Улучшение судоходных условий на Квасьевском перекате

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОГБПОУ техникум водного транспорта»

Курсовая работа

По дисциплине «Гидрология»

Тема: «Улучшение судоходных условий на Квасьевском перекате»

2019



Оглавление

1. Общая гидрологическая и судоходная характеристики разрабатываемого участка (переката)

2. Анализ русловых переформирований

3. Трассирование землечерпательной прорези

4. Выбор типа земснаряда и его основные технические характеристики

5. Составление укрупненного плана прорези с определением объема землечерпательных работ

6. Составление наряд - задания земснаряду

7. Определение времени начала и конца землечерпательных работ по графику колебаний уровней воды

8. Выбор технологии работы земснаряда. Схема и описание способа разработки прорези

9. Схема и описание установки земснаряда на месте работы

10. Схема и описание перекладок рабочих якорей

11. Схема и описание пропуска судов мимо работающего земснаряда

12. Схема и описание сборки земснаряда по окончанию работы

13. Основные требования по технике безопасности при производстве землечерпательных работ

14. Обоснование расстановки знаков судоходной обстановки по окончанию работ на перекате

Список использованной литературы



1. Общая гидрологическая и судоходная характеристики разрабатываемого участка (переката)

гидрологический земснаряд землечерпательный судоходный

Перекат Перекат Квасьевский находиться на 325,8 - 323,5 км от устья реки Ока. Тип переката - «затонской частью». Судовой ход проходит от левого берега к правому. Правый берег пойменный, песчаный, покрыт кустарниковой растительностью. Выраженная бровка в нижней части переката. Левый берег преимущественно коренной. В нижней части затон. Русло однорукавное. Минимальная глубина от проектного уровня на перекате - 1,7 м, а максимальная -9,1м.

Направление течения в весенний и меженный период совпадают. Левый и правый берега и весной частично затапливаются - течение замедляется и происходит отложение наносов на перекате. Амплитуда колебания уровня воды по опорному водопосту (Касимовскому) составляет 720 см.

Судовой ход обозначен двумя кромочным буями (красным и белым), и перевальными знаком. Затруднение для судоходства представляет сужение русла в средней части переката (ограждается буями).

На перекате заметны, заходящие друг за друга, плесовые лощины. Побочни у переката имеют более низкие отметки; корыто переката развито меньше. В нижней плесовой лощине образуется затонская емкость. В средней части переката образуется характерное перекатное место, сужая и искривляя судовой ход.

Род грунта на перекате - песок средней крупности, рыхлый.

Скорость течения на участке мало изменяется по длине реки. Средняя скорость на перекате 2,4 км/ч

Продолжительность фактической навигации 208 суток.



2. Анализ русловых переформирований

Теоретическая часть:

Русловые исследования определяют причину явлений, вызывающих неблагоприятные процессы, происходящие на данном участке реки. В связи с этим производятся гидрологические работы в течение года ранее выполненных съемок, их учитывают при составлении плана работ. Большей частью русловых исследований являются анализы русловых переформирований, которые выполняются на основе гидрологических материалов за какой-либо период времени.

В результате анализа выявляются изменения рельефа русла, которые могут произойти в дальнейшем. Для анализа русловых переформирований применяются несколько методов.

Метод совмещения и сопоставления планов.

В отличие от всех предыдущих, в этом методе не требуется совмещать более двух планов, т.к. при большом их количестве теряется необходимость наглядности, один план снимают на кальку, которую в последствии накладывают на другой план, затем их совмещают по координатной системе и реперам, которые расположены на перекате. С кальки на план переносят проектные и нулевые изобаты, направление судового хода, по внешнему расположению изобат устанавливают происшедшие переформирования русла. На плане условно обозначают намыв и размыв того или иного участка.

Практическая часть:

Анализ русловых переформирований на перекате выполняется по сопоставленным планам съёмок 2017 - 2016 годов. Рассматривая положение проектных изобат правого и левого берегов можно сделать вывод, что в 2017г. перекатные места несколько уменьшились, а в 2018 наблюдается обратная тенденция.

Таким образом, на основании проведённого анализа, можно сделать вывод, что общее состояние переката за рассматриваемый период не улучшается. В результате русловых переформирований и ежегодной разработки переката объемы землечерпания снизились не сильно.

Для улучшения судоходного состояния переката на нём необходимо запланировать проведение дноуглубительных работ. И в перспективе запланировать коренное улучшение.

3. Трассирование землечерпательной прорези

Обоснование выбора землечерпательной прорези и места укладки грунта.

Землечерпательные прорези бывают 2-х типов:

1. капитальные.

2. эксплуатационные.

Капитальные прорези производят при коренном улучшении судоходных условий на реке. Например: при переносе судового хода в другой рукав, при сопряжении излучин, при отторжении побочней. Капитальные прорези могут быть и на существующем судовом ходу, когда требуется значительно расширить и углубить этот судовой ход. Эксплуатационные прорези подразделяются на 2 вида:

1. Восстановительные - работы, на которых производят в весенний период с целью удаления наносов на перекате, отлаженных во время подъема уровней весеннего паводка и наносов, отложенных зимой.

2. Ремонтные работы, которые разрабатываются в меженный период, т е. при низких уровнях. Они служат для подчистки судового хода на ранее выполненных прорезях, а также для удаления наносов, отложившихся при низких уровнях.

Трассирование - это выбор направления прорези и ее очертание в плане. Трассированию придается большое значение. От правильности выбора направления прорези, места укладки грунта, зависит устойчивость переката и уменьшение повторных работ на перекате. Главное требование к трассированию состоит в том, чтобы создать удобные условия для судоходства и гарантировать устойчивость судового хода на данном перекате. Поэтому габариты прорези: глубина, ширина и радиус закругления должны соответствовать установленным гарантированным габаритам на данном участке. Капитальные прорези должны служить после разработки несколько лет, а вспомогательные и ремонтные - в течение одной навигации. Необходимо стремиться, чтобы объем землечерпательных работ на прорезях был минимальным.

1. Прорези, по возможности, необходимо намечать в зоне размыва переката. Это можно узнать по совмещенным планам переката.

2. Прорезь желательно трассировать у вогнутых берегов, чтобы был их меньший износ, т.к. последний оказывает основное влияние на течение, чтобы избежать поперечных свальных течений.

3. Сопряжение прорези с верхней и нижней плесовой лощиной должно быть плавным.

4. При выборе направления землечерпательной прорези руководствуются общими положениями трассирования прорези. Габариты прорези должны соответствовать установленным габаритам на данном участке.

5. Объем землечерпания должен быть минимальным, эксплуатационная прорезь должна сохраниться в течение навигации.

6. Прорези желательно трассировать по направлению течения весеннего потока и ведущего берега.

7. В меженный период прорези, по возможности, намечают более крутыми по направлению меженного потока.

8. Прорези, которые хорошо размываются на спаде весеннего потока, иногда разрабатывают не до проектного дна. Сопряжение прорези с лощинами должно быть плавными без уступов по глубине.

9. Прорези желательно трассировать без переломов сопряженности и, по возможности, короткими. В зависимости от состояния уровня прогнозов воды на навигацию, прорези трассируют пологими или крутыми.

При выборе места укладки грунта следует учитывать:

* тип земснаряда;

* извлеченный на прорези грунт должен быть уложен так, чтобы он не мог попасть обратно на прорезь или на судовой ход ниже лежащего участка;

* отвал грунта расположение на небольшом расстоянии от кромки прорези под углом к её оси 60-80 создает в прорези сходящееся ускорение течения. Это способствует выносу наносов из прорези увеличивает срок её службы;

* систематическая укладка грунта на верхний побочень повышает его отметки, как в следствии этого, замедляет движение побочня вниз по течению;

* при удалении грунта по рефулеру местом отвала могут служить выбоины верхней плесовой лощины, затонная часть нижней плесовой лощины, не судоходные рукава, ямы у берегов и т.п. при этом должны учитываться требования рыбоохранных органов;

Это значит, что предпочтение необходимо отдать снаряду с большой глубиной опускания рамы и большой технической производительностью т.к. в короткий по срокам подготовительный период, земснаряд должен разработать значительное количество перекатов.

На основании анализов всех выше перечисленных факторов можно сделать вывод, что на разработку Квасьевского переката целесообразно запланировать земснаряд типа ЗРДЭ-450.

Место отвала грунта будет производиться по рефулеру к урезу воды по левому берегу в район выхода затона.



4. Выбор типа земснаряда и его основные технические характеристики

При выборе типа земснаряда для работы на том или ином участке следует учитывать следующие факты:

1. технико-экономические показания,

2. коэффициент трудности разработки,

3. габариты земснаряда или землесоса,

4. требуемую продолжительность выполненных работ,

5. объем работы,

6. способ удаления грунта,

7. себестоимость грунта.

Галечные и гравилистые грунты, следует удалять многочерпаковыми земснарядами. Для разработки гравилистых перекатов, могут быть применены и землесосы, с механическим разрыхлителем, но при этом следует учитывать большой усиленный износ грунтового насоса и грунтопровода. Для работы на тяжелых глинистых грунтах, а также на каменистых и сильно засоренных грунтах применяют одночерпаковые земснаряды с усиленным грунтовым устройством.

На мало засоренных грунтах применяются землесосы с механическим разрыхлителем. С этим разрыхлителем удаляют невязкие грунты, особенно при удалении большого слоя.

Для удаления небольших объемов подводных препятствий, разрушенных скальных пород взрывами, грунтов, засоренными древесиной, больших валунов могут быть использованы грейферные снаряды для удаления грунтов.

Землесосы могут быть применены на рыхлых грунтах. Выбор типа земснаряда для разработки переката определяется следующими положениями.

Для штанговых земснарядов:

1. Большая засоренность грунтов камнями, топляками и другими предметами.

2. Недопустимость загромождения судового хода и фарватера, плавучим грунтопроводом.

3. Расположение свалки грунта в отдаленных местах от разрабатываемого переката.

4. На озерах и водохранилищах, где может быть сильное волнение, поэтому землесосы не могут работать.

5. Рефулерные снаряды используются для удаления фунта на небольшое расстояние от прорези, при подаче грунта на берег и при намыве выправительных сооружений.

На небольших реках, озерах и водохранилищах, где бывают частые сильные волнения применяются землесосы с выбросом пульпы через насадку, т.к. пользоваться грунтопроводом нельзя. Для перекатов с большими объемами землечерпательных работ, выбор земснарядов следует проводить на основании технико-экономических расчетов, путем сопоставления себестоимости одного кубометра извлеченного грунта различными типами земснарядов, которые могут быть применены на этом перекате.

На основе анализа вышеперечисленных факторов, можно сделать вывод, что на разработку Квасьевского переката целесообразно планировать земснаряд типа ЗГДЭ-450.

Техническая характеристика земснаряда

1. Механическая производительность 450 м3/час

2. Мощность главного двигателя 165 Квт

3. Максимальная глубина всасывания 8 м

4. Ширина корпуса снаряда 7,8 м

5. Паспортная длина рефулёра 350 м

6. Длина станового троса 1000 м

7. Длина папильонажного троса 450 м

8. Тип мотозавозни одновинтовая моторизированная завозня с водомётным движителем, металлическим сварным корпусом, капом над моторным отделением и рулевой рубкой 946 проекта

9. Мощность мотозавозни 66 (90) Квт(л.с.)

Выбранный тип снаряда оборудован УКВ радиосвязью для связи с другими судами. УКВ радиостанция имеется и на мотозавозне, что обеспечивает четкое и быстрое выполнение различных производительных операций.

5. Составление укрупненного плана прорези с определением объема землечерпательных работ

Методические указания по расчету объема грунта для работы черпакового земснаряда:

На плане указывают контуры прорези, ось отвала грунта. Контуры землечерпательной прорези обозначаются продольными и поперечными створами. Служащий для определения объема выемки (извлечения) грунта, укрупненный план прорези составляется в масштабе 1: 1000 - 1: 2000 на основании продольных промеров. На плане должны быть выписаны толщины слоя грунта, подлежащего удалению.

Для каждой точки толщина снимаемого слоя грунта:

h = Т_пр - Т_раб, (м)

где Т_пр. - проектная глубина (м),

Т_раб - рабочая глубина (м).

Для определения по укрупненному плану объема выемки грунта всю прорезь разбивают на участки длиной 100 м. (серии). По каждой серии подсчитывают ее площадь:

F = В х L, (м²)

где В - ширина прорези (м),

L - длина серии (м).

Средняя толщина снимаемого слоя грунта h_cp определяется как среднеарифметическое из всех толщин слоя грунта:

?h

h_cp = ---, (м)

n

где n - общее количество промеренных точек в пределах участка,

?h - сумма всех толщин по серии (м).

Объем до проектного дна (полезный объем) определяется по формуле:

V_п = F * h_cp, (м³)

где F - площадь серии (м²),

h_cp - средняя толщина снимаемого слоя (м).

Объем грунта, извлекаемый для обеспечения запаса на неровность выработки, определяется:

V_н.в. = F * h_н, (м³).

где F - площадь серии (м²),

h _н - значение запаса на неровность выработки.

Запас на неровность для черпаковых земснарядов берут от (0,2 - 0,4) м. в зависимости от производительности земснаряда.

Общий объем грунта, подлежащий извлечению в пределах серии равен:

V = V _п + V _н.в., (м³).

А в пределах всей прорези равен сумме объемов всех серии.

Подсчет выполняют в таблице, помещенной ниже плана прорези.

6. Составление наряд - задания земснаряду

Теоретическая часть:

Заполнение наряд задания

Для выдачи наряд - задания требуются следующие документы:

1. План участка реки, где разрабатывается прорезь.

2. Укрупненный план прорези.

3. Нормы продолжительности остановок при выполнении вспомогательных операций.

4. Техническая инструкция по производству землечерпательных работ

5. Каталог перекатов данного участка реки.

При заполнении наряд - задания сначала указывается название района водных путей, затем название реки, плеса и километража переката, указывается ближайший водомерный пост.

В наряд - задании указывается:

· Площадь, подлежащая углублению,

· Глубина разработки,

· Средняя толщина снимаемого слоя,

· Запас на неровность выработки,

· Расчетная производительность земснаряда,

· Планируемое рабочее время,

· Производственные и периодические остановки,

· Общее валовое время, необходимое для выполнения работ,

· Род вынимаемого грунта.

Глубина разработки прорези задается от проектного уровня по опорному гидрологическому посту.

Для определения расчетной производительности должны быть установлены, в соответствии с конкретными условиями работы, коэффициенты снижения технической производительности по роду грунта, на глубину опускания рамы, толщину снимаемого слоя грунта, высоту и дальность рефулирования.

При наличии нескольких факторов, влияющих на снижение производительности, за расчетный коэффициент принимаются:

• для многочерпаковых шаландовых земснарядов--наименьший из коэффициентов по роду грунта, на глубину опускания рамы или толщину снимаемого слоя;

• для землесосов - произведение коэффициентов по роду грунта и условиям рефулирования.

Наряд-задание составляется начальником участка, прорабом путевых работ или его помощником в следующем порядке:

Определяется расчетный коэффициент снижения технической производительности:

1. Вводится коэффициент на род грунта, который берется из каталога перекатов в филиале ФГБУ «Канал имени Москвы».

2. Коэффициент на дальность и высоту рефулирования, учитывается, только для землесоса и вводится, когда длина рефулера отличается от паспортной длины или свалка грунта производится на берег.

3. Коэффициент на опускание рамы, если угол наклона рамы больше или меньше ее оптимального положения 45°. Этот коэффициент вводиться только при работе на сыпучих и легко слипаемых грунтах. Производительность землесоса от опускания рамы зависит лишь на большой (больше 8-10 м) глубине извлечения грунта, при которой снижается всасывающая способность грунтонасосной установки и устанавливается каждому типу землесоса расчетным путем с учетом кавитационной характеристики грунтонасосной установки и рода грунта.

4. Коэффициент на толщину снимаемого слоя учитывают, если черпаковой рамы. слой, убираемый земснарядом больше 1 м. Определяется расчетным путем. Его вводят на капитальных работах, при строительстве портов и т.д.

Расчетный коэффициент выбираем из всех ранее перечисленных коэффициентов - наименьший и берем его за расчетный.

Определяем расчетную производительность земснаряда, м³/час:

W_P=W_{T *} K_P,

Где W_t - техническая производительность (м/час);

К_р - расчетный коэффициент.

Определяем рабочее время, необходимое для разработки судоходной прорези, ч:

Т раб =V_о / W_P,

Где V_о - полный объем выемки фунта, определенный по укрупненному плану прорези.

Для определения валового времени нужно знать:

1. Рабочее время (известно).

2. Время на буксировку задается в зависимости от расстояния и скорости движения судов. Если время буксировки больше 24 часов, то его выдают отдельным нарядом-заданием.

3. Время на вспомогательные операции, состоят из производственных и периодических остановок.

Производственные остановки:

Производственные остановки - это время, затрачиваемое на выполнение операций, связанных с обеспечением технологического процесса работы земснаряда.

К вспомогательным производственным операциям, требующим временного прекращения работы земснаряда, относятся:

1. Установка земснаряда на месте работы - 1 операция, не зависимо от длины и ширины разрабатываемой прорези. Нормы времени на установку и на все операции берутся из норм времени на остановки.

2. Сборка земснаряда по окончании работ на данной прорези - 1 операция.

3. Число перекладок станового якоря в зависимости от длины станового троса и прорези:

n ст = (3L. / 2l) - 1,

где L - длина прорези (определяется по укрупненному плану прорези), м;

l - длина станового троса, м.

Полученный результат округляется до большего целого числа. На прорезях с изгибами число перекладок станового якоря увеличивают на число изгибов, где требуется дополнительная перекладка якоря.

4. Число перекладок боковых якорей для траншейного землесосного снаряда определяют по числу серий, на которых разбита прорезь, а для папильонажного земснаряда - исходя из расстояния между перекладками, принимаемого равным расстоянию от места укладки боковых якорей (закрепленного троса) до ближайшей кромки прорези:

L

n _в = -- *4 - 2., (м)

100

где, L - длина прорези, (м);

4 - количество боковых якорей,

2 - входят в установку земснаряда.

Время, на одну перекладку берем из таблицы норм времени.

Сборка замкаравана - 1 операция.

5. Количество переходов с траншеи на траншею определяется по количеству траншей по всей прорези и отдельно по каждой серии:

n = N-1,

где N- количество траншей.

6. Время на перевод плавучего грунтопровода (рефулера) задается лишь при расположении отвалов грунта у противоположных берегов или при укладке параллельных отвалов.

Периодические остановки.

Периодические остановки - это затраты времени на отдельные операции, связанные с условиями работы. К ним относятся: очистка грунтовых путей, пропуск судов, профилактический ремонт и смена деталей, заправка топливом:

1. На смену деталей для землесоса дается 15 минут в сутки.

2. Время на очистку грунтовых путей определяют по нормам для каждого земснаряда, составленным по объектам работ, в процентах от рабочего времени, запланированного в наряде-задании.

3. Время на пропуск судов берется в зависимости от места работы земснаряда.

Т.к. точно спрогнозировать количество возможных пропусков судов сложно, то берем 2% от рабочего времени.

Суммируем все время на вспомогательные операции и находим общее время.

Теперь находим валовое время:

Т_в = Т_Р + Т_Б + Тво,

где Т_Р - рабочее время,

Т_б - время на буксировку,

Т_во - время на вспомогательные операции.

Зная валовое время и дату начала работы, можно определить календарный период разработки прорези, т.е. дату окончания данной работы.

Определяют условия работы земснаряда на данном конкретном перекате, а именно: место складирования грунта и способ его транспортировки (по плавучему грунтопроводу, подвесному, береговому, с укороченным грунтопроводом и коническим насадком, шаландами и т.д.), очередность выполнения работ (сериями сверху вниз для землесосов и, всю прорезь снизу-вверх для многочерпаковых). Если есть необходимость, указывают особые условия работы.

Основные показатели работы земснаряда на перекате:

1. Коэффициент технической производительности:

К т пр = W_p/ Wт,

где W_p - расчетная производительность (кубометр в час),

W_т - техническая производительность.

2. Коэффициент по рабочему времени:

К рв = Т_р/ Т_в

где Т_р - рабочее время,

Т_в - валовое время.

3. Коэффициент эксплуатации:

V_о

Кэ = ---- ., (м)

W_т * Т_в

где V₀ - полный объем грунта;

W_т - техническая производительность земснаряда;

Т_в - валовое время.

В организации работ указывается, что делается экипажем для своевременного начала землечерпательных работ на объекте, сокращения времени на вспомогательные операции. В этом разделе каждому учащемуся предлагается вычертить рациональную схему учалки и буксировки земкаравана на углубляемый участок в соответствии с правилами судовождения.

После произведенных землечерпательных работ на перекате возможны перестановка знаков судоходной обстановки, их сокращение или потребность в других. Здесь необходимы знания раздела "Навигационное оборудование ВВП" с тем, чтобы предложить новую схему обстановки для создания нормальных судоходных условий в данном перекате.

Практическая часть:

Порядок составления наряда - задания на производство дноуглубительных работ:

Для траншейных землесосов данные по прорези:

Длина-700 м;

Ширина- 80 - 90 м;

Площадь разработки- 60 000 м²;

Объем грунта-45430 м³;

Средняя толщина слоя с запасом на неровность выработки- 0.8 м;

Род грунта - песок средней крупности, средней плотности.

Тип земснаряда- ЗРДЭ-450, з/сн «Московский-311» проект 324.

Ширина корпуса- 7.8 м;

Длина станового троса-1000 м;

Расчетные данные.

Расчетная производительность землесоса определяется:



W_р=K*W_т(м³/ч),

Где К- расчетный коэффициент снижения технической производительности;

К=К_г*К_реф

Коэффициент на род грунта К_г определяется по инструкции (ст 6 таб 2.1) или по сборнику нормативных материалов. К_г=0,85 взято на основании сходства грунта.

Разработка переката будет выполнятся с паспортной длиной рефулирования, поэтому К_реф=1

В противном случае- инструкция, формула 2.1 ст. 7; таким образом расчетный коэффициент снижения технической производительности К=0,85*1=0,85

Расчетная производительность землесоса будет равна: W_р=0,85*450=639,45 м³/ч

Рабочее время, необходимое для разработки прорези

Т_р=V/W_р=45400/382.5 = 118,7 = 118 ⁴⁰ час

Где V-объем грунта, подлежащий удалению по укрупненному плану.

Далее планируем все виды технологических остановок и полное время на них.

Установка земснаряда на прорези- одна

t_уст=170мин (сборник, ст. 44).

Перестановка земснаряда t_пер= 2 часа.

Сборка землесоса - одна

t_cб=180 мин (сборник, ст. 45)

число перекладок станового якоря в зависимости от длины станового троса и длины прорези, рассчитывается по формуле

n_c=(3L_n)/(2l_тр)-1=(3*1400)/(2*1000)-1= 1.1 =>полученный результат округляем до полного числа=> 1

Где L_n-длина прорези, м

l_тр- полная длина станового троса, полученный результат округляем до большого целого числа.

Полученный результат свидетельствует о том, что потребуется 1 (одна) перекладка станового якоря (на перекладку станового якоря = 1 час).

t _стан = 1 час

На траншейном землесосе боковые якоря перекладывают перед переходом на каждую серию. Количество перекладок якорей определяется

n_бок=2*z-2(операций); где z-количество серий

n_бок=2*14-2= 26 (операций)

Норма времени на одну перекладку бокового якоря- 20 мин. (сборник стр.48)

Время на все перекладки боковых якорей

t_бок= 20*26 =520 мин=8 ⁴⁰ ч

Перевод плавучего рефулёра не планируется.

Рефулерные якоря будут перекладываться без остановки землесоса.

Переход с траншеи на траншею по норме 8 минут (сборник, ст. 49)

n_пер=n_тр*n_сер-1=19*14-1=265

Количество переходов-265

Полное время, необходимое для переходов с траншеи на траншею:

t_тр=8*265= 2120 мин = 35 ¹⁸ ч,

очистка грунтовых путей планируется по каждому перекату в % от рабочего времени (сборник, стр 6 )

t_оч=(Т_раб/100)*3=(216,5/100)*3= 6.5 ч = 6 ³⁰ ч

Время на пропуск судов принимаем 258 минут= 4 ¹⁸ часа, округляем до целого

t_пр.суд= 258 мин (время планируется из опыта прошедших работ)

Подсчитываем технологические остановки без учета времени на осмотр и смазку механизмов

T'_{тех.ост}=t_уст+t_сб+t_стан+t_бок+t_тр+t_оч+t_пр.суд=170+180+60+520+2120+390+258 = 3698 мин = 61.6 = 62 часа

Смена деталей и мелкий профилактический ремонт (осмотр и смазка механизмов). На всех земснарядах этот вид работы планируется 30 минут на каждые сутки работы.

t_осм=30*12=360 мин = 6 ч

Всего технологических остановок

Т_техн= T'_{тех.ост}+ t_осм = 62 + 6 = 68 ч

Проф- ремонт и забор топлива не предусматривается так как земснаряд только идёт из затона.

Валовое время необходимое для разработки переката:

Т_вал=Т_раб +Т_техн = 118 ⁴⁰ +68 = 178 ⁴⁰ ч = 7,45 = 7,5 суток

Далее рассчитываем коэффициенты:

1. Коэффициент технической производительности:

К т пр = W_p/ Wт = 382.5/450 = 0.85

где W_p - расчетная производительность (кубометр в час),

W_т - техническая производительность.

2. Коэффициент по рабочему времени:

К рв = Т_р/ Т_в = 118 ⁴⁰ / 178⁴⁰ = 0,66

где Т_р - рабочее время,

Т_в - валовое время.

3. Коэффициент эксплуатации:

V_о

Кэ = ---- ., (м) = 45400/ (450*178,5) = 0,566

W_т * Т_в

где V₀ - полный объем грунта;

W_т - техническая производительность земснаряда;

Т_в - валовое время.

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИИ

Федеральное агентство морского и речного транспорта

ФГБУ «Канал им. Москвы»

Рязанский район гидросооружений

Земснаряд «Московский-311»

Техническая производительность 450 куб. м/час

НАРЯД-ЗАДАНИЕ № 1

на производство дноуглубительных работ

Река Ока 325,8 - 323,5 км от устья Квасьевский перекат перекат

Период работы	Задано	Выполнено
К работе приступить (число, месяц, час)	20.08. 8-00
Работу закончить (число, месяц, час.) .	27.08. 20-00
Валовое время (час., мин.)	178-30
Коэффициент выполнения норм времени	1.000

Расчетные данные

	Габариты прорези	Коэффициент снижения технической производительности	Расчетный коэффициент производительности Кпр	Расчетная производительность куб. м/час.
	длина м	ширина м	площадь мІ	средняя толщина снимаемого слоя м	объем извлекаемого грунта мі	глубина разработки от пр. уровня см	на род грунта Кг	на глубину опуска- ния рамы Кр	на толщину снимаемого слоя Ксл	на дальность и высоту рефули-рования Креф
Задано	700	80-90	60 000	0.76	45 400	200	0.85	1.0	1.0	1.0	0.85	637,5
Выподн.

Расчет по затратам времени

	Задано	Выполнено
Рабочее время (час., мин.)	178 40
Вспомогательные операции (час., мин:)	68 00
Буксировка (час., мин.)
Случайные остановки (час., мин.)
Итого:	178 40
Коэффициент использования по рабочему времени	0,66
Коэффициент использования производительности	0,850
Коэффициент эксплуатации земснаряда	0,566

Расчет времени на буксировку

Расчет времени на ожидание шаланд

Величина запаса на неровность выработки при подсчете объема 65 см.
Характеристика грунта Песок средней крупности средней плотности

Способ и место отвала грунта По плавучему грунтопроводу к урезу левого берега

Очередность выполнения работ Сериями сверху вниз по течению.

Расшифровка вспомогательных операций

Наименование операций	Кол-во операций	Норма времени	Всего планового времени	Всего факт. затр. времени
Производственные остановки
Установка земснаряда	1	3	3
Перестановка земснаряда	0	0	0
Сборка земснаряда	1	2,5	2,5
Перекладка станового якоря	1	2-00	2-00
Перекладка папильонажных якорей	10	1-00	10-00
Устройство береговых якорей
Переход на траншею (серию)	265	36=00	36=00
Перевод рефулера
Смена шаланд
Соединение и разъединение рефулера	1/1	1-30/1-30	3-00
Перекладка троса, укрепляемого за береговые предметы	2	2-30	5-00
Устройство якоря «мертвяка»	2	1-55	3-50
ИТОГО производственных остановок			39-20
Периодические остановки
Очистка грунтовых путей		2%	1-25
Пропуск судов	2	0-20	0-40
Осмотр механизмов	15	0-15	3-45
Профилактический ремонт
Забор топлива
ИТОГО периодических остановок			5-50
ВСЕГО времени на остановки____________________________________			45-10

Следующая очередная работа Приложение: план Квасьевского переката снятого « 3 » августа 2018 г

Наряд-задание выдано « 16 » августа . Прораб пути ( )

Случайные остановки час. мин.

В том числе по причинам:

час. мин.

час. мин.

Особые условия, встретившиеся в процессе работ и причины отклонения от наряд-задания

Выполнение объема работ в нормо-куб. часах

Командир земснаряда ( )

Заключение прораба о выполненной работе _________________________________________________________

« » 20 г Прораб пути ( )

7. Определение времени начала и конца землечерпательных работ по графику колебаний уровней воды

Наиболее ответственной частью является период весеннего спада паводка, в течении которого проводятся землечерпательные работы, для обеспечения дифференцированных габаритов судового хода. Этот период называется подготовительным периодом (ПП). Он начинается тогда, когда рама земснаряда достигает проектного дна с учетом переуглубления:

1. От проектного уровня воды на графике откладываем глубину разработки на перекате (так по Касимовскому водопосту ПУ = -95 см., глубина разработки Т = 200 см, получим проектное дно ПД = - 265 см

2. От проектного дна откладываем вниз величину переуглубления или запас на неровность выработки (для землесоса ?h = 65 см, получим рабочее дно РД = -265 см)

3. От рабочего дна откладываем вверх глубину опускания рамы (для землесоса Wтех. = 1000 кубометров в час Глубина опускания рамы Н = 11 м. получим отметку + 605 см. Данная отметка выше наивысшего уровня воды, поэтому рама земснаряда будет доставать до дна при любых уровнях воды, в этом случае за начало ПП берут время сразу после ледохода.

4. За конец подготовительного периода берут время, когда уровень воды превышает на 15% проектный, в нашем случае подготовительный период составляет 67 суток. Дату получаем путем пересечения отметки уровня - -45 см с фиктивным графиком колебания уровней воды.

8. Схема и описание способа разработки прорези Выбор технологии и режима работы

Теоретическая часть:

Оптимальным называют такой режим, при котором землесос дает наибольшую часовую производительность или затрачивает наименьшее время на углубление перекатов, или на выполнение другой работы.

Наибольшая производительность землесоса не всегда дает возможность выполнить работу при наименьшей затрате времени. Это объясняется тем, что объем грунта, извлекаемый земснарядами, слагается из кубатуры, извлечение которой необходимо для получения заданных габаритов, и из кубатуры, обусловливаемой неровностями выработки -- допусками.

На траншейных землесосах с существующими грунтозаборными устройствами допуски значительно больше, чем на землесосах, работающих папильонажем.

Процесс всасывания грунта траншейным наконечником с отверстием, имеющим овальную или круглую форму, иллюстрируется схемой:

Рис. 1 Схема грунтозабора

В результате работы грунтового насоса в зев погруженного в воду наконечника непрерывно поступает вода. Направления и скорости движения воды к зеву из точек окружающего пространства характеризуются линиями тока 1 (а). С приближением к зеву наконечника скорость движения воды увеличивается и в плоскости зева достигает 1,5--2,0 м/сек. Точки с одинаковыми скоростями располагаются на поверхностях, разрез которых плоскостью, совпадающей с осью всасывающей трубы, характеризуется кривыми 2.

С приближением всасывающего отверстия к поверхности грунта сфера всасывания сжимается. Струи воды, соприкасаясь с грунтом, размывают его и увлекают во всасывающее отверстие (б). При этом, отдельные струи проникают в грунт, образуя фильтрационные токи, также способствующие увлечению частиц грунта во всасывающее отверстие. Пористость грунта возрастает с увеличением крупности его частиц. Поэтому при крупных фракциях песка увеличивается количество всасываемых частиц.

Землесос в процессе всасывания песчаного грунта перемещается по траншее, наконечник следует за размываемой поверхностью грунта. Величина зазора между наконечником и поверхностью грунта зависит от крупности фракций. Если грунт плотный и плохо размывается, то ширина зазора и фильтрационные токи уменьшаются, а скорости струй у поверхности грунта возрастают. Это несколько повышает объем всасываемого грунта. Зона, в пределах которой происходит перемещение частиц грунта в сторону всасывающего отверстия, называется сферой всасывания. Рассмотренная сфера, ограниченная линиями 3 (б и в), зависит от расхода, свойств грунта и скорости перемещения землесоса. Практически радиус сферы всасывания не превышает 1 м.

Всасывающий наконечник не соприкасается с поверхностью грунта, так как последняя по мере продвижения землесоса отодвигается, т. е. грунт не оказывает сопротивления движению землесоса. Тяговое усилие в становом тросе, в основном, зависит от действия течения и ветра на корпус землесоса и на плавучий грунтопровод, а также усилий в задних боковых и становых тросах.

Подсасывание грунта в пределах сферы всасывания приводит к оползанию и обрушению расположенного выше грунта, который попадает в сферу всасывания и увлекается струями воды во всасывающее отверстие. При постоянной скорости движения землесоса обеспечивается равномерное всасывание грунта, и он работает с устойчивым содержанием грунта в пульпе. Откосы 4 при разработке траншеи (рис. 81, б и в), сохраняют примерно постоянную величину.

Плотно слежавшиеся и заиленные пески обрушиваются медленно и неравномерно, периодически происходят обвалы грунта. Поэтому откосы 5 и 6 круче, чем на рыхлом песке. С повышением скорости перемещения землесоса по траншее грунт может образовать навес над всасывающим наконечником, а рама всасывающей трубы упираться в поверхность грунта. В этом случае перемещение землесоса прекратится. Дальнейшее перемещение его станет возможным после того, как в результате всасывания грунта произойдет обрушение откоса. При таких грунтовых условиях содержание в пульпе грунта не бывает постоянным.

Некоторое выравнивание содержания в пульпе грунта достигается регулированием скорости перемещения землесоса. При обрушении грунта в сферу всасывания скорость перемещения землесоса уменьшается; по мере извлечения обрушившегося грунта -- увеличивается. Это осуществляется системой автоматического регулирования перемещения землесоса САРЗ-4КМ.

Траншеи располагают на таком расстоянии одна от другой или всасывающую трубу заглубляют в грунт на такую величину, чтобы на гребнях между траншеями получились требуемые глубины.

Землесос по траншее перемещается сравнительно быстро, поэтому в процессе извлечения грунта откосы траншей не поспевают приобрести свойственные для данного грунта углы естественные откосы. Это происходит после перемещения землесоса на некоторое расстояние.

Поперечное сечение траншеи, вместо установившегося откоса с коэффициентом my, после прохода всасывающей грубы через данное поперечное сечение, т. е. в момент прекращения извлечения грунта, имеет мгновенные откосы с коэффициентом mм. Для того, чтобы при установившихся откосах на гребнях траншеи была требуемая глубина, площадь поперечного сечения траншеи с мгновенными откосами должна равняться площади сечений траншеи с установившимися откосами, если последние сохранятся в дальнейшем.



Рис. 2 Поперечное сечение траншей с мгновенными и установившимися откосами

Однако этого не бывает. Откосы под влиянием течения и волн (ветровых и судовых) трансформируются, гребни сглаживаются и глубины в пределах разрабатываемого участка увеличиваются. Если такое увеличение глубин не учитывать, то прорезь после работы землесоса окажется переуглубленной.

При определении технологии работы траншейного землесоса исходят из того, что заданная глубина должна быть на гребнях между траншеями с установившимися откосами. В этом случае заглубление всасывающей трубы определяют, исходя из равенства поперечных сечений траншей с установившимися и мгновенными откосами.

Площадь поперечного сечения одиночной траншеи с установившимися откосами равна

.

Площадь поперечного сечения траншеи с мгновенными откосами равна:

.

Величина заглубления всасывающей трубы h3 определяется из равенства

;

.

На второй, третьей и следующих траншеях грунта извлекается несколько меньше, чем на первой траншее. Следовательно, заглубление определяется площадью первой траншеи, уменьшенной на величину площади заштрихованного треугольника (см. рис. ).

Из формулы вытекает, что заглубление, необходимое для получения требуемой глубины на гребнях между траншеями, зависит от ширины наконечника (Вн), принятой ширины траншей, толщины подлежащего удалению слоя грунта и коэффициентов заложения мгновенного и установившегося откосов.

При отсутствии течения и волнения коэффициент установившегося откоса для песчаных грунтов составляет от 2 до 3. При наличии течения и волнения величина этого коэффициента возрастет до 4--5, а в отдельных случаях и до большей величины. Мгновенные откосы зависят от скорости перемещения землесоса по траншее и от крупности фракций песка. Коэффициенты мгновенного откоса для песков разной крупности приведены на графике рис. 83. График составлен по результатам испытаний землесосов в производственных условиях, проводившихся ЦНИИЭВТом. По такому графику и формуле (25) можно определить величину заглубления всасывающего наконечника траншейного землесоса. Для удобства перемещения его по створам ширину траншеи принимают равной или близкой ширине корпуса.

Рис. 3 График зависимости коэффициентов заложения мгновенных откосов от скорости перемещения землесоса по траншее: 1 -- мелкозернистый рыхлый песок; 2 -- однородный песок средней плотности; 3 -- разнозернистый плотный песок

Например, если В =9,0 м, mM=1, my=5, Вн=1,0 и hc= 0,8, то h3=3,35 м, т. е. заглубление всасывающего наконечника должно быть на 2,55 м ниже проектного дна.

Если коэффициент установившегося откоса 2, то h3=3,80 т. е. ниже проектного дна на 3,00 м.

Заглубление всасывающего наконечника ниже проектного дна изменяется в зависимости от коэффициента установившегося откоса. С увеличением скорости перемещения землесоса, т. е. с повышением производительности, заглубление всасывающего наконечника возрастает.

Свойства грунта по длине прорези могут изменяться. Поэтому для предотвращения излишнего переуглубления и связанного с этим непроизводительного извлечения грунта, надлежит измерять глубины, получающиеся на гребнях траншей и корректировать заглубление всасывающего наконечника.

Иногда траншеи разрабатывают с учетом оползания и размыва гребней между ними. В этом случае после прохода землесоса глубина на гребнях может быть меньше проектной. Большей частью оползание и размыв гребней происходят на протяжении 20--25 м, т. е., если в непосредственной близости от всасывающего наконечника глубины на гребнях меньше требуемых, то у кормы землесоса они соответствуют заданной глубине.

Рис. 4 Схемы разработки прорези

Если для частичного размыва прорези можно использовать энергию потока, то разрабатывают часть траншей в последовательности, способствующей размыву прорези. Например, при шести траншеях разрабатывают 3-ю и 4-ю по всей длине прорези (рис. а); 2-ю и 5-ю размывает поток и в дальнейшем потребуется полностью или частично углубить только 1-ю и 6-ю траншеи. Для сосредоточения потока в пределах прорези разработку последней начинают с верхней части ( б). Разработав две-три верхних серии, землесос, пропуская средние серии, спускается в нижнюю часть прорези, где разрабатывает также две- три серии траншей. После этого землесос устанавливают на крайние траншеи пропущенных серий. Таким путем достигается размыв средней (заштрихованной) части прорези. Пропускаемые траншеи можно располагать и в другой последовательности, например, в шахматном порядке (в).

Производительность землесоса возрастет с увеличением расхода и содержания грунта в пульпе. Поэтому следует работать с максимально возможным числом оборотов грунтового насоса и скоростью передвижения землесоса по траншее. При этом необходимо иметь в виду, что когда содержание грунта в пульпе достигнет некоторой определенной для каждых грунтовых условий величины, то в грунтопроводе образуется неподвижный (мертвый) слой грунта, расход пульпы снижается и может произойти забой грунтопровода. Чрезмерное падение расхода сопровождается снижением давления в напорном грунтопроводе (регистрируемым манометром) и уменьшением вакуума во всасывающем грунтопроводе (по вакуумметру). Струя пульпы, выбрасываемая из грунтопровода, делается слабее. Описанным явлениям предшествует достижение землесосом наибольшей возможной производительности.

Наличие в нижней части грунтопровода неподвижного слоя может быть и тогда, когда землесос дает наибольшую производительность. При этом с увеличением расхода или с уменьшением насыщения пульпы грунтом величина этого слоя уменьшается и наоборот, когда расход пульпы уменьшается, то неподвижный слой возрастает.

Наивыгоднейший режим работы землесоса определяют для каждой работы. Для этого в начале работы форсируют продвижение землесоса по прорези и доводят насыщение пульпы грунтом до такого состояния, при котором появляются явные признаки начинающегося забоя грунтопровода.

Начало забоя сопровождается следующими явлениями:

вакуум возрастает (до 550--600 мм рт. ст.); стрелка вакуумметра сначала стоит неустойчиво, колеблется, а затем показания сразу падают вследствие резкого уменьшения расхода;

показания манометра также сначала повышаются, а затем быстро снижаются;

струя, вытекающая из напорного грунтопровода, заметно темнеет и делается слабее; нижняя образующая струи становится «рваной»;

работа двигателя обычно неустойчива; при отсутствии автоматического предельного регулятора число оборотов двигателя увеличивается; появляется характерная вибрация корпуса.

Для предотвращения полного забоя грунтопровода, при появлении перечисленных выше признаков прекращают продвижение землесоса по траншее, предварительно записав показания вакуумметра, манометра и грунтомера. Затем грунтопровод промывают, снова увеличивают содержание грунта в пульпе до такого состояния, чтобы опять появились признаки начала забоя и вновь фиксируют показания перечисленных выше приборов.

Повторив такие испытания несколько раз, устанавливают показания вакуумметра, манометра и грунтомера, соответствующие началу образования забоя грунтопровода. Величину предельного вакуума уменьшают на 5--10% и полученное значение принимают за нормальное, которое должно поддерживаться в процессе работы землесоса.

Плотность, состав грунта и толщина удаляемого слоя по длине прорези изменяются. Поэтому принятый режим работы землесоса систематически корректируют, проводя описанные выше определения расчетных значений приборов.

Показания грунтомера, вакуумметра и манометра характеризуют происходящие в грунтопроводе процессы. Так, в случае засорения всасывающего отверстия, грунтомер показывает незначительное содержание грунта в пульпе, а вакуумметр -- сильное разрежение. Наименьшие одновременные показания вакуумметра, манометра и грунтомера бывают при всасывании поды без грунта. По мере увеличения содержания его в пульпе показания всех приборов возрастают. Скорость перемещения землесоса должна быть такой, чтобы грунтомер показывал требуемое содержание грунта в пульпе, а показания вакуумметра и манометра соответствовали нормальному режиму работы грунтового насоса.

Нормальная работа землесоса может нарушаться обвалами грунта. В таких случаях закупоривается всасывающее отверстие, вакуум резко возрастает, превышая наибольшее допустимое значение. Расход падает, давление в напорном грунтопроводе снижается, выпадает грунт, увеличивается толщина неподвижного слоя в грунтопроводе и может произойти забой последнего. Чтобы предотвратить забой и восстановить нормальный режим работы землесоса, всасывающую трубу поднимают на 1--2 м, затем спускают его по траншее на 1,5-2 м и промывают грунтопровод. После промывки грунтопровода всасывающую трубу осаживают и продолжают работу на грунте.

Работа землесоса нарушается вследствие засорения мусором, камнями всасывающего отверстия. Для его очистки поднимают всасывающую трубу и прекращают всасывание. Очистку производят багром. Засорение обнаруживают по показаниям вакуумметра.

Рис. 5 Схема рабочих перемещений земснаряда при траншейном способе разработки прорези

Землесос при разработке прорези ориентируется по створам, которые выставляются изыскательской партией. Перед началом разработки прорези выставляют створы, которые представляют собой парные вехи. Вехи устанавливают точно за кольями, чтобы не загораживать на кольях надпись. Вехи представляют собой равные, обработанные, окрашенные жерди длинной 5-6 метров, в нижней части которых находится металлический наконечник, в верхней - щиты различной формы (круглые, квадратные, треугольные). Передние вехи на 1,5 метра короче задних. Вехи имеют различную окраску. Окраска должна быть противоположна фону местности. В ночное время на створные вехи устанавливают СПН- злектро- сигнальные приборы направленного действия.

Разработка прорези траншейным землесосом сериями сверху вниз.

Перед работой закладывают становой якорь и 2 папильонажных, концевая площадка устанавливается в район верхнего контрольного створа. Землесос устанавливают ниже первой серии у второго контрольного створа, у той кромки прорези, за которую будет производиться отвал грунта, после завозки якорей Землесос по створам выходит на первую траншею, грунтоприемник опускается на заданную глубину разработки, включаются лебедки на выбирание, разработав первую траншею, то есть, дойдя до первого контрольного створа, поднимается всасывающий грунтоприемник, лебедки растормаживают и землесос спускается под действием течения к началу серии в район второго контрольного створа, ориентируясь по створам, землесос выходит на вторую траншею и разрабатывает её и т.д. Закончив разработку первой серии, землесос спускается к третьему контрольному створу, встает на раму за кромкой прорези со стороны отвала грунта, перекладывают боковые якоря, рама поднимается, и землесос выходит на траншею новой серии и разрабатывает её.

Концевой понтон по мере увеличения вала грунта впускается вниз по течению. Этот способ самый распространенный, так как имеет ряд преимуществ:

1. папильонажные якоря перекладываются по течению, что значительно облегчает работу;

2. взмученный грунт оседает на неразработанных участках прорези;

3. отвал грунта выполняется в виде ровного вала, что улучает работу прорези;

Нумерация серий

1 2 3 4 5 6 7

Рис 6 Схема разработки прорези Квасьвского переката с исп. з/с «Московский - 311»

9. Схема и описание установки земснаряда на месте работы

При установке, перестановке и сборке земснарядов работы, связанные с завозкой, перекладкой и уборкой якорей, перемещением плавучего грунтопровода, установкой и сборкой лонгкулуара, выполняют в такой последовательности, чтобы простойное время земснаряда оказалось наименьшим.

Исходя из этого, при установках земснарядов, в первую очередь завозят становой и передние боковые якоря; на рефулерных земснарядах -- плавучий грунтопровод; на шаландовых -- подводят к борту грунтовую шаланду, выводят земснаряд в створы начала работы и приступают к извлечению грунта. После этого заканчивают остальные работы, необходимые для обеспечения нормального режима работы земснаряда, -- завозят один или оба кормовые якоря.

Сборку земснарядов начинают с кормовых якорей, одновременно убирая один из якорей плавучего грунтопровода, без которых возможна работа земснаряда непродолжительное время. К моменту прекращения извлечения земснарядом грунта завозня должна находиться у станового или у одного из передних боковых якорей с буевой, заделанной за барабан лебедки. Как только земснаряд прекратит извлечение грунта, сразу приступают к подъему якоря.

Приемы завозки, перекладки и уборки якорей и производства работ по перемещению грунтопровода зависят от местных условий и способов разработки прорезей.

Для сокращения времени, затрачиваемого при установках на завозку якорей, их тросы подготавливают к завозке во время буксировки земснаряда, пока он еще не прибыл на место работы.

Продолжительность установки земснаряда на месте работы зависит от последовательности и четкости выполнения отдельных процессов, входящих в состав этой работы.

На рисунке 5 приведена схема установки траншейного землесоса. Согласно графика, к завозке станового якоря приступают с момента опускания всасывающей трубы на участке работ. Землесос буксировался на становом тросе, заторможенным на земснаряде стопором. В рассматриваемом случае становой якорь находится в несамоходной завозне, которую подводят к теплоходу мотозавозней. Теплоход скатывает с барабана земснаряда становой трос. На месте отдачи якоря конец троса с гака теплохода передают в завозню, присоединяют к якорю и последний отдают. Последовательность и продолжительность выполнения отдельных работ показаны на схеме

...