Способ дноукрепления и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E02B1/00 

Изобретение относится к fHflpoTex 1ическому строительству, касается способов и устройств для выполнения подводно-технических работ и может быть использовано на отсыпке материалов, обеспечивающих крепление дна от размыва, подводных оснований слипов и земляных плотин, при уплотнении песчаных оснований и каменных постелей, а также на подводных планировочных работах для образования акваторий портов, отстойно-ремонтных пунктов и заводов.

Известен способ укрепления дна пу тем отсыпки сортированного материала с баржи с помощью бульдозера ij.

Однако указанный способ материалоемок, так как не позволяет изменять объемы отсыпаемого сортированного материала по точкам отсыпки в зависимости от профиля укрепляемого дна реки и резко увеличивает естественную мутность руслового потока, а также значительных затрат в связи с использованием фракционированного материала.

Кроме того, известно устройство для укрепления дна,содержащее баржу с установленным на ней бульдозером С 1 Недостатком данного устройства является низкая производительность. Известен таклсе способ дноукрепления, включающий заполнение бункеров смесью, забираемой с баржи с помощью плавкрана, отсыпку смеси на дно и равнение отсыпаемой смеси. При этом в бункер грейфером плавкрана отсыпают материал, который через колосниковую решетку выходного отверстия попадает в желоб и по нему в тело постели. Отсыпку из бункера ведут непрерывно, пока высота отсыпки не достигает нижней кромки выходного отверстия. Далее бункер перемещают, во время чего производят ровнение постели планиругацим приспособлением/ совмещенным с бункером. Бункер наполняется непрерывно с барж плавкраном. После окончания работ на одном участке устройство переставляют по очереди на последующие, где цикл работ повторяют.

Однако согласно известному способу не.используется энергия руслового потока для создания самоотмостки из крупных фракций-разнофракционнбго материала, например гравийнопесчаной смеси. Кроме того, затруднена отсыпка дна при больших глуби нах и скоростях течения, а также Tpe6ye«vqa создание механизированных складских береЬовых площадок с водными подходами для промежуточного склаирования отсыпаемого материала при его доставке водным транспортом.

Известно устройство для осуществления указанного способа дноукрепения, содержащее гшавоснование, аму с опорами, бункер, установленный на основании, ровняющее и отсыпающее приспособления, баржу плавкран з .

Однако известное устройство недостаточно эффективно в работе. 5Цель изобретения - сокращение

трудоемкости дно: крепления и повышение его качества путем предотвращения уноса мелких фракций смеси. Поставленная цель достигается 10 тем, что согласно способу используют систему бункеров для отсыпаемой смеси, при этом при отсыпке смеси из одного бункера последующий бункер загружают смесью, под бункер, под.j лежащий разгрузке, подводят отсыпающее приспособление, после чего производят отсыпку смеси, затем цикл повторяют со следующими бункерами по мере их заполнения -смесью, при отсыпке смеси из всех бункеров образуют полосу и 20 последующие полосы от центра дна к берегу.

Устройство для осуществления способа снабжено системой бункеров и поворотными обоймами, опоры выполнены с 25 мотор-гусеницей или мотор-колесом и свободно установлены в поворотных обоймах, при этом опоры снабжены поплавками контроля с механизмом самописцев и водоизменяющими емкостями,

0расположенными внутри них. .

Кроме того, ровняющее приспособление снабжено ножами-планировщиками, направляющей водоизмещающей рамой, цепной передачей и мотор-гусеницей,

а. смонтированными на раме.

Отсыпающее приспособление выполнено в виде трубы с колесами, закрепленными на ней.

На фиг. 1 показана схема осуществления предлагаемого способа

0 -дноукрепления в плане; на фиг.2113 последовательность выполнения дноукрепления и взаимодействие рабочих органов устройства в поперечном и продольном направлениях; на фиг.4

5 и 5 - конструктивные схемы контрольной опоры и отсыпочнрй трубы, вид сбоку, разрез; на фиг. 6 и 7 - всенаправленная гусеница, вид сверху и сбоку, разрез; на фиг. 8 - направQ лякхцая рама планировщика, вид сверху; на фиг. 9 и 10 - соединение направляющей с опорой и подвижными ножами-планировщиками.

Способ дноукрепления включает перегрузку отсыпочного материала в бункер плавустройства на донных двигателях; укладку материала в полосу дноукрепления на остановках по течению, пере крыв акяцилш порциями; передвижку плавустройства на сле

0 дующие стоянки и параллельные по лосы от центра к берегу; ровнение дна и перекрывающих порций одновременно с передвижками, перегрузкой материала и контролем качества дно5 укрепления. Устройство для осуществления способа дноукрепления состоит из плавоснования 1, устанавливаемого на стоянках карты дноукрепления по береговым веерным 2 и поперечным 3 створам. На палубе плавоснования установлена перекатная накопительная система 4 бункеров, обеспечивающая беспрерывную перегрузку пла кранами 5 дноукрепляющего материал с транспортных барж 6. Плавосновани е удерживают от сно са течением опорами 7, установлен ыми свободно в поворотных зак{эепленныз{ к плавоснованию обоймах 8. В нижней части опоры оборудуют всенаправленными мотор-гусеницами или мотор-колесами 9. Для ограждения от сноса потоком отсыпаемого материала используют опускные трубы 10 с водоизмещающими емкостями 11, Трубы устана ливают на цапфах в кольцах-подвесках 12. Ровняющее приспособление опускают до дна по опорам на разъемных обоймах 13, а для ровнения используют ножи-планировщики 14 на направлющей всдоивмещающей раме 15 с цепной передачей 16, Для замера глубин от уровня вод до естественного дна и верха отсыпки используют вертиксшьно установленные опоры с приводом записывающих механизмов от грузил 17 и уравновешивающих поплавков 18, соединенных тяжами через блоки 19, которые установлены на осях в верхних частях опор совместно с бло ками 20, последние используют дляпротАжки лент самописцев 21, а для .вращения намоточных барабанов лент записи используют cHCTei j передач 2 от донных движителей (колес). В нижней части каждой опоры для ее облегчения и возможности всплытия выполнена балластирующаяся емкость 23, в над колесом или гуёеницей-купольный колпак 24, являющийся потоконаправляющим элементом для перемещения плавоснования по воде при вращений потокообразующего активатора-гусеницы или колеса с высо ким протектором шины в воде в любом желаемом направлении. Для перемещения отсылочных труб от одного подбункерного затвора и , другому по плавоснованию используют каретки 25 с направляющими путями 26 а русла реки приводные всенгшр под водоизменякж ими емкостям с впуско-выпускными каналами 27. Для подачи энергии к двигателям колес, гусениц и ножей-планировщиков используют кабели 28, размещенные в воздухопроводных шлангах 29, которые служат для привода силовых передач пневмоцилиндров и для продувг ки балластных емкостей, В качестве - привода гусеницы или колеса.используют электродвигатель 30 с редуктором-вариагором 31, передающими paзнocтopoцнe вращение через две конические шестерни 32, расположенные на одной оси с ведущей шестерней 33, включающейся электромагнитными муфтами 34. Пневмомалшны 35 г-усениц оперты на обода всенаправ-ленных колес и на катки 36, установлеЕшие на цилиндрической вставке, Гусеницы опирают на подшипники 37 шейками пустотелых валов 38, Энергопитание осуществляют через коллектор 39, а остановку движения колес пневмотормозaiviH 40. Наклон опор и опускных отсыпочных труб-каналов выполняют с помощью пневмоцилиндров 41 и выдвижных штоков, шарнирно соединенных с опорой ИЛИ трубой, Привод цепной передачи ножа-планировщика расположен и герметичном отсеке водоизмещающей рамы, там же размещены червячная передача 42 и ведущий вал 43.Для фиксации наклона направляющей. paNfci ножа-планировщика используют зад.елку на поворотном диске 44, показания на наклономер осуществляют пере- дачей 45. Устройство работает следующим образом, Плавоснование 1 перемещается на отсыпочную стоянку по береговым веерным 2 и поперечным 3 створам с одновременными перегрузочными операциями, позволяющими загрузку накопительной бункерной система 4 дноукрепляющим материалом с использованием плавкранов 5 на разгрузке барж 6. Установку на отсыпочной стоянке ведут ; при помогда опор 7 с донными движителями в виде всенаправленных мотор-гусениц или всенаправленных мотор-колес 9. Сначала осуществляют-загруз- ;ку верховых-по направлению течения бункеров-накопителей, а затем низо:вых, .причем положение бункерной сис )темы при установке плавоСнования верховое. Подкатку опускных труб 10 с водой3мешающими емкостями 11 под затворы бункеров начинают также с верховых. Бункера продолжают наполнять отсыпочным дноукреплйющим материалом. Осуществляют залповое опорожнение верховых бункеров вмо-. мбнт фиксации пла)воснования на стоянке , а после перекатки отсыпочных труб на каретках с кольцами-подвесками 12 под затворы - низовых. Перемещают бункерную систему в tiHSpвое положение по палубе плавоснования с одновременным наполнением, как и при верховом положении бункерной системы, начиная с верховых бункеров и последовательной установкой под затворы перекатных опускных тру по аналогии с предыдущей стоянкой бункерной системл. Проводят ровнени отсыпки ножами-планировщиками 14 с одновременным перемещением плавоснования по течению на следующую сто янку, а бункерной систеки - в верхо вое положение с наполнением бункеров-накопителей материалом. Передви жение ножей-планировщиков по направ ляющей - водоизмещающей раме 15 для повторных циклов ровнений осуществл ется с помощью цепной передачи 16, приводимой двигателем, расположенным в герметичном отсеке водоизмещающей рамы. Проводят замеры глубин опорами от уровня воды до естес венного дна у низовой оконечности плавоснования и верха ровняемой отсыпки у верховой с одновременным перемещением плавоснования на следующую стоянку и наполнением бункеров-накопителей отсыпочным материалом. Кроме того, устройство осущест-г вляет привод записывающих механизмов от грузил 17 и уравноводивакядих поплавков 18, соединенных тяжами че рез блоки 19, установленные на осях в -головных частях опор; вращение бл ков 20, установленных на тех же ося с протяжкой лент самописцев 21; протяжку лент донными колесами с системой передач 22, расположенной в полостях опор; подъем и опускание опор вытеснением балластной воды из емкостей 23 сжатым воздухом и запол нением их водой; перемещение устрой ства при необходимости без описания в дно водоема с использованием в качестве потообра зующих активаторов всенаправленных колес или гусениц с высоким протектором шин, движущихся под куполообразными колпаками 24; перемещение опускающихся труб для отсыпки от одного подбу керного затвора к другому, в верхней части на каретках 25 по направляющим путям 26, а в придонной части на приводных всенаправленных коле-саХ; подачу энергии по кабелю 28 к двигателям колес, гусениц и ножейпланировщиков, к пневмоцилиндрам силовых передач и для продувки балластных емкостей по воздухопроводным шлангам 29; приведение в движение в желаемом направлении всенапра ленных колес и гусениц включением электродвигателей 30 с редукторамивариаторами 31, передающими разностороннее вращение каждого через дв конические шестерни 32, расположенные на одной оси с ведущей шесте ней 33, включающейся электромагнитными муфтами сцепления 34, автомати чески превращающими возвратно-посту пательное движение всенаправленных ведущих движителей только в гюступа-. тельное или возвратное; энергопитание двигателей гусениц через коллекторы 39 в торцах шеек пустотелых валов, а остановку пневмотормозами 40; наклон опор и опускных трубканалов с использованием силовых качаюидахся пневмоцилиндров 41 с выдвижными шарнирно соединенными с опорой или трубой штоками; привод цепной передачи ножей-планировщиков с использованием энергии речного потока воздействующего на парусные плоскости ножей или с помощью червячной передачи 42 и ведущего вала 43, приводимых в движение электродвигателем; поворот и фиксацию направляющей водоизмещающей рамы ножейПланировщиков с использованием защелки, расположенной на поворотном диске 44, приводиг ым передачей 45 от указателя наклономера; наклон рамы вытеснением балластирующей воды сжатым воздухом из необходимой половины. В транспортном положении устройства опоры уложены над бункерной системой, а ножи-планировщики в. поднятом положении располагают под носовым и кормовым подворО7 тами. Для более полного использования энергии речного потока возможно увеличение площади подводной.парусности включением в цепь передачи 1.6 дополнительных приподнятых ножей-парусов через 4-6 м. Возможна рекуперация энергии для движения на донных движителях с меньшей скоростью против течения, в этом спучае электродвигатель становится генератором. Таким образом, при осуществлении предлагаемого способа осыпки, например, гравийно-песчаного материала для дноукрепления используется естествен-, ная энергия руслового речного потока для сортировки отсыпаемого материала и создания обратного фильтра из мелких фракций в нижнем слое дноукрепления и крупных в верхнем, обеспечи-. вается улучшение охраны окружающей среды путем дос.тавки дноукрепляющего.. сыпучего материала через толщу потока к точке отсыпки через опускающиеся трубы, в результате, чего наблюдается минимальная придрнна. мутность, не превышающая естественную, а транспортировка взвеси осуществляется речным потоком на короткие расстояния, а также непрерывная разгрузка транспортного флота с совмещением укладки дноукрепляющего материала с его рас- кладкой по площади, ровнением и контролем качества дноукрепления; Предлагаемое устройство обеспечивает выполнение комплекса совмещенпых подводнотехнических работ с использованием различных приспособлений на одном ппавосновании, перемещающемся в рабочей зоне на всенаправленных донных движителях.

Донные движите.пи повьлленной проходимости в виде всенаправленных гусениц и колес обеспечивают стоянк и перемещение на донном основании из рыхлых грунтов направляющей рамл с ножом-планировщиком, обеспечивающим подводное равнение отсыпок Привод ножа планировщика использует энергию речного потока. Кроме того, имеетря возможность совмещенного

использования навесных приспособлений, например глубинных подводных уплотнителей песчаных оснований, уплотнителей каменных постелей, контрольного зондирующего приспособления (пенетдэометра) и др.

Внедрение изобретения позволит сократить трудоемкость дноукрепленил в два раза, повысить его качество, уменьшить количество отсыпаемого материала на 25%, ликвидировать потребность во вспомогательном флоте, уменьшить стоимость строительства и значительно улучшить экологию водной среды в районе дноукрепления.

,1. Способ дноукрепления, включающий заполнение бункерой смесью, забираемой с баржи с помощью плавкрана, отсыпку смеси на дно и равнение отсыпанной смеси, о т л и чаю&1ий ся тем, что, с целью сокращения трудоемкости дноукрепления и повьгиения его качества путем предотвращения уноса мелких фракций смеси, используют систему бункеров для отсыпаемой смеси,при этом при отоыпке смеси из одного бункера последующий бункер загружают смесью, под бункер, подлежащий разгрузке, подводят отсыпающее приспособление, после чего производят отсыпку смеси, затем цикл повторя- i ют со следующими бункерами по мере их заполнения смесью, при отсыпке из всек бункеров образуют Полосу и последующие полосы от центра дна к берегу. . 2. Устройство для осуществления способа дноукрепления, содержащее плавоснование, раму с опорами, бункер, установленный на основании, ровняющее и отсыпающее приспособление, биржу и плавкран, о т л и ч а ю щ ё ё с я тем, что оно снабжено системой бункеров и поворотными обоймами, опоры выполнены с моторгусеницей или мотор-колесом и свободно- установлены в поворотных обоймах, при этом опоры снабжены . СО поплавками контроля с механизмом самописцев и водойзменяющими емкостями, расположенными внутри них. 3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, что ровняющее В. приспособление снабжено ножами-планировщиками, направляющей водоизмещающей рамой, цепной передачей и мотор-гусеницей, смонтированными на раме. 4.Устрой-ство по п. 2, отлию эо чающееся тем, что отсыпающее приспособление выполненов виде труЛ с колесами, закрепленныпда на :с ней. 35

22222 /

21 -20

а

-19

26 12 --:; 25 , ч.х-; / ////// /77 ////// //1 ФигЛ 2t 9

S JJ 32 3lt- ЗВ 31 30 36 У535 1Ю Я 3 9 2-

-V-vH

./

с. г 30 2в « П fH 1.5

П 272330

vu и

Фиг.9

//У///////////7/// //7///7 Фиг. 10