|
Стр. 7
о в
Q = Q С ---------, (128)
гр см о ро - ро
е в
где:
Q - расход грунтового насоса по смеси, куб. м/ч;
см
С - действительная объемная консистенция смеси;
о
ро - удельная плотность грунта, т/куб. м;
о
ро - плотность воды, т/куб. м;
в
ро - плотность грунта в состоянии естественного залегания,
е
т/куб. м;
b - ширина грунтоприемника, м;
гр
h - толщина разрабатываемого слоя, м.
сл
При обычном грунтоприемнике с шириной меньше ширины корпуса
землесоса по зависимости:
Q
гр
V = -------------------, (129)
а 60 (b + mh ) h
гр сл сл
где:
b - ширина грунтоприемника, м;
гр
h - заглубление грунтоприемника в грунт, м;
сл
m - коэффициент мгновенного заложения откоса.
4.2.14. Производительность землесоса по гидротранспорту
определяется по зависимости:
q = q К , (130)
гр к q
где:
q - контрактовая производительность землесоса, куб. м/ч;
к
К - коэффициент, учитывающий изменение контрактовой
q
производительности от дальности рефулирования и вида
транспортируемого грунта.
Если приведенная длина рефулирования меньше паспортной
(контрактовой), величина коэффициента рассчитывается по
зависимости:
l
п 2,26
К = -- --------------, (131)
q l К (ро - ро )
ф ф е в
где:
l - приведенная паспортная дальность рефулирования, м;
п
l - приведенная фактическая дальность рефулирования, м;
ф
К - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в
ф
напорном грунтопроводе от грунта, выбирается по графику на рис.
17, для ро = 1,25 т/куб. м;
см
ро - плотность грунта в естественном состоянии, т/куб. м;
е
ро - плотность воды, т/куб. м.
в
При расчете коэффициента необходимо выполнение условия:
l
п 2,26
-- ---- <= 1,2. (132)
l К
ф ф
4.2.15. Приведенная длина рефулирования рассчитывается по
зависимости:
l = 1,3l + l + ДЕЛЬТА l , (133)
п пл б э
где:
l - геометрическая длина плавучего грунтопровода, м;
пл
1,3 - коэффициент, учитывающий местные потери в плавучем
грунтопроводе и гибких соединениях между секциями;
l - геометрическая длина берегового грунтопровода, м;
б
ДЕЛЬТА l - эквивалентная длина на высоту рефулирования,
э
рассчитываемая по зависимости:
ро
см
ДЕЛЬТА l = 50Н ------, (134)
э р ро К
в ф
где:
Н - высота рефулирования, измеряемая от уровня воды до центра
р
отверстия выпускного патрубка, м;
ро - плотность смеси, т/куб. м;
см
ро - плотность воды, т/куб. м;
в
К - коэффициент, учитывающий увеличение потерь напора в
ф
грунтопроводе от грунта, выбирается по графику, приведенному на
рис. 17.
4.2.16. При приведенной длине рефулирования, превышающей
паспортную приведенную, величина коэффициента К , рассчитывается
q
по зависимости:
8,9 (1 - 1,65С ) С l
о о п 2,26
К = ------------------- + -- + ----, (135)
q ро - ро l К
е в ф ф
где:
С - действительная объемная консистенция смеси;
о
ро - плотность грунта в естественном состоянии, т/куб. м;
е
К - коэффициент, выбирается по графику на рис. 17 для ро =
ф см
1,25 т/куб. м.
Значения величины (1 - 1,65С ) С приведены в табл. 25.
о о
Таблица 25
-----------------------T----T---------------T--------------------¬
¦Плотность смеси, ро ,¦ С ¦(1 - 1,65С ) С ¦ 8,9 (1 - 1,65С ) С ¦
¦ см ¦ о ¦ о о¦ о о¦
¦ т/куб. м ¦ ¦ ¦ ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,03 ¦0,02¦0,019 ¦0,172 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,07 ¦0,04¦0,037 ¦0,333 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,10 ¦0,06¦0,054 ¦0,481 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,13 ¦0,08¦0,069 ¦0,618 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,17 ¦0,10¦0,084 ¦0,743 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,20 ¦0,12¦0,096 ¦0,857 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,23 ¦0,14¦0,108 ¦0,959 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,25 ¦0,15¦0,112 ¦1,000 ¦
+----------------------+----+---------------+--------------------+
¦1,32 ¦0,16¦0,117 ¦1,048 ¦
L----------------------+----+---------------+---------------------
Гидравлическая характеристика грунтов приведена в табл. 26.
Таблица 26
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВ
--------------------------T------------T---------T---------------¬
¦ Наименование грунта ¦Грануло- ¦ Средний ¦Коэффициент ¦
¦ ¦метричес- ¦ диаметр ¦транспортабель-¦
¦ ¦кий класс ¦ D, мм ¦ности ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Илы ¦(IV - VI) ¦0,05 ¦0,02 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Суглинок ¦VI ¦0,10 ¦0,10 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Супесь ¦IV ¦0,14 ¦0,13 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Песок пылеватый ¦IIIп ¦0,20 ¦0,20 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Песок мелкий ¦IIIм ¦0,43 ¦0,30 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Песок средней крупности ¦IIIс ¦0,60 ¦0,43 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Песок крупный ¦IIIк ¦1,00 ¦0,80 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Песчано-ракушечный ¦IIIр ¦1,00 ¦1,00 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Песок гравилистый ¦IIIгр, IIIг ¦2,50 ¦1,50 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Гравий ¦II ¦14,70 ¦2,00 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Галька ¦I ¦41,60 ¦2,00 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Супеси песчаные с гравием¦IVгр ¦2,50 ¦1,80 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Грунты с галькой ¦III ¦20,00 ¦2,00 ¦
+-------------------------+------------+---------+---------------+
¦Гравийно-глинистые и ¦IIIгргл, ¦10,00 ¦1,90 ¦
¦супесчаные ¦IIгр ¦ ¦ ¦
L-------------------------+------------+---------+----------------
4.2.17. Определяется скорость движения смеси в грунтопроводе
по зависимости:
q (ро - ро )
-4 гр е в
V = 3,5 х 10 ---------------, (136)
см 2
С D
о
где:
q - рассчитанная производительность землесоса по
гр
гидротранспорту, куб. м/ч;
D - диаметр напорного грунтопровода, м;
С - действительная объемная консистенция смеси, принимается
о
равной С = 0,15.
о
4.2.18. По номограмме, приведенной на рис. 18, и
характеристике грунта определяется критическая скорость смеси.
4.2.19. Производится проверка отношения:
V
кр
--- <= 1,25, (137)
V
см
где:
V - критическая скорость смеси, м/с;
кр
V - расчетная скорость смеси, м/с.
см
V
кр
Если --- <= 1,0, то величина коэффициента К рассчитывается по
V q
см
формуле (135);
V
кр
если 1 < --- <= 1,125 (в напорном грунтопроводе образуется
V
см
"мертвый" слой грунта толщиной, равной 0,2D), рассчитывается
поправочный коэффициент, учитывающий наличие "мертвого" слоя в
грунтопроводе по зависимости:
2
V
см
К = (---) , (138)
пр V
кр
в этом случае производительность по гидротранспорту
рассчитывается по зависимости:
q = q К К . (139)
гр к q пр
V
кр
Если --- > 1,25, необходимо снизить консистенцию смеси.
V
см
4.2.20. В первом приближении консистенция смеси рассчитывается
по зависимости:
q (ро - ро )
р -4 гр е в
С = 3,5 х 10 ---------------, (140)
о 2
V D
кр
где:
q - производительность землесоса по гидротранспорту при
гр
заданной длине рефулирования и консистенции смеси, равной С =
о
0,15 (ро = 1,25);
см
V - критическая скорость смеси при заданной консистенции,
кр
м/с.
4.2.21. Производится расчет коэффициента К по формуле (135)
q
р
для консистенции смеси, равной С = С , производится определение
о о
критической и фактической скорости смеси и их сравнение. Если
V
кр
отношение --- <= 1,125, рассчитывается коэффициент К по формуле
V пр
см
(138) и производительность по гидротранспорту при наличии
"мертвого" слоя по формуле (139).
Рекомендуется сделать расчет коэффициента К для консистенции
q
р
смеси, равной С = С х 0,02.
о о
Пример расчета производительности рефулерного землесоса по
гидротранспорту.
Контрактовая производительность землесоса q = 1200 куб. м/ч
к
на песках третьей группы по трудности разработки средней
крупности.
Контрактовая дальность регулирования - 500 м плавучего
грунтопровода при высоте рефулирования Н = 4 м. Диаметр напорного
р
грунтопровода D = 0,8 м.
Условия работы:
группа грунта по трудности разработки - 2;
грунт - крупнозернистый песок;
рефулирование по плавучему грунтопроводу длиной l = 350 м;
пл
береговому грунтопроводу длиной l = 300 м;
б
высота рефулирования Н = 6,0 м.
р
Определяется контрактовая и фактическая приведенная дальность
рефулирования по зависимостям (133) и (134):
l = 1,3l + l + ДЕЛЬТА l ,
п пл б э
ро
см
ДЕЛЬТА l = 50Н ------.
э р ро К
в ф
Контрактовая приведенная дальность рефулирования:
1,25
l = 1,3 х 500 + 50 х 4 -----------.
п 1,00 х 2,50
Коэффициент К для песков средней крупности (IIIс = 0,60 мм)
ф
по графику на рис. 17 (К = 2,50):
ф
l = 650 + 100 = 750 м.
п
Фактическая приведенная дальность рефулирования:
1,25
l = 1,3 х 350 + 300 + 50 х 6 ----------.
ф 1,0 х 2,90
Коэффициент К для крупных песков (IIIк d = 1,0 мм) по
ф ср
графику на рис. 17 (К = 2,9):
ф
l = 455 + 300 + 129 = 884 м.
ф
Коэффициент К по формуле (135):
q
8,9 (1 - 1,65С ) С l
о о п 2,26
К = ------------------- + -- + ----,
q ро - ро l К
е в ф ф
1,00 750 2,26
К = -------- + --- + ---- = 0,848.
q 1,78 - 1 884 2,90
Средняя плотность песков второй группы по трудности разработки
ро = 1,78 т/куб. м (Приложение 1).
Производительность по гидротранспорту рассчитывается по
формуле (130):
q = q К ,
гр к q
q = 1200 х 0,848 = 1017,6 куб. м/ч.
гр
Скорость движения смеси в грунтопроводе определяется по
формуле (136):
q (ро - ро )
-4 гр е в
V = 3,5 х 10 ---------------,
см 2
С D
о
-4 1017,6 х 0,78
V = 3,5 х 10 х ------------- = 2,89 м/с.
см 1,15 х 0,64
По номограмме на рис. 18 критическая скорость смеси равна V
кр
= 5,3 м/с.
V
кр 5,3
--- = ---- = 1,83 > 1,125.
V 2,89
см
Определяется в первом приближении консистенция смеси по
зависимости (140):
q (ро - ро )
р -4 гр е в
С = 3,5 х 10 ---------------,
о 2
V D
кр
р -4 1017,6 х 0,78
С = 3,5 х 10 ------------- = 0,0819.
о 5,3 х 0,64
р
Производится расчет коэффициента К для С = 0,08.
q о
0,618 750 2,26
К = ----- х --- х ---- = 0,76.
q 1,78 884 2,00
Производительность по гидротранспорту:
q = 1200 х 0,76 = 912 куб. м/ч,
гр
-4 912 х 0,78
V = 3,5 х 10 х ----------- = 4,86 м/с.
см 0,08 х 0,64
По номограмме на рис. 18 V = 4,8 м/с.
кр
4.3. Производственные показатели рефулерных землесосов
4.3.1. За часовую производительность рефулерного земснаряда
следует принимать меньшую из рассчитанных производительностей
разрыхлителя и гидротранспорта.
Если в результате расчетов производительность по
гидротранспорту окажется выше производительности разрыхлителя, за
часовую производительность землесоса принимается
производительность разрыхлителя с коэффициентом, учитывающим забор
разрыхленного грунта К , равным 0,9.
з
Если производительность по гидротранспорту ниже
производительности разрыхлителя, за часовую производительность
землесоса принимается производительность по гидротранспорту:
q = К q , если q <= q ; (141)
з з раз раз гр
q = q , если q <= q , (142)
з гр гр раз
где:
q - производительность землесоса, куб. м/ч;
з
q - производительность разрыхлителя, куб. м/ч;
раз
q - производительность гидротранспорта, куб. м/ч.
гр
У землесосов, не имеющих разрыхлителя, часовая
производительность принимается равной производительности по
гидротранспорту:
q = q . (143)
з гр
4.3.2. Коэффициент использования рабочего периода определяется
как отношение чистого времени работы землесоса к продолжительности
пребывания на участке без учета продолжительности простоев:
Т - t - t
р п ос
К = -------------, (144)
вр Т - t
р п
где:
Т - продолжительность пребывания землесоса на участке работ,
р
ч;
t - продолжительность простоев, ч;
п
t - продолжительность производственных остановок, ч.
ос
4.3.2.1. У траншейных землесосов в продолжительность чистого
времени работы входят продолжительность спуска землесоса к началу
серии для захода на следующую траншею.
4.3.2.2. Средняя производительность траншейного землесоса
рассчитывается по зависимости:
1
q = q -------------, (145)
з гр 0,0011q
гр
1 + ---------
F
т
где:
q - производительность землесоса по грунтозабору, куб. м/ч;
гр
F - площадь разрабатываемой траншеи, кв. м, у землесосов с
т
щелевым грунтоприемником, рассчитываемая по зависимости:
F = В h , (146)
т з сл
где:
В - ширина корпуса землесоса, м;
з
h - толщина разрабатываемого слоя, м.
сл
У землесосов с обычным грунтоприемником площадь траншеи
рассчитывается по зависимости:
F = (в + m h ) h , (147)
т гр о сл сл
где:
в - ширина грунтоприемника, м;
гр
m - величина мгновенного заложения откоса грунта.
о
4.3.2.3. В состав производственных остановок рефулерных
якорных землесосов входят:
установка (съемка) на участке работ;
перекладка рабочих якорей;
перевод плавучего грунтопровода на новое место отвала;
включение (выключение) секций плавучего грунтопровода;
осмотр, смазка механизмов и замена изношенных деталей;
пропуск судов;
очистка грунтозаборного устройства от предметов захламления;
отстой по гидрометеорологическим причинам.
4.3.2.4. При работе на береговой отвал в состав
производственных остановок дополнительно входят:
прокладка и перекладка берегового грунтопровода;
наращивание берегового грунтопровода;
подготовка карты намыва;
уплотнение грунта на карте намыва для возможности производства
на ней работ;
подключение (отключение) плавучего грунтопровода от берегового;
промыв грунтопровода.
4.3.3. К простоям земснаряда относятся:
запреты на работу природоохранных органов;
ликвидация последствий аварий и аварийных происшествий;
неукомплектованность экипажей землесоса;
отсутствие топлива.
4.3.4. При работе на шаланды в состав производственных
остановок входят:
установка (съемка) на участок работ;
перекладка рабочих якорей;
осмотр, смазка механизмов и замена изношенных деталей;
ожидание подхода шаланд;
пополнение запасов воды и топлива;
сдача льяльных вод и мусора.
Состав простоев тот же, что и рефулерных землесосов,
работающих на грунтопровод.
4.3.5. Суточная выработка землесоса рассчитывается по
зависимости:
Q = 24q К , (148)
с з вр
где:
q - расчетная производительность землесоса, куб. м/ч;
з
К - коэффициент использования рабочего периода;
вр
24 - количество часов в сутках.
5. МНОГОЧЕРПАКОВЫЕ ЗЕМСНАРЯДЫ
5.1. Технология работы
5.1.1. Оптимальной прорезью для многочерпакового земснаряда
является прорезь шириной 100...120 м.
При ширине участка более 120 м его следует разбить по ширине
на ряд прорезей, при этом минимальная ширина прорези должна быть
не менее 70 м.
5.1.2. Разработка прорезей производится поочередно. Возможны
два варианта разработки:
участок разрабатывается на всю ширину до полной выработки
папильонажных якорей, при переходе с полосы на полосу земснаряд
оттягивается к началу участка и производится перекладка авантового
якоря;
разрабатывается полоса до полной выработки авантового якоря,
после чего земснаряд устанавливается на следующую полосу.
5.1.3. При возможности обеспечить длину радиуса качания на
авантовом тросе в пределах 2...2,5 ширины участка авантовый якорь
завозится по оси участка работ и, в этом случае, перекладка
авантового якоря при переходе с полосы на полосу может не
производиться.
Разработку прорезей следует производить с перекрытием по
ширине не менее 5 м.
5.1.4. Максимальная толщина разрабатываемого слоя на плотных
связных грунтах не должна превышать 2,0 м, на несвязных - 2,5 м.
При разработке прорези на мелководье или в сухом береге
толщина разрабатываемого слоя устанавливается по проходной глубине
судна каравана, имеющего максимальную осадку.
5.1.5. При толщине слоя, подлежащего разработке больше
максимально допустимого, разработка выполняется послойно.
Рекомендуется толщину последнего слоя оставлять не менее 1,0 м.
5.1.6. Оптимальная толщина разрабатываемого слоя, по данным
натурных наблюдений, составляет 1,0...1,5 м.
Минимальная толщина разрабатываемого слоя составляет 0,3 м.
5.1.6. Глубина опускания рамы рассчитывается по зависимости:
Н = Н +/- ДЕЛЬТА Н + 0,5h , (149)
ч о g
где:
Н - проектная глубина прорези, м;
о
ДЕЛЬТА Н - поправка на колебания уровня воды в море, м;
h - величина допустимого перебора по глубине, м.
g
Глубина опускания рамы корректируется по фактической глубине,
получаемой после прохода земснаряда, путем промера вдоль борта
земснаряда.
5.1.7. Заглубление рамы на проектную отметку производится
постепенно, чередуясь с продвижением земснаряда вперед.
Общая длина участка вработки должна быть не менее пяти толщин
разрабатываемого слоя:
l >= 5h , (150)
вр сл
где:
l - общая длина вработки, м;
вр
h - толщина разрабатываемого слоя, м.
сл
5.1.8. Разработка ведется путем перемещения земснаряда на
рабочих тросах по ширине прорези.
Земснаряд на прорези устанавливается на пяти якорях, шестой
якорь завозится при необходимости быстрой оттяжки земснаряда из
забоя.
5.1.9. Перемещение земснаряда на прорези может осуществляться
следующими способами:
параллельно или под углом к оси прорези, применяется при
ширине прорези более 70 м, забровочных глубинах больше проходной
глубины земснаряда или шаланды;
веерным - при ширине прорези менее 70 м;
крестовым - при ширине прорези менее 70 м и при забровочных
глубинах менее проходной осадки шаланды или земснаряда.
Схема установки земснаряда приведена на рис. 4 "а", способы
его перемещения на прорези приведены из рис. 19.
5.1.10. Разработанный земснарядом грунт грузится в трюм
грунтоотвозной шаланды, пришвартованной к борту земснаряда. При
забровочных глубинах больше проходной глубины шаланды прием шаланд
осуществляется с двух бортов.
При малых забровочных глубинах и ширине прорези менее 70 м
прием шаланд производится только с одного борта.
При работе у гидротехнических сооружений прием шаланд
производится только с одного борта.
5.1.11. Толщина разрабатываемого слоя считается неравномерной,
если разница между максимальной и минимальной толщиной срезаемого
слоя превышает 0,2 м.
Возможны следующие случаи распределения неравномерности:
1-й - толщина слоя возрастает от одной бровки к другой,
минимальная толщина слоя меньше вылета черпака, максимальная - в
пределах допустимой;
2-й - толщина слоя возрастает от бровки к бровке, минимальная
толщина больше вылета черпака, максимальная - больше допустимой;
3-й - толщина слоя уменьшается от бровки к оси, минимальная
толщина меньше вылета черпака, максимальная - в пределах
допустимой;
4-й - толщина слоя уменьшается от бровки к оси, минимальная -
больше вылета черпака, максимальная - больше допустимой.
5.1.11.1. В 1-м случае разработку рекомендуется производить
комбинированным способом (рис. 20 "а").
Перемещение земснаряда вперед принимается 1/3 перемещения,
рассчитанного для средней толщины разрабатываемого слоя.
Во 2-м случае разработка ведется послойно, толщину последнего
слоя следует оставлять не менее 1,0 м (рис. 20 "б").
В 3-м случае разработка ведется поочередно вдоль бровок (рис.
20 "в").
В 4-м случае разработка ведется послойно, в первую очередь
разрабатывается призма вдоль бровок.
Перемещение земснаряда вперед определяется по максимальной
толщине разрабатываемого слоя (рис. 20 "г").
5.1.12. Разработку в сухом береге и на мелководье следует
производить следующим способом:
толщина первого слоя назначается по условию проходной глубины
земснаряда или шаланды:
h = Т + ДЕЛЬТА h + ДЕЛЬТА Н, (151)
сл1
где:
Т - максимальная осадка судна в составе каравана, м;
ДЕЛЬТА h - навигационный запас под килем, м;
ДЕЛЬТА Н - ожидаемое максимальное снижение уровня воды
относительно нуля глубины, м.
После полной выработки папильонажных якорей земснаряд
спускается и разрабатывает следующий слой. Операции повторяются до
разработки на проектную глубину.
Для предотвращения обрушивания берегового уступа в период
выработки до проектной глубины создается склон с величиной
заложения откоса m = 3 (рис. 21 "б").
Нависающий козырек грунта срезается черпаками путем подъема
рамы до выхода реборды НЧБ из воды (рис. 21 "а").
5.1.13. Разработка в сухом береге несвязных грунтов
осуществляется так же, как и связных.
Толщина первого слоя назначается по проходной глубине
земснаряда или шаланды.
После выработки рабочих якорей земснаряд оттягивается назад и
разрабатывает второй слой. Толщину второго слоя рекомендуется
принимать не более 2,5 м.
Для предотвращения обрушивания берегового уступа в период
выработки до проектной отметки создаваемый уклон должен быть с
величиной заложения откоса более величины заложения откоса
разрабатываемого грунта (рис. 21 "в").
5.1.14. В связи с тем, что формирование откоса происходит с
некоторым запозданием, рекомендуется делать одну проходку
земснаряда по прорези без перемещения земснаряда вперед.
5.2. Технологические параметры работы многочерпаковых
земснарядов
5.2.1. В состав технологических параметров работы
многочерпакового земснаряда входят:
скорость папильонирования - V , м/мин.;
п
подача земснаряда вперед - Р , м;
а
скорость черпаковой цепи , n , черп./мин.
ч
Технологические параметры работы земснаряда связаны с его
производительностью зависимостями:
q = 60n омега К , (152)
ч ч г
q = 60Р V h , (153)
а п сл
где:
омега - вместимость черпака, куб. м;
ч
К - коэффициент наполнения черпака;
г
h - толщина разрабатываемого слоя, м,
сл
Р V h = n омега К . (154)
а п сл ч ч г
5.2.2. Скорость папильонирования определяется по зависимости:
n омега К
ч ч г
V = ------------, (155)
п Р h
а сл
n омега К
ч ч г
V Р = ------------. (156)
п а h
|
