Тема 8. Трубозаглубительные снаряды

Основные вопросы темы:

8.1 Целесообразность применения трубозаглубительных снарядов

8.2 Принцип действия трубозаглубительных снарядов

8.3 Рабочие органы трубозаглубительных снарядов

 

8.1 Целесообразность применения трубозаглубительных снарядов

 

8.1 При устройстве траншей с предварительной разработкой грунта и последующей укладкой трубопровода требуется раз­работка излишнего объема грунта, превышающего иногда в не­сколько раз его полезный объем, необходимый для заглубления трубопровода.

Увеличение объема земляных работ обусловливается: кон­структивными особенностями земснарядов, разрабатывающими траншеи с минимальной шириной, значительно превышающей оптимальную (в 5—10 раз больше диаметра трубопровода); необходимостью выполнения запасов по глубне и ширине траншеи на заносимость (особенно на переходах через широ­кие водные преграды со значительными расходами донных наносов); неровностью разработки дна; непрямолинейностью в плане и технологическими особенностями укладки трубопро­вода.

Укладка трубопровода на дно водоема с последующим за­глублением трубозаглубителями не требует разработки допол­нительного (бесполезного) объема грунта. Применение трубо-заглубительных снарядов увеличивает производительность заглубления трубопроводов, значительно сокращает сроки и стоимость выполнения земляных работ. Поэтому этот способ более эффективен по сравнению со способом устройства тран­шей с последующей укладкой трубопровода.

Наилучшие условия для использования трубозаглубителей — использование их при сооружении морских трубопро­водов и переходов через водоемы значительной протяжен­ности.

Применение трубозаглубительных снарядов становится за­труднительным, если дно водоема сложено скальными грун­тами, крупными камнями и валунами и если имеются кривые вставки и повороты трассы в плане.

 

8.2 Принцип действия трубозаглубительных снарядов

 

Трубозаглубительный снаряд состоит из плавучей базы и трубозаглубителя - рабочего органа. На плавучей базе размещаются насосы, компрессоры, энергетические установки, крановое оборудование или лебедки для установки трубоза­глубителя на трубопровод и подъема его на палубу, якорные лебедки, лебедки для перемещения снаряда, приборы контроля и управления и вспомогательные помещения.

Основное назначение рабочего органа - заглубление трубо­провода путем разработки и удаления грунта из-под трубопровода. Трубозаглубитель состоит из несущей конструкции, опор­ных и фиксирующих катков, рабочих элементов (гидромонитор­ные насадки, фрезы, груптососы) и стабилизаторов устойчиво­сти положения. (рис. 8.1).

Несущая конструкция гидравлических трубозаглубителей выполняется трубчатой, внутренняя полость ее используется для подачи воды к рабочим элементам. Несущая конструкция воспринимает вес трубозаглубителя и передает его на трубо­провод или на опорные полозья. Размеры и вес несущей кон­струкции зависят от диаметра трубопровода, типа и располо­жения рабочих органов.

Для уменьшения нагрузок на трубопровод от трубозаглу­бителя используют разгружающие понтоны. Фиксирующие катки удерживают трубозаглубитель от смещений и перекосов в горизонтальной плоскости, расстояния между катками зависят от диаметра и могут регулироваться.

Для обеспечения устойчивости положения трубозаглубителя от гидродинамического воздействия потока, реактивных сил при разработке грунта применяются стабилизаторы.

В качестве стабилизаторов используют опорные полозья или загружающие понтоны.

 

 

Рисунок 8.1 - Схема разработки грунта трубозаглубительпым снарядом:

1 - якорный трос; 2 - корпус баржи; 3 - якорные лебедки; 4 - насосно-компрессорное оборудование; 5 - буксирная лебедка; 6 - шланги для воздуха и воды; 7 - буксирный трос; 8 - понтоны; 9 - трубопровод, заглубляемый в траншею; 10 - разрабатываемая траншея; 11 - трубозаглубитель; 12 - опорные и фиксирующие катки: 13 - морское дно

 

8.3 Рабочие органы трубозаглубительных снарядов

 

Рабочие органы трубозаглубительных снарядов подразде­ляются на четыре типа: струйные, гидроэжекторные и пневма­тические, фрезерно-гидравлические, бестраншейные (гидродиф­фузионные).

Струйные трубозаглубители представляют собой систему гидравлических струй. Высоконапорные струи, формирующиеся в насадках, размывают грунт и удаляют за пределы траншеи. Эффективность заглубления трубопровода повышается с уве­личением числа насадок и подачи сжатого воздуха. Подача сжатого воздуха в виде струй способствует увеличению выноса грунта из траншеи. Струйные трубозаглубители могут разра­батывать связные и несвязные грунты.

Гидроэжекторные и пневматические трубозаглубители при­меняются для разработки песчано-гравийных грунтов, суглин­ков и неплотных глин и наиболее эффективны на размываемых грунтах. Разрабатываемый водяными и воздушными струями грунт отсасывается гидроэжекторами или пневматическими грунтососами и подается по подводному рефулерному трубо­проводу. Трубозаглубители этого типа имеют в несколько раз меньшие мощности и производительность по сравнению со струйными трубозаглубителями.

Фрезерно-гидравлические трубозаглубители рыхлят грунт с помощью фрез, расположенных с двух сторон от трубопро­вода. Вращение фрез осуществляется с помощью гидро- или электропривода. Наличие фрезерного рыхлителя способствует образованию насыщенной пульпы, которая подается на отсос в трубу-сосун и транспортируется по пульпопроводу на по­верхность воды или выбрасывается за бровку траншеи по от­водной трубе. Фрезерно-гидравлические трубозаглубители по сравнению с гидроэжекторными могут разрабатывать более тя­желые связные грунты.

Вопросы для самопроверки:

1. Преимущества применения трубозаглубительных снарядов

2. Принцип работы рабочего органа трубозаглубительных снарядов

3. Гидроэжекторные и пневматические трубозаглубители

4. Фрезерно-гидравлические трубозаглубители

ЛЕКЦИЯ № 9