способ подводного намыва грунта

Формула изобретения

Способ подводного намыва грунта, включающий прокладку берегового напорного и распределительного пульповодов, намыв грунта путем выпуска гидросмеси из торцевого отверстия распределительного пульповода под воду с образованием конусов намыва, отличающийся тем, что распределительный пульповод с незначительной плавучестью и расположенными по ходу движения гидросмеси выпускными отверстиями разного размера и одинаковой пропускной способностью размещают на поверхности водоема по всему фронту намыва, причем суммарную пропускную способность выпускных отверстий принимают не более 90% от полного расхода гидросмеси, а расход гидросмеси через торцевое отверстие - не менее 10% от полного расхода гидросмеси, ведут намыв грунта одновременным выпуском гидросмеси из торцевого отверстия и выпускных отверстий распределительного пульповода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горному делу и гидростроительству и может быть использовано при намыве плотин, дамб, хвостохранилищ.

Известен способ намыва подводного основания, включающий прокладку пульповода и намыв грунта путем выпуска потока гидросмеси под воду под ограждающий щит (авторское свидетельство СССР 1313954 Е 02 D 17/16, 1987).

Недостаток способа заключается в наличии многочисленных, достаточно сложных технологических операций, усложняющих процесс производства работ и требующих значительных трудовых и материальных затрат, особенно в зимний период в условиях ледостава.

Известен способ намыва породы в воду, включающий прокладку напорного и распределительного пульповодов, намыв породы путем сосредоточенного выпуска гидросмеси под воду при постоянном последовательном перемещении концевой трубы распределительного пульповода (И.М. Ялтанец, В.К. Егоров. Гидромеханизация. Справочный материал. МГГУ, 1999 г., стр.274).

Способ предназначен преимущественно для намыва нижнего яруса плотин и других сооружений и характеризуется достаточно сложной организацией работ, особенно при управлении процессом намыва.

Управление процессом намыва состоит из следующих технологических операций:

- маневрирование концевой поворотной трубой с помощью подъемного механизма, установленного на плавучей платформе;

- перемещение платформы;

- наращивание пульповода, сопровождающееся технологическим перерывом подачи пульпы.

Кроме того, способ материалоемок и трудоемок в эксплуатации, особенно в зимний период в условиях ледостава, когда требуются дополнительные дорогостоящие мероприятия по поддержанию майн в районе ведения работ.

Технический результат изобретения - повышение эффективности способа за счет упрощения производства работ и снижения затрат. Достигается технический результат способом подводного намыва грунта, включающим прокладку берегового напорного и распределительного пульповодов, намыв грунта путем выпуска гидросмеси из торцевого отверстия распределительного пульповода под воду с образованием конусов намыва, отличающийся тем, что распределительный пульповод с незначительной плавучестью и расположенными по ходу движения гидросмеси выпускными отверстиями разного размера и одинаковой пропускной способностью размещают на поверхности водоема по всему фронту намыва, причем суммарную пропускную способность выпускных отверстий определяют не более 90% от полного расхода гидросмеси, а расход гидросмеси через торцевое отверстие не менее 10% от полного расхода гидросмеси, ведут намыв грунта одновременным выпуском гидросмеси из торцевого отверстия и выпускных отверстий распределительного пульповода.

Выполнение распределительного пульповода с незначительной плавучестью обеспечивает его начальное положение у поверхности воды, а с подачей гидросмеси его погружение на дно или в зону (II) взвешенных илов до его уравновешивания выталкивающей силой. Укладка грунта со дна или в зоне взвешенных илов с ростом конусов намыва снизу вверх обеспечивает частичный вымыв взвешенных илов и уплотнение оставшегося ила. Взмученные илы, имеющие объемный вес более единицы, способствуют повышению выталкивающего воздействия на пульповод, обеспечивая его постепенный подъем. Укладка грунта со дна, когда гидросмесь не проходит через верхнюю зону (I) чистой воды, обеспечивает наименьшее замутнение водоема.

Кроме этого, нахождение распределительного пульповода полностью под водой не требует устройства его теплоизоляции в зимний период.

Устройство выпускных отверстий по нижней образующей пульповода по всей его длине разного размера, но одинаковой пропускной способности обеспечивает рассредоточенный выпуск пульпы и саморегуляцию транзитного расхода пульпы с постепенным ростом его по мере подпора выпускных отверстий твердой составляющей от головных до концевых выпускных отверстий.

Расход гидросмеси через торцевое отверстие, составляющий не менее 10% от полного расхода в начале работы и периодически возрастающий по мере подпора грунтом выпускных отверстий до полного расхода, обеспечивает полное заполнение пульповода гидросмесью и движение ее по всей его длине, предотвращая заполнение части пульповода чистой водой и закупорку торцевого отверстия грунтом, а также обеспечивает равномерное погружение пульповода по всей длине под воду.

На фиг.1 приведена конструкция, сооружаемая с использованием предлагаемого способа (положение до и после дачи гидросмеси) - продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез. Конструкция содержит береговой напорный пульповод 1, распределительный пульповод 2, выполненный из полиэтиленовой трубы, обладающей незначительной плавучестью. Пульповод 2 выполнен с торцевым отверстием 3 и выпускными отверстиями 4, которые размещены по ходу движения пульпы на одинаковом расстоянии друг от друга по всей длине по нижней образующей. Выпускные отверстия 4 выполнены разного размера, но одинаковой пропускной способности. Суммарная пропускная способность выпускных отверстий 4 определена не более 90%, а торцевого отверстия 3 не менее 10% от полного расхода исходной гидросмеси.

Способ осуществляется следующим образом. Выбирают створ намыва и по всей длине фронта намыва размещают распределительный пульповод 2 с незначительной плавучестью, являющийся продолжением берегового напорного пульповода 1. До подачи гидросмеси пульповод 2 сохраняет верхнее положение, заполняясь водой через выпускные отверстия 4 по нижней образующей. При подаче гидросмеси, имеющей большую объемную массу, чем вода, пульповод 2 погружается в воду на дно 5 или до уравновешивающего воздействия взвешенных илов, имеющих объемную массу выше воды. Через выпускные отверстия 4 вытекающая под напором гидросмесь по всей длине пульповода 2 взмучивает, частично вымывая слабые илистые грунты, и уплотняет оставшиеся илы. Взмученные илы пополняются илистой частью вытекающей гидросмеси, создавая облако взвешенных илов вокруг пульповода 2, что увеличивает выталкивающее воздействие на пульповод 2. Этим и обеспечивается постепенный подъем пульповода 2 и подпор выпускных отверстий 4 последовательно от берега к берегу. По достижению полного подпора всех выпускных отверстий 4 и торцевого отверстия 3 пульповод 2 поднимается до уровня воды в водоеме. Так как подача гидросмеси не прекращается, выход гидросмеси под напором размывает конусы намыва, расширяя их вершины. При наличии ледяного покрова 6 вихревые потоки будут размывать его вдоль пульповода 2 снизу до полного его разрушения. Заключительным этапом является промывка пульповода 2 водой, обеспечивающая освобождение его от твердых частиц и всплытие его в первоначальное положение. После этого пульповод 2 отсоединяется от берегового напорного пульповода 1 и вытаскивается на берег для переноса на следующий створ подводного намыва.

Предложенный способ подводного намыва грунта имеет широкий спектр применения для сезонной и круглогодовой работы, требует минимальных материальных затрат, исключает трудоемкие работы по устройству прорубей в зимнее время и наращиванию звеньев трубопровода, не требует постоянного присутствия механизмов для перемещения пульповода и обслуживающего персонала, сокращает технологические перерывы в подаче пульпы.