Файл: Бородулин, Я. Ф. Дноуглубительный флот и дноуглубительные работы учебник.pdf

На эффективную работу землесоса оказывает влияние консистен­ ция пульпы, поступающей в трюм. Для предотвращения поступления в трюм пульпы малой консистенции в напорном грунтопроводе уста­ навливают специальное устройство — автосброс жидкой пульпы.

Одним из способов повышения производительности самоотвозного землесоса является внедрение безотвозного метода работы, при котором пульпа разбрызгивается на некотором расстоянии от землесоса, а ча­ стицы грунта уносятся течением за пределы канала. Этот метод при­ меним при работе землесоса на участках, где имеется течение. При переоборудовании землесоса на работу безотвозным методом его на­ порный грунтопровод снабжается разбрызгивающим устройством, разделяющим поток пульпы на отдельные струйки (брызги).

Рефулирование грунта самоотвозными землесосами на береговую или подводную свалки позволяет расширить диапазон их использова­ ния. Для этого при выполнении модернизационных работ землесос снабжается устройством, позволяющим осуществить забор грунта из грунтового трюма собственной насосной установкой и грунтопрово­ дом для соединения судового напорного грунтопровода с береговым или плавучим.

Оперативные лебедки якорных землесосов оказывают большое влияние на эффективность работы, так как они непосредственно влияют на непрерывность грунтозабора. При осуществлении модернизацион­ ных работ их тяговое усилие и диапазон изменения скорости приводят­ ся в соответствие с требованиями эксплуатации. Модернизируют обыч­ но привод, канатоукладчик, муфту свободного хода и систему управ­ ления.

Непременной частью модернизационных работ является оснащение землесосов современными контрольно-измерительными приборами.

§ 86. Модернизация рабочих устройств черпаковых снарядов

Модернизация рабочих устройств черпаковых снарядов позволяет повысить производительность, а также приспособить их для более эффективной работы на различных грунтах.

Ч е р п а к о в ы е у с т р о й с т в а . При модернизации черпа­ кового устройства усовершенствуют не только привод, но и все элемен­ ты черпаковой цепи. Исследования показали, что почти на всех сна­ рядах привод имеет резерв мощности, поэтому при модернизации увеличивается скорость вращения верхнего черпакового барабана за счет уменьшения передаточного отношения от привода к барабану.

Модернизация привода на землечерпательнице «Нева-1» позволила увеличить ее производительность на 11,7%.

Другим способом увеличения производительности и возможности разрабатывать тяжелые грунты является замена обычной черпаковой

250

снабжают сменной черпаковой цепью, имеющей черпаки большей ем­ кости (для работы на легких или средних грунтах), чем черпаки основ­ ной цепи.

Замена черпаков литой конструкции литосварными или сварными, имеющими меньший вес, позволяет увеличить их емкость и, следова­

верхнего черпакового барабана возможно повысить производительность снаряда и равномерность движения черпаковой цепи.

При замене нижних пятиили шестигранных барабанов круглыми, как показывает опыт управления «Черазморпуть», уменьшает износ нижних барабанов.

При выполнении модернизационных работ большое внимание сле­ дует уделять созданию износоустойчивой конструкции верхнего бара­ бана и герметичной конструкции подшипников нижнего черпакового барабана.

Д е т а л и ч е р п а к о в о й ц е п и . При движении черпаковой цепи опорная поверхность майонов интенсивно изнашивается. При модернизации увеличивается площадь опорной поверхности.

Замена кованых черпаковых штырей и втулок механически обрабо­ танными позволяет уменьшить их износ.

Заслуживает внимание применение плавающей конструкции шты­ рей, облегчающей их изготовление и дающей равномерный износ.

Для уменьшения износа деталей черпаковой цепи в целом необхо­

износа катушек покрывать их резиной или изготовлять целиком из резины. Для повышения надежности работы подшипников следует применять герметичные конструкции, препятствующие попаданию

снарядах зубчатые колеса передачи, имеющие литые зубья, при вы­ полнении модернизационных работ заменяют зубчатыми стальными колесами с механически обработанными шевронными или косыми зу­

снаряда грунтоотводные лотки и перекидной клапан подвергаются ин­ тенсивному износу, поэтому при модернизации для их защиты устанав­ ливают дублирующие листы.

251

Часть вторая

Дноуглубительные работы

РАЗРАБОТКА ГРУНТОВ

Г л а в а XIX

ГРУНТЫ, РАЗРАБАТЫВАЕМЫЕ МОРСКИМИ СНАРЯДАМИ

§ 87. Свойства и классификация грунтов

В зависимости от физико-механических свойств природные грунты классифицируются по трудности разработки грунтодобывающими зем­ снарядами (и разгрузки шаландоразгружателями) на семь групп.

Классификацией грунтов, в основу которой положены данные изы­ сканий, полевых и лабораторных исследований, учитывают следующие основные физико-механические свойства грунтов: гранулометрический состав; прочность (плотность, консистенция грунта в условиях есте­ ственного залегания); прилипаемость.

Гранулометрический состав и прилипаемость определяются лабора­ торным путем. Прочность грунта оценивается либо косвенным образом по показателям плотности (консистенции), определяемым также в ла­ боратории, либо путем динамического зондирования грунта в естест­ венных условиях на участках предстоящих дноуглубительных работ.

Классификацией предусмотрены следующие виды грунтов: связ­ ные, малосвязные и несвязные.

С в я з н ы м и называются грунты с пластичной связью между ча­ стицами. К ним относятся глины, суглинки и те разновидности илов, которые при извлечении их земснарядами сохраняют в некоторой сте­ пени агрегатное состояние (комья, глыбы, грунтовую стружку и т. п.). Зерновой (гранулометрический) состав связных грунтов характери­ зуется преобладанием глинистых частиц размером меньше 0,005 мм, илистых — 0,005—0,01 мм и пылеватых — 0,01—0,05 мм.

Физическое состояние связных грунтов характеризуется консис­ тенцией, под которой понимается степень подвижности частиц грунта под воздействием внешних деформирующих усилий при различной влажности.

В зависимости от влажности связного грунта различают три ос­ новные формы консистенции: твердую, пластичную и текучую. Кон­ систенция является свойством, в основном определяющим трудность разработки земснарядами связных грунтов. Поэтому для суждения о степени трудности разработки данного грунта земснарядами прежде всего необходимо определить, в каком физическом состоянии (конси­ стенции) находится грунт в условиях естественного залегания.

252

Формы консистенции грунтов определяют путем сопоставления их естественной влажности с влажностями на верхней и нижней границах пластичности.

Характеристикой консистенции грунта принят коэффициент кон­ систенции Ки

теризуются отрицательным показателем консистенции и пределом прочности при сжатии до 2 кгс/см2.

Кроме глин и суглинков, к связным грунтам относятся и некоторые разновидности морских илов. Илами называются морские отложения, имеющие в момент извлечения из воды темный, почти черный, цвет, слабоуплотненные, обладающие высокой влажностью. Физико-меха­ нические свойства илов характеризуются рядом особенностей, отли­ чающих их от других разновидностей связных грунтов.

Гранулометрический состав илов очень разнообразен. Содержание глинистых частиц (размером меньше 0,005 мм), определяющее при­ надлежность грунта к данному гранулометрическому классу, встре­ чается в илах в количестве 0—40% и более. Характерным для грануло­ метрического состава илов является содержание более 50% пылеватоилистых фракций (0,05—0,005 мм).

При нормировании работ ил должен обозначаться номером того класса, которому соответствует его фактический гранулометрический состав, например, при содержании в иле глинистых частиц (меньше 0,005 мм) больше 30% — IV класс, 10—30%—V, 3—10%— IV. По фактическому состоянию в условиях естественного залегания разли­ чают две разновидности илов — структурные и неструктурные. К струк­ турным относятся текучие илы, у которых /Ск > 1 и которые обладают структурными связями.

Наличие структурности устанавливается по следующему техноло­ гическому признаку: при извлечении черпаковыми снарядами струк­ турных илов наполнение черпаков грунтом обычно больше их водо-

253

вместимости (шапкой). При этом излишек грунта, благодаря структур­ ным связям, не сливается.

При большом наполнении черпаков грунтом со слабым сопротив­ лением срезыванию обеспечивается высокая производительность черпа­ ковых снарядов при разработке структурных илов. Неструктурные илы не способны заполнять черпаки больше их водовместимости, легко

Учитывая, что при дноуглублении в основном встречаются пески подводного залегания и термин «рыхлое состояние» не совсем точно характеризует физическое состояние неслежавшихся наносных пе­ сков, пески с /Сп < 0,30 обозначаются как «Пески слабой плотности».

Физическое состояние гальки и гравия классификацией грунта не регламентируется. Эти грунты относят к группам по трудности разработки на основании данных об их гранулометрическом составе.

М а л о с в я з н ы м и называются грунты со слабой связью между частицами. К ним относятся супеси и илы, имеющие слабые структур­ ные связи. Гранулометрический состав малосвязных грунтов харак­ теризуется небольшим (3—10%) содержанием глинистых частиц и пре­ обладанием либо пылевато-илистых, либо мелкопесчаных частиц.

Физическое состояние малосвязных грунтов может характеризо­ ваться показателями консистенции {Кк), если в гранулометрическом составе преобладают пылевато-илистые частицы, или показателями плотности (Кп), при преобладании песчаных фракций.

254

По гранулометрическому составу грунты разделяются на классы в зависимости от процентного содержания и соотношения частиц раз­ личной крупности (табл. 5).

Связные грунты (глины, суглинки) твердой консистенции могут быть отнесены к V I группе по трудности разработки на основании одного из двух показателей: коэффициента консистенции в интервале значений от 0,0 до минус 0,5 или предела прочности при одноосном

Необходимо отдельно остановиться на разновидностях малосвяз­ ных и несвязных грунтов, обладающих некоторыми технологическими свойствами, затрудняющими разработку их черпаковыми снарядами. В практике дноуглубительных работ встречаются случаи, когда при разработке плывунных песков и илистых грунтов с показателем плот­ ности Кп — 0,61 -f- 0,80 наблюдается явление «присоса» черпаков к грунту. Это проявляется в резком возрастании усилий на отделение черпаков от массива грунта, черпаковая цепь работает рывками, ско­ рость ее движения и наполнения черпаков уменьшаются. «Присос» черпаков вызывается, по-видимому, образованием вакуума между стенками черпака и плоскостью среза грунта.

Прочность грунтов характеризуется показателями, полученными: при полевых исследованиях — величиной сопротивления внедре­ нию зонда; при лабораторных исследованиях: для несвязных (песча­ ных) грунтов — коэффициентом плотности в условиях естественного залегания и для связных (глинистых) грунтов — коэффициентом кон­

систенции для тех же условий.

В качестве показателя прилипаемости связных грунтов принята сила прилипания грунта (г/см2), определяемая экспериментальным путем.

§88. Определение свойств грунта

впроизводственных (полевых)

и лабораторных условиях

Необходимость определения свойств грунта возникает, как прави­ ло, в связи с предстоящими капитальными дноуглубительными рабо­ тами. Точность этого определения позволяет сделать правильный вы­ бор типа земснаряда, обоснованно установить его производительность, определить стоимость и сроки выполнения дноуглубительных работ.

Определение свойств грунта в производственных условиях. Разра­ ботанная в лаборатории дноуглубления центрального научно-исследо-

255