Гидромеханическая разработка грунта реферат

Обновлено: 05.07.2024

Гидромеханический способ разработки грунта включает следующие операции: размыв грунта под давлением и перевод его в полужидкую массу, называемую пульпой; перемещение и укладку (намыв) пульпы в сооружение или отвал. После доставки пульпы к месту образования насыпи вода из нее отфильтровывается, а грунт осаждается. Этот способ разработки применяют при устройстве каналов, плотин, дорожных насыпей и выемок, вскрышных работах на карьерах. Стоимость разработки, перемещения и укладки грунта в этом случае более низкая, чем при разработках механизированным способом. При использовании этого способа необходимо прокладывать трубопроводы, устраивать эстакады и другие сооружения. Поэтому гидромеханизированный способ разработки грунтов наиболее эффективен при больших сосредоточенных объемах земляных работ.
Разрабатывать грунт гидромеханическим способом можно в наводных и подводных забоях. Сухой грунт размывают гидромонитором, который представляет собой стальной ствол с насадкой и коленами, обеспечивающими вращение ствола в вертикальной и горизонтальной плоскостях для направления водяной струи. Гидромониторы монтируют на рамах, позволяющих перемещать их в забое. Вода поступает к гидромонитору по трубопроводу под значительным давлением (2,5… 15 МПа в зависимости от рода разрабатываемого грунта). Выходя из насадки с большой скоростью, вода ударяет в грунт и разрушает его, образуя пульпу. В зависимости от рода грунта и высоты забоя расход воды на 1 м3 разрабатываемого грунта составляет 3..15 м3. Плотный грунт размывают гидромонитором преимущественно встречным забоем, рыхлый несвязанный грунт — попутным забоем.
В первом случае (рис. V.35,a) обеспечивается высокая производительность гидромонитора из-за периодических обвалов грунта, нависающего над зоной подмыва (вруба). Этот эффект достигается при отбойке грунта высоконапорной водой или при взрывании грунта. Так как гидромонитор может оказаться среди потоков пульпы, ее следует направлять в обход гидромонитора.
При попутных забоях (рис. V.35,6) производительность гидромонитора ниже, но перемещается он по сухому грунту, а поток пульпы, приобретая от водяной струи достаточную начальную скорость, обеспечивает интенсивный сток.
Расстояние гидромонитора от забоя зависит от рода грунта, но должно быть не менее для песка, суглинка и глины L — H, при лессовидных грунтах L= 1,2H.
При благоприятном рельефе местности размытый гидромонитором грунт по трубопроводу или лоткам самотеком направляется к месту образования насыпи. При неблагоприятном рельефе пульпа вначале поступает по канавам в зумпф или приемный колодец, а затем по напорному трубопроводу перекачивается земснарядом в насыпь. Земснаряд, перекачивающий пульпу из зумпфа, снабжен центробежным насосом большой мощности, который может пропускать камни диаметром 100…400 мм. Подача земснарядов 400…1200 м3 пульпы в 1 ч при напоре 2…8 МПа. Пульпопроводы — это стальные трубы, укладываемые на деревянные лежни или вертикальные опоры. Трубы состыкованы бы-строразъемными соединениями с резиновыми манжетами.
Размыв грунта встречным забоем начинают с подрезки уступа (вруба). Так как эта операция является наименее производительной, то высота вруба, а следовательно, и его объем должны быть минимальными. Смыв обрушенного грунта начинают в зоне, ближайшей к пульпосточной канаве. Не следует резко перебрасывать струю гидромонитора с одного участка на другой, так как это нарушает равномерное поступление пульпы в зумпф и вызывает заиливание грунта в канаве.

Гидромеханизации разработки грунтов ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Условии производства работ и эффективность гидромеханизации

Способ гидромеханизации земляных работ основан на размыве грунта водой, перемещении его в виде взвешенных частиц при определенной скорости течения, укладке в необходимом месте путем снижения скорости течения настолько, что частицы грунта начинают оседать. Гидромеханизацию применяют при наличии определенных условий: достаточных объемов воды вблизи объектов работ и благоприятных грунтовых условий — легкоразмываемых и быстроосушаемых песчаных или супесчаных грунтов. Стоимость работ путем гидромеханизации может быть значительно меньше, чем при применении бульдозеров, скреперов или экскаваторов, а выработка на одного рабочего намного больше, чем при ведении работ этими машинами. Однако ее целесообразно применять лишь на крупных объектах земляных работ (годовой объем больше 100 тыс. м 3 ) в связи с применением специального оборудования, которое не может быть использовано на других видах работ.

Эффективность гидромеханизации в значительно большей степени, чем экскаваторных работ, зависит от геологических (грунтовых) и климатических условий. Так, увеличение содержания 1равия в песке с 5 до 40% снижает эффективность экскаваторных работ не более чем на 5%, а гидромеханизированных — вдвое. Экономическая эффективность гидромеханизации определяется также наличием в районе производства работ дешевой электроэнергии, расход которой составляет 5−10 кВт-ч на 1 м 3 грунта. Гидромеханизация может быть эффективна в случаях, когда нет притрассовых карьеров для сухой отсыпки земляного полотна. С помощью гидромеханизации грунт может быть извлечен из русел рек или из других водоемов и уложен в виде резервов для последующего гранспортирования его другими средствами.

Для сооружения земляного полотна автомобильных дорог по способу гидромеханизации применяют песчаные (гравелистые, крупные, средней крупности и мелкие пески) и глинистые грунты (легкие, тяжелые и пылеватые супеси).

Лучшими считают песчаные грунты всех видов, при этом чем они крупнее, тем эффективнее применение гидромеханизации.

Смесь разрушенного грунта или породы с водой называется гидросмесью. Эффективность оборудования и машин гидравлической разработки грунта зависит от концентрации гидросмеси. В ее составе должно содержаться много твердых частиц. Для этой цели консистенцию гидросмеси регулируют в области входа грунта во всасывающую трубу и по пути транспортирования. Консистенция гидросмеси на всасывающей трубе землесоса зависит от ее заглубления в грунт и скорости передвижения. Регулирование гидросмеси при транспортировке осуществляется сгустителями, которые повышают консистенцию гидросмеси путем отвода некоторого количества осветленной воды.

Гидромеханическую разработку грунта применяют при возведении гидротехнических сооружений, устройстве больших водоемов, дорожных насыпей и выемок, а также при намыве территорий под застройку в прибрежных зонах водных акваторий и на заболоченных участках в районах нового освоения. Этот способ предусматривает полную механизацию всех процессов разработки, транспортировки и укладки грунта в сооружения, снижая стоимость и трудоемкость работ по сравнению с применением землеройных и землеройно-транспортных машин. Однако эффект получают лишь при больших объемах земляных работ, так как требуется прокладка трубопроводов, устройство эстакад и других сооружений.

Разработка грунта гидромониторами. Основана на разрушении грунта струей воды, вытекающей из насадки под давлением 2,5. 15 МПа. Размытый грунт, смешиваясь с водой, образует полужидкую массу, называемую пульпой. Пульпу собирают в специальные углубления — зумпфы, откуда перекачивают грунтовым насосом по трубам к месту укладки.

После отфильтрования воды грунт осаждается, а вода может быть возвращена в водоем или использована повторно. В случае благоприятного рельефа местности пульпу транспортируют самотеком по специальным лоткам.

Плотный грунт размывают гидромонитором преимущественно встречным забоем (рис. 12,а), а рыхлый несвязанный грунт — попутным забоем (рис. 12,6).

Рис. 12. Схема разработки и транспортировки грунта гидромеханическим способом

Разработка грунта встречным забоем более производительна, однако расположение гидромонитора в мокрой среде затрудняет его эксплуатацию.

Разработка грунта землесосными снарядами. Земснаряд представляет собой самоходное или несамоходное судно, на котором смонтировано оборудование по забору грунта из подводного забоя и его транспортировке к месту укладки. Грунт со дна водоема всасывают через трубу, подвешенную к специальной стреле на земснаряде (рис. 12,в). При разработке плотных грунтов трубу оборудуют специальной вращающейся рыхлительной головкой. Земснаряд с помощью плавучего пульпопровода соединяют с магистральным трубопроводом, проложенным по берегу.

Намыв грунта в сооружении осуществляют слоями по 200. 250 мм, разбивая рабочую площадь в плане на отдельные карты — захватки. Перед началом намыва по контуру карты сооружают бульдозером земляной вал на высоту первого слоя пульпы и водосборный (дренажный) колодец, которые перед намывом очередного слоя наращивают.

Грунт намывают эстакадным и безэстакадным способами.

При эстакадном способе магистральный пульпопровод на участке намыва размещают на деревянной эстакаде выше будущей насыпи. При безэстакадном способе его укладывают вдоль оси возводимой насыпи по одну или обе стороны ее основания, в зависимости от ширины насыпи и рельефа местности. На пульпопроводе через каждые 200. 300 мм устанавливают специальные патрубки для подачи пульпы в карту намыва.

Эстакадный способ требует значительного расхода древесины на возведение опор, но при этом отпадает необходимость в периодической перекладке выпускных патрубков и их наращивании.

Укладка грунта в насыпь намывным способом обеспечивает его необходимую плотность и, как правило, исключает искусственное уплотнение.

Разработка грунта способом взрыва.

Взрывной способ разработки грунта применяют для рыхления скальных и мерзлых грунтов, а также для устройства выемок под искусственные водоемы и каналы, плотины, селезащитные сооружения. В качестве взрывчатого вещества (ВВ) чаще всего используют аммонит, тол, тротил. Необходимую энергию взрыва получают путем выбора типа ВВ, его размещения в грунте и последовательности взрывания зарядов. Это дает возможность осуществить направленный выброс грунта, обеспечивая его перемещение в нужном направлении и укладку.

Размещение зарядов в грунте может быть накладным и внутренним. При накладном методе заряды располагают на поверхности среды, при внутреннем - в предварительно подготовленных шпурах, скважинах, камерах или щелях.

Метод шпуровых зарядов.Применяют на открытых и подземных разработках при небольших объемах одновременно взрываемого грунта. Шпуры устраивают диаметром 25. 75 мм, а располагают их в один или несколько рядов вдоль забоя. Взрывчатым веществом заполняют не более 2/3 высоты (длины) шпура, а верхнюю часть его забивают песком или буровой мелочью.

Метод скважинных зарядов. Применяют при рыхлении большого массива грунта или для сброса породы. Его отличие от метода шпуровых зарядов состоит в том, что для размещения ВВ устраивают скважины диаметром 200 мм и более. Верхнюю часть скважины также забивают буровой мелочью или песком.

Метод камерных зарядов.Применяют при разработке котлованов и каналов значительных размеров и для производства направленного выброса фунта. Метод заключается в том, что в зоне разрабатываемого грунта устраивают вертикальные колодцы (шурфы) или горизонтальные галереи (штольни), из которых в боковых направлениях отрывают камеры для размещения крупных сосредоточенных зарядов. Колодцы и штольни после размещения в них зарядов, забивают грунтом. Направленность выброса обеспечивают расположением зарядов в два ряда вдоль будущей выемки с увеличением массы ВВ в одном из рядов и их замедленным взрыванием.

Метод щелевых зарядов.Применяют при рыхлении мерзлых грунтов. Для этого с помощью диско-фрезной или буровой машины на расстоянии 0,5. 2,5 м друг от друга нарезают парные щели на глубину промерзания грунта. В одну из щелей закладывают заряд ВВ, другую оставляют пустой в качестве компенсирующей. От взрыва грунт, расположенный между зарядной и компенсирующей щелями, дробится и одновременно смещается в сторону компенсирующей щели. На больших площадях щелей нарезают несколько, а заряды закладывают через одну щель. Взрывные работы, и особенно массовые взрывы, выполняют по специальным проектам, определяющим способы взрывания, размещение зарядов, порядок закладки взрывных камер или скважин и очередность взрывов.

4 Технология погружения свай и устройства

Свайные фундаменты состоят из рядов или групп свай, объединенных по верху ростверком — монолитной или сборно-монолитной лентой, плитой.

Сваи классифицируются по способам передачи вертикальных нагрузок от сооружения, материалу изготовления, конструкции и форме и методам производства свайных работ.

В зависимости от способа передачи нагрузок на грунт сваи подразделяются на: сваи-стойки и висячие сваи. По материалам выделяют деревянные, бетонные, железобетонные, стальные, грунтовые и комбинированные сваи.

Форма поперечного сечения свай разнообразна: сплошная — круглого, квадратного, прямоугольного или многоугольного сечения, полая — квадратного с круглой полостью или кольцеобразного сечения (трубчатые); шпунтовая — различных сечений, зависящих от типа сопряжения шпунтин.

Сваи бывают заводского изготовления (погружаемые) и набивные. Погружаемые сваи изготовляют на заводах и погружают в грунт теми или иными методами. Набивные сваи устраивают непосредственно в грунте.

Разработка грунта лежит в основе любого строительства. На строительных площадках иногда не обойтись без специальных земляных сооружений - траншей, котлованов, выработок и так далее. Одни земляные сооружения требуют извлечения грунта, для других, наоборот, дополнительный грунт может понадобиться. В этом и заключается суть разработки грунта и последующих за ней земляных работ. Давайте рассмотрим подробнее способы переработки грунта.

Содержание

1. Введение
2. Механизированная разработка грунта:
Разработка одноковшовым экскаватором
Разработка многоковшовым экскаватором
3. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами:
Скрепер
Бульдозер
Автогрейдер

Прикрепленные файлы: 1 файл

Разработка грунта1.docx

Выполнил: Дробович Р. П.

Проверил: Шоломицкий Р. А.

1. Введение
2. Механизированная разработка грунта:
Разработка одноковшовым экскаватором

Разработка многоковшовым экскаватором
3. Разработка грунта землеройно-транспортными машинами:
Скрепер
Бульдозер
Автогрейдер

Начнем с механического метода. Это разработка грунта с помощью машин и разных механизмов. Преобладают землеройные машины и землеройно-транспортные. Первые просто разрабатывают грунт, отделяют его от массива и извлекают наверх. Вторые - еще и перемещают грунт, укладывают его в насыпь. Гидромеханический метод - это разработка грунта с помощью воды. Грунт разрабатывается еще в забое, а затем вода превращает его в полужидкую субстанцию. Она пригодится в земляных сооружениях и отвалах.

Разрабатывать грунт можно также бурением и взрывом. Бурение применяют, когда нужно знать качество грунта или глубину грунтовых вод, и прочие подобные сведения. Взрыв применяют там, где ни люди, ни механизмы грунт извлечь не могут. Например, в скалах. Или в случае, если грунт глубоко промерз. Взрывом можно валить деревья и уплотнять грунт, чтобы поверхность была ровной.

Вне зависимости от метода, для разработки грунта необходимо множество видов машин. Вышеупомянутые землеройные машины - это экскаваторы. Они тоже бывают разные: с ковшом, с прямой и обратной лопатой, экскаватор-драглайн и так далее. Тип экскаватора выбирают в зависимости от уровня грунта - находится ли он ниже или выше стоянки экскаватора, а также от цели земляных работ. Землеройно-транспортные машины - это бульдозеры и скреперы. Они способны переработать грунт, переместить его и уложить в насыпь. Эти машины самые высокопроизводительные. Они незаменимы, когда речь идет о грунтах с высокой степенью разработки. К таким грунтам относятся - песчаные, глинистые, а также грунт с примесью щебня или гальки.

Еще один вид машин, без которых не обойтись в процессе разработки грунта - это самосвалы. После разработки может остаться лишний грунт. Он превращается в горы и насыпи, они мешают рабочим, занимают территорию. Так что надо заранее продумать вывоз грунта самосвалами. Впрочем, можно обратиться к нам - и мы вывезем ваш грунт на наших собственных грузоподъемных самосвалах. Ничто не оторвет вас от работы, а территория будет очищена.
Механизированная разработка грунта

Разработка грунта одноковшовым экскаватором:

К землеройным машинам относятся экскаваторы различных типов: одноковшовые (прямая и обратная лопата, драглайн, грейфер), многоковшовые (цепные, роторные) и фрезерные.

В зависимости от ходового устройства различают гусеничные, пневмоколесные, автомобильные и шагающие экскаваторы, а также оборудованные гидравлической, пневматической и электрической системами управления.

Разработка грунта одноковшовыми экскаваторами. В промышленном и гражданском строительстве применяют экскаваторы с ковшом вместимостью от 0,15 до 2, реже до 4 м3. Они имеют комплект сменного оборудования, включающий прямую и обратную лопаты, драглайн и грейфер. Кроме того, стрела, входящая в комплект драглайна и грейфера, может быть оборудована грузовым крюком или клином-бабой.

Прямая лопата представляет собой открытый сверху ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, которая шарнирно соединена со стрелой машины и выдвигается вперед с помощью напорного механизма. Опорожняется ковш путем открывания его днища. Такая конструкция прямой лопаты обеспечивает ей наибольшую производительность. Для рыхления грунта режущий край ковша снабжен зубьями. Это относится ко всем видам сменного оборудования, но выпускаются ковши и без зубьев — со сплошной (обычно полукруглой) режущей кромкой. При разработке грунтов I и II групп экскаватор может быть оборудован ковшом увеличенного объема. Разрабатывают грунт, когда экскаватор стоит на дне разрабатываемого забоя. На небольшую глубину он может отрывать грунт и ниже горизонта стояния, для чего устраивают пандус, позволяющий установить машину в забое выемки.

Обратная лопата —это открытый снизу ковш с режущим передним краем, жестко насаженный на рукоять, шарнирно соединенную (без напорного механизма) со стрелой. По мере протягивания назад ковш заполняется грунтом. Затем при вертикальном положении рукояти ковш переводят к месту выгрузки и разгружают путем подъема с одновременным опрокидыванием. Рабочая зона расположена ниже горизонта стояния машины. Современные модели экскаваторов с обратной лопатой имеют гидропривод, позволяющий ковшу поворачиваться относительно рукояти.

Ковш драглайна навешивают на канатах на удлиненную стрелу кранового типа. Ковш забрасывают в выемку на расстояние, несколько превышающее длину стрелы, его заполняют грунтом путем подтягивания по поверхности к стреле. Затем ковш поднимают в горизонтальное положение к стреле и поворотом машины переводят на место разгрузки. Опорожняется ковш при ослаблении тягового каната. Драглайном можно разрабатывать грунт, не только сильно насыщенный влагой, но и находящийся под слоем воды.

Грейфер представляет собой ковш с двумя или более лопастями и канатным приводом, принудительно смыкающим эти лопасти. Грейфер навешивают на такую же стрелу, что и драглайн. С помощью грейфера можно разрабатывать выемки с вертикальными стенками. При повороте стрелы ковш перемещается к месту разгрузки и опорожняется при принудительном раскрытии лопастей. Грейфер погружается в грунт только за счет собственной массы ковша. Грейфер применяют обычно для разработки грунтов малой плотности и находящихся под водой Более плотные грунты предварительно необходимо рыхлить.

Разработанный одноковшовыми экскаваторами грунт перевозят самосвалы, тракторы с прицепами, железнодорожные составы, гидравлический транспорт, реже —ленточные конвейеры.

Одноковшовые гидравлические полноповоротные экскаваторы с жесткой подвеской рабочего оборудования: 1 - опорно-поворотное устройство; 2 - пневмоколесное ходовое устройство; 3 - выносная опора; 4 - поворотная платформа; 5 - силовая установка; 6,8,9 - гидроцилиндры стрелы; 7 - стрела; 10 - рукоять; 11 - ковш обратной лопаты; 12 - бульдозерный отвал; 13 - кабина машиниста; 14 - гусеничное ходовое устройство; 15 - ковш прямой лопаты; 16 - телескопическая стрела

Разработка грунта многоковшовым экскаватором:

Рабочим органом многоковшового экскаватора являются ковши, насаженные через равные интервалы на беспрерывно движущуюся цепь или колесо (ротор). По характеру перемещения машины относительно направления движения рабочего органа различают многоковшовые экскаваторы продольного черпания — цепные и роторные и поперечного черпания. Так как грунт черпается ковшами непрерывно, то эти экскаваторы являются машинами непрерывного действия (в отличие от одноковшовых экскаваторов, которые являются машинами цикличного действия). Ковши наполняются грунтом при движении их вверх по наклонной или криволинейной поверхности разрабатываемой выемки. Опорожняются ковши в момент достижения ими наивысшей точки их траектории, где они опрокидываются. Высыпающийся из них грунт попадает на ленточный конвейер, доставляющий его на погрузку в транспортные средства или в отвал.

Экскаваторы продольного черпания применяют обычно для проходки траншей небольшого сечения прямоугольного и трапециевидного профиля. Отрывку траншей экскаваторами начинают с наиболее низких мест профиля, что обеспечивает сток грунтовых и атмосферных вод.

Экскаваторы поперечного черпания используются для разработки котлованов и траншей большого сечения, планировки откосов и разработки карьеров. В начале экскаваторы разрабатывают грунт веерным резанием, перемещаясь вдоль всего фронта работ и снимая слои грунта в радиальном направлении до достижения заданной глубины. Затем разрабатывают грунт параллельным резанием со смещением наклонного слоя грунта на всю длину фронта работ на величину, равную горизонтальной проекции толщины снятого слоя. Грунт, разрабатываемый экскаватором поперечного черпания, выдается на транспортные средства обычно через отгрузочный бункер, смонтированный на экскаваторе.

Для автоматизации работы многоковшовых экскаваторов на отрывке траншей используют приборы, действие которых основано на том, что инфрокрасному лучу придается уклон, параллельный проектному дну отрываемой траншеи, а на экскаваторе устанавливается приемное устройство, на которое воздействует инфракрасный луч. При отклонении движения экскаватора от направления луча автоматически корректируется движение рабочего органа экскаватора

На рисунке показаны основные типы многоковшовых экскаваторов: а - цепной поперечного копания с подачей грунта вверх по откосу; б - то же с подачей вниз; в цепной продольного копания; г - роторный продольного копания; д - роторно-поворотный радиального копания

Разработка грунта землеройно-транспортными машинами

Основными видами землеройно-транспортных машин являются скреперы, бульдозеры и грейдеры, которые за один цикл разрабатывают грунт, перемещают его, разгружаю в насыпь и возвращаются в забой порожняком.

Скреперы (рис. 1) — наиболее высокопроизводительные землеройно-транспортные машины. Эксплуатационные возможности позволяют использовать их при отрывке котлованов и планировке поверхностей. Различают скреперы прицепные, работающие при вместимости ковша 2,25. 10 м 3 в сцепе с трактором-тягачом, полуприцепные (4,5 м 3 ) и самоходные, имеющие вместимость ковша 8 м 3 и более. Последний тип скрепера более совершенен, так как имеет большую маневренность и скорость.

Чтобы быстрее и полнее загрузить ковши прицепных скреперов, работающих группами, а также ковш самоходного скрепера, применяют трактор-толкач, обслуживающий группу скреперов на участке загрузки (набора грунта). Число тракторов-толкачей зависит от вместимости ковшей скреперов и расстояния перемещения грунта. Скреперами ведут разработку, транспортирование и укладку песчаных, супесчаных лессовых, суглинистых, глинистых и других грунтов, не имеющих валунов, примесь гальки и щебня в объеме не должна быть не более 10%. Скрепер снимает ковшом стружку грунта толщиной 0,12. 0,35 и шириной 1,65. 2,75 м (для скреперов с вместимостью ковша 2,25. 9 м 3 ). Толщина отсыпаемого слоя 0,22.. 0,55 м. Разрабатываемые скреперами суглинистые и глинистые грунты необходимо предварительно рыхлить.

Читайте также: