно-скреперные установки, а также более производительные скреперно-землесосные установки.

Разработка подводных траншей по дну малых рек часто выполняется спаренными одноковшовыми экскаваторами или независимыми экскаваторами с предварительным сужением русла реки с обоих берегов при помощи бульдозера путем перемещения в русло земляных насыпей с последующим размещением на них экскаваторов.

Разработка подводных траншей в неглубоких водоемах может вестись также экскаваторами, смонтированными на баржах, расчаленных заякоренными канатами и перемещаемых при помощи выбирания и травления соответствующих канатов.

Земснаряд (землесосный снаряд) – плавучее средство для подводной разработки грунтов и добычи нерудных материалов (песка, гравия) со дна водоемов. Земснаряд оборудуется средствами для рабочих перемещений, транспортировки гидросмеси (пульпы) по пульпопроводам к месту укладки.

Земснаряды подразделяются на следующие типы:

• по рабочему органу – на землесосные, эжекторные, шнековые, эрлифтные;

• по рабочим перемещениям – якорно-тросовые, свайно-тросовые, свайные и с помощью двигателей;

• по типу рыхлителя грунта на землесосных, эжекторных и эрлифтных – фрезерный, гидравлический или фрезерно-гидравлический (редко применяются шнековые, вибрационные и другие рыхлители грунта);

• по способу транспортирования грунта – в собственном трюме (трюмный земснаряд), по плавучему и береговому пульпопроводам, по подвесному пульпопроводу, по лонгкулуару (длинному лотку), в шаландах, в бункерных баржах;

• по типу привода рабочего органа – дизельные, дизель-электрические, электрические дизель-гидравлические, дизель-электрогидрав-лические.

Область применения земснарядов:

• дноуглубительные работы;

• намыв плотин, дамб и пляжей;

• добыча строительных материалов и полезных ископаемых;

• разработка золо- и шлакохранилищ ТЭЦ;

• очистка каналов, рек и различных водоемов, промышленных и сельскохозяйственных отстойников;

• разработка подводных траншей под закладку трубопроводов (дюкеров) и кабелей, а также их замыв;

• намыв дорог и площадей под промышленное и гражданское строительство.

Технические средства для разработки подводных траншей, предусмотренные в ППР, рекомендуется выбирать с учетом группы грунтов, глубины водоема, объемов земляных работ согласно ВСН 010–88 (табл. 7.3).

Таблица 7.3

Технические характеристики землесосных снарядов

Механизмы	Рекомендуемая группа разрабатываемого грунта	Максимальная глубина, м	Рекомендуемый объем, тыс. м3
Землесосные снаряды типа:
«Ямал», «Крым»	I–IV	20–25	300
«Подводник-2»	I–IV	25	100
ТЗР-251, ТЗР-151	I–IV	15–25	50
ЗРС-Г; ЛС-27	I–IV	9	До 50
ДГС-150	I–IV	12	5
Грунтососы и гидромониторы	I–IV	40	До 5
Одноковшовые и многочерпаковые земснаряды типа:
«Самотлор»	I–VII	20	100
«Байкал»	I–VII	23	30
«Подводник-I»	I–VII	20	50
«Подводник-III»	I–VII	18	30
Канатно-скреперные установки	Не ограничена		До 10

По принципу разработки и эвакуации грунта земснаряды подразделяются на землесосные и землечерпательные снаряды, схематично указанные на рис. 7.5.

Землесосные снаряды (землесосы) всасывают грунт вместе с водой (пульпу) через трубу, грунтозаборный наконечник которой располагается в непосредственной близости от разрабатываемого участка дна.

Землечерпательные снаряды представляют собой устройства с механическим способом отделения и подъема грунта с помощью черпаков (ковшей и грейферов) и бывают одночерпаковые и многочерпаковые.

К земснарядам, предназначенным для разработки траншей, предъявляются следующие основные требования:

• земснаряды должны быть работоспособными на больших и малых глубинах;

• земснаряды должны быть разборной конструкции, допускающей их транспортировку автомобильным или железнодорожным транспортом;

• важна высокая производительность земснарядов, так как кроме необходимости сохранять общий темп строительства трубопровода имеется также опасность быстрого заноса траншеи илом.

Рис. 7.5. Земснаряды: а – землесосный; б – землечерпательный

Обычно земснаряды строят отдельно для речных, озерных, и морских условий работы. Они отличаются друг от друга очертаниями, прочностью и высотой борта.