Способ разработки грунта при строительстве профильной выемки и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК E21C45/00 E02B5/02 

Изобретение относится к способам разработки грунта при строительстве профиль- ных выемок типа-каналов, открытых коллекторов, преимущественно в связных грунтах, с использованием средств гидромеханизации.

.Цель изобретения - повышение эффективности разработки грунта за счет увеличения дальности полета струи и регулирования обрушения грунта-разрабатываемой выемки.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. .

При осуществлении подрезов грунта на поверхности выемки и соединении их с подрезами по контуру выемки с образованием блоков происходит регулирование с фиксацией обрушения, в результате чего уменьшается время подруба подводного забоя и

опасность засыпки всасывающей трубы земснаряда обрушившимся грунтом, повышается качество производства работ при разработке профильной выемки.

Одновременная подача из гидравлического рыхлителя трех несмешивающихся потоков позволят получить поток, в котором рабочая водяная пульсирующая струя проходит в защитных воздушной и водяной рубашках. Это вызвано тем, что при выходе из насадка в подводяном забое обычная водяная струя встречает сопротивление водной среды(, что обуславливает падение ее скорости и быстрое распыление струи. Воздушная и водяная рубашки не дают частицам рабочей водяной струи взаимодействовать с водной средой, сохраняя ее скорость и компактность. В результате этого повышается эффективность разработки

О

ю

ON

грунта за счет увеличения дальности полета струи и повышения давления рабочей части струи на грунт. Пульсация водяной рабочей части струи повышает ее размывающую способность за счет динамического воздей- ствия на размывающий грунт.

После обрушения грунта подачу воздуха к гидравлическому рыхлителю прекращают, т.к. обрушившийся грунт имеет нарушенную структуру, легко разрабатыва- ется водяной струей и нет смысла затрачивать энергию на работу компрессора, подающего сжатый воздух, Это позволяет уменьшить затраты энергии на разработку грунта при строительстве профильной вы- емки.

Подруб грунта направленный вверх под острым углом к горизонтальной плоскости струей также позволяет интенсифицировать процесс размыва и обрушения грунта за счет образования в верхней части подру- ба воздушного мешка, в котором струя затрачивает меньше энергии на преодоление сопротивления, чем в водной среде, т.к. благодаря присутствию в струйном потоке воздушного компонента в каждом его сечении имеется направленная вверх вертикальная составляющая скорости, что приводит к интенсивному взвешиванию разрабатываемого грунта.

Длина подруба согласуется с расстояниями между поперечными подрезами на поверхности выемки, высотой подводного и надводного забоев, физико-механическими свойствами грунта и определяется расчетом из условия устойчивости блоков грунта.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа и сечения А-А и Б-Б на фиг.1; на фиг.2 - технологическая схема (план) разработки выемки канала; на фиг.З и фиг .4 - разрезы А-А и Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - схема образования подруба в грунте предлагаемым устройством; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5.

Предлагаемое устройство включает в себя, водяное и воздушные сопла, состоящие соответственно из стволов 1 и 2 с подводящими патрубками 3 и 4 и насадков 5 и 6.

Водяное и воздушные сопла установлены коаксиально внутри дополнительного, внешнего водяного сопла, которое состоит также из ствола 7 с подводящим патрубком 8 и насадка 9. Во внутреннем водяном сопле со стороны насадка 5 последовательно установлены успокоитель 10, выполненный например, в виде решетки и пульсатор 11, имеющий вид, например, вертушки.

Пример. Способ разработки грунта с помощью устройства может быть осуществлен следующим образом.

Разработку профильной выемки начинают с проведения подготовительных работ и устройства продольных дамб обвалования 12 и отвалов 13. Затем производят, например экскаватором 14, подрезы по контуру выемки 15 и на ее поверхности 16, соединяя их между собой с образованием блоков 17. После этого приступают к разработке грунта земснарядом 18, оборудованным гидравлическим рыхлителем 19.

При разработке грунта земснарядом 18 подруб подводного забоя 20 производят направленной вверх под острым углом а к горизонтальной плоскости струей 21 с одновременной подачей трех несмешивающихся потоков - вода с пульсирующим расходом 22 - воздух 23 - вода 24. Устройство при этом работает следующим образом. Вода из подводящего патрубка 3 попадает в ствол 1, проходит через пульсатор 11, попадает в успокоитель 10 и выходит из успокоителя, а затем из насадка 5 с затуханием поперечного вращения и пульсирующим расходом. Одновременно из насадков 6 и 9 выходят соответственно воздух 23 и вода 24, которые создают защитную рубашку для рабочей, водяной струи. После обрушения блока 17 подачу воздуха к гидравлическому рыхлителю 19 прекращают, т.к. обрушенный грунт 25 имеет нарушенную структуру и легко разрабатывается водяной струей, и осуществляют всасывание земснарядом 18 и обрушенного грунта 25 с транспортированием его по пульпопроводу 26 в отвал 13.

Использование предлагаемого способа и устройства позволит существенным образом повысить эффективность разработки грунта за счет увеличения дальности полета CTDVH. При этом себестоимость разработки 1 м грунта снижается на 15-20%.

Формула изобретения

1. Способ разработки грунта при строительстве профильной выемки, включающий предварительные подрезы грунта по контуру выемки, разработку выемки земснарядом с гидравлическим рыхлителем путем подруба подводного забоя водяной струей и всасывания обрушенного грунта с последующим транспортированием его в виде пульпы к месту укладки, отличающий- с я тем, что, с целью повышения эффективности разработки грунта за счет увеличения дальности полета струи и регулирования обрушения грунта разрабатываемой выемки, одновременное подрезами грунта по контуру выемки производят подрез грунта на поверхности выемки и соединяют их с

образованием блоков, а подруб грунта производят направленной вверх под острым углом к горизонтальной плоскости струей с одновременной подачей трех несмешивающихся потоков - вода с пульсирующим расходом - воздух-вода, причем при всасывании обрушенного грунта подачу воздуха к гидравлическому рыхлителю прекращают.

2. Устройство для разработки грунта при строительстве профильной выемки.

0

включающее установленные коаксиально водяное и воздушное сопла, состоящие из стволов с подводящими патрубками и насадками, отличающееся тем, что водяное и воздушное сопла размещены внутри внешнего водяного сопла, выполненного из ствола с патрубками и насадком, причем внутреннее водяное сопло имеет успокоитель и пульсатор, последовательно установленные со стороны насадка.

Изобретение относится к разработке грунта при строительстве профильных выемок типа каналов и служит для повышения эффективности разработки грунта за счет увеличения дальности полета струи и регулирования обрушения грунта. После проведения подготовительных работ проводят подрезы по контуру выемки и на ее поверхности, соединяя их между собой с образованием блоков. Затем приступают к разработке грунта. Подруб грунта производят направленной вверх под острым углом к горизонтальной плоскости струей с одновременной подачей трех несмешивающихся потоков: вода с пульсирующим расходом - воздух - вода. Выполнено устройство из ко- аксиально расположенных водяного сопла, воздушного сопла и внешнего водяного сопла. Каждое сопло состоит из насадков и стволов с подводящими патрубками. Во внутреннем водяном сопле со стороны насадка установлены успокоитель и пульсатор. 2 с.п.ф-лы, 6 ил.

/U М -

-

/i-./i

iS -

ЛЛ- Ј-Ј.

Ф«2. В