Контрольная работа по «Комплексная механизация строительства»

Наиболее  полно преимущество гидромеханизации по сравнению с сухим способом проявилось в процессе освоения Западно-Сибирского нефтегазового региона. Земляные работы при строительстве железных дорог, магистральных и внутрипромысловых  автодорог, отсыпке площадок под  кустовое бурение скважин, а также  территорий под жилищное и промышленное строительство из-за обводненности  и заболоченности территории Западно-Сибирской  низменности являлись проблемой  номер один. Карьеры, пригодные для  разработки и укладки сухим способом располагались в значительной удаленности  от мест укладки от 5 до 40-50 километров и требовался отвод больших площадей из-за незначительной мощности слоя. Как  правило, карьеры располагались  на повышенных участках местности и  были покрыты лесом. На первом этапе  освоения нефтяных месторождений Среднего Приобья (60-ые - начало 70-х годов) внутрипромысловые  дороги, а также площадки под кустовое бурение строились лежневого  типа, до одного миллиона кубометров леса расходовалось ежегодно при устройстве основания таких дорог. Положительный  результат применения в те же годы гидромеханизации на строительстве  ж.д. Тюмень - Сургут и магистральной  автодороги Нефтеюганск - Сургут, речных портов в Тобольске и Сургуте  позволил начать ее использование в  нефтепромысловом освоении.

Намыв в  короткий срок и высокого качества внутрипромысловой дороги и площадки кустового бурения на Солкинском месторождении в 1972 году положил  начало широкому применению гидромеханизации при освоении Западно-Сибирского нефтегазового  комплекса.

 

2. Области применения гидромеханизации:

 

При строительстве  больших ж.д. и а.д. мостов - намыв  подходов к мостам и регуляционных  сооружений.

 Намыв  территорий под промышленное  и гражданское строительство.

 При  строительстве гидротехнических  сооружений - замыв пазух причальных  стенок, выемка акваторий и подходных  каналов. 

 При  строительстве больших плотин  и защитных дамб.

 Намыв  штабелей песка для дальнейшей  отсыпки дорог и площадок на  заболоченных территориях и в  труднопроходимых местах.

 Намыв  взлетных полос аэродромов.

 Замыв  пазух и подмыв оснований подводных  тоннелей.

 Замыв  оврагов и заболоченных пойм  для дальнейшего строительства. 

 Замыв  газо и нефте проводов.

 Намыв  пляжей и зон отдыха.

 Очистка  голов подводящих каналов, расчистка  малых рек и водохранилищ.

 Подводная  добыча и классификация нерудных  строительных материалов.

 Намыв  дамб хвостохранилищ.

 Очистка  золохранилищ больших ТЭЦ. 

 Вскрыша  карьеров.

3. Машины и оборудование для гидромеханизации

 

Способ  производства земляных работ, при котором  все основные операции или их значительная часть выполняются с помощью  энергий потока воды, называется гидромеханизацией.

В строительстве  гидравлический способ разработки грунта и намыва земляных сооружений впервые  был применен в 70-х годах прошлого столетия в США. В Советском Союзе  гидромеханизация применялась на строительстве  Днепровской ГЭС имени В. И. Ленина, в большем масштабе на строительстве  канала имени Москвы, Верхне-Волжских ГЭС и др. В 1963 г. на объектах Государственного производственного комитета до энергетике и электрификации СССР средствами гидромеханизации выполнено свыше 65 млн. м3, земляных работ-—одна пятая часть их общего объема.

Разработка  грунтов средствами гидромеханизации может производиться как в  полезных выемках, при которых глубина  разработки ограничивается проектными размерами сооружения, так и в  карьерах-резервах.

Смесь грунта и воды, подаваемую средствами гидромеханизации с места разработки на возводимые земляные сооружения, принято называть гидросмесью (пульпой). Участок земляного  сооружения, на котором производится намыв грунта, называется картой намыва. По внешнему контуру земляного сооружения, для предотвращения вытекания гидросмеси за пределы карты намыва, возводятся небольшой высоты земляные дамбы  — обволование. Важным показателем  эффективности гидромеханизации является консистенция гидросмеси — отношение  объема размытого грунта к объему воды, в которой этот грунт содержится. Так, например, консистенция гидросмеси 1:10 означает, что на один объем грунта в гидросмеси содержится 10 объемов  воды.

Разработка  грунта средствами гидромеханизации производится одним из следующих способов:

 а)  гидромониторным; 

 б)  землесосным и 

 в)  комбинированным.

При гидромониторном  способе, применяемом в сухих  забоях, грунт размывается компактной струей воды, выбрасываемой из насадки  гидромонитора под высоким давлением  и с большой скоростью (до 100—150 м/сек). Вода к гидромонитору подается по трубам от насосной станции, располагаемой  у водоема или на плавучем понтоне.   

При ударе  струи о грунт элементарные струйки  воды проникают между частицами  грунта, нарушают взаимодействие сил  трения и сцепления и отрывают частицы от общей массы. Чем больше степень проникновения воды в  грунт (динамическая фильтрация), тем  интенсивнее его разрушение. Вода, смешиваясь с размытым грунтом, образует гидросмесь, которая при благоприятном  рельефе местности отводится  самотеком к месту укладки  по лоткам и каналам с большим  уклоном или стекает з приямок-зумпф, откуда перекачивается специальным  грунтовым насосом — землесосом.

Эффективная разработка грунта гидромониторным  способом зависит от:

 а)  конструкции гидромонитора, определяющей  в основном компактность выпускаемой  им струи; 

 б)  напора воды;

 в)  дальности установки гидромонитора  от стенки забоя.

Гидромониторы предназначены для создания компактной скоростной струи воды и направления  ее на размываемый грунт. Гидромонитор (рис. 8.1) состоит из неповоротного  нижнего колена, установленного на салазках, поворотного верхеего колена, ствола, на резьбовой конец которого навинчена сменная насадка, и  системы управления. Нижнее (входное) колено гидромонитора при помощи фланца соединено с напорным трубопроводом, по которому под давлением подается вода от насосной станции. Энергия напора воды в трубопроводе преобразуется  с помощью ствола и насадки  в скоростной напор струи, которая  имеет определенные размеры и  форму. Каждый гидромонитор снабжается комплектом сменных насадок для  получения требуемой скорости струи  при разработке грунтов различной  прочности. Так, гидромониторы с  диаметром входного отверстия 100 и 250 мм комплектуются сменными насадками  диаметром соответственно 17—25 мм и 51 —125 мм. Скорость струи резко уменьшается  помере удаления ее от насадки гидромонитора. Поэтому расстояние между насадкой гидромонитора и поверхностью размываемого грунта (т. е. дальность полета струи) выбирается таким образом, чтобы  разрушающая скорость струи в  момент соприкосновения ее с преградой (стенкой забоя) составляла не менее 10—12 м/с для песков, 18—25 м/с для  супесей и суглинков, и 30—35 м/с  для средних и тяжелых глин.

Для направления  струи в нужную точку забоя  гидромонитор имеет два шарнира: горизонтальный — между нижним и  верхним коленами для поворота ствола на 360° в горизонтальной плоскости  и шаровой — между о верхним  коленом и стволом для повоем рота ствола на 45—75° в вертикальной g плоскости вокруг оси. Для облегчения поворота ствола горизонтальный шарнир имеет упорный подшипник 1-4 качения. Герметичность шарниров создается  сальниковыми уплотнениями.

Управление  поворотами ствола гидромонитора может  быть ручным при помощи уравновешивающего  рычага — водила 2, прикрепленного к  верхнему колену и стволу, или при  помощи гидроцилиндров, работающих от масляного насоса. Дистанционное  управление гидроприводом производится с выносного пульта. Оно позволяет  повысить эффективность разработки грунта за счет приближения гидромонитора  к размываемой поверхности (стенке) забоя и исключает возможность  завала грунтом оператора. Для питания  гидромониторов водой применяют  центробежные (обычно многоступенчатые) насосы с напором 0,6— 1,25 МПа и  производительностью от 50 до 1500 м3/ч. Насосы подбирают по заданной производительности гидромонитора.

 

 

Рис. 1. Центробежный грунтовой насос

 

Землесосы — центробежные грунтовые насосы — предназначены для всасывания и перемещения под напором  по трубам пульпы — смеси воды с  грунтом. Могут перекачивать пульпу, содержащую крупные каменистые включения (до 0,28 м в поперечнике). Землесос (рис. 1)—одноступенчатый центробежный насос, рабочим органом которого служит колесо с несколькими (тремя-четырьмя) спиральными лопатками, консольно закрепленное на приводном валу. Радиальные усилия вала воспринимаются двумя подшипниками , а осевые — упорным подшипником, смонтированными на подшипниковой опоре. Приводной вал землесоса соединен с валом электродвигателя эластичной муфтой. При вращении рабочего колеса создается разряжение (вакуум) на вводе в насос, в результате чего пульпа засасывается через всасывающий патрубок корпуса и под действием центробежных сил и лопаток колеса отбрасывается в напорный трубопровод. Так как наиболее интенсивному изнашиванию под истирающим и ударным воздействием частиц грунта подвергается корпус насоса, его стенки внутри защищены сменными броневыми дисками из износостойкой стали. Регулирование уплотнителшых зазоров между броневыми дисками и рабочим колесом производят двумя кольцами — уплотнительным и установочным. Для защиты уплотиительных зазоров от проникновения частиц грунта под броневые диски подводится под давлением вода. Очистку и проверку состояния корпуса и рабочего колеса производят через специальный люк.

Отечественные грунтовые насосы выпускаются производительностью (по пульпе) 200—4500 м3/ч с полезным напором до 0,6 МП а при мощности двигателя до 1250 кВт.

Гидромониторный способ разработки грунта на строительстве  крупных гидротехнических сооружений применяется в основном только для  вспомогательных работ.

При землесосном (рефулерном) способе разработка грунта производится в забоях под водой  на глубине 15 ж и более и в  забоях, выходящих значительной частью своей полезной толщи на поверхность. При этом грунт засасывается землесосами, смонтированными на плавучих или  передвижных землесосных снарядах (рис. 2). Для ускорения процесса разработки грунта обычно применяют механические рыхлители, располагаемые вблизи входа во всасывающую трубу землесоса.

Землесосный снаряд ведет разработку выемки, поворачиваясь  веерообразно в плане при помощи тросов и лебедок попеременно  на одной из опущенных в грунт  свай, засасывает грунт с водой  и перекачивает образовавшуюся гидросмесь к берегу по трубопроводу, смонтированному  на плавающих понтонах. На берегу к  нему подключается магистральный трубопровод, по которому гидросмесь подается на площадку намыва, где она выпускается на предварительно подготовленные участки (карты намыва).