Технология и организация строительства объектов природообустройства

§ 60. ОБЛАСТЬ И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЗАЦИИ

Гидромеханизация широко распространена. Ее применяют в гидротехническом, энергетическом, транспортном, гидромелиоративном и водохозяйственном строительстве, в горном деле, в цветной металлургии и т. д. С помощью гидромеханизации разрабатывают различные выемки и каналы, производят гидравлическую классификацию песчано-гравийных матери

алов, добывают полезные ископаемые, намывают территории, хвостохранилища, земляные плотины и дамбы и пр.

Возможность применения гидромеханизации зависит от характера грунтов, наличия воды и электроэнергии.

В принципе все грунты поддаются разработке, транспорту и укладке способом гидромеханизации. Но не все грунты, разработанные способом гидромеханизации, можно использовать для качественной укладки. Наиболее приемлемы для разработки и намыва песчаные и гравелисто-песчаные грунты.

Вода является основным средством выполнения земляных работ способом гидромеханизации и поэтому должна быть в достаточном количестве на месте его применения. Количество воды, необходимой для разработки и транспорта 1 м3 грунта, колеблется от 3,5 до 30 м3.

Количество электроэнергии, требующейся для переработки 1м3 грунта, составляет в среднем 3,5-5 кВт-ч.

Гидромеханизация отличается от других способов земляных работ непрерывностью и поточностью технологического процесса, малой металлоемкостью, простотой и экономичностью, причем весь ее технологический процесс может быть автоматизирован. При транспортировке грунта водой не требуется устройство грунтовозных дорог, а гидравлическая укладка грунта не связана с использованием увлажняющих, разравнивающих и уплотняющих механизмов.

По сравнению с насыпным способом возведения земляных сооружений гидромеханизация позволяет сократить сроки строительства и снизить стоимость возводимых сооружений. По данным треста Гидромеханизация Минэнерго СССР, выполнившего за 35 лет своего существования гидромеханизированным способом 2,5 млрд. м3 земляных работ, трудоемкость при возведении намывных сооружений в 3-6 раз ниже, чем при насыпном способе, а себестоимость 1 м3 намытого грунта составляет от 0,27 до 0,42 руб.

Благодаря высокой эффективности гидромеханизации из года в год растут объемы ее работ и расширяется область ее применения. Этот способ позволяет осуществлять крупные народнохозяйственные мероприятия по защите, восстановлению и улучшению окружающей природной среды. С помощью гидромеханизации в СССР возведено более 200 плотин и дамб. Одним только упомянутым выше трестом за 1946-1979 гг. намыто свыше 150 плотин и дамб объемом намыва 800 млн. м3, причем суточная производительность гидромеханизированных работ достигала 310 тыс. м3.

К недостаткам способа следует отнести возможность заболачивания территории и водоисточника при намыве. Но они могут быть устроены с минимальным нарушением естественного состояния природы.

§ 61. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ И ГИДРОСМЕСИ

Гидромеханизацией разрабатывают как несвязные так и связные грунты. Суждение о качестве грунтов получают в результате разведки. Разведочные выработку в виде шурфов или скважин, располагаемых в плане по прямоугольной сетке со сторонами от 400 до 25 м и менее, должны проходить всю толщу грунтов, намеченные для разработки.

Гранулометрический состав грунтов выработок устанавливают путем микроагрегатного механического анализа с выделением фракций. При выделении мелкие фракций рекомендуется пользоваться той водой, которая будет применяться при гидромеханизированных работах. По данным анализа строят график гранулометтрического состава в полулогарифмическом масштабе. Для этого по горизонтальной оси графика откладывают диаметры частиц, мм (в логарифмическом масштабе), а по вертикальной оси - содержание фракций мельче данного диаметра, % (в линейном масштабе).

Для расчетов необходимо иметь кривую среднего гранулометрического состава грунтов карьера, средне взвешенный диаметр частиц и степень однородность грунта. Средний гранулометрический состав определяв ют суммированием средневзвешенных гранулометрических составов по выработкам. Средневзвешенный диаметр, мм, находят путем разбивки вертикальной ocи графика на 20 равных интервалов по 5 % и определение в этих интервалах соответствующих им диаметров частиц d1, d2, d3, ., d20:

(7. 1)

Степень однородности грунта характеризуется коэффициентом неоднородности

,где (7.2)

d60 и d10 — диаметры частиц, отвечающие 60 и 10 %-ному содержанию их в грунте, определяемые по кривой графика.

Однородными считают грунты с . Помимо гранулометрического состава определяют плотность грунта, плотность скелета, плотность минеральной части, влажность, коэффициент фильтрации, пределы и число пластичности, а также другие физико-механические характеристики грунта. Кроме того, грунт подвергают петрографо-минералогическому анализу для выяснения формы и прочности слагающих его зерен. При гидравлическом транспорте грунтов, состоящих из зерен угловатой формы, происходит больший износ оборудования и труб, а при намыве они ложатся с меньшей плотностью по сравнению с грунтами, зерна которых окатаны.

Применение гидромеханизации связано с потреблением определенного количества воды, зависящего от способа разработки грунта и его свойств. Количество воды, м3, необходимой для разработки и транспорта 1 м3 грунта, называют удельным расходом воды. В зависимости от способа разработки грунты подразделяют на группы и для каждой из них принимают свой удельный расход воды.

При всасывании грунтов из-под воды их подразделяют на восемь групп (табл. 6 СНиП IV-5-82). В случае разработки грунтов напорной водяной струей их под­разделяют на шесть групп (табл. 5 СНиП IV-5-82).

Степень насыщения гидросмеси грунтом характеризуют консистенцией и концентрацией.

Консистенцией называют отношение плотности или объема грунта, находящегося в определенном объеме гидросмеси, к плотности или объему воды, содержащейся в этом же объеме.

Объемная консистенция

Ко = Т/В; (7.3)

консистенция по массе

,где (7.4)

ρгр - плотность грунта;

Т - количество частей грунта в гидросмеси;

ρв - плотность воды;

В - количество частей воды в гидросмеси

При известном удельном расходе воды q объемная консистенция

,где (7.5)

q -принимают по табл. 5 и 6 СНиП IV-5-82

Концентрация представляет собой отношение плотности или объема грунта к плотности или объему гидросмеси.

Объемная концентрация

(7.6)

Концентрация по массе

, где (7.7)

ρсм- плотность гидросмеси.

 Скачать реферат