грунт разрабатывается струей воды.

Редактор

Коректори

Верстка

Підп. до друку ________ 2007. Формат 60х84 ¹/₁₆. Папір офс. Гарн. Таймс. Друк цифровий. Обсяг _____ обл.-вид. арк. Наклад 300 прим. Зам. _____.

Редакційно-видавничий відділ „Вежа” Волинського державного університету ім. Лесі Українки (43025 м Луцьк, просп. Волі, 13). Друк – РВВ „Вежа” ВДУ ім. Лесі Українки (43025 м Луцьк, просп. Волі, 13). Свідоцтво Держкомінформу ДК № 590 від 07.09.2001.

Лекция 3

Улучшение судоходных условий рек дноуглублением

Основные вопросы темы:

· состав работ по улучшению судоход­ных условий на реках,

· методы увеличения судоходных глубин,

· способы разработки грунта,

· понятие оптимальной и дифференци­рованной гарантийной глубины разработки прорези.

Большинство рек в естественном, свободном состоянии не удов­летворяет требованиям судоходства и нуждается в специальных техни­ческих мероприятиях, связанных с выполнением капитальных работ. В состав работ по улучшению судоходных условий рек в естественном состоянии входят основные и параллельные работы. К основным работам относят увеличение глубины судового хода, а к па­раллельным - увеличение его ширины, радиуса закругления и уменьшение скоростей течения водного потока. В конечном итоге все техни­ческие мероприятия сводятся к увеличению судоходной глубины транс­портного пути, рационально расположенного в плане.

На внутренних водных путях используют следующие методы увеличения судоходных глубин:

1. дноуглуб­ление,

2. выправление русла рек,

3. регулирование стока и шлюзование.

Обычно метод увеличения судоходных глубин выбирают исходя из комплексного использования реки. Нами рассматривается ме­тод улучшения судоходных условий дноуглублением.

- механического действия

· одночерпаковые;

· многочерпаковые;

- гидравлического действия

В этом методе различают разработку грунта земснарядами и взрывным способом. Современные плавучие дноуглубительные снаряды разделяют по способу разработки и перемещения грунта:

Грунт разрабатывается черпаками;

грунт разрабатывается струей воды.

Дноуглубительные снаряды обычно входят в состав дноуглубитель­ного каравана.

Одночерпаковые плавучие снаряды различают по принципу действия рабочего органа – ковша;

· с механической лопатой (типа сухопутного экскаватора);

· с челюстным самозахватывающим ковшом (типа грейфера);

· со скреперным ковшом (типа драглайна).

Механическое оборудование одночерпакового снаряда монтируют на
понтоне (рис. 7). Во время работы снаряда на понтон передается
значительный момент. Для устойчивости его расчаливают на шести
якорях и опирают на якорные сваи (рис. 8, а). Работу снаряда ха­рактеризуют производительностью, а также шириной и глубиной траншеи (прорези).

Часовую производительность одночерпакового снаряда определяют по формуле

В процессе работы одночерпаковый снаряд периодически передвига­ют вдоль прорези на величину подачи l_nс (рис. 8, б). Ширина b_т траншеи при движения снаряда вдоль прорези зависит от горизонталь­ной проекции вылета стрелы и угла b ее отклонения от оси трассы.

Глубину h от рабочего уровня вода до проектного дна опреде­ляют из формулы (рис. 7):

Одночерпаковые снаряды с механической лопатой используют на выемке твердых и каменистых грунтов, с грейфером и драглайном – на песках и супесках,

Многочерпаковые плавучие снаряды часто применяют в дноуглуби­тельных работах на внутренних водных путях. Обычно их классифици­руют по способу удаления грунта с прорези. Они могут быть:

· шаландовые (грунт транспортируют шаландами);

· рефулерные (грунт перемещают по трубопроводам);

· транспортерные (грунт перемещают транспортерами);

· лонгкулуарные (грунт движется по длинным лоткам);

· самовозные (в корпусе снаряда устроен грунтоприемник),

Принципиальная схема многочерпакового снаряда приведена на рис. 9 а.

Рабочим органом снаряда является черпаковая бесконеч­ная цепь I, на которой закреплены черпаки 2, Черпаковая цепь охватывает верхний (ведущий) 3 и нижний (ведомый) 4 барабаны.

В верх­ней части рамы 5 цепь опирается на ролики. Верхний конец рамы шарнирно закреплен в точке А на башне 6, а нижняя ее часть поме­щается в прорези судна. Ведущий барабан вращает главный двигатель через передачу.

В процессе работы снаряда черпаковая цепь движется против ча­совой стрелки, черпаки врезаются в грунт, который наполняет ков­ши. При переходе через верхний барабан ковши опрокидываются, и грунт попадает в грунтовый колодец, затем через подвесные лотки 5 - в шаланду. Одновременно с движением черпаковой цепи перемещает­ся снаряд с помощью становых (I, 3) и папильонажных (2, 4) якор­ных тросов (рис. 9, б).

Производительность снаряда зависит от формы и размеров черпака и угла наклона рамы, регулируемого лебедкой Л (рис. 9, а). Ча­совую производительность многочерпакового снаряда на связных и несвязных грунтах в грунтоподъеме определяют по формуле

Черпак представляет собой стальной ковш, состоящий из режущей части - козырька I, корпуса-обечайки 2, днища 3 и спинки 4 (рис. 9, в). Емкость одного черпака составляет до 1000 и более литров, производительность снаряда - от 200 до 1000 м³/час.

Кроме многочерпаковых, на дноуглубительных работах широко ис­пользуют также снаряды гидравлического действия (землесосы): траншейные, папильонажные, хоботовые и др. Производительность реч­ных землесосов колеблется от 500 до 5000 м³/час.

Дноуглубление взрывом используют в качестве самостоятельной или вспомогательной работы. Первые выполняют на перекатах с не­большим объемом работ. Взрывом разрыхляют грунт, а потоком воды он перемещается в подвалье переката. На I м³ грунта в плотном те­ле расходуют 0,2 кг взрывчатого вещества. Одним взрывом можно увеличить глубину судового хода до 0,3 м. Их производят наклад­ными или заглубленными зарядами.

Дноуглубительные работы выполняют на основании наряда-задания, который состоит из текстовой части, плана участка реки с прорезью и местом отвала грунта и укрупненного плана прорези. Глубину разработки прорези от рабочего уровня воды до проектного дна оп­ределяют по формуле (рис. 10):

Проектную глубину h_n назначают с учетом возможного понижения уровня воды после разработки переката [22].

С увеличением глубины h_n разработки прорези можно эксплуати­ровать суда повышенной осадки и грузоподъемности, что снижает се­бестоимость перевозок, но при этом возрастает объем дноуглубитель­ных работ, а следовательно, и их стоимость. Очевидно, имеется та­кая глубина, при которой суммарные расходы будут минимальными. Глубину прорези, при которой суммарные расходы на перевозку грузов и производство дноуглубительных работ будут минимальными, называют оптимальной.

Вместо одной постоянной глубины на перекате выгоднее поддерживать по отношению к проектному уровню дифференцированные гарантийные глубины в зависимости от пе­ременного уровня воды. Дифференцированные глубины определяют по расчетной кривой изменения глубины на перекате в зависимости от уровня воды над нулем графика опорного водомерного поста (рис.12). Кривые дифференцированных гарантийных глубин строят по трем харак­терным точкам [2I]. К моменту появления вывесок перекат должен быть разработан на проектную глубину.