Средства размыва и удаления грунта

При малых объемах работ, когда нецелесообразно использовать земснаряды, а также в стесненных условиях и на больших глубинах, когда невозможно их использовать (например, при судоподъеме), применяют средства малой механизации: гидростволы и грунтососы.

Гидроствол (рис. 9.1) предназначен для размыва грунта под водой. К нему с поверхности по шлангу от высоконапорного насоса с давлением до 20—25 кгс/см² подается вода.

Рис. 9.1. Гидроствол: 1 — напорный шланг; 2 — труба ствола; 3 — обычная насадка; 4 — безреактивная насадка

Струя воды, вытекающая из отверстия насадки гидроствола с большой скоростью, размывает грунт и относит его в сторону. При работе гидроствола с обычной насадкой возникает сила реакции, которая действует на водолаза и стремится опрокинуть его. Этот недостаток устраняется применением безреактивной насадки, которая дополнительно к основной струе, размывающей грунт, имеет несколько обратных струй, вытекающих под углом к оси ствола. Обратные струи компенсируют силу реакции основной струи за счет дополнительного расхода воды.

Производительность размыва грунта зависит от его породы, расхода воды и скорости ее истечения из насадки:

где V—скорость истечения воды из насадки, м/с; g = 9,81 м/с² — ускорение свободного падения; Н—напор воды у насадки, м вод. ст.

Средние скорости воды, при которых начинается размыв различных пород грунта, приводится в табл. 9.1. Для эффективности размыва рабочие скорости воды должны превышать скорости, указанные в таблице, не менее чем в 1,5 раза.

Расход воды гидростволами (табл. 9.2) зависит от напора воды, внутреннего диаметра выходных отверстий и их количества в насадке.

Гидроэжекторы или гидравлические грунтососы (рис. 9.2 и 9.3) предназначены для отсоса под водой жидкого ила, рыхлой глины, мелкого гравия, песка и сыпучих грузов из затопленных трюмов (зерно, мелкий уголь). К соплу эжектора с поверхности от насоса по напорному шлангу подводится вода под давлением. Струя воды, вытекая из сопла с большой скоростью, создает на входе эжектора подсос окружающей воды, которая увлекает за собой частицы грунта и транспортирует их в шланг отвода пульпы(1). В зависимости от условий, в которых приходится отсасывать грунт, применяются вертикальные или горизонтальные гидроэжекторы, основные технические данные (табл. 9.3) которых, за исключением габаритов, одинаковы.

Пневматический грунтосос (рис. 9.4) предназначен для отсоса рыхлых и сыпучих пород грунта под водой. Он представляет собой металлическую трубу с коническим воздушным коллектором в средней части. Нижний конец трубы служит для засасывания грунта, к верхнему — присоединяется шланг для отвода пульпы. К коллектору с помощью штуцеров присоединяются шланги, в которые с поверхности от компрессора подается сжатый воздух.

Таблица 9.1. Средние скорости воды, начинающие размывать грунт

Рис. 9.2. Вертикальный гидроэжектор: 1 — шланг отвода пульпы; 2 —корпус эжектора; 3 — напорный шланг подачи воды от насоса; 4 — защитная решетка на входе воды и грунта; 5 — сопло

Таблица 9.2. Расход воды гидростволами, м³Л

Рис. 9.3. Горизонтальный гидроэжектор: 1 — напорный шланг подачи воды от насоса; 2 — корпус; 3 — шланг отвода пульпы; 4 — защитная решетка на входе воды и грунта; 5 — сопло

Таблица 9.3. Характеристика гидроэжекторов

Действие пневмогрунтососа основано на образовании в его трубе при подаче в нее распыленного воздуха более легкой, чем вода, водо-воздушной смеси, в результате чего у нижнего конца трубы создается подсос воды, увлекающей частицы грунта в отводящий шланг.

Рис. 9.4. Пневмогрунтосос: 1 — шланг отвода пульпы; 2 — отверстия для прохода воздуха; 3 — штуцер для подвода воздуха под давлением; 4 — рукоятка; 5 — защитная решетка на входе воды и грунта

Эффективность подсоса начинается с глубины 5 м и возрастает с ее увеличением, поэтому на глубинах до 5 м пневмогрунтососы не применяются.

Пневмогрунтососы имеют длину 1500 мм и различаются по внутреннему диаметру трубы. Основные технические данные пневмогрунтососов приведены в табл. 9.4.

Таблица 9.4. Характеристика пневматических грунтососов

(1) Пульпа — вода со взвешенными частицами грунта.