Землеройная машина

 
Земснаряд со свободным всасыванием

 
Это самый старый тип гидравлического земснаряда, работающий по принципу засасывания грунта в приемную трубу. Для разрыхления грунта и придания ему текучести часто применяется гидроразмыв. Режущие и скребковые движения экскавационных земснарядов здесь отсутствуют, и сравнительно легко достичь глубины разработки 50 м. Новой и экономичной концепцией является погружной насос с прямым приводом от главного дизеля через поворотный редуктор на раме. Основные характеристики следующие:

• Сравнительно простая машина, хорошо разрабатывающая рыхлые грунты, например песок и гравий, но не применима для плотных слоев глины или сцементированного песка.
• Обычно не годится для работы в фарватерах; максимально допустимая волна 1 м, в зависимости от размера земснаряда, но в перспективе создание системы компенсации качки для этого типа земснарядов.
• Профиль дна непредсказуем. 
• Земснаряды этого типа в основном применяются для добычи ПГС в защищенных водах. Они также полезны для ремонтного черпания, намыва и дноуглубительных работ в водохранилищах.

Стандартные земснаряды Beaver с рыхлителями можно легко конвертировать в земснаряды со свободным всасыванием путем демонтажа фрезы с системой привода и установки всасывающей трубы с гидроразмывом.

 
Земснаряд на гусеничном ходу

 
Этот земснаряд-амфибия с рыхлителем способен самостоятельно подниматься на гусеничных опорах, которые также могут работать как сваи. Основные особенности:

• Может использоваться для большинства типов грунта, но не очень хорошо разрабатывает твердые грунты и породы, не справляется с большими камнями. Определенные типы глины разрабатываются с помощью донной дисковой фрезы.
• Благодаря «гусеничным закольным сваям» ему не мешают ни течения, ни волны, при условии, что они не доходят до  понтона. Якоря не нужны, поэтому земснаряд обладает необычайной мобильностью.
• Так как понтон этого земснаряда устанавливается в очень устойчивое положение на четырех опорах, то он хорошо подходит для точных работ и особенно, когда применяется донная дисковая или экологическая фреза.

Такой земснаряд годится для небольших проектов, как, например, ремонтное черпание ирригационных систем и малых водных путей. Другие возможные виды применения — это природоохранные дноуглубительные работы, дноуглубление в прибрежной зоне и разработка месторождений.

 
Многокочерпаковый земснаряд

 
Этот старинный тип земснаряда во многих аспектах уступает землесосным снарядам. Хотя они дороже в эксплуатации и более громоздки по сравнению с землесосными снарядами и им нужны баржи или плавучие ленточные конвейеры для транспортировки грунта, эти механические земснаряды могут оказаться практичны, когда извлекаемый материал должен быть сравнительно сухим, и в определенных обстоятельствах все еще обладают преимуществами. В основном многочерпаковые земснаряды применяются там, где работа затрудняется наличием грунтов различного типа, и при добыче ценных минералов, таких как олово, алмазы и золото. Одним из последних достижений является применение гусеничных звеньев Caterpillar в черпаковой цепи, что значительно снижает уровень шума черпаков. Экономичная и простая конструкция в сочетании с уменьшением скорости износа могут помочь многочерпаковому земснаряду получить новую  
жизнь.

 
Грейферный земснаряд

 
Установленный на понтоне стандартный  кран или неподвижный портал с  грейфером, управляемым тросом или  электрогидравлическим способом. Дноуглубительные работы с применением грейферного земснаряда — это прерывистый процесс, в котором производительность определяется объемом ковша и временем цикла. Основные характеристики:

• Особенно хорошо подходит для больших глубин, может справляться со сравнительно большими камнями.
• Легок в управлении, недорог, но со сравнительно низкой производительностью, если это не мультигрейферная модель. Объем грейфера при работе с тросом может доходить до 35 м3, а с электрогидравлическим приводом редко более 12 м3.
• Производительность грейферных земснарядов, например мелиоративных, зависит от степени связанности грунта. Грейферы с гидравлическим приводом могут развивать большие режущие усилия, но с плотными грунтами не справляются. Производительность ограничивается необходимостью частой перестановки.
• Избирательность, профиль дна и работоспособность при сильном волнении или течении не являются сильными  сторонами  грейферных земснарядов.  Обычно грейферный земснаряд портального типа успешно применяется для добычи ПГС и дноуглубления в водоемах с большими глубинами. Грейферный земснаряд кранового типа многофункционален и хорошо зарекомендовал себя в строительстве, ремонтном черпании и в некоторых экологических проектах.

 

 

 
Штанговый земснаряд с обратной лопатой

 
Конструкция такого земснаряда тоже базируется на использовании крана, но в данном случае это обратная лопата, установленная на понтоне с несколькими закольными сваями. Обратная лопата превосходно работает благодаря развитию большой силы резания грунта при помощи гидропривода. Мощность определяется типом обратной лопаты, но она обратно пропорциональна глубине. Кроме ковша, обратная лопата может быть оснащена рядом других инструментов, например грейфером, рыхлителем или даже свайным молотом. Основные характеристики:

• Может разрабатывать большинство грунтов, и со сменными рыхлителями даже твердые породы.
• Самоподъемный понтон может работать при сильном волнении и течении.

Гидравлический экскаватор производит разработку грунта с более точным профилем дна; высока степень избирательности. Такие системы контроля, как ХРМ (Excavator Position Monitor), могут существенно повысить производительность и точность работы земснаряда. Земснаряд с обратной лопатой может использоваться для твердых пород или образования траншей в море. В основном он  
применяется в специальных проектах и для ремонтного черпания тогда, когда малая производительность не проблема, но требуется высокая избирательность. Многофункциональность земснаряда с обратной лопатой делает его разумным выбором для выполнения некрупных проектов.

Классификация грунтов и пород	Применение земснаряда

Рис. 3

Заключение

 
Очевидно, что характеристики грунта и глубина являются решающими  параметрами при оценке проекта. Мало таких подрядчиков, которые попытаются прорыть канал при помощи земснаряда со свободным всасыванием или попробуют свое мастерство в восстановлении пляжа при помощи многочерпакового земснаряда. При сравнении ряда стандартных  стационарных земснарядов с предстоящей работой, как показано на рис. 3, становится совершенно ясно, что для этой работы есть готовое оборудование. Однако для выполнения особых задач всегда будет существовать потребность в земснарядах, строящихся согласно техническим условиям заказчика, или потребность в стандартных земснарядах с дополнительными стандартными приспособлениями и приборами по выбору заказчика. Правильное планирование проекта и системный подход к выбору методов и дноуглубительного оборудования имеют важнейшее значение для реализации любого проекта. Для разумного выбора требуется полное понимание плюсов и минусов имеющегося дноуглубительного оборудования, его взаимодействия с различными грунтами, влияния граничных факторов окружающей среды, таких как волнение, течения, климат, судоходность, расстояние до выгрузки извлекаемого грунта, и важно посоветоваться с экспертами в этой области.

Здесь опубликована третья часть статьи "Как выбрать земснаряд?" предыдущие части статьи вы можете найти по следующим ссылкам: Как выбрать земснаряд часть 1, Как выбрать земснаряд часть 2. Разумеется, в рамках трех статей нельзя полностью описать все разновидности земснарядов, и все подводные камни, связанные с выбором такой сложной машины, однако мы надеемся, что предоставленный нами материал, оказался полезен Вам.

 

1. Классификация земснарядов 

Подводные земляные работы при трубопроводном строительстве выполняются как дноуглубительной техникой общего назначения (земснарядами), так и различными спецмашинами.

Земснаряды классифицируются по следующим  основным признакам:

1. по способу отделения грунта  от дна и его подъема над уровнем воды;

2. по способу транспортирования  извлекаемого грунта от снаряда  к месту отвала;

3. по средствам перемещения снаряда  при грунтозаборе;

4. по способу передвижения снаряда  с одного участка работ на  другой;

5. по производительности;

6. по роду энергетической установки; 

7. по району выполнения дноуглубительных  работ. 

По способу отделения грунта от дна и его подъема над  уровнем воды дноуглубительные снаряды  подразделяются на снаряды с гидравлическим способом отделения и подъема грунта, называемые землесосами, снаряды с механическо-гидравлическим способом отделения и подъема грунта (землесосы с механическим или механическо-гидравлическим способом разрыхления грунта), снаряды с механическим способом отделения и подъема грунта (многоковшовые и одноковшовые).

По способу транспортирования  извлекаемого грунта от снаряда к  месту отвала дноуглубительные снаряды  подразделяются на рефулерные, трюмные, шаландовые, рефулерно-шаландовые, длиннолотковые и транспортерные.

Рефулерные снаряды транспортируют грунт по грунтопроводу к месту подводного или берегового отвала.

Трюмные снаряды транспортируют грунт  к месту отвала в грунтовом  трюме, который разгружается на месте  свалки или через разгрузочные отверстия  в днище трюма собственной  грунтонасосной установкой.

Шаландовые снаряды погружают  грунт в трюм шаланд, которые своим  ходом или на буксире транспортируют грунт к месту отвала.

Рефулерно-шаландовые снаряды могут  транспортировать грунт от снаряда  рефулерным и шаландовым способом,

Длиннолотковые снаряды транспортируют грунт к месту отвала по длинному наклонному лотку, куда для улучшения перемещения грунта подается вода.

По средствам перемещения снаряда  при грунтозаборе различают якорные, свайно-якорные снаряды, перемещаемые собственной гребной установкой.

Для перемещения якорные снаряды  оборудуются рабочими якорями, якорными канатами и оперативными лебедками. Якорь завозят на определенное расстояние и при помощи канатов и лебедок  снаряд перемещается в нужном направлении.

Свайно-якорные снаряды кроме рабочих якорей имеют также свайные аппараты.

По способу передвижения с одного участка работ на другой снаряды  подразделяют на самоходные и перемещаемые буксирами.

По производительности различают  снаряды малой, средней и большой  производительности; по роду энергетической установки (приводящей в движение снаряд)—паровые, дизельные, дизель-электрические, дизель-гидравлические, газотурбинные и электрические дноуглубительные снаряды; по району выполнения дноуглубительных работ — снаряды морского и речного типов. Морские земснаряды отличаются от речных конструкцией корпуса и лучшей остойчивостью, позволяющей выполнять работы в условиях волнения.

2. Разработка траншей землесосными  снарядами 

Землесосные снаряды  целесообразно применять на несвязных  грунтах небольшой крупности (песках и мелком гравии): Принцип работы землесосов по извлечению грунта со дна акватории заключается в отсасывании со дна акватории смеси частиц грунта с водой, называемой пульпой. Схема землесосного снаряда показана на рис. 1. Основной рабочий орган землесоса — центробежный насос, создающий вакуум и всасывающий пульпу через грунтозаборное устройство (сосун) 1. Сосун может изменять свое положение (опускаться или подниматься) при помощи подъемного устройства. По сосуну пульпа поступает в грунтовый насос 3, который подает ее в напорный грунтопровод 4. Глубина всасывания современных землесосных установок изменяется от 2—3 до 40—50 м, а производительность — 80—3000 м3/ч. Сосуды закрываются решеткой для предотвращения попадания больших камней либо длинных предметов, которые могут повредить рабочее колесо центробежного насоса. Современные землесосные снаряды имеют специальные гидравлические, механические и комбинированные устройства для разрыхления грунта. Для разработки плотных несвязных и связных грунтов конструкции всасывающих устройств оснащаются механическими разрыхлителями грунта — фрезерными и роторно-ковшовыми.

Рис. 1. Принципиальная схема землесосного снаряда: 1 — грунтозаборное устройство; 2 — всасывающий трубопровод; 3 — грунтовый насос; 4 — напорный грунтопровод; 5 — устройство для рабочих перемещений; 6 — корпус

Для легкоразмываемых грунтов целесообразно использовать гидравлические разрыхлители, которые обеспечивают подачу в сосун пульпы с более высоким содержанием грунта.

Гидравлические  разрыхлители делятся на три типа: размывающие грунт, размывающие  и подгоняющие грунт к сосуну и гидродиффузионные.