СП 407.1325800.2024 Действует

Qпо= FминS/[rвС (tп – tл)],                           (4.13)

где Fмин – минимально допустимая площадь майны, м2, земснаряда приведена в таблице 4.17;

S – теплоотдача, Вт/(м2∙°С), приведена в таблице 4.18;

rв – плотность воды, т/м3;

С – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг×К);

tп и tл – средняя температура воды на выходе из потокообразователя tп и у кромки льда tл, °С.

Т а б л и ц а 4.17 – Минимально допустимая площадь майны

Производительность земснаряда по воде, м3/ч | 2000 | 3600 | 4000 Минимально допустимая площадь майны Fмин, м2 | 1200 | 2100 | 3000

Т а б л и ц а 4.18 – Теплоотдача S

Условия на акватории | Теплоотдача S, Вт/(м2∙°С) Открытая водная поверхность | 633 Лед толщиной 50 см | 267 Лед толщиной 10 см | 207 Лед толщиной 10 см под слоем снега в 5 см | 33 Лед толщиной 10 см под слоем снега в 10 см | 32

4.6.16 При проектировании производства земляных работ способом гидромеханизации в зимний период следует:

-                    организовать непрерывность намыва по поточной технологии с короткими перерывами по времени на наращивание пульпопровода;

-                    применять сосредоточенный выпуск пульпы на карту намыва;

-                    сформировать плавающий ледяной покров на поверхности прудка отстойника для уменьшения потерь тепла;

-                    проектировать размеры карты намыва в плане с учетом производительности грунтового насоса земснаряда, условий разработки грунтового карьера и ожидаемой температуры наружного воздуха (по метеорологическому прогнозу);

-                    не допускать промерзания намытого грунта в теле сооружения и образования льда свыше установленной глубины, которую следует определять в соответствии с таблицей 4.19.

Т а б л и ц а 4.19 – Глубина промерзания, м, намытого среднезернистого песка при перерыве в работе, ч

Темпера-тура воздуха, ºС | Глубина промерзания, м, намытого среднезернистого песка при перерыве в работе, ч | | | | | | | | | | | 1 | 2 | 5 | 12 | 24 | 48 | 72 | 120 | 240 | 480 | 720 – 10 | 0,04 | 0,06 | 0,10 | 0,13 | 0,22 | 0,30 | 0,37 | 0,48 | 0,68 | 0,97 | 1,18 – 20 | 0,06 | 0,08 | 0,13 | 0,20 | 0,28 | 0,40 | 0,49 | 0,64 | 0,90 | 1,27 | 1,36

4.6.17 В проекте земляных работ способом гидромеханизации в зимний период следует уделить особое внимание обеспечению надежности работы водосбросной системы карты намыва, подаче пульпы на карту намыва с максимальным запасом тепла и разработке участков грунтового карьера, при намыве которых осаждаются частицы дисперсных и мерзлых грунтов наибольшей гидравлической крупности, обеспечивающие ускорение фильтрации отработанной воды и процессов седиментации.

4.6.18 В проекте производства земляных работ способом гидромеханизации при отрицательных температурах воздуха следует разработать комплекс мероприятий в соответствии с

ГОСТ Р 12.3.048.

4.6.19 Проектировать продление сезона земляных работ способом гидромеханизации в зимний период с качеством намытого грунта по проекту и оптимальной производительностью следует на основе результатов расчета и соблюдения следующих неравенств

t0 – ∆tп ≥ tкр;                                             (4.14)

∑amtm – ∑aiti ≤Gкр;                                             (4.15)

hm ≤ hg;                                                   (4.16)

(dm ≤ dn);                                                  (4.17)

S0 ≥ Sкр,                                                   (4.18)

где t0  – температура пульпы на выходе из грунтового насоса, °С;

Dtп – перепад температуры пульпы по длине гидротранспортной    системы, °С;

tкр – критическая температура пульпы при намыве грунта, при которой исключено формирование наледей на карте намыва, °С;

am и ai – скорости, соответственно, промерзания намытого грунта во время перерывов и оттаивания при намыве, м/ч;

tm и ti – продолжительность, соответственно, технологического  перерыва и следующего за ним непрерывного намыва, ч;

Gкр – допустимое суммарное содержание мерзлоты в расчетном сечении намывного сооружения на момент окончания намыва, м;

hm и hg – расчетная и допустимая по условиям обеспечения заданной производительности толщина мерзлого грунта в карьере, м;

dm и dn – размер комьев разрыхленного мерзлого грунта и размер проходного сечения грунтового насоса, м;

S0 и Sкр – площадь акватории карьера, свободной от льда, и минимально допустимый размер майны, м2.

4.6.20 Карты намыва и штабели грунта следует проектировать так, чтобы обеспечивать максимальную суммарную выработку средств гидромеханизации в течение каждого сезона и всего периода эксплуатации грунтового карьера. К картам намыва и штабелям намытого грунта следует прокладывать временные автомобильные дороги с круглогодичным проездом транспортных средств.

4.6.21 Физико-механические характеристики намываемых грунтов следует принимать по результатам изысканий, полевых и лабораторных испытаний.

4.6.22 При намыве сооружения из песчаных грунтов на основания из связных грунтов следует выполнять поверочные расчеты на суффозионную устойчивость откосов и определять устойчивость откосов на участках выхода потоков фильтрационной воды (СП 39.13330).

При намыве грунта на мерзлое основание (водоупор) следует предварительно устраивать дренажно-водоотводную систему, ограничивающую растекание неконсолидированной грунтовой массы при выходе фильтрационного потока воды по кривой депрессии на откосах намываемого сооружения. В качестве дренажно-водоотводной системы допускается использовать предварительно намытый слой дренирующего грунта, из которого, после водоотдачи, следует отсыпать обвалование.

4.6.23 При проектировании земляных работ способом гидромеханизации в северной климатической зоне следует использовать организационно-технологические схемы работы гидротранспортных систем по оборотной схеме водоснабжения.

Отработанную воду в карьер следует сбрасывать как можно дальше от места работы земснаряда. Расчетным путем (приложение В) следует определить вероятные размеры отложений пылеватых и глинистых фракций на дне карьера, содержащиеся в отработанной воде, и разработать мероприятия, исключающие возможность повторного всасывания в грунтозаборное устройство земснаряда мелкодисперсных грунтовых частиц, ранее содержавшихся в сбросной воде.

4.6.24 Отработанные грунтовые карьеры гидромеханизации следует через 1-2 года после рекультивации использовать в качестве источников круглогодичного водоснабжения и объектов рекреации.

4.6.25 В проектах организации строительства и производства работ следует предусматривать размещение оборудования гидромеханизации, пульпопроводов, энергоустановок, складов ГСМ, вахтовых помещений для персонала и путей перехода с учетом защиты от снега, метелей и заносов. Строительную технику следует хранить в укрытиях и защищенных от снега ангарах. Персонал согласно ГОСТ Р 12.3.048 следует обеспечивать средствами связи, надежно работающими круглосуточно.

5.2.1 Способы гидромониторной разработки грунта

При разработке попутным забоем направление струи гидромонитора, установленного на верхней площадке уступа, совпадает с направлением потока пульпы. Однако при этом снижается напор воды у гидромонитора, не используется энергия обрушения уступа, увеличивается недомыв в забое, в связи с чем способ применяют редко.

При разработке грунта попутным забоем направление струи воды от гидромонитора, установленного на верхней площадке уступа, совпадает с направлением потока пульпы. Гидромонитор следует устанавливать на верхней площадке карьера, а гидротранспортирование пульпы от забоя к зумпфу – проектировать с учетом уклонов естественной поверхности.

Попутно-встречная (или попутно-боковая) разработка эффективна при песчаных и песчано-гравийных грунтах, когда разработку ведут с флангов к середине забоя с подталкиванием породы к зумпфу, что позволяет уменьшать уклоны, необходимые для гидротранспортирования пульпы, и снижает объем недомыва.

5.2.2 При разработке грунта по схеме встречный забой, когда направление струи воды гидромонитора и потока пульпы не совпадают, гидротранспорт пульпы от забоя к сооружению (зумпфу) следует проектировать в зависимости от расхода потока, гранулометрического состава разрабатываемого грунта и уклона местности (подошвы забоя).

5.2.3 В проекте разработки дисперсных связных и мерзлых грунтов гидромонитором следует разделять две технологические операции:

- подрезку и обрушение грунта забоя;

- размыв грунта и транспортирование пульпы в зумпф.

Подрезка уступа забоя из дисперсных связных и мерзлых грунтов наиболее трудоемкая операция гидроразмыва. На нее затрачивают до 60 %–  70 % всего времени разработки. Глубину вруба в нижней части уступа следует принимать в зависимости от свойств грунтов в пределах 0,8–1,5 м, высоту вруба – в пределах 0,4–0,6 м.

При разработке плотных связных и мерзлых грунтов для увеличения напора на гидромонитор следует устанавливать насадки диаметром 50–75 мм и переключать насосы на последовательную работу, что повышает скорость и интенсивность размыва. Для смыва грунта в зумпф следует устанавливать насадки гидромонитора диаметром 90–100 мм.

5.2.4 В забое следует проектировать установку не менее двух гидромониторов, один из которых «резервный» используют во время технологических перерывов и перемещений рабочего гидромонитора.

Расстояние между гидромониторами в забое должно составлять не менее 0,8 высоты уступа при работе с несвязными дисперсными или мерзлыми грунтами и не менее 1,2 высоты уступа для связных грунтов, размыв которых сопровождается обрушением крупных глыб.

Минимально допустимое расстояние Lmin, м, от гидромонитора до забоя, ширину забоя Вз, м, объемы грунта W0, м3, разрабатываемого на одной стоянке гидромонитора, следует определять по формулам:

Lmin = а×Нз,                                    (5.8)

где а – коэффициент приближения, приведен в таблице 5.6;

Нз – высота уступа (забоя), м;

Вз = 2[L2min – (Нз+s)2]0,5,                          (5.9)

где s – шаг передвижки гидромонитора.

W0= Вз× s ×Нз,                                          (5.10)

Т а б л и ц а 5.6 – Коэффициент приближения а

Грунт | Значения коэффициента приближения а для высоты уступа, м | | | | | | | 5 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 Лесс и лессовидные | | | | | | | Глинистые | | | | | | | Суглинистые | | | | | | | Песчано-гравийные и супеси тяжелые | | | | | | | Песчаные | | | | | | | П р и м е ч а н и е – В числителе – коэффициент приближения при радиальном размыве грунта, в знаменателе – при боковом. | | | | | | |

Гидромониторы в забое следует переставлять на расстояние передвижки не менее 6 м, т.е. кратное длине звена трубы.

Землесосную установку передвигают на плаву или «по суху» бульдозерами и размещают на предварительно подготовленной и спланированной грунтовой площадке или на плаву.

При разработке гидромонитором выемок железных и автомобильных дорог переборы грунта и нарушения естественного сложения грунтов на откосах и в основании не допускаются. Недобор грунта на откосах не должен превышать требований СП 45.13330.

Водоснабжение земляных работ гидромонитором следует проектировать по водооборотной схеме с восполнением потерь воды или прямоточной схеме (без повторного использования воды), применение которой следует обосновывать технико-экономическими расчетами, в том числе учитывающими затраты на компенсацию экологических воздействий.

5.1.1 Проектировать организацию строительства и производить земляные работы гидромониторами следует при устройстве каналов, котлованов, выемок земляного полотна железных и автомобильных дорог, при разработке необводненных притрассовых грунтовых карьеров, производстве вскрышных работ и на объектах, не требующих особо точного соблюдения профилей грунтового сооружения.

Гидромониторами следует разрабатывать пески, супеси, илистые грунты и легкие суглинки в необводненных карьерах с высокими забоями (до 30 м), грунты, сильно засоренные остатками растительности, топляками и валунами. Для повышения эффективности гидромониторной разработки связные грунты и плотные песчано-гравийные отложения следует предварительно рыхлить механическими средствами. Техническую и экономическую эффективность разработки грунтов гидромониторами следует обосновывать в каждом случае по результатам расчета.

Транспортируют пульпу к месту укладки грунта по комбинированным лоткам или земляным канавам (их уклоны, обеспечивающие самотечное транспортирование пульпы, приведены в таблице 5.1).

Т а б л и ц а 5.1 – Уклоны деревянных и комбинированных лотков, земляных канав при самотечном гидротранспортировании пульпы

Уклоны пульпоприемных канав в зимнее время должны быть более крутыми, чем в теплое время.

Производительность гидромониторно-насосно-землесосных установок:

требуемая месячная производительность установки , тыс. м3/мес:

по объему грунта в насыпи:

,                                       (5.1)

где WH – объем земляных работ по насыпи, тыс. м3;

е – коэффициент потерь грунта (е = K/100, здесь K – сумма процентов всех потерь грунта при укладке его в насыпь);

Т – число месяцев работы в году;

n – число лет работы на объекте;

по объему грунта в выемке:

;                                                (5.2)

где WB  – объем земляных работ в выемке или карьере, тыс. м3.

Тип и число гидромониторно-землесосных установок принимают по потребной месячной производительности  (таблицы 5.2 и 5.3) и проверяют расчетом по производительности грунтового насоса установки.

Т а б л и ц а 5.2 – Месячная производительность гидромониторных установок

(по объему грунта, разработанного в выемке)

Т а б л и ц а 5.2 – Месячная производительность гидромониторных установок  (по объему грунта, разработанного в выемке)

Производительность установки по воде, м3/ч | Значение производительности , тыс. м3, для группы грунта [7] | | | | | | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 400 | 35 | 29 | 25 | 19 | 15 | 12 700 | 62 | 51 | 44 | 34 | 26 | 22 900 | 70 | 58 | 50 | 39 | 29 | 25 1100 | 94 | 78 | 67 | 52 | 39 | 33 2000 | 161 | 134 | 116 | 89 | 67 | 57 Примечание – Производительность установок принята исходя из условия их эксплуатации в течение 525 рабочих часов в месяц. | | | | | |

Т а б л и ц а 5.3 – Производительность гидромониторов по размытому грунту группы 1

Напор перед насадкой, м | Значение производительности, м3/ч, для диаметра насадки, мм | | | | | | | | 50,0 | 62,5 | 65,0 | 75,0 | 87,5 | 90,0 | 100,0 | 110,0 10 | 19,2 | 29,4 | 31,4 | 42,2 | 57,6 | 60,8 | 75,6 | 91,0 20 | 26,6 | 41,8 | 44,8 | 58,8 | 81,4 | 86,0 | 107,4 | 128,8 30 | 33,2 | 51,2 | 55,0 | 73,6 | 100,8 | 106,0 | 131,2 | 158,0 40 | 38,2 | 58,4 | 63,2 | 85,0 | 115,2 | 121,6 | 151,2 | 183,0 50 | 42,4 | 65,6 | 70,8 | 95,0 | 129,6 | 135,4 | 169,2 | 207,2 60 | 46,0 | 72,0 | 77,8 | 104,4 | 140,4 | 149,0 | 185,0 | 223,0 70 | 49,6 | 77,8 | 83,6 | 111,6 | 152,0 | 161,0 | 202,0 | 241,0 80 | 53,2 | 82,8 | 90,0 | 118,8 | 163,4 | 172,0 | 214,6 | 257,2 90 | 56,8 | 87,8 | 95,0 | 126,0 | 173,6 | 182,2 | 226,8 | 273,6 100 | 59,6 | 92,8 | 101,0 | 133,2 | 183,0 | 193,0 | 239,0 | 288,0 110 | 62,6 | 97,2 | 105,0 | 140,4 | 191,6 | 202,0 | 251,6 | 302,0 120 | 65,6 | 101,6 | 110,0 | 146,2 | 200,0 | 211,2 | 274,0 | 316,0 130 | 67,8 | 105,8 | 114,6 | 152,0 | 208,8 | 220,0 | 279,0 | 328,0 140 | 69,8 | 109,4 | 119,0 | 157,6 | 216,8 | 228,0 | 281,0 | 342,0 150 | 72,0 | 113,0 | 123,0 | 163,4 | 223,2 | 236,0 | 294,0 | 365,6 П р и м е ч а н и е – Для пересчета производительности гидромонитора при работе в грунтах группы 1 к другим грунтовым условиям значения настоящей таблицы умножают на коэффициенты 0,83; 0,72; 0,50; 0,42; 0,36 для грунтов групп 2–6 соответственно. | | | | | | | |

Техническая производительность по грунту

гидромониторно-насосной установки, м3/ч:

,                                      (5.3)

где QH  – подача насоса по воде, м3/ч;

qB  – удельный расход воды на разработку 1 м3 грунта, м3 (таблица 4.2);

гидромониторно-насосно-землесосной установки, м3/ч:

,                                  (5.4)

где Qr – производительность грунтового насоса по пульпе, м3/ч;

qB  – удельный расход воды на разработку 1 м3 грунта, м3 (таблица 4.2);

0,35 – коэффициент, учитывающий среднюю пористость грунтов.

Сезонная производительность

гидромониторно-насосной установки, м3/ч:

,                               (5.5)

где t – число часов работы в смену;

s – число смен работы в сезон;

Kсм  – коэффициент использования гидромониторных установок по времени (таблица 5.4);

Kмс = 0,9 – коэффициент, учитывающий межсменные, цельносуточные и другие простои;

Кз – коэффициент, учитывающий засоренность забоя, который принимают в зависимости от продолжительности остановок (таблица 5.5);

Кпер – коэффициент, учитывающий работу с перекачивающей станцией (при одной станции Кпер=1,05, при двух – Кпер=1,10);

гидромониторно-насосно-землесосной установки:

;                            (5.6)

.                                             (5.7)

Т а б л и ц а 5.4 – Коэффициенты использования гидромониторных установок по времени в смену Kсм

Место укладки грунта | Гидромониторно-землесосные установки | | Гидромониторные установки | Способ транспортирования пульпы и способ намыва грунта | | | Напорный, безэстакадный или низкоопорный | Напорный, эстакадный | Самотечный, эстакадный Водоем или отвал без устройства обвалования | 0,95 | 0,85 | 0,90 Отвал с устройством обвалования или намыв сооружений под воду | 0,90 | 0,80 | 0,90 Части сооружений, площадей или штабелей:широкопрофильныеузкопрофильные | 0,850,75 | 0,750,70 | 0,85–

Т а б л и ц а 5.5 – Коэффициент, учитывающий засоренность забоя Кз

Продолжительность остановок, % | 5–10 | 10–15 | 15–20 | 20–25 | 25–30 Значение Кз | 1,02 | 1,05 | 1,10 | 1,15 | 1,20

5.1.2 Гидромониторы классифицируют:

- по способу управления;

- по способу передвижения – самоходные и несамоходные;

- по напору – низконапорные до 1,2 МПа и высоконапорные более           1,2 МПа.

5.1.3 Насосная станция предназначена для подачи под напором воды в гидромонитор. Насосная станция оборудована насосами, двигателями с пускорегулирующей аппаратурой, всасывающим и напорным трубопроводами, водозаборными устройствами, контрольно-измерительными приборами.

В строительстве наиболее распространены плавучие (передвижные) и реже – стационарные (береговые) насосные станции. Плавучие насосные станции монтируют на понтонах.

5.1.4 Если требуемый расход или напор воды не обеспечивает один насос, то следует проектировать два или более насосов насосной станции.

5.1.5 При недостатке напора грунтового насоса землесосной установки следует применять перекачивающие станции, которые устанавливают на пульпопроводе в том месте, где остаточный напор грунтового насоса не превышает 8–10 м.

5.1.6 При производстве земляных работ гидромониторами следует соблюдать требования ГОСТ Р 12.3.048 и правила приемки и ввода средств гидромеханизации в эксплуатацию, доступа к управлению, эксплуатации и обслуживанию, планово-производственного ремонта, ухода за основными узлами в соответствии с указаниями в паспортах оборудования.

6.1.1 Строительные земснаряды относятся к землеройно-транспортным машинам, выполняющим в непрерывном технологическом процессе разработку грунта и гидравлическое транспортирование его к месту укладки. Укладку выполняют с использованием дополнительных механизмов (трубоукладчиков и бульдозеров).

6.1.2 К особенностям производства земляных работ земснарядами относится их работа как землеройных машин непрерывного действия, когда технологические процессы: разработка, гидравлическое транспортирование и укладка грунта осуществляются совместно. Другая особенность производства земляных работ земснарядами – разработка грунта только под водой. В случаях, когда грунтовый карьер имеет надводный откос (часть грунта расположена выше горизонта воды) разработке грунта земснарядом должен предшествовать обязательный размыв грунта с применением водяных струй гидромонитора и сползание его в воду.

6.1.3 Для строительных землесосных снарядов основные параметры, характеризующие технологические возможности:

-                    производительность в единицу времени, т. е. количество грунта, которое разрабатывается в грунтовом карьере или забое отделено от грунтового массива и уложено в сооружение;

-                    расстояние, на которое перемещен разработанный грунт;

-                    глубина забоя, на которой данный земснаряд разрабатывает грунт.

6.1.4 Плавучие несамоходные земснаряды, применяемые в строительстве, классифицируют по следующим признакам:

- по конструкции корпуса;

- типу привода;

- способу грунтозабора;

- способу рабочих перемещений;

- месту размещения грунтового насоса.

6.1.5 Несамоходные земснаряды разделяют на классы [8]:

- Л – для работы на водных   объектах (реках) с высотой волны до 0,6 м;

- Р – для работы на водных объектах с высотой волны до 1,2 м;

- О – для работы на водных объектах с высотой волны до 2,0 м;

- М – для работы на водных объектах с высотой волны до 3,0 м.

6.1.6 Земснаряды для производства земляных работ классифицируют по СП 45.13330 по производительности грунтовых насосов по воде: менее          400 м3/ч; от 400 до 800 м3/ч; от 800 до 1000 м3/ч; от 1000 до 2500 м3/ч; от 2500 до 4000 м3/ч; от 4000 до 7500 м3/ч включ.; более 7500 м3/ч.