Введение. 
Гидромеханизация землянных работ

Важнейшими народнохозяйственными задачами, стоящими перед транспортными строителями, являются: снижение стоимости производимых ими работ, сокращение трудовых затрат и внедрение ресурсосберегающих технологий. гидромеханизация карьер грунт земляной Этим требованиям в полной мере отвечает гидромеханизация как один из эффективных и высокопроизводительных способов комплексной механизации земляных работ. Гидромеханизация обеспечивает ускорение и повышение эффективности транспортного строительства, благодаря чему находит все более широкое применение при производстве земляных работ.

Гидромеханизированный способ производства земляных работ применяется в транспортном строительстве с 1934 года. За это время гидромеханизация неизмеримо выросла, получила динамическое развитие и превратилась в крупное высокомеханизированное производство. Достигнута полная механизация работ, созданы новые высокоэффективные машины и механизмы, применяемые в этой области, модернизируются старые образцы, внедряются более совершенные технологические схемы возведения земляного полотна железных и автомобильных дорог.

Гидромеханизация и область ее применения

Преимущества, методы, область применения гидромеханизации земляных работ

Гидромеханизация — один из способов комплексной механизации земляных, горных и других работ, при котором все или основная часть технологических процессов осуществляются движущимся потоком воды.

Гидромеханизация является одним из наиболее прогрессивных и эффективных способов производства земляных работ. Эффективность этого способа заложена в самой его сущности — в едином неразрывном технологическом процессе объединены разработка, транспортирование и укладка грунта. Трудозатраты на наиболее трудоемкой операции для сухоройного способа — транспортировке грунта, ничтожно малы, а, следовательно, достигается более высокая по сравнению с сухоройным способом производительность труда. В свою очередь, гидравлическая укладка грунта обеспечивает необходимую плотность его в сооружении без дополнительных трудовых затрат и уплотняющих средств, а в сочетании с возможностью попутного отмыва глинистых частиц вместе с отработанной водой позволяет получить земляное полотно очень высокого качества. При этом стоимость гидромеханизированных работ значительно ниже традиционного способа возведения земляного полотна с использованием экскаваторных модулей.

Кроме вышеуказанных, для гидромеханизации характерны следующие преимущества:

• 1. Простота по устройству и эксплуатации основного (землесосного) оборудования.
• 2. Более низкая энергоемкость с пересчетом на условное топливо.
• 3. Ускоренный процесс осадки сооружения на слабом основании благодаря более высоким нагрузкам в процессе намыва.
• 4. Возможность попутного, в процессе укладки, фракционирования грунта за счет естественного разделения, что можно использовать при возведении намывных плотин, и что позволяет разложить грунт в теле плотины по крупности частиц так, как этого требует ее конструкция, и возводить плотины с ядром или оградительные дамбы.
• 5. Возможность подачи грунта с большой интенсивностью на ограниченные по площади и труднодоступные для автотранспорта участки сооружений, например в узкие каньоны, пазухи сооружений и др.
• 6. Возможность концентрации на одном земснаряде электропривода большой мощности в сочетании с высокопроизводительным землесосом позволяет выполнять очень большие объемы работ в короткие сроки.
• 7. При добыче нерудных строительных материалов в едином технологическом процессе производится разработка, транспортирование, фракционирование с использованием гидроклассифицирующих аппаратов и укладка грунта в штабель.
• 8. Возможность применения комбинированного способа, когда разработка грунта с загрузкой его в шлюзовые аппараты осуществляется сухоройным способом, а дальнейшее транспортирование и укладка — водой.
• 9. Не требуется строительства подъездных автодорог от карьеров к месту возведения сооружения.
• 10. Значительное снижение отвода площадей под карьеры за счет глубины их отработки.
• 11. Возможность применения в необжитых, труднодоступных районах при отсутствии дорог и коммуникаций. В отдельных случаях гидромеханизация является единственно возможным способом работы.

Наиболее полно преимущество гидромеханизации по сравнению с сухоройным 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 сухоройным способом, располагались на повышенных участках местности покрытой лесом и были значительно удалены от мест укладки грунта (на 5…50 километров). Кроме того, для их закладки требовался отвод больших площадей из-за незначительной мощности слоя. На первом этапе освоения нефтяных месторождений Среднего Приобья (60-е — начало 70-х годов) 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 с высоким качеством внутрипромысловой дороги и площадки кустового бурения на Солкинском месторождении в 1972 году положил начало широкому применению гидромеханизации при освоении Западно-Сибирского нефтегазового комплекса.

Различают три метода гидромеханизированных работ: гидромониторный, землесосный и комбинированный.

Гидромониторный метод производства работ в надводном забое имеет два технологических варианта:

• — разработка грунта гидромониторно-насосными установками с самотечным (безнапорным) гидротранспортированием пульпы к месту укладки грунта (применяется при наличии необходимых уклонов для создания требуемой скорости движения пульпы);
• — разработка грунта гидромониторно-насосно-землесосными установками с принудительным (напорным) гидротранспортированием пульпы к месту укладки грунта.

Землесосный метод производства работ состоит в подводной разработке грунта и гидротранспортировании пульпы плавучими землесосными снарядами к месту укладки грунта.

Комбинированный метод производства работ заключается в разработке и рыхлении грунта сухоройными машинами и самотечном или напорном гидротранспортировании пульпы к месту укладки грунта.

Наиболее распространенным и эффективным из вышеперечисленных методов является землесосный.

В практике гидромеханизации земляных работ применяют две основные схемы водоснабжения: прямое и с оборотом воды.

Прямое водоснабжение гидромониторных и землесосных работ возможно в тех случаях, когда источник питания водой (какой-либо водоем) имеет дебит, существенно превышающий расход воды, необходимый для нормальной работы средств гидромеханизации. Прямое водоснабжение дополняют устройством прудов-отстойников для осветления отработанной воды перед сбросом ее в реку или другой водоем. При сбросе воды в местные водоемы необходимо руководствоваться Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами.

Водоснабжение с оборотом воды применяют при недостаточном дебите источника питания. В этих случаях отработанная вода из водоемов-отстойников насосами подается обратно в гидромониторный забой или в разрабатываемый земснарядами карьер.

Гидромеханизация широко применяется в народном хозяйстве. В транспортном строительстве данный способ используется для разработки выемок и намыва насыпей земляного полотна железных и автомобильных дорог, особенно на подходах к мостам, намыва дамб, регуляционных сооружений, площадок при строительстве аэродромов, для производства дноуглубительных работ, добычи балласта, песка, гравия, производства вскрышных работ и т. д.