содержание .. 1 2 3 4 ..
РД 31.74.08-94 ТЕХНИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ МОРСКИХ ДНОУГЛУБИТЕЛЬНЫХ РАБОТ (1994 год) - часть 3
что обеспечивает максимальную производительность грунтовых насосов по грунту, при этом необходимо
стремиться, чтобы величина вакуума была близка к нулевому значению. При высоком вакууме может
возникнуть кавитация, сопровождающаяся вибрацией и характерными стуками в грунтовом насосе, которая
приводит к повышенному износу деталей грунтовых насосов, к резкому снижению расхода или к срыву
процесса всасывания.
3.1.9.1. Наиболее часто явление кавитации наблюдается при разработке илистых грунтов, рыхлых
крупнозернистых и песков средней крупности, а также при разработке плотных пылеватых песков от явления
присоса грунтоприемника к грунту.
3.1.9.2. Для предотвращения явления кавитации на илистых грунтах и рыхлых песках необходимо в
полость грунтоприемника подать больше воды, что достигается путем приоткрытия предохранительного
клапана, установленного на грунтоприемнике.
3.1.9.3. Предотвращение процесса кавитации при разработке плотных мелких и пылеватых песков
достигается путем снижения давления грунтоприемника на грунт.
3.1.9.4. Рекомендуемые консистенции смеси, при которых обеспечивается нормальная работа
грунтового насоса и высокая производительность, приведены в табл. 14, 15.
Таблица 14
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ОБЪЕМНЫЕ КОНСИСТЕНЦИИ СМЕСИ
Группа грунта
Гранулометрический класс грунта
по трудности
разработки
(IV - VI), IV, V, VI
IIIп
IIIм
IIIрс
IIIк
1
0,4...0,5
-
-
-
-
2
0,30
0,15
0,18
0,20
0,25
3
0,25
0,10
0,12
0,15
0,20
4
-
0,08
0,10
0,10
0,15
Таблица 15
РЕКОМЕНДУЕМЫЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ КОНСИСТЕНЦИИ СМЕСИ
Группа грунта
Гранулометрический класс грунта
по трудности
разработки
(IV - VI), IV, V, VI
IIIп
IIIм
IIIрс
IIIк
1
0,125
-
-
-
-
2
0,12
0,064
0,072
0,097
0,012
3
0,10
0,053
0,063
0,082
0,012
4
-
0,040
0,054
0,065
0,087
Примечание. При использовании гидроразрыхлителя необходимо консистенцию смеси, приведенную в
табл. 14 и 15, на грунтах 3 и 4 группы по трудности разработки умножить на коэффициент 1,5.
3.1.9.5. Действительная объемная консистенция смеси рассчитывается по зависимости:
ро
- ро
см
в
С
= ----------,
(48)
о
ро
- ро
о
в
где:
ро
- плотность смеси, т/куб. м;
см
ро
- плотность воды, т/куб. м;
в
ро
- удельная плотность грунта, т/куб. м.
о
Средняя удельная плотность песков составляет 2,65 т/куб. м; средняя удельная плотность суглинков и
глин - 2,70 т/куб. м.
3.1.9.6. Для удобства перехода к объему грунта в состоянии естественного залегания вводится понятие
объемной консистенции смеси, которая рассчитывается по зависимости:
ро
- ро
см
в
ро = ----------,
(49)
ро
- ро
гр
в
где ро
- плотность
грунта
в
состоянии
естественного
гр
залегания, т/куб. м.
ро
- ро
о
в
ро = С
----------,
(50)
о ро
- ро
гр
в
для песков:
1,65С
о
ро = ----------,
(51)
ро
- ро
гр
в
для суглинков, глин:
1,73С
о
ро = ----------.
(52)
ро
- ро
гр
в
При измерении консистенции смеси установленными на землесосах консистометрами
необходимо
учитывать, какая плотность грунта устанавливается на консистометре, согласно инструкции по эксплуатации
консистометра.
3.1.10. Разработка прорези выполняется послойно, заглубление грунтоприемника в грунт не должно
превышать 0,5 м во избежание образования валов вдоль разрабатываемой траншеи.
3.1.11. Разработка прорези может выполняться методом "копирования поверхности дна", когда
грунтоприемник в процессе разработки повторяет все неровности поверхности дна, срезая стружку одинаковой
толщины на всей протяженности участка, и методом послойной разработки со строгой фиксацией глубины
грунтозабора на всей протяженности участка.
3.1.11.1. При способе "копирования поверхности дна" обеспечивается постоянная устойчивая
консистенция поступающей в трюм смеси на всем протяжении разрабатываемого участка, указанный способ
рекомендуется использовать при неравномерном распределении наносов или разрабатываемого грунта по
длине участка.
Для обеспечения движения грунтоприемника по поверхности дна, повторяя рельеф, необходимо
использовать пневмогидрокомпенсаторы. Для предотвращения значительных переборов во впадинах
необходимо ограничивать величину хода штока вниз с учетом того, что величина опускания грунтоприемника
под действием хода штока пневмогидрокомпенсатора равна двойной величине опускания штока.
При равномерном слое разрабатываемого грунта по длине прорези и отсутствии волнения
рекомендуется разработку выполнять без использования пневмогидрокомпенсаторов. Это обеспечивает
создание горизонтальной поверхности дна после разработки по длине прорези, ограничение величины
переборов по глубине.
При значительной неравномерности разрабатываемого слоя работа с фиксированным по глубине
положением грунтоприемника приводит к большим колебаниям консистенции смеси в процессе грунтозабора.
3.1.12. Для уменьшения заносимости разработанной прорези просорами, имеющими место в процессе
работы самоотвозных землесосов, разработку рекомендуется начинать с береговой (прибрежной) зоны, с
мелкой части участка, продвигаясь к более глубокой части прорези.
3.1.13. При наличии большой неравномерности разрабатываемого слоя по ширине прорези разработка
может выполняться слоями, параллельными фактической поверхности дна, или горизонтальными слоями (рис.
10). При первом методе разработки ширина разрабатываемой прорези по мере снятия слоев уменьшается, во
втором - увеличивается.
При разработке параллельными наклонными слоями глубина опускания грунтоприемников при
проработках у бровок изменяется.
При разработке горизонтальными слоями слой разрабатывается при одной и той же глубине опускания
грунтоприемников.
3.1.13.1. При нахождении больших слоев наносов у бровок прорези, в первую очередь, ведутся
разработки у бровок.
3.1.13.2. Подрезка бровок канала при увеличении его ширины может производиться путем создания
вдоль существующих бровок траншей с глубинами, превышающими проектную глубину (рис. 11).
Сползающий в траншею грунт с бровок в период формирования откоса забирается периодически
самоотвозным землесосом.
Глубина траншеи относительно проектной глубины прорези определяется по зависимости:
ДЕЛЬТА В
h
= --------,
(53)
тр
m
где:
ДЕЛЬТА В - уширение канала с одной стороны, м;
m - величина коэффициента естественного откоса грунта.
3.1.14. Для предотвращения образования глубоких траншей, затрудняющих выработку прорези до
проектной отметки, при разработке грунтов, длительное время удерживающих крутой откос, рекомендуется
использовать грунтоприемники с гидропланирующим устройством и чередовать параллельные и
диагональные галсы (рис. 12).
3.1.15. Длина галсов и их количество определяется длиной участка, продолжительностью погрузки
трюма и распределением наносов по длине участка.
Не рекомендуется длину галса принимать менее величины, приведенной в табл. 1. Количество галсов
должно быть целым числом.
При расположении отвала грунта с одного конца участка количество галсов должно быть четным, при
расположении отвалов грунта с обоих концов участка количество галсов может быть нечетным.
Общее количество галсов в первом приближении может быть рассчитано по зависимости:
n
= 1,7t
,
(54)
гал
тр
где t
- нормативная продолжительность погрузки трюма, ч.
тр
Длина галса разрабатываемого участка может быть определена по
зависимости:
l
= 0,6V
,
(55)
гал
ср
где V
- скорость землесоса при грунтозаборе, км/с.
ср
3.1.15.1. Если разрабатываемый грунт находится на прорези в
виде отдельных пятен, количество галсов увеличивается и может быть
определено по зависимости:
n
= К
n
,
(56)
гал
нер гал
где К
-
коэффициент,
учитывающий
неравномерность
нер
разрабатываемого
слоя по
длине прорези; рассчитывается как
отношение длины участка к сумме длин пятен вдоль одной бровки
(рис. 13).
3.1.16. Контроль за положением грунтоприемников и глубиной их опускания производится по модели
положения всасывающих трубопроводов и индикаторам. На землесосах, где глубина опускания
грунтоприемника определяется по длине вытравленного троса, необходимо учитывать поправку на изменение
осадки землесоса, величина которой при бортовых волочащихся грунтоприемниках равна изменению средней
осадки землесоса. При кормовом расположении всасывающего трубопровода величина поправки
рассчитывается по зависимости:
ДЕЛЬТА Н
= -(ДЕЛЬТА Н
+/- 0,017 альфа ),
(57)
тр
ср
д
где:
ДЕЛЬТА Н
- изменение средней осадки землесоса, м;
ср
альфа
- угол дифферента землесоса, принимается знак
(+) при
д
дифференте на корму и знак (-) при дифференте на нос, град.
3.2. Погрузка грунта в трюм землесоса
3.2.1. Погрузка грунта в трюм землесоса происходит путем накопления части частиц грунта из
поступающей в трюм смеси.
Количество осевших частиц зависит от среднего диаметра частицы и консистенции поступающей в трюм
смеси. Не осевшие частицы уходят в перелив за борт.
3.2.1.1. Погрузку трюма при разработке всех видов грунта рекомендуется начинать при верхнем уровне
перелива с последующим снижением уровня перелива по мере накопления грунта в трюме.
3.2.1.2. При разработках илов, суглинков и глин текучей консистенции погрузка трюма производится при
верхнем уровне перелива, так как основная масса грунта находится во взвешенном состоянии.
Осаждение частиц из-за их малого размера (в среднем 0,08 мм) происходит очень медленно, а
турбулентность потока в трюме дополнительно замедляет осаждение частиц.
3.2.1.3. При разработке супесей и пылеватых песков происходит осаждение и накопление осадка в
трюме.
Однако значительная его часть остается во взвешенном состоянии, поэтому загрузку трюма следует
заканчивать при среднем уровне перелива.
3.2.1.4. Мелкие, средней крупности и крупные пески хорошо осаждаются в трюме, для наиболее полного
использования грузоподъемности землесоса погрузку трюма при разработке этих грунтов следует заканчивать
при нижнем уровне перелива.
3.2.2. Объем погруженного в трюм грунта выражается в объеме в состоянии естественного его залегания
и определяется по зависимости:
ро
- ро
m
в
W
= W
---------,
(58)
гр
тр ро
- ро
е
в
где:
W
-
объем груза в трюме, куб. м, принимается равным
тр
вместимости трюма при уровне перелива, на котором была закончена
погрузка трюма;
ро
- плотность груза в трюме, т/куб. м, определяется как
m
отношение приращения водоизмещения землесоса до и после погрузки к
объему груза;
ро
- плотность грунта в состоянии естественного залегания,
е
т/куб. м;
ро
- плотность воды, т/куб. м.
в
Для обеспечения равномерной загрузки трюма погрузку необходимо производить через все лотки
разливного устройства.
3.2.3. Под кормой загрузки трюма следует понимать объем грунта в состоянии естественного залегания,
погруженного в трюм, при котором максимально или полностью используется грузоподъемность землесоса.
Для достижения этого условия окончание погрузки трюма должно производиться при условиях перелива,
указанных в табл. 16.
Таблица 16
УРОВНИ ПЕРЕЛИВА
Наименование разрабатываемого
Уровень перелива, при котором
грунта
заканчивается погрузка трюма
Илы, суглинки и глины текучие
Верхний
Супеси, пылеватые пески
Средний
Пески мелкие, средней крупности,
Нижний
крупные, гравилистые, гравий,
галька, ракушечниковые
3.2.4. Расчетная норма загрузки трюма определяется по зависимости:
для илов, суглинков и глин текучих:
н
в
W
= 0,2W
/ ро
- ро ,
(59)
тр
е
в
в
где W
- максимальная вместимость трюма на верхнем уровне
тр
перелива, куб. м;
для супесей, пылеватых песков:
н
с
W
= 0,4W
/ ро
- ро ,
(60)
тр
е
в
с
где W
- вместимость трюма при среднем уровне перелива,
тр
куб. м;
для песков мелких, средней крупности, крупных, гравилистых,
гравия, гальки, ракушечниковых:
н
К
W
Н
тр тр
W
= ---------,
(61)
ро
- ро
е
в
где:
н
W
- вместимость трюма на нижнем уровне перелива;
тр
К
- коэффициент использования вместимости трюма, который
тр
равен
для
крупных и гравилистых песков, гравия, гальки и
ракушечниковых грунтов К
= 1,03, для песков средней крупности
тр
К
= 0,95, для мелких песков К
= 0,9.
тр
тр
3.2.4.1. У землесосов с плавной регулировкой уровня перелива при расчете нормы загрузки трюма для
супесей и пылеватых песков вместимость трюма следует принимать равной 0,9 максимальной вместимости на
верхнем уровне перелива.
3.3. Продолжительность грунтозабора
3.3.1. Расчетная продолжительность грунтозабора при равномерном разрабатываемом слое по длине
прорези рассчитывается по зависимости:
н
ро
- ро
W
е
в
t
= --------- ---------,
(62)
гр
Q
С К ро
- ро
см о а
о
в
где:
н
W
- норма загрузки трюма, куб. м;
Q
- расход грунтовых
насосов
по
смеси,
куб. м/ч,
см
рассчитываемый по зависимости:
Q
= Q
(1 - 2,5С ),
(63)
см
в
о
где:
Q
- расход грунтовых насосов по воде, куб. м/ч;
в
С
-
действительная
объемная
консистенция
смеси,
о
рассчитываемая по зависимости:
ро
- ро
см
в
С
= ----------,
(64)
о
ро
- ро
о
в
где:
ро
- плотность смеси, т/куб. м;
см
ро
- удельная плотность грунта, т/куб. м;
о
ро
- плотность воды, т/куб. м;
в
К
- коэффициент, учитывающий аккумуляцию грунта в трюме;
а
ро
- плотность грунта в естественном состоянии, т/куб. м.
е
3.3.1.1. Удельная плотность грунта принимается для песков
ро
=
2,65 т/куб. м; для глин, гальки и гравия ро
= 2,73
о
о
т/куб. м.
3.3.1.2. Средние значения консистенций смеси, принимаемые при расчете продолжительности погрузки
трюма, приведены в Приложении 1 табл. П.1.2.
Значения коэффициентов аккумуляции для разных видов грунтов приведены в табл. 17.
Таблица 17
ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ АККУМУЛЯЦИИ ГРУНТОВ
Наименование грунтов
Коэффициент аккумуляции
Глины, суглинки текучие, илы
0,15...0,20
Супеси и пески пылеватые
0,30...0,40
Пески мелкие, илы с ракушей
0,40...0,60
Пески средней крупности
0,60...0,75
Пески крупные
0,75...0,85
Пески гравилистые, гравий, гальки
0,85...0,95
3.3.2. Для достижения расчетной продолжительности погрузки трюма необходимо в течение всей
погрузки и особенно в конце погрузки поддерживать максимальную для данных грунтов консистенцию смеси.
Необходимо учитывать, что при снижении консистенции смеси, поступающей в трюм, увеличиваются расходы
грунтовых насосов, что приводит к размыву осевшего грунта.
Для предотвращения размыва грунта в трюме обедненную смесь необходимо сбрасывать за борт,
используя существующую автоматику.
3.3.2.1. Система автоматического сброса обедненной смеси за борт должна срабатывать при плотности
смеси менее 1,05 т/куб. м (действительная объемная консистенция равна 0,04).
3.3.2.2. При разработке плотных супесей, пылеватых и мелких песков необходимо использовать
гидроразрыхлитель, при наличии двух комплектов сопел необходимо установить сопла с большим диаметром
отверстия.
3.3.2.3. Скорость движения землесоса при использовании гидроразрыхлителя должна быть снижена по
сравнению с рекомендуемой, приведенной в табл. 13, на 20...25%.
3.3.2.4. При отсутствии системы гидроразрыхления, а также и при ее наличии, рекомендуется на решетку
поворотной части грунтоприемника устанавливать плунжерные рыхлители.
3.3.2.5. При наличии эжекционных устройств в грунтоприемниках расход воды на эжектор должен быть в
пределах 30% от расхода грунтового насоса по смеси.
3.3.3. При значительной неравномерности разрабатываемого слоя по длине участка (разрабатываемый
грунт расположен в виде отдельных бугров) продолжительность погрузки трюма определяется по зависимости:
t
= К t
,
(65)
п
н гр
где К
-
коэффициент,
учитывающий
неравномерность
н
распределения
разрабатываемого
слоя
по
длине
прорези,
рассчитываемый по зависимости:
l
у
К
= ------,
(66)
н
SUM l
i
где:
l
- общая протяженность разрабатываемого участка, км;
у
SUM l
- сумма длин разрабатываемых бугров вдоль одной бровки,
i
км.
3.3.4. При разработке одним грунтоприемником (подрезка бровок)
продолжительность погрузки трюма определяется по зависимости:
t
= 1,8t .
(67)
п
п
Для повышения консистенции смеси грунтовые насосы рекомендуется перевести на последовательную
работу.
3.4. Погрузка грунта в трюм при добыче нерудных материалов
3.4.1. К строительным материалам предъявляются определенные требования по содержанию мелких
глинистых частиц. Для уменьшения содержания глинистых частиц в погруженном в трюм грунте применяется
следующий способ погрузки трюма:
забор грунта производится одним грунтоприемником;
второй насос переключается для забора грунта из трюма и подачи его в трюм;
после заполнения трюма до уровня перелива включается грунтовый насос, забирающий грунт из трюма;
после полной загрузки трюма грунтом второй насос также переключается для забора грунта из трюма.
3.4.2. Продолжительность погрузки трюма с перемывом грунта определяется по зависимости:
п
t
= 2,0t .
(68)
п
п
Продолжительность перемыва грунта двумя насосами определяется
по зависимости:
н
5W
t
= ---- n
,
(69)
пер
Q
пер
в
где:
н
W
- норма загрузка трюма, куб. м;
Q
- расход грунтового насоса по воде, куб. м/ч;
в
n
- количество перемывок грунта.
пер
3.5. Объем грунта, ушедшего в перелив и унос его течением
3.5.1. Накопление грунта в трюме, по данным лабораторных исследований и некоторой части натурных
наблюдений, в течение погрузки трюма происходит неравномерно.
Закон накопления грунта по времени, по мнению некоторых авторов, описывается логарифмической
кривой, при этом радиус кривизны кривой зависит от среднего диаметра частиц разрабатываемого грунта (чем
мельче частица, тем больше радиус кривизны). Однако на практике построить кривую накопления грунта в
трюме весьма затруднительно из-за неустойчивости процесса грунтозабора (расход насосов не стабилен и
консистенция смеси, поступающая в трюм, также не стабильна, иногда наблюдается размыв накопленного
грунта в трюме).
На основании вышеизложенного, для практики закон накопления грунта в трюме после начала перелива
и до полной загрузки трюма можно считать прямолинейным, т.е. накопление грунта идет равномерно.
При принятом допущении объем грунта, ушедшего в перелив, рассчитывается по зависимости:
н
W
V
= -- (I - К ),
(70)
пер
К
а
а
где:
н
W
- норма загрузки трюма, куб. м;
К
- коэффициент, учитывающий аккумуляцию грунта в трюме.
а
3.5.2. Гранулометрический состав грунта, ушедшего в перелив в осветленной смеси, зависит от
гранулометрического состава разрабатываемого грунта. В основном преобладают мелкие частицы. На рис. 14
приведены усредненные гранулометрические составы грунтов, ушедших в перелив по основным грунтам,
разрабатываемым самоотвозными землесосами.
3.5.3. При ступенчатой системе регулировки уровня перелива осветленная смесь из окон перелива
выходит горизонтально на уровне поверхности моря, растекаясь по поверхности и погружаясь под действием
гравитационных сил, образуя шлейф мутности.
Большая часть шлейфа попадает в кильватерную струю, где происходит перемешивание шлейфа с
кильватерной струей по всей ее толще.
После разрушения вихревых потоков кильватерной струи начинается осаждение частиц грунта.
При наличии дрейфовых или постоянных течений происходит дрейф шлейфа мутности. Дальность уноса
частицы определяется зависимостью:
Н V
т
D
= -----,
(71)
у
омега
где:
Н - глубина осаждения частицы, м;
V
- скорость течения, м/с;
т
омега - гидравлическая крупность частицы, м/с.
3.5.4. Коэффициент, учитывающий снижение мутности в шлейфе от
выпадания частиц на прорези, рассчитывается по формуле:
В омега
ср
К
= 1 - ------------,
(72)
S
Н V sin фи
о т
где:
В - ширина разрабатываемой прорези, м;
омега
- средняя гидравлическая крупность грунта, ушедшего в
ср
перелив, м/с;
Н
- забровочная глубина, м;
о
V
- скорость течения, м/с;
т
фи - угол между направлением течения и осью разрабатываемой
прорези, рад. (град).
3.5.5. Объем грунта, ушедшего в перелив и унесенного течением
за пределы прорези, рассчитывается по формуле:
В омега
н
Н
ср
W
о
V
= (1 - ------------) -- (1 - К ) (1 - --),
(73)
унос
Н V sin фи К
а
Н
о т
а
где:
Н - глубина разработки, м;
остальные обозначения те же, что и в формулах (70) - (72).
3.5.6. Коэффициент уноса грунта течением определяется как
отношение унесенного течением за пределы прорези грунта, ушедшего
в перелив, к норме загрузки трюма:
В омега
Н
1 - К
ср
о
а
К
= (1 - ------------) (1 - --) (------).
(74)
у
Н V sin фи
Н
К
о т
а
3.5.7. Мутностью называется масса твердых частиц, содержащихся
в единице объема жидкости (воды):
М
см
S
= ---,
(75)
с
V
см
где:
М
- масса смеси, т;
см
V
- объем смеси, куб. м.
см
3.5.8. Начальная мутность шлейфа мутности после перемешивания
кильватерной струей рассчитывается по зависимости:
н
W ро
1 - К
е
а
S
= (-------------) (------),
(76)
о
В Т V
t
К
з з гр гр
а
где:
н
W
- норма загрузки трюма, куб. м;
ро
- плотность грунта в естественном залегании, т/куб. м;
е
В
- ширина корпуса землесоса, м;
з
Т
- осадка землесоса в грузу, м;
з
V
- скорость движения при грунтозаборе, м/ч;
гр
К
- коэффициент, учитывающий аккумуляцию грунта в трюме;
а
t
- продолжительность грунтозабора, ч.
гр
3.5.9. Мутность шлейфа за пределами прорези рассчитывается по
зависимости:
н
В омега
W ро
1 - К
Н
ср
е
а
о
S
= К S
= (1 - ------------) (-------------) ------ (1 - --), (77)
у
а о
Н V sin фи
В Т V
t
К
Н
о т
з з гр гр
а
где Н - глубина разрабатываемой прорези.
3.5.10. Расчетная длина зоны осаждения частиц по направлению
течения от бровки прорези рассчитывается по зависимости:
Н V
о т
В
l
= ------- - ------.
(78)
ос
омега
sin фи
ср
3.5.11. Максимальная дальность уноса частиц грунта шлейфа
мутности течением рассчитывается по зависимости:
Н V
о т
В
D
= -------- - ------,
(79)
max
омега
sin фи
min
где омега
- гидравлическая крупность наименьшей частицы
min
грунта, ушедшего в перелив.
3.5.12. Фактическая дальность осаждения шлейфа мутности может быть значительно меньше расчетной
по следующим причинам: скорости течения в придонных слоях могут быть значительно меньше, чем на
поверхности.
Направление течения в поверхностных и приглубинных слоях может иметь разное направление вплоть
до противоположного.
В табл. 18 приведены средние диаметры частиц грунта, ушедшего в перелив, и гидравлическая их
крупность.
Таблица 18
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ КРУПНОСТЬ ОМЕГА
, М/С
СР
Гранулометри-
Средний
Температура воды, град. °С
ческий класс
диаметр
грунта
частиц, мм
5
10
15
20
IIIк
0,25
0,0211
0,0227
0,02436
0,02602
IIIрс
0,15
0,0099
0,11500
0,01325
0,014990
IIIм
0,08
0,0028
0,00328
0,003770
0,004240
IIIи
0,05
0,0011
0,00123
0,001440
0,001500
IV - VI
0,005
0,00002
0,000025
0,000028
0,000032
3.5.13. У землесосов с плавной регулировкой уровня перелива осветленная смесь сбрасывается через
вертикальную трубу под днище землесоса и быстро достигает поверхности дна. Обладая высокой
кинетической энергией и действуя под некоторым углом (за счет скорости движения землесоса) к поверхности
дна, струя, отражаясь, создает облако мутности в пространстве между корпусом землесоса и поверхностью
дна, которое, попадая в кильватерную струю, перемешивается с ней. Насыщенность сливаемой смеси после
отражения может быть выше сливаемой за счет размыва грунта на поверхности дна, однако размытый грунт,
находясь в агрегатном состоянии (в виде комков), быстро осаждается и не оказывает существенного влияния
на общую мутность кильватерной струи после смешения со сливаемой смесью.
Как показали натурные наблюдения, при наличии дрейфовых течений величина унесенного за пределы
прорези грунта находится в тех же пределах, что и у землесосов со ступенчатой системой перелива.
3.6. Работа грунтонасосного агрегата
3.6.1. В состав грунтонасосного агрегата входят:
грунтовые насосы с приводом;
насос промывки сальников;
насос гидроразрыхлительного устройства;
трубопроводы, соединяющие грунтовые насосы друг с другом, с бортовыми грунтоприемными
устройствами, с разливным лотком, с корпусным напорным трубопроводом для рефулирования грунта по
подвесному или береговому грунтопроводам, с трюмом для забора грунта из трюма при рефулировании;
система клинкетов, установленных на трубопроводах, позволяет обеспечивать как параллельную, так и
последовательную работу грунтовых насосов.
3.6.2. Грунтовые насосы на самоотвозных землесосах установлены ниже ватерлинии и поэтому
работают с подпором, близким к осадке землесоса.
Перед запуском грунтового насоса при разработке грунта на прорези опускаются бортовые
грунтозаборные трубы под воду до посадки цапф на штатное место, запускается насос прокачки сальников,
напорный грунтопровод переключается на сброс за борт.
Включается привод грунтового насоса и плавно с выдержкой для входа в режим увеличивается частота
вращения рабочего колеса насоса до номинальной.
3.6.3. Контроль за работой грунтового насоса осуществляется по приборам на пульте:
вольтметру;
амперметру;
вакууметру;
манометру;
тахометру, расходомеру и консистометру
и выбрасываемой из трубы сбросного устройства воды.
3.6.4. При работе на воде нормальная работа грунтонасосного агрегата характеризуется:
показанием вольтметра - в пределах номинального;
показанием амперметра - меньше номинального;
показанием вакууметра - плюсовое значение, близкое к нулю;
показанием манометра - в пределах 10...12 м;
показанием расходомера - в пределах номинального паспортного расхода (максимальный);
показанием консистометра - нулевое значение.
После установления устойчивого режима работы грунтового насоса включается насос
гидроразрыхлителя, нормальная работа которого контролируется по показанию манометра (6...8 кгс/кв. см,
0,6...0,8 МПа).
3.6.5. Всасывающие трубопроводы с грунтоприемником опускаются на грунт.
При работе на смеси показания расходомера уменьшаются, возрастают показания консистометра,
манометра и вакууметра. По мере заполнения трюма смесью показания вакууметра могут несколько
снижаться.
В процессе грунтозабора необходимо следить, чтобы показания вакууметра не повышались до величины
5 м, а показания расходомера не снижались ниже 0,5 номинального расхода насоса на воде.
3.6.6. Удержание устойчивого режима работы грунтонасосного агрегата производится путем регулировки
подачи воды в грунтоприемник через предохранительный клапан срыва вакуума, а также путем регулировки
заглубления грунтоприемника в грунт.
3.6.7. При разработке грунтов с наличием включений в виде камней и валунов возможны случаи забоя
решетки грунтоприемника камнями, что характеризуется снижением показаний расходомера, манометра, при
снижении показаний консистометра и увеличении показаний вакууметра также увеличивается частота
вращения рабочего колеса грунтового насоса.
Необходимо приподнять грунтоприемник над грунтом и, если ничего не меняется, остановить, а затем
запустить грунтовый насос. Если после этого также ничего не изменилось, необходимо поднять
грунтоприемник на палубу и очистить решетку от камней.
3.6.8. При рефулировании грунта из трюма землесоса за борт открываются кормовые кингстоны, насосы
переключаются для приема грунта из трюма и вводятся в режим, напорный трубопровод переключается на
сброс за борт.
При системе бортовых каналов забор грунта из трюма производится путем постепенного приоткрытия
разгрузочных дверец, бортовых каналов.
При центральной системе забора грунта из трюма забор грунта производится одним грунтовым насосом,
для этого открывается кормовой кингстон, насос переключается на прием из трюма и вводится в режим. Забор
грунта из трюма производится через боковые патрубки путем приоткрытия задвижек.
3.6.9. При рефулировании на берег по напорному грунтопроводу корпусный грунтопровод подключается
к береговому при помощи стыковочного устройства.
Грунтовые насосы, если предусмотрено схемой, переключаются на последовательную работу.
С помощью клинкетов на всасывающем грунтопроводе прием грунта насосом переключается на трюм.
Открывается кормовой кингстон и запускаются насосы. Первым запускается насос, который производит
забор грунта из трюма.
После установления номинального режима работы насосов на воде производится забор грунта из трюма
путем приоткрытия разгрузочных дверец на бортовых каналах или клинкетов боковых патрубков при
центральной системе разгрузки.
3.6.10. Разгрузка трюма начинается с первых (носовых) отсеков, при бортовой системе разгрузки забор
грунта производится поочередно с одного и другого борта.
При центральной системе разгрузки забор грунта производится одновременно с обоих бортов.
После разгрузки первой секции разгрузочные дверцы первой секции закрываются, а в следующей секции
приоткрываются, также приоткрываются днищевые дверцы в первой секции для подачи воды в трюм,
улучшающей процесс размыва грунта в трюме.
Если на кормовом кингстоне степень открытия заслонки регулируется, то после приоткрытия днищевых
дверец рекомендуется несколько прикрыть заслонку на кингстоне.
Необходимо учитывать, что при очень высокой консистенции смеси, поступающей из трюма, возможно
образование "мертвого" слоя в разгрузочных каналах или центральной трубе и даже забой.
3.6.11. Контроль за работой грунтовых насосов осуществляется по показаниям проборов: манометров,
вакууметров, расходомеров и консистометров.
Нормальная работа агрегата характеризуется следующими показателями:
показания манометра при работе на смеси должны быть выше показаний при работе на воде в пределах
10...15%;
показания расходомера при работе на смеси должны быть ниже показаний на воде в пределах 15...20%;
показания вакууметра насоса, забирающего грунт из трюма, должны быть близкими к нулю или
положительными;
показания вакууметра второго насоса, работающего на рефулирование, должны быть только
положительными.
3.6.12. После завершения разгрузки трюма необходимо промыть весь трубопровод водой в течение
10...15 мин. (0,25 ч).
3.6.13. При рефулировании на берег необходимо:
оборудовать рефулерную станцию на причальном устройстве;
произвести контрольную швартовку землесоса к рефулерной станций и стыковку корпусного
трубопровода к береговому;
произвести маркировку на швартовных тросах (на носовом и кормовом шпрингах).
3.6.14. Станция рефулирования должна устанавливаться согласно схеме швартовки землесоса и
расположению поворотного стыковочного устройства землесоса так, чтобы швартовка к ней груженного
землесоса осуществлялась по ходу без предварительного разворота.
3.6.15. Магистральный грунтопровод рекомендуется прокладывать с уклоном в сторону карты намыва
или сифоном для уменьшения количества сбрасываемой воды через грунтовый насос после окончания
разгрузки трюма.
3.6.16. При большой высоте рефулирования для сброса воды с трубопровода необходимо на станции
рефулирования на магистральном трубопроводе установить клинкет и патрубок с клинкетом.
После окончания промывки трубопровода, магистральный трубопровод перекрывается клинкетом, а
спуск воды с трубопровода производится через боковой патрубок с задвижкой.
3.6.17. Для уменьшения потерь напора в береговом грунтопроводе магистральный грунтопровод,
соединяющий станцию рефулирования с картой намыва, рекомендуется прокладывать прямолинейно по
кратчайшему расстоянию.
3.6.18. При неизбежности установки на магистральном трубопроводе поворотных колен радиус поворота
колена должен быть не менее четырех радиусов трубопровода.
3.6.19. Потери напора в напорном грунтопроводе рассчитываются по зависимости:
Н
= J
l
,
(80)
гр
см пр
где:
J
- удельные потери напора в грунтопроводе;
см
l
-
приведенная
длина
напорного
грунтопровода,
м,
пр
рассчитываемая по зависимости:
l
= l
+ ДЕЛЬТА l
+ ДЕЛЬТА l ,
(81)
пр
б
1
2
где:
l
- длина
берегового
грунтопровода,
измеряемая
от
б
стыковочного устройства на станции рефулирования до выкидного
патрубка на карте намыва, м;
ДЕЛЬТА l
- эквивалентная
длина грунтопровода от местных
1
потерь
(поворотные колена, сужения, расширения, разветвления,
задвижки и т.д.), рассчитываемая по зависимости:
2
0,08 SUM кси Q
см
ДЕЛЬТА l
= ----------------,
(82)
1
4
J
D
см
где:
SUM кси - сумма коэффициентов местных потерь;
2
Q
- подача грунтовых насосов по смеси, куб. м/с;
см
D - диаметр грунтопровода, м;
J
- удельные потери напора в трубопроводе;
см
ДЕЛЬТА l
- эквивалентная длина
грунтопровода
на
высоту
2
рефулирования, м, рассчитываемая по формуле:
Н
ро
реф
см
ДЕЛЬТА l
= ---------,
(83)
2
J
ро
см
в
где:
Н
- высота рефулирования, измеряется от уровня воды в море
реф
до центра выкидного патрубка, м;
ро
- плотность смеси, т/куб. м;
см
ро
- плотность воды, т/куб. м.
в
3.7. Производственные показатели работы
3.7.1. В состав производственных показателей самоотвозного землесоса входят:
часовая производительность;
коэффициент использования рабочего периода;
суточная выработка.
3.7.2. Производительность самоотвозного землесоса рассчитывается по зависимости:
н
W К
у
q = -----,
(84)
t
ц
где:
н
W
- норма загрузки трюма, куб. м;
К
- коэффициент, учитывающий унос течением грунта, ушедшего в
у
перелив;
t
-
продолжительность
цикла
работы
землесоса,
ч,
ц
рассчитываемая по формуле:
t
= t
+ t
+ t
,
(85)
ц
п
х
раз
где:
t
- продолжительность погрузки, в состав
которой входят
п
продолжительность грунтозабора и продолжительность разворотов при
смене галсов, ч:
t
= t
+ t
,
(86)
п
гр
разв
где:
t
- продолжительность
разворотов
при
смене
галсов
разв
рассчитывается по формуле:
н
t
= (n
- 1) t
,
(87)
разв
гал
разв
где:
n
- количество галсов, совершаемых землесосом за период
гал
полной погрузки трюма;
н
t
- нормативная продолжительность одного разворота, ч;
разв
t
- продолжительность хода на отвал и возвращение к месту
х
работы, ч;
t
- продолжительность разгрузки трюма, ч.
разв
3.7.2.1. Развороты
на
участке
работ при смене галсов
производятся, если ширина акватории с глубинами, превышающими
проходную глубину землесоса, не менее
1,5L , где L
- длина
к
к
корпуса землесоса. Если эти условия не выполняются, для совершения
разворотов землесос совершает пробежки к местам разворота.
3.7.2.2. Перед разворотами для смены галсов необходимо поднять грунтоприемники над поверхностью
грунта так, чтобы они не зацепились за грунт в процессе разворота. Грунтовые насосы переключаются на
сброс за борт.
3.7.2.3. При разворотах на участке работ увеличение продолжительности погрузки трюма за счет
разворотов учитывается коэффициентом, приведенным в табл. 19 и рассчитанным по зависимости:
t
разв
К
= 1 + -----,
(88)
L
t
гр
где:
t
- суммарная
продолжительность разворотов при смене
разв
галсов, ч;
t
- суммарная продолжительность грунтозабора, ч.
гр
Таблица 19
КОЭФФИЦИЕНТ, УЧИТЫВАЮЩИЙ УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ
ПОГРУЗКИ ТРЮМА ЗА СЧЕТ РАЗВОРОТОВ ПРИ СМЕНЕ ГАЛСОВ
Вместимость трюма
Длина разрабатываемого участка, м
землесоса, куб. м
1000
2000
3000
4000
Менее 1000
1,30
1,15
1,10
1,08
1001...2500
1,40
1,20
1,13
1,10
2501...6000
1,60
1,30
1,20
1,15
Более 6000
1,70
1,40
1,25
1,18
3.7.2.4. При разворотах с пробежкой к местам разворотов продолжительность разворота рассчитывается
по зависимости:
н
t
= 0,2S + t
,
(89)
разв
разв
где:
S - дальность пробежки к месту разворота, км;
н
t
- продолжительность разворота на 180 градусов, ч.
разв
Средние продолжительности одного разворота приведены в табл. 20.
Таблица 20
Вместимость трюма землесоса, куб. м
Продолжительность разворота,
ч
Менее 1000
0,08
1001...2500
0,10
2500...6000
0,15
Более 6000
0,18
3.7.2.5. Продолжительность хода к месту отвала грунта и возвращение к месту работы при удалении
отвала грунта от места работы более 5 км рассчитывается по зависимости:
н
t
= St К ,
(90)
х
х v
где:
S - дальность транспортировки грунта на отвал, км;
н
t
- норма времени на 1 км
отвозки
грунта
на
отвал
и
х
возвращения к месту работы, ч;
К
- коэффициент, учитывающий ограничение скорости
движения
v
землесоса на отдельных участках трассы.
При дальности транспортировки грунта на отвал менее 5 км
продолжительность отвозки рассчитывается по зависимости:
н
t
= St К
+ 0,3,
(91)
х
х v
где 0,3 - продолжительность подъема и укладки по-походному
всасывающих грунтопроводов и их спуска при выходе на участок
работ, ч.
При береговом отвале грунта в продолжительность хода на отвал необходимо включить
продолжительность швартовки к причальному сооружению и разворотов при подходе и отходе.
3.7.2.6. Коэффициент, учитывающий ограничение скорости движения землесоса на отдельных участках
трассы, рассчитывается по зависимости:
S V
ср
К
= ---------,
(92)
v
SUM S V
l i
где:
S - дальность транспортировки грунта на отвал, км;
V
- средняя паспортная скорость землесоса, км/ч (узл.);
ср
S
- длина участка трассы с ограниченной скоростью движения,
l
км;
V
- допустимая скорость движения на данном участке трассы,
i
км/ч (узл.)
Примечание. Общая сумма "S " должна быть равна "S", в расчет
l
также включаются участки, где ограничения по скорости движения
землесоса нет.
3.7.2.7. Норма времени на
1 км отвозки грунта на отвал и
возвращения к месту работы рассчитывается по зависимости:
н
2
t
= ----------,
(93)
х
V
К
К
ср рт з
где:
V
- средняя паспортная скорость движения землесоса, км/ч;
ср
К
- коэффициент, учитывающий задержки в пути, выбирается по
з
табл. П.8.2;
К
- коэффициент, учитывающий разгон и торможение землесоса,
рт
выбирается из табл. П.8.1.
3.7.2.7.
При
расположении трассы движения землесоса на
Т
мелководных участках - < 15 , где Т - максимальная осадка судна,
-
Н
м, Н - глубина на трассе движения, м, допустимая скорость движения
определяется по
графику,
приведенному
в
Приложении 8
(не
приводится).
3.7.2.8. Разгрузка трюма землесоса на подводном отвале с неограниченной вместимостью производится
через днищевые дверцы или цилиндрические отверстия на малом ходу путем открытия дверец или затворов.
Для ускорения процесса разгрузки грунтовыми насосами в трюм подается вода.
На отвалах с ограниченной вместимостью, когда возможно касание дна створками дверей при их
открытии, производится частичная или полная разгрузка трюма путем рефулирования, рассеивая грунт по
акватории отвала на малом ходу землесоса.
Средняя продолжительность разгрузки трюма на отвалах с неограниченной вместимостью
(глубоководные отвалы) приведена в табл. 21.
Таблица 21
СРЕДНЯЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ РАЗГРУЗКИ ТРЮМА НА ПОДВОДНЫЙ
ГЛУБОКОВОДНЫЙ ОТВАЛ С НЕОГРАНИЧЕННОЙ ВМЕСТИМОСТЬЮ
Землесос с вместимостью
Продолжительность разгрузки грунтов
трюма, куб. м
гранулометрических классов, ч
(IV - VI), IV, V, IIIг
остальные классы
600...2500
0,15
0,10
2501...7000
0,20
0,15
Более 7000
0,30
0,25
Продолжительность разгрузки трюма путем рефулирования на подводный отвал
определяется
по
зависимости:
н
Р
4W
t
= ---,
(94)
раз
Q
в
где:
н
W
- норма загрузки трюма, куб. м;
Q
- расход грунтового насоса по воде, куб. м/ч.
в
3.7.2.9.
При
разгрузке трюма на береговой отвал путем
рефулирования из трюма по подвесному напорному грунтопроводу с
коническим
насадком
грунтовые
насосы
переключаются
на
последовательную
работу.
Продолжительность
разгрузки
трюма
рассчитывается по зависимости:
н
10W
t
= ----.
(95)
раз
Q
в
3.7.2.10. При разгрузке трюма путем рефулирования по напорному грунтопроводу на береговой отвал в
продолжительность разгрузки трюма входят:
стыковка и расстыковка корпусного грунтопровода с береговым;
разгрузка трюма путем рефулирования;
промывка трубопровода после окончания разгрузки трюма.
3.7.3. Коэффициентом использования рабочего периода самоотвозного землесоса называется
отношение продолжительности работы землесоса к календарному периоду пребывания на участке:
t
р
К
= -------,
(96)
вр
Т
- t
к
п
где:
t
-
продолжительность
работы
самоотвозного
землесоса,
р
состоящая
из
продолжительности всех элементов цикла работы
землесоса, ч;
Т
- календарный период пребывания землесоса на участке работ,
к
ч;
t
- простой землесоса.
п
3.7.4. В состав производственных остановок самоотвозного землесоса входят:
осмотр, смазка механизмов и смена изношенных деталей;
пополнение запасов воды и топлива;
сдача мусора и подсланевых вод;
очистка спецустройств от предметов захламления;
пропуск судов;
стоянки по гидрометеорологическим условиям.
В состав простоев самоотвозного землесоса входят:
запреты на производство работ;
ликвидация последствий аварий и аварийных происшествий;
простои из-за отсутствия топлива;
материально-техническое снабжение;
неукомплектованность экипажа.
Простои землесоса учитываются отдельно и не включаются при расчете коэффициента использования
рабочего периода.
3.7.5. Суточная выработка самоотвозного землесоса рассчитывается по зависимости:
Q
= 24q К
,
(97)
с
вр
где:
24 - продолжительность суток, ч;
q - часовая
производительность
самоотвозного
землесоса,
куб. м/ч;
К
- коэффициент использования рабочего периода.
вр
4. РЕФУЛЕРНЫЕ ЗЕМЛЕСОСЫ
4.1. Технология работы рефулерных землесосов
4.1.1. В состав рефулерных землесосов входят:
самоходные рефулерные землесосы с подвесным рефулерным трубопроводом;
якорные рефулерные землесосы, транспортирующие грунт по плавучему и береговому грунтопроводам.
4.1.2. Самоходный рефулерный землесос разрабатывает грунт, двигаясь вдоль прорези, волочащимися
грунтоприемниками и рефулирует его по поворотному подвесному трубопроводу, на концах которого
установлен конический насадок.
Длина подвесного грунтопровода в среднем составляет
50 м, при наличии конического насадка
дальность выброса пульпы - 70...80 м.
4.1.2.1. Разработка прорези ведется продольными галсами. Ширина разрабатываемой прорези
устанавливается по минимальному удалению отвала грунта от бровки прорези и рассчитывается по
зависимости:
В = D
- D
,
(98)
max
min
где:
содержание .. 1 2 3 4 ..