книги / Сооружение подводных трубопроводов

садодв. Во всех случаях целесообразно применение насадка с повышенной пропускной способностью воды и малыми потерями напора, имеющего коэффициент пропуска расхода близкий к единице, что позволяет сохранить энергию струи, подводимой по шлангами или трубопроводам от насоса к насадку. Наиболь­ шая* величина коэффициента расхода имеется у коноидальных насадков, внутренняя поверхность которых очерчена по форме струйного потока, примыкающего к отверстию, но из-за слож­ ности их изготовления чаще применяют конические сходящиеся насадки.

Для повышения производительности гидромониторных снарядов и уменьшения удельного расхода воды:

выполняют предварительное рыхление плотных связных грун­ тов;

добиваются соответствия между производительностью насосов и параметрами применяемых насадков;

используют для размыва наиболее работоспособную часть струи;

ведут разработку грунта послойно, уступами - высотой, обеспечивающей максимальную поизводительность гидромонитора; не допускают резкого перебрасывания струи по забою, так как при такой переброске ослабляется установившийся процесс

размыва грунта и увеличивается оседание грунта в забое.

При работе гидромониторных земснарядов на размыв они укомплектовываются сменными гидравлическими насадками (диа­ метром 40, 56, 80 и 100 мм), четырехсопловым насадком, а также гидропневматическим насадком. При этом весь расход во­ ды подается на гидромониторный насадок. Разработка подвод­ ного грунта гидромониторами выполняется при относительно нешироких траншеях на засоренных грунтах и грунтах V и VI групп.

Гидромониторные снаряды могут перемещаться по прорези траншейным или папильонажным способом. На тяжелых связных грунтах применяется траншейный способ. Параллельный папильонаж применяется при значительных скоростях течения, когда грунт, взвешенный струей гидромонитора, относится за пределы траншеи течением.

Разработка подводного грунта гидромонитором включает две основные операции: устройство забоя и вынос грунта из про­ рези гидромоторной струей. Для устройства заооя телескопиче­ ская напорная труба снаряда устанавливается на поверхность

с насадком под собственной тяжестью опускается до проектной отметки. После устройства забоя телескопическая труба под­ нимается в надводное положение и насадок устанавливается та­ ким образом, чтобы при работе снаряда ось насадка составляла угол 5-10 с поверхностью дна траншеи. Такая величина накло­

на достигается путем изменения числа патрубков в колене и длины телескопической трубы.

При разработке широких траншей, свыше 3 м по дну, в тяже­ лых связных грунтах применяют поэтапный размыв. Последова­ тельность разработки траншеи в этом случае следующая:

разрабатывается пионерная траншея, при этом гидромони­ торный насадок располагается таким образом, чтобы ось струи была направлена перпендикулярно дну траншеи;

насадок устанавливается в обычное положение и грунт смы­ вается сначала в одну сторону от оси траншеи, а затем в дру­ гую.

Для разработки траншей небольших размеров в тяжелых связ­ ных грунтах применяют четырехсопловый гидромониторный наса­ док специальной конструкции.

При перемещении гидромониторных снарядов траншейным спо­ собом они подаются вперед ц и к л и ч н о , проходя за каждый цикл расстояние равное 0,5-1 м. В случае обвала породы гидромони­ торный снаряд отводится назад, пока струя не пробьет обва­ лившийся грунт и не освободит участок траншеи для дальнейше­ го продвижения снаряда вперед.

Для транспортирования грунта вниз по течению, при скоро­ сти свыше 1 м/с, ось насадка должна располагаться перпенди­ кулярно направлению течения и под углом до 15 к поверхности дна траншеи.

При обнаружении подводных препятствий, мешающих производ­ ству работ, в целях обеспечения непрерывности разработки траншеи они, как правило, обходятся. Осмотр препятствий и их удаление производятся при помощи водолазов, направляемых на место работ.

Конструкция земснарядов УПГМ и ГТЗ позволяет быстро переходить от разработки подводного грунта отсосом к размыву его гидромониторными нягятуями. Это в значительной мере облегчает разработку подводных траншей в породах, сложенных из несвязных и связных грунтов, не прибегая к специальным мерам по предварительному разрыхлению связных грунтов.

3.2.2. Разработка грунтососами малой мощности

100 м3/ч. Технические характеристики пневматических грунтососов приведены в табл. 3.10.

Производительность пневматических грунтососов существенно зависит от глубины воды над местом разработки грунта. С уве­ личением глубины возможно применение грунтососов большего диаметра и производительности. Минимальная глубина воды, при которой возможна работа пневматического грунтососа, состав­ ляет 6 м. Высота подъема пульпы над поверхностью воды зави-

сти может производиться с площадки без участия водолаза. В этом случае всасывающий наконечник землесоса крепится на штанге, при помощи которой рабочие, находящиеся на плавплощадке, перемещают и направляют его в нужное место. Контроль глубины разработки осуществляют по нанесенным на штангу меркам.

При разработке грунта грунтососными установками, удержи­ ваемыми в вертикальном положении стрелой, возможно одновре­ менное рыхление грунта водолазом при помощи гидромонитора малой мощности. Размываемый грунт смывается к соплу грунтососа, производительность которого вследствие этого значи­ тельно повышается.

Перемещение грунтососной установки в процессе работы осу­ ществляется четырьмя ручными лебедками грузоподъемностью 1,5 т. Установка и подъем грунтососа в рабочее положение производят с помощью крана-укосины грузоподъемностью 3 т. До начала работ по разработке подводной траншеи:

прокладывают по дну водоема трос, служащий ориентиром для водолаза при разработке траншеи;

закрепляют на стреле крана-укосины гидроэжектор; проверяют надежность работы компрессора для подачи возду­

ха водолазу; на месте выпонения работ устанавливают и раскрепляют на

якорях плавучую площадку с грунтососной установкой и водо­ лазный самоходный бот (рис. 3.8).

При разработке подводной траншеи водолаз устанавливает в рабочее положение гидроэжектор, опущенный на грунт, после чего включается подача воды от мотонасоса на гидроэжектор и гидромонитор для рыхления воды. Разработка грунта ведется забоем по всей ширине траншеи с перемещением грунтососной

Рис. 3.8. Схема раз­ работки подводной траншеи грунтососной установкой:

1 разрабатываемая траншея; 2 - плавучая площадка; 3 - водо­ лазный бот; 4 - кранукосина; 5 - напорный шланг гидроэжектора; б - якорная лебедка

установки вперед по мере выработки грунта. Включение и вы­ ключение насоса, регулирование напора в процессе разработки подводной траншеи, а также подъем, опускание и передвижение грунтососной установки выполняется по командам водолаза, пе­ редаваемым по водолазному телефону.

3.2.3.Разработка гидромониторными установками малой мощности

Гидромониторные установки малой мощности с расходом воды до 100 м3/ч из-за малой производительности и высокой стоимо­ сти работ применяются для разработки подводных траншей лишь в тех случаях, коща использовать другие более мощные сред­ ства механизации не представляется возможным и коща это обосновано технико-экономическими показателями в проекте производства работ. В отдельных случаях гидромониторные ус­ тановки малой мощности могут быть применены для выравнивания дна поводных траншей, разрабатываемых другими средствами.

Гидромониторные установки малой мощности могут применять­ ся при разработке связных и несвязных грунтов на любых глу­ бинах, на которых может работать водолаз. Такие установки включают в сеоя центробежный насос производительностью до 100 м3/ч й напором 80-150 м водяного столба, двигатель внут­ реннего сгорания для приведения насоса в действие, шланги - всасывающий и напорный, сменные гидромониторные насадки с

Гидромониторная установка монтируется на плавплощадке от­ дельно от водолазной станции. На плавплощадке устанавливают­ ся также лебедки для рабочих тросов и кран-укосина для под­ держания напорного шланга и подъема грузов из воды.

Перед разработкой траншеи гидромонитором малой мощности прокладывается по оси прорези трос для ориентирования водо­ лаза в процессе разработки грунта. Трос натягивается лебед­ кой, установленной на берегу или плавплощадке. Для гашения реактивной силы к шлангу гидромонитора на расстоянии 1,5-2 м от насадки прикрепляется балласт массой 40-50 кг. Если при­ меняются безреактивные насадки, у которых часть рабочей воды имеет направление, обратное движению жидкости в гидромони­ торной струе, благодаря чему уравновешивается реактивная си­ ла струи, то балласт не требуется.

При разработке подводного грунта водолаз направляет гид­ ромониторный насадок перпендикулярно оси траншеи либо пере­ мещает его веерообразно, смывая частицы грунта на бровку или по оси траншеи. Образующиеся при этом бугры периодически смываются вниз по течению. Грунт, выброшенный гидромонитор­ ной струей на бровки траншеи, смывается на расстояние не ме­ нее 0,8 м во избежание сползания этого грунта обратно в про­ резь. При разработке тяжелых связных грунтов водолаз струей разрезает грунт на куски и удаляет их на бровку траншеи или

складывает в подаваемую ему металлическую корзину, поднимае­ мую после наполнения наверх. При разработке траншей шириной более 5 м по дну необходимо производить дополнительные мно­ гократные перемывы одних и тех же масс грунта, поэтому пригидромониторов малой мощности эконо-

33. РАЗРАБОТКА ПОДВОДНЫХ ТРАНШЕЙ СКРЕПЕРНЫМ И КОВШОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ

Канатно-скреперные установки, применяемые для устройства подводных траншей, состоят из скреперного ковша, лебедки, приводной силовой станции (двигателя, дизель-генератора) и комплекта тросов и блоков (рис. 3.9, б, в). Для обеспечения работы канатно-скреперных установок в створе траншеи уста­ навливаются головная или хвостовая опоры и, если по условям местности выгрузка ковшд на берег невозможна, эстакада с бункером или без него.

Разработка подводных траншей канатно-скреперными уста­ новками возможна на судоходных и несудоходных реках как летом, так и зимой на различных глубинах и грунтах, включая скальные, предварительно разрыхленные. Простота конструкции установок и сравнительная дешевизна оборудования в сочетании с широкими возможностями применения придают канатно-скре­ перным установкам известную универсальность. В практике подводно-технических работ канатно-скрепеные установки при­ меняются преимущественно при малом объеме работ, коща другие земснаряды использовать не представляется возможным или целесообразным.

Использование канатно-скреперных установок при разработке плотных глинистых грунтов малоэффективно, так как скреперный ковш скользит по дну траншеи, и производительность его резко снижается. Нецелесообразным является также использование ка­ натно-скреперной установки на плавунах и илистых грунтах, особенно при отсутствии течения. Наибольшая производитель­ ность канатно-скреперных установок достигается на траншеях небольшой протяженности. Максимальная длина разрабатываемой траншеи определяется канатоемкостью рабочего барабана. Сле­ дует иметь в виду, что большая ширина траншеи по дну, значи­ тельно превышающая ширину скреперного ковша, сильно услож­ няет производство работ.

Если дно водоема сложено из различных грунтов, то при разработке траншеи канатно-скреперной установкой возможны большие переборы грунта. При наличии в грунте дИа включений большого числа крупных камней и валунов использование канат­ но-скреперной установки без предварительного их удаления или дробления взрывным способом невозможно. При разработке тран-

Рис. 3.9. Схемы разработки подводных траншей при одновременной работе

профиль дна траншеи; 4 - спаренные ковши; 5 - разработанный участок траншеи; 6 отвал грунта; 7 - трактор с двухбарабанной лебедкой; 8 скреперный ковш; 9 - мертвяковая опора с хвостовым блоком; 10 - головная опора; 11 - тяговый трос; 12 бульдозер

шеи в сложных условиях для проведения осмотров и удаления препятствий используют водолазную станцию.

Для разработки подводных траншей может применяться раз­ личное скреперное оборудование:

канатно-скреперное оборудование КСО-232 и КСО-1221 с ков­ шом вместимостью 3 и 3,5 м3 со скреперной лебедкой ЛС-301

(ЛС-201); канатно-скреперная установка с двумя скреперными лебедка­

ми и спаренными ковшами вместимостью 1-1,5 м3; канатно-скреперная установка с ковшом вместимостью

0,75 м3 и двухбарабанной скреперной лебедкой.

Скреперное оборудование КСО-232 и КСО-1221 с двухбарабан­ ной лебедкой ЛС-301 (ЛС-201) предназначено для разработки

Технологический процесс разработки подводных траншей ка­ натно-скреперным оборудованием КСО-232 и КСО-1221 включает следующие операции:

транспортировку ковша к месту забора грунта (холостой

выгрузку грунта из ковша в отвал; перемещение грунта из отвала бульдозером по мере накопления грунта после 7 рабочих циклов.

Работа скреперной установки осуществляется при определен­ ных режимах скоростей: набор грунта и перемещение наполнен­

том к лебедке. Для разгрузки ковша ему дают задний ход. При

стоянии делает холостой ход. Во время рабочего хода ковш аналогично закрывается, и начинается рабочий цикл. В перед­ ней части ковша установлен упор для того, чтобы валик грунта при заполнении ковша давил на упор и приподнимал ковш, вы­ водя нож из зацепления с грунтом. Отвал разработанного грун­ та около лебедки перемещается бульдозером:

Для более эффективного использования скреперного ковша при устройстве подводной траншеи работы выполняют ступенча­ тым способом по участкам длиной 20-25 м, начиная с берега, с таким расчетом, чтобы ковш при определенной толщине стружки и данной длине скреперирования полностью заполнялся без потерь грунта.

Технологический процесс разработки подводного грунта ка­ натно-скреперными установками с использованием двухбарабан­ ной или двуходнобарабанных лебедок несколько отличается от процесса с применением канатно-скреперного оборудования КСО232, КСО-1221. В этом случае работы производятся одним или двумя спаренными ковшами обычной конструкции, причем разра­ ботка подводного грунта ведется по всей длине траншеи.

В случаях, когда скорость течения реки значительна, во избежание значительных донных заносов, что может затруднить разработку траншеи, вначале производят работы в прибрежных зонах, а затем ведут их в русле реки равномерно и послойно по всей ширине. Работы по устранению опрокидываний ковша, обрывов тросов выполняются дежурной водолазной станцией. Ве­ личину переуглубления при производстве работ канатно­ скреперными установками принимают обычно в пределах 0,1- 1,15 м.

На реках небольшой глубины (до 2-3 м) разработка русловой траншеи может осуществляться экскаватором, установленным на плавучей площадке, а при ширине реки до 60 м русловый уча­ сток траншеи может разрабатываться двумя экскаваторамидраглайнами со сцепленными ковшами (рис. 3.9, а).

3.4.РАЗРАБОТКА СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ ПРИ УСТРОЙСТВЕ ПОДВОДНЫХ ТРАНШЕЙ

При строительстве подводных переходов створы не всегда удается разместить так, чтобы полностью исключить разработку скальных грунтов. В частности, проектные решения на строи­ тельство подводных переходов газопровода Уренгой-Ужгород предусматривали рыхление скальных и крепких пород подводных

правило, взрывным способом. В исключительных услучаях и при незначительных объемах работ допускается разработка скальных грунтов водолазами при помощи отбойных молотков. Обычно к этому прибегают, коща имеются лишь отдельные участки скаль­

При работе отбойными молотками с выхлопом в воду на боль­ ших глубинах рабочее давление для преодоления сопротивления воды должно быть увеличено. В тех случаях, коща применяются специальные отбойные молотки со штуцером для присоединения выхлопного шланга, давление может не увеличиться. Для пита­ ния отбойных молотков воздухом может использоваться компрес­ сор любого типа, но предпочтительнее компрессор, легко уста­ навливаемый на плавплощадку. Грузоподъемность плавплощадки должна обеспечивать размещение на ней, кроме компрессора, гидромоторной установки и крана-укосины.

Производительность труда водолазов при разработке подвод­ ного грунта отбойными молотками может быть увеличена исполь­ зованием для отмыва разрыхленного грунта гидромониторной струи, вытекающей из насадка под давлением 1,2-1,6 МПа. В этом случае не поддающиеся размыву крупные фракции вы­ носятся водолазом на бровку траншеи или поднимаются на по­ верхность краном-укосиной.

При разработке подводных траншей в скальных и тяжелых грунтах взрывным способом, как правило, применяются водоустойчивые взрывчатые вещества (ВВ) и средства взрывания (СВ), способные сохранять взрывчатые свойства в течение не­ обходимого времени пребывания их под водой. Наиболее преемлемыми для подводных взрывных работ типами ВВ являются не­ которые виды аммонитов, аммоналов, акватолов, граммоналов, граммонитов, гранулитов и др. Типы водоустойчивых ВВ, ис­ пользуемых для разработки скальных и тяжелых грунтов под