Способ реконструкции канала и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E02B3/02 

Изобретение относится к землянйм рабо гам на водопроводящих каналах, выполненных средствами гидромеханизации для обеспечения подачи требуемого сельскохозяйственному производству количества оросительной воды, предназначено для разработки и удаления грунтов при реконструкции (расширении русла) и одновременной очистки от заиления действующих оросительных каналов и может быть использовано при строительстве каналов.

Известен способ реконструкции канала, включающий предварительную разработку экскаватором грунта, примыкающего к откосам, с последующей разработкой грунта, примыкающего к продольной оси канала земснарядом (I.

При данном способе строительства надежно и качественно формируются откосы канала, однако при необходимости очередного расщирення (реконструкции) ранее построенного канала такой способ неприменим, поскольку отвалы ранее намытого земснарядом грунта оказываются приближенными к бровке канала и затем не остается пространства для работы экскаваторов. Кроме того, технология производств работ по указанному способу осложнена, так как разработка грунта земснарядом на дне канала не обеспечивает плавного примыкания к приоткосной выемке, предварительно устроенной экскаватором, и оставляет после себя неудаленные гребни грунта. Это также снижает гидравлические характеристики канала.

Известно также устройство для реконструкции канала, содержащее земснаряд со всасом и скребок с гидромониторными соплами. Преимущество этого устройства в том, что оно способно разрабатывать грунт надводного забоя 2.

Однако производство работ этим устройством осложнено тем, что неббходимо одновременно и синхронно управлять двумя рабочими органами: скребком и всасом земснаряда; практически реализовать это в подводном забое сложно,, поэтому данное устройство не может быть использовано для эффективной разработки грунта.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ реконструкции канала, включающий разработку и удаление грунта под острым углом на участках канала, примыкающих к его откосам, с помощью земснаряда (3.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для реконструкции канала, содержащее земснаряд со всасывающим патрубком в виде ковша с гидромониторными соплами и напорным водопроводом (4).

Известное устройство неплохо производит разработку грунта в подводном забое, в том числе и примыкающего к откосам канала, однако не способно разрабатывать грунт надводного забоя и поэтому для выполнения указанных работ привлекается дополнительная землеройная техника, что в целом усложняет технологию и удорожает работы.

Цель изобретения - .улучшение гидравлических х арактеристик реконструируемого канала и упрощение технологии работ путем обеспечения возможности одновременной его очистки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу реконструкции канала по всему поперечному профилю, включаюЕцему разработку и удаление грунта под острым углом на участках канала , примыкающих к его откосам, с использованием земснарядов, первоначально земснарядом разрабатывают и удаляют грунт на участках дна канала, расположенных непосредственно вдоль его оси, затем с интервалом времени 1-2 сут разрабатывают и удаляют грунт на участках канала, примыкающих к его откоса.м, под углом, равным 30-60°, которое осуществляют в направлении сверху вниз от верхней бровки канала, причем разработку надводного забоя производят посредством принудительной подачи воды во всасывающий патрубок земснаряда, после чего удаляют оставшиеся на участках дна канала гребни грунта с перекрытием ,/31/5 его ширины.

Кроме того, принудительную подачу воды во всасывающий патрубок земснаряда осуществляют в объеме не менее объема разработки грунта надводно1 о забоя.

В устройстве для осуществления способа KOBUI снабжен дополнительным напорным водоводом с гидромониторными соплами, направленными во всасывающий патрубок, и установленным на нем вентилем расхода, связанным с клапаном регулирования подачи воды.

На-фиг. 1 изображена реконструкция канала, согласно предлагаемому способу, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на .фиг. 1; на фиг. 3 - всасывающий патрубок земснаряда, общий вид; на фиг. 4 - то же, вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - напорный водовод с вентилем расхода.

Устройство для реконструкции канала содержит земснаряд I, оборудованный любым рабочим органом 2, и земснаряд 3, оборудованный рабочим органом в виде всасывающего патрубка с ковщрм 4, который с помощью гицроцилиндров 5 и троса 6 может поворачиваться вокруг щ.арниров 7 и 8 в обе стороны от диаметральной плоскости земснаряда. По бокам ковща 4 закреплены насадки 9, соединенны с коллектором 10. Ковщ 4 дополнительнооборудован гидромониторными соплами П, направленными во внутрь всасывающего патрубка.

и напорным водоводом 12, снабженным вентилем 13 расхода с клапаном 14 в виде полого водонепроницаемого бачка.

Пример. Способ реконструкции канала 15, где канал с шириной по дну 40 м реконструируется в канал с шириной по дну 60 м, с одновременным удалением наносов с толщнной слоя htA 0,7 - 1,3 м, осуществляется предлагаемым устройством следующим образом.

Первоначально земснарядом I paapt батывают и удаляют грунт на участках днаканала 15, примыкающих к его продольной бен 16 (I участок работ). Затем с интервалом времени 1-2 сут разрабатывают и удаляют грунт на участках канала 15, примыкающих к его откосам 17 (И участок работ), в направлении сверху вннз от верхней бровки 18 канала. Причем рабочий орган земснаряда 3 циклично меняет свое положение относительно оси 16 канала. Угол с осью канала в начале цикла составляет 60°, в процессе работы он уменьшается до 30° и затем снова возрастает до 60°. Принятие значений угла менее 30° приводит к увеличению крутизны траектории движения рабоЧ1вго органа, что не способствует плавному сопряжению участков дна и откосов канала и, соответственно, значительно ухудшает гидродинамические характеристики канала. При принятии значений угла свыше 60° сни жается производительность земснаряда ввиду чрезмерного уполаживання траектории движения рабочего органа земснаряда.

Интервал времени между I и II этапами работ принимают равным 1-2 сут. Менее 1 сут не достаточно, чтобы переориентировать технику по И этапу работ, увеличение этого интервала более 2 сут приводит к самопроизвольному естественному обрушению откосов, что также ухудшает гидродинамические характеристики канала и осложняет дальнейшие работы по восстановлению проектного профиля канала.

Разработку надводного забоя 19 производят посредством автоматически регулируемой принудительной подачи воды во всасывающий патрубок ковща 4 земснаряда 3. в количестве, по объему равном объему разрабатываемого грунта. Для земснаряда с производительностью 150 м/час по грунту объем принудительно подаваемой воды составляет 150 . При меньшем объеме воды затруднено транспортирование грунта по трубе земснаряда, а увеличение объема принудительно подаваемой воды ухудшает технико-экономические показатели способа.

После проведения I этапа работ на участках дна канала 15 наибольшие гребни недобранного земснарядом грунта 20 остаются по краям этого участка на 1/3-1/5 его ширины, поэтому II этап работ оканчивается удалением этих гребней грунта, соответственно с перекрытием 1/3-1/5 ширины дна канала 15 (20-12 м).

На участках дна канала 15, примыкающнх к его откосам 17, при разработке надводного забоя 19 во всасывающий патрубок земснаряда 3 принудительно через гидромониторные сопла II подают воду в объеме, равном объему разрабатываемого грунта. При соприкосновенни с поверхностью воды клапан 14 от давления Р воды перекроет

напорный водовод 12, н гидромониторные сопла I1 прекратят работу.

Таким образом, прн реконструкции канала предлагаемым способом обеспечиваетC ся упрощение технологии работ путем обеспечения возможности одновременной его очистки, а также повышение его водопропускной способности, так как достигается повышенное качество реконструкции канала доведение его до проектного профиля со

значительно меньшими неровностями, исключающее в том числе недоборы грунта в виде оставшихся гребней. Благодаря предлагаемому способу особенно эффективно и с высоким качеством производится разработка откосов 17 и формирование до проектных отметок, а также достнгается более точное (плавное) сопряжение откосов 17 с дном канала.

Благодаря тому, что разработку надводного забоя 19 производят посредством

принудительной подачн воды во всасывающий ковш 4 земснаряда 3, появилась возможность упростить технологию производства работ, а именно высвободить экскаваторы, которые раньше использовались для формирования откосов, и проводить одновременно очнстку и реконструкцию канала. Благодаря тому, что клапан 14 вентиля 13 расхода выполнен в виде полого водонепроницаемого бачка-, достигнуто автоматичесгое управление подачей воды в ковш 4, что позволило упростить управление вентилем

0 13 расхода и сэкономить воду и энергозатраты на привод водяного насоса.

Экономическая эффективность предлагаемого способа реконструкции канала в 5 размере 11,3 тыс.руб получена путем снижения себестоимости работ до 405 руб. за 1000 м грунта, против 730 руб по сравнению с базовой технологией. Получен дополннтель ный экономический эффект (120 руб./сут) от повышения водопропускной способнос0 ти канала. По сравнению с базовой технологней высвобождено два экскаватора типа Э-652 н Значительно упрб.дена технология работ, поскольку стало возможным одновременно производить работы только одним типом механизма, а именно земснарядом.

Приведенные результаты расчета выполнены применительно к каналу шириной

но дну 30-40 м н длиной 5 км. Однако аналогичная проблема повышення гндравли-. ческих характеристик возникла на реконструкции магистрального канала с шириной по дну 100-120 м н длиной 20 км. Соответственно для канала с такими параметра ми экономнческая эффективность предлагаемого способа будет значительно большая

I. Способ реконструкции канала, включающий разработку и удаление грунта под острым углом на участках канала, примыкающих к его откосам, с помощью земснаряда, отличающийся тем, что, с целью улучшения гидравлических характеристик канала и упрощения технологии работ путем обеспечения возможности одновременной его очистки, первоначально земснарядом разрабатывают и удаляют груит на участках дна канала, расположенных иепосредственио вдоль его оси, затем с интервалом времени 1-2 сут разрабатывают и удаляют груит на участках канала, примыкающих к его отквсам, под углом, равным 30-60°, которое осуществляют в направлении сверху вниз QT верхией бровКи канала, причем разработку надводного забоя производят посредством принудительной подачи воды во всасывающий патрубок земснаряда, после чегб удаляют оставшиеся на участках днд канала гребни грунта с перекрытием 1/3-1/5 его ширины. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что принудительную подачу воды во всаi сывающий патрубок земснаряда осуществляют в объеме, не менее объема разработ(Л ки груита надводного забоя. 3.Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, содержащее земснаряд со всасывающим патрубком в виде ковша и коллектором напорной воды с гидромониторными насадками, отличающееся тем, что ковш снабжен дополнительным напорным водоводом с гидромониторными соплами, направленными во всасывающий патрубок, ш to и установленным на нем вентилем расхода, связанным с клапаном регулирования подачи воды.

t до 2 cymoif I av t суток 7 а Шу работ

Mt ooSom д 1 Ч Лу работ,I /х А- . Ш уч paSam

у6аЭ /J 12

П

Вода

Фиг. 5