Технология и организация строительства объектов природообустройства
Производительность гидромониторно-грунтонасосной установки по гидросмеси определяют по формуле (7.8), но с принятием удельного расхода воды по табл 5 СНиП IV-5-82 и /гв, изменяющимся согласно ЕНиР в зависимости от вида установки и способа намыва от 0,7 до 0,95
Расход воды через насадку гидромонитора, м3/с, находят по известной в гидравлике формуле истечения воды из отверстия, которая в резу
льтате преобразований с учетом принятия коэффициента расхода |д, = 0,945 имеет вид:
, где (7.15)
d0 - диаметр выходного отверстия насадки, м;
Н- напор на вылете из насадки, м
Подача насосной станции, м3/с,
(7.16)
Число гидромониторов
(7.17)
Производительность гидромониторов и их число должны быть согласованы с производительностью грунтонасосных установок.
Забой может состоять из одного или нескольких уступов, что определяется глубиной выемки. Уступ делят на блоки по числу передвижных гидромониторно - грунтонасосных установок Блоки делят на карты, которые разрабатывают с одной стоянки передвижной грунтонасосной установки.
§ 63. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТРАНСПОРТ ГРУНТА
Гидротранспорт осуществляется путем перемещения частиц грунта потоком воды с турбулентным режимом движения. Такой режим характеризуется наличием взвешивающих вертикальных составляющих средней продольной скорости, равных, по М А Великанову и другим исследователям, 10-20 % этой скорости. Среднюю скорость потока гидросмеси, при которой начинается осаждение частиц, называют критической. При скорости больше критической весь грунт транспортируется во взвешенном состоянии. Когда скорость близка к критической, грунт транспортируется во взвешенном состоянии, но большое количество частиц движется по дну. При скорости меньше критической на дне образуется постоянный слой заиления.
Безнапорный гидротранспорт. Его расчет состоит в определении критической и надежной скорости транспортировки, а также соответствующих им уклонов.
Критическую скорость определяют по формуле:
, где (7.18)
В - коэффициент, принимаемый равным 3,85 для песчано-гравелистых грунтов и 2,86 для крупнокусковых материалов,
Fr =ω2/(gd) - число Фруда (здесь ω - гидравлическая крупность транспортируемых частиц),
ρсм, ρв, ρт - плотность соответственно гидросмеси, воды и твердой составляющей.
Надежная скорость транспортировки
,где (7.19)
Кн =1,1 1,3 - коэффициент надежности
Уклоны iкр и iн , соответствующие скоростям νкр и νH находят по формуле:
, где (7.20)
λ/=λ+δ(mω+nδ-q) - коэффициент гидравлического трения, δ = ρсм/ρв - относительная плотность гидросмеси, m, n, q - постоянные величины, зависящие от режима гидротранспорта*),
R- гидравлический радиус лотка или безнапорной трубы
Напорный гидротранспорт.В этом случае гидросмесь перемещается под напором, заполняя все сечение трубы.
Существует ряд методик расчета напорного гидротранспорта, но все они носят частный характер, так как были созданы для определенных условий гидротранспорта. Наибольшее распространение получила методика, изложенная в специальной инструкции Минэнерго СССР 11-59-72*. Формулы, приведенные е инструкции, применимы для расчета гидротранспорта грунтов с плотностью минеральной части 2,6-2,7 т/м3, средневзвешенной крупностью dср =0,20 .70 мм при ее отношении к диаметру трубопровода D, равном или меньшем 0,15 наибольшей относительной крупности грунта dмакс 0,3 м, и с объемной консистенцией гидросмеси не более 0,3 D.
Для расчета нужно знать:
1) средневзвешенный диаметр частиц грунта dср, мм;
2) удельный расход воды q, м3;
3) тип земснаряда и марку установленного на нем грунтового насоса;
4) диаметры всасывающего, плавучего, магистрального и распределительного трубопроводов, мм;
5) действительные скорости движения гидросмеси во всасывающем νсв, плавучем νпл, магистральном νм и распределительном νрасп трубопроводах, м/с;
6) объемную консистенцию гидросмеси, определяемую по формуле:
,где (7.21)
n - пористость разрабатываемого грунта в долях единицы, которую можно принять равной 0,4;
7) плотность гидросмеси
,где (7.22)
ρт — плотность твердого, кг/м3.
Расчет состоит в определении критических скоростей и потерь напора. Критическую скорость движения гидросмеси, м/с, определяют по формуле:
, где (7.23)
D - диаметр трубопровода, м;
Ко-см. формулу (7 21);
Ψ=- коэффициент транспортабельности грунта, который определяется как средневзвешенное значение в зависимости от гранулометрического состава по табл. 7.2 (здесь ψi -средняя величина для i-й стандартной фракции);
Рi- процентное содержание i-й фракции по массе в составе грунта)
Расход гидросмеси при критической скорости транспортирования:
,где (7.24):
А Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов.
Таблица 7.2
Фракция грунта, мм |
0,05-0,1 |
0,1-0,25 |
0,25-0,5 |
0,5-1,0 |
1-2 |
2-3 |
3-5 |
5-10 |
10 |
Ψi |
0,02 |
0,20 |
0,40 |
0,80 |
1,20 |
1,50 |
1,80 |
1,90 |
2,0 |
Примечание. Если в грунте содержится не более 10 % сравнительно крупных фракций, то при определении dср и ψср наличие их в составе грунта рекомендуется не учитывать
Высоту, м, неподвижного слоя отложения грунта в трубопроводе при Qзc<Qсм.кр определяют по формуле:
(7.25)