Технология гидравлической разработки грунта

1. Вид продукции. Котлованы больших размеров, искусственные водоемы, углубление судоходного хода в русле реки, траншеи больших размеров (каналы), насыпи больших объемов (плотины, полотно дорог, набережные, стенки портов, трибуны стадионов), технологические подсыпки – искусственные основания (замыв больших оврагов, намыв промплощадок, городских территорий для строительства на слабых грунтах).

2. Состав процесса.

Подготовительные процессы:

- обеспечение необходимой электрической мощности 1000- 5000 кВт для прокладки электролинии с устройством электроподстанции;
- доставка и проверка техники;
- установка техники, отладка на месте, пробная работа.

Основные процессы:

- размыв грунта струей воды. При смешанном способе разработки рыхление плотных грунтов ведется механическим резанием или взрывом;
- транспорт полученной селевой массы (пульпы) по трубопроводу до заданного места;
- укладка (намыв) грунта в заданном месте с образованием проектного земсооружения.

3. Вход в процесс. Общий.

4. Ресурсы. Материалы: несвязные грунты – пески, супеси. При дополнительном рыхлении возможен размыв связных грунтов: суглинков и глин даже с включением некрупных камней.

Техника: гидромонитор, землесос (грязевый насос), пульпопровод, система понтонов, система дренажа, бульдозер.

Энергоносители: вода (500-3000 м3/ч); электроэнергия 1000 – 5000 кВ/ч, т.е. в очень большом количестве.

5. Технология процесса по операциям (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Схема гидравлической разработки грунта

Электрический центробежный насос гидромонитора мощностью 800 – 1500 кВ/ч подает забортную воду по рабочему трубопроводу диаметром Ø = 300 – 500 мм под давлением Р = 0,3 – 1,5 МПа. Рабочий трубопровод заканчивается соплом с насадками диаметром Ø = 50, 60, 70, 80, 90, 100 мм, правильный подбор которых обеспечивает струе воды необходимую скорость.

Для успешного размыва разрабатываемого грунта требуются следующие скорости водяной струи:

- песчаные грунты – 10... 12 м/с;
- супесчаные и суглинистые грунты – 18...25 м/с;
- средние и тяжелые глины – 30...35 м/с.

Под ударным воздействием водяной струи грунт теряет свою структуру, разрыхляется и, смешиваясь с водой, превращается в жидкую массу – пульпу.

Землесос с помощью грязевого насоса мощностью 1000...2500 кВт по заборной трубе засасывает пульпу. Далее грязевой насос перекачивает (транспортирует) пульпу по пульпопроводу к месту укладки на расстояние 500...2500 м. Пульпопровод собирается из отдельных секций стальных труб диаметром Ø = 300...800 мм и длиной секции 6,0... 12,0 м. Соединение отдельных секций – на самоуплотняющихся замках. В земляное сооружение пульпа укладывается из передвижного концевого участка пульпопровода и при необходимости распределяется (разравнивается) бульдозером. Технологическая вода из пульпы стекает по дренажной системе в отстойник и, после отстоя, обратно в водоем.

Достоинства технологии:

- высокая производительность за счет непрерывности процесса – 5000…9000 м3/смену при малочисленном персонале;
- низкая стоимость – в 6... 10 раз ниже, чем при технологии механического резания (экскаватор, скрепер, бульдозер);
- высокая степень уплотнения уложенного мокрого грунта;
- возможность транспорта грунта на большие расстояния, в труднодоступные места, а также через препятствия без устройства специальных дорог.

Недостатки:

- большие начальные затраты на организацию процесса;
- большой единовременный расход ресурсов – воды и электроэнергии;
- отрицательное влияние на экологию (обрушение берегов водоемов, замутнение воды).

Источник: Технология строительных процессов. Снарский В.И.