Опубликовано: 30 Август 2017 03:32:37

Размыв грунта

Грунт в забое размывается струей воды (рис. 200), выбрасываемой под большим давлением из специальных водобойных орудий, называемых гидромониторами. Вода подводится к гидромониторам по трубопроводам, присоединяемым к водоразводящей магистрали на территории работ.

Рис. 200. Работа гидромонитора.

В СССР применяются два типа гидромониторов — «Гидроторфа» и «Хэнди» Гидромонитор «Гидроторфа» рассчитан на небольшой расход воды и применяется при работе в слабых грунтах и главным образом при разработке или добыче торфа. На земляных работах применяются гидромониторы типа «Хэнди» изготовляемые на заводах Союззолота и Союзэкскавации.

Рис. 201. Гидромонитор типа «Хэнди».

Гидромонитор типа «Хэнди» (рис. 201) состоит из ствола 1, насадки 2, шарового шарнира с парой фланцев и кожаной прокладкой между ними 3, верхнего колена 4, нижнего колена 5. Управление гидромонитором производится при помощи водила 7 с контргрузом 8 на конце.
На рис. 201 показан гидромонитор типа «Хэнди» со стяжным болтом 6, стягивающим верхнее колено с нижним.

Гидромонитор типа «Хэнди» без стяжного болта показан на рис. 202. Гидромониторы без стяжного болта имеют несколько больший вес, чем гидромониторы со стяжным болтом, однако такие гидромониторы легче поворачивать.

Рис. 202. Гидромонитор типа «Хэнди» без стяжного болта.

Гидромониторы характеризуются диаметром входного патрубка и диаметром насадки. Расход воды гидромонитором измеряется в литрах, выбрасываемых в 1 сек., и зависит от диаметра насадки и напора воды на выходе.

В табл. 75 дается расход воды гидромониторами при различных насадках и напорах.

Таблица. 75. Расход воды гидромониторами при разных напорах и насадках в л/сек.

Необходимый напор воды при выходе из гидромонитора и потребность воды для размыва единицы объема грунта (удельный расход воды) зависят от свойств грунта (размываемости его), расстояния от гидромонитора до стенки забоя, характера и способа производства работ.

Размываемость грунта зависит от его строения. Для разрушения несцементированного песчаного грунта при близких расстояниях гидромонитора от забоя достаточен напор у насадки в 1 — 2 aтm. Примеси глины увеличивают сцепление, отчего потребные для размыва напоры повышаются, достигая для глинистых грунтов 10 aтm. а в чистых глинах и значительно более.

Расстояние от гидромонитора до забоя влияет на силу удара струи.

Для размыва грунта необходима определенная сила удара струи в грунт, создаваемая напором. Если гидромонитор отодвигается от забоя, сила удара уменьшается и для сохранения необходимой силы удара струи требуется больший напор. Так как по условиям техники безопасности рас¬стояние между гидромонитором и забоем принимается в 1,0—1,5 высоты забоя, то при высоких забоях расстояние от гидромонитора до стенки забоя увеличивается, а следовательно и напор также должен увеличиваться. Напор на вылете струи может быть измерен манометром, поставленным у входа в насадку. Принято измерять напор в метрах водяного столба или в атмосферах. 1 aтm давления по манометру равна давлению 10 вод. ст.

Потребные для размыва грунтов при разной высоте забоя напоры струи даются в табл., 76.

Характер и способ производства работ также влияют на величину необходимого напора. В гидромеханизации различаются два основных способа разработки абоя: с подбоем стенки забоя и путем «смыва сверху вниз».

Таблица. 76. Напор, потребный для различных грунтов, в м.

В большинстве случаев применяется работа с подбоем (рис. 203). При этом происходит обрушение нависшей части грунта и как следствие — распад грунта, облегчающий дальнейший размыв его. Обрушенная и разрыхленная масса грунта размывается и стекает в виде гидромассы (пульпы) по подошве забоя к лоткам. Подбой производится ударом струи «в лоб» и требует струи значительной силы. В целях повышения эффективности работы для подбоя следует иметь гидромониторы высокого давления с насадками малого диаметра и, наоборот, для размыва обрушенного грунта, а также при работе «смывом сверху вниз» необходимо применять гидромониторы меньшего давления с насадками большего диаметра.

Рис. 203. Последовательность гидромеханической разработки подбоем.

При применении метода размыва сверху вниз располагают гидромониторы и трубопроводы по верху забоя. При этом способе сначала размывается глубокая траншея до подошвы забоя, а затем разрабатываются ее стенки. Удобства этого способа работы заключаются в следующем: 1) гидромониторы и трубы располагаются на сухом месте и 2) гидромасса легко стекает по крутому уклону, подталкиваемая сверху струей гидромонитора.

Недостатки этого способа: 1) работа в начальный момент должна производиться с повышенным расходом воды; 2) подрезанный в стенках траншеи грунт, обрушаясь, удаляется от струи, а не приближается к ней, что снижает эффект ее размывающего действия; 3) после разработки одной полосы забоя нужно промывать новую траншею (работа с повышенным расходом воды); 4) невыгодна разработка плотных грунтов из-за трудности размыва не разрыхленного грунта даже и в том случае, когда разрабатывается рыхлый грунт, но при наличии в верхней части забоя пласта плотного грунта толщиной 1 — 2 м. По всем этим причинам работа «сверху вниз» применяется лишь в исключительных случаях и на подготовительных работах для образования удобного забоя, когда другой способ работы невозможен. Количество воды, расходуемой на разработку 1 м3 грунта, зависит от характера размываемого грунта, от фильтрационных свойств подошвы забоя и от устройства канав и лотков, по которым транспортируется гидромасса в забое. Количество воды для размыва грунта не всегда соответствует количеству, потребному для его транспорта, и наоборот. Так, мелкопесчаные несцементированные грунты размываются при расходе 1,5 — 2,5 м3 воды на 1 м3 грунта, а транспортируются в зависимости от уклона при расходе 4 — 6 м3 воды на 1 м3 грунта. Суглинки слабые размываются при расходе 4—6 м3 воды на 1 м3 грунта, а транспортируются при 3 — 5 м3 воды на 1 м3 грунта. Плотные суглинки размываются при расходе 9 — 12 м3 воды на 1 м3 грунта, в то время как для транспорта их достаточно расходовать 3 — 5 м3 воды. Такое положение заставляет назначать норму расхода воды по большей цифре, т. е. для песков — из условий транспорта грунта, а для суглинков и глин — из условий размыва грунта. Для приблизительного определения количества воды, потребного для разработки и транспортировки грунтов, можно пользоваться табл. 77.

Таблица. 77. Расход воды на размыв и транспорт 1 м3 грунта.