Морские подходные каналы: основные характеристики

Прорези для всасывающих труб могут располагаться в кормовой или средней части судна. Наиболее распространены землесосные снаряды с двумя бортовыми всасывающими трубами в средней части корпуса (например, типа "Черное море"), но имеются землесосные снаряды и с одной бортовой всасывающей трубой.

В якорных землесосных снарядах, называемых еще стационарными, рабочие перемещения которых осуществляются при помощи рабочих якорей и свайно-якорного оборудования, грунтозаборное устройство располагается на морских землесосных снарядах в прорези в кормовой (у самоходных землесосных снарядов) или носовой части снаряда. У землесосных снарядов, используемых в гидротехническом строительстве, грунтозаборное устройство размещается в торцовой части корпуса.

Якорные землесосные снаряды могут осуществлять грунтозабор траншейным и папильонажным методами. По способу транспортирования грунта различают землесосные снаряды, у которых грунт доставляется по грунтопроводу (рефулеру) на подводную или береговую свалку, шаландовые землесосные снаряды перемещают грунт на большие расстояния в условиях работы на незащищенных от волн участках и комбинированные (шаландо-рефулерные) землесосные снаряды. По типу разрыхлителя якорные землесосные снаряды бывают с механическим (для разработки тяжелых грунтов) и гидравлическим (для легких и средних грунтов) разрыхлителем.

Грунтоотвозные шаланды, используемые при работе черпаковых снарядов, а в некоторых случаях и при работе землесосных снарядов могут быть самоходными и несамоходными, перемещаемыми к месту свалки буксирными судами. Грунтовый трюм шаланды может быть с глухим днищем и с отверстиями в днище, закрываемыми дверцами или клапанами. Шаланды с глухим днищем разгружаются специальными судами - шаландоразгружателями.

Кроме рассмотренных ранее проектной и технической производительности, различают расчетную производительность (ее определяют при выдаче снаряду наряд-задания с учетом конкретных условий работы - свойств грунтов, толщины слоя, глубины извлечения грунта, расстояния и высоты рефулирования) и фактическую производительность, достигнутую снарядом (это отношение объема извлеченного грунта к рабочему времени, затраченному на его извлечение).

5.5 Рабочие перемещения земснарядов папильонажным способом

Рабочими перемещениями называют движение дноуглубительного снаряда (грунтозаборного органа) в определенной последовательности, при которой обеспечивается постоянный контакт грунтоприемника с грунтом и наиболее эффективное использование снаряда.

Разрабатывают прорези в основном двумя способами: папильонажным (поперечным) с помощью якорного, свайно - безякорного и свайно-якорного папильонирования и траншейным (продольным).

При папильонажном способе посредством оперативных канатов, закрепленных за рабочие якоря (выбирание канатов с одного борта и травление с противоположного), снаряд перемещают поперек прорези. При этом диаметральная плоскость снаряда может быть параллельна оси прорези или наклонена к ней под углом. В зависимости от этого различают четыре способа папильонирования: параллельный, веерный, крестовый и багермейстерский.

Перемещаясь поперек прорези, снаряд разрабатывает полосу грунта, так называемую папильонажную ленту, шириной 0,5-2 м в направлении длины прорези, затем происходит подача снаряда вперед вдоль прорези на 0,5-2 м и в процессе перемещения поперек прорези в обратном направлении разрабатывается новая полоса и т.д.

В процессе параллельного папильонирования диаметральная плоскость снаряда все время параллельна оси прорези. Таким образом, снаряд должен выходить за бровку прорези. Поэтому забровочные глубины должны быть больше осадки снаряда и шаланды

Этот способ может применяться в закрытых акваториях, при наличии легких грунтов и небольшой толщины снимаемого слоя; в основном этот способ применяется при использовании землесосных снарядов.

При веерном папильонировании корма снаряда перемещается незначительно (в предельном случае остается на месте), а нос перемещается от одной кромки прорези к другой. Подобные перемещения напоминают движения веера. Этот способ применяется при отсутствии достаточных забровочных глубин: здесь снаряд подходит к мелкой бровке не корпусом, а грунтоприемным устройством. При приближении к кромке прорези снаряд разворачивают так, чтобы нижний конец черпаковой рамы (всасывающей трубы) и скула снаряда находились на линии кромки прорези. Веерный способ применяется на нешироких прорезях при

,

где - ширина рабочей прорези,м;

- длина снаряда вместе с выступающей из корпуса черпаковой рамой или всасывающей трубой,м;

в =30°35°- угол папильонирования.

При значительном сужении прорези веерный способ становится неприменимым и приходится использовать крестовое папильонирование при котором носовую часть снаряда перемещают к одной кромке, а кормовую - к другой, выбирая два накрест лежащих боковых каната. Таким образом, нос и корма все время перемещаются в противоположные стороны: когда нос подходит к левой бровке, корма будет у правой и наоборот, т.е. снаряд как бы вращается вокруг некоторой средней точки.

При таком способе возможно разрабатывать прорези, за кромками которых глубины меньше осадки земснаряда. Этот способ применяется сравнительно редко, например при разработке снарядами больших размеров узких входов в затоны и ковши для отстаивания судов. Минимальная ширина прорези для этого случая

(27)

При багермейстерском (комбинированном) папильонировании диаметральная плоскость снаряда при перемещении поперек прорези наклонена к оси прорези под одним и тем же острым углом в ; в зависимости от условий в =15°35°.

Двигаясь вправо под постоянным углом в и подойдя к бровке, снаряд разворачивается параллельно оси прорези, делает подачу вперед, затем отводит корму за бровку. Когда его диаметральная плоскость окажется под углом в к бровке, снаряд начинает перемещаться к левой бровке, соблюдая при этом угол в и т.д. Такова схема перемещений, если глубина на бровке больше осадки снаряда.

При багермейстерском папильонаже улучшаются условия резания грунта (уменьшается смятие грунта боковой поверхностью черпака), создаются оптимальные условия для наполнения черпаков и резко уменьшается возможность сбрасывания черпаковой цепи с нижнего барабана: составляющая реактивного давления со стороны грунта прижимает черпаки к барабану. Этот способ, являющийся в дноуглублении основным, применяется в условиях интенсивного судоходства на участках дноуглубления при сравнительно широких прорезях, когда

(28)

При папильонировании прорезь разбивают на серии и разработку начинают с верхней по течению серии. При разработке каждой серии снаряд движется навстречу течению (технология, называемая сериями "сверху-вниз", а внутри серии - папильонажными лентами "снизу-вверх").

При папильонировании в общем случае необходимо иметь шесть канатов и шесть якорей: передний (носовой) авантовый, задний становой (кормовой), два передних папильонажных (боковых) и два задних папильонажных (боковых).

Землесосные снаряды, оборудованные папильонажными всасывающими грунтоприемниками и фрезерными рыхлителями, папильонируют аналогично многочерпаковым снарядам.

5.6 Документация на дноуглубительные работы и приемка работ

В состав документации входят:

- технический проект на капитальные работы (допускается вместо технического проекта выдача технического задания); техническое задание на ремонтные работы;

- договор и смета;

- план-наряд багермейстеру земснаряда (выдает управление морских путей);

технологическая карта (разрабатывается багермейстером).

В состав технического проекта входят:

- планы района работ в масштабе от 1:5000 до 1:2000 с глубинами и знаками навигационной обстановки;

- ведомости подсчета объемов и характеристики грунтов;

- сведения о гидрометеорологических условиях, данные по геодезическому обоснованию и по обследованию участков работ;

- геологические разрезы и характеристики грунтов на участке дноуглубления;

- проектные и рабочие габариты прорези, допуски на неровность выработки по глубине и ширине и принятые откосы;

- нуль глубин, график колебания и график обеспеченности уровней воды;

- обоснование свалок грунта и согласование их с заинтересованными организациями;

- данные изысканий, согласованные с санитарной и противопожарной службами о наличии или отсутствии загазованности грунта сероводородом, метаном и др.

Объем грунта, фактически извлеченный земснарядом в пределах допускаемых переборов по глубине и ширине, учитывается и оплачивается по данным исполнительных промеров. При отсутствии особых указаний в проекте или техническом задании допускается увеличение перебора по глубине и ширине сверх установленных размеров, но без включения дополнительных объемов в оплачиваемые работы.

Приемка дноуглубительных и намывных работ производится представителем заказчика путем выполнения исполнительных промеров углубленного участка или тралением жестким тралом, опущенным на проектную глубину.

Сдача-приемка оформляется промежуточными ежедекадными актами. В этом акте подсчитывается площадь для каждого промерного профиля. Для каждого профиля в табличной форме указываются по каждой промерной точке глубины до черпания и после черпания и разность отметок.

В акте приводится схема участка дноуглубительных работ, заданная глубина черпания с допуском и допуск по глубине, заданная ширина рабочей прорези и допуск по ширине, фактически достигнутые на участке дноуглубительных работ (наименьшие и наибольшие) глубины от ординара и ширина по дну и некоторые другие данные.

По окончании дноуглубительных работ исполнитель в десятидневный срок представляет заказчику план промеров участка дноуглубительных работ с глубинами до и после дноуглубления и ведомость подсчета извлеченного грунта.

Приемка участка после завершения капитальных работ осуществляется рабочей (назначается по согласованию между заказчиком и подрядчиком) и государственной (назначается ведомством, в подчинении которого находится заказчик) комиссиями.

Обнаруженные при сдаче-приемке недоборы по глубине свыше 10 см против проектных являются браком в работе и должны быть устранены повторной проходкой. В объеме выполненных работ учитываются только глубины до проектных отметок плюс допускаемый перебор; глубины сверх установленного допуска фиксируются как бросовая работа.

Документация, представляемая при приемке:

- записи промеров, журнал траления (водолазного обследования), рабочий журнал земснаряда, план промеров до и после дноуглубления, ведомость подсчета объема дноуглубительных работ;

- план и исполнительные поперечные профили котлована (прорези) со всеми необходимыми данными;

- характеристики грунтов в основании и сопоставление их с проектными характеристиками (для котлованов сооружений);

- акты промежуточных приемок, разбивки и закрепления оси котлована и его границ (линии прорези);

- характеристики грунтов, подтвержденных результатами лабораторных исследований.

5.7 Определение объемов и сроков дноуглубительных работ

Для определения объемов дноуглубительных работ строится продольный разрез по оси канала (рис.17 П1).

Порядок построения продольного разреза:

1. Назначаются масштабы, вертикальный М1:100, а горизонтальный М 1:20000;

2. Разбиваются оси, по горизонтальной оси откладывается длина канала, а по вертикальной проектную глубину с запасом 1м;

3. Горизонтальная ось разбивается на пикеты, отстоящие друг от друга на расстоянии 1000м. Разбивка начинается от входа в порт.

4. Наносится поверхность естественного дна по изобатам, пересекающим ось канала на пикетах (черные отметки);

5. От поверхности дна откладываются последовательно мощности слоев грунта и наносятся их границы;

6. Наносится поворот канала вертикальной осевой линией;

7. Наносится сплошной горизонтальной линией «проектное дно» на проектной глубине d (красные отметки), а пунктирной линией «рабочее дно» на максимальной глубине черпания ;

8. Назначается толщина снимаемого слоя грунта (h), для песчаных грунтов h=1,5ч2,0м, а для глинистых h=0,8ч1,0м;

9. На продольном разрезе обозначаются слои разработки грунта с указанием глубины черпания на каждом слое ();

10. Для каждого колена канала производится деление по длине на участки разработки, длина участка не должна превышать 500м (1000м);

11. Все участки нумеруются справа налево, слои разработки нумеруются сверху вниз и указываются в виде индекса номера участка.

12. Для каждого участка определяется ширина рабочей прорези (B).

На рис.18 П1 показана схема для определения ширины рабочей прорези для каждого слоя разрабатываемого грунта. Порядок определения B:

1. На продольном разрезе выбирается пикет с максимальным количеством разрабатываемых слоев грунта;

2. Для выбранного пикета строится поперечный разрез(профиль канала)в масштабе вертикальном М1:100 и горизонтальном М 1:1000;

3. Профиль разбивается на слои разработки в соответствии с продольным разрезом;

4. Ширина рабочей прорези для каждого слоя определяется последовательно, начиная с нижнего слоя.

На рис.18 П1 показана схема для определения ширины рабочей прорези для каждого слоя разрабатываемого грунта.

Для нижнего слоя ширина рабочей прорези определяется из выражения:

где- толщина нижнего слоя, включая запас на чистоту разработки прорези =0,3м;

ctgц - заложение откосов прорези канала;

b - проектная ширина канала, м;

3м - запас на неточность разработки прорези по ширине, для капитального дноуглубления с использованием многочерпаковых снарядов.

Для вышележащего слоя определяется условная ширина по низу слоя:

Тогда ширина рабочей прорези для этого слоя будет равна:

Для всех слоев, кроме нижнего, толщина слоя не включает запас .

Определение объемов работ производится для каждого участка по формуле:

где L- длина участка,м;

B- ширина рабочей прорези для данного участка, м;

h- толщина разрабатываемого слоя, м.

Для каждого участка определяется фактическая производительность выбранного дноуглубительного снаряда (Q),в соответствии с РД 31.74.09-86 [2].Также определяется чистое время работ на участке (T) и продолжительность работ в календарных днях (Т) по формулам:

где К= 0,6 - коэффициент, учитывающий метеоусловия района;

К= 0,8 - коэффициент использования рабочего времени.

Подсчет объемов и сроков выполнения дноуглубительных работ удобно вести в табличной форме.

№ шара	№уч.	Назв гр.	Гр. по трудн.разраб	Глуб. черп. Hч	Lуч,м	hш, м	Bр.пр, м	W, м3	Qфакт, м3/ч	Tчист,ч	Tк.д,дней
1	11	Песок пылеватый	IIне св	7м	1000	1	372,2	372200	656	567,38	49,25
2	12	Песок пылеватый	IIне св	9м	1000	1	339,6	339600	656	517,68	44,94
	22	Песок пылев./ суглинок текучий	IIне св /IIсв		1000	2	368,7	737400	892	826,68	71,76
3	13	Песок пылеватый	IIне св	11м	1000	1	297,6	297600	941	316,26	27,45
	23	Песок пылев./ суглинок текучий	IIне св/IIсв		1000	2	336,1	672200	941	714,35	62,01
	33	Суглинок текучий	IIсв		1000	2	344,2	688400	941	731,56	63,50
4	14	Песок пылеватый	IIне св	13м	1000	1	276,6	276600	892	310,09	26,92
	24	Песок пылев./ суглинок текучий	IIне св/IIсв		1000	2	294,7	589400	988	596,56	51,78
	34	Суглинок текучий.	IIсв		1000	2	311,6	623200	988	630,77	54,75
	44	Суглинок текучий/суглинок тугопластичный.	IIсв/ IIсв		1000	2	302,2	604400	988	611,74	53,10
5	15	Песок пылеватый	IIне св /IIIсв	14,6м	650	0,8	241,6	125632	965	130,19	11,30
	25	Песок пылев./ суглинок текучий	IIне св/IIсв		1000	1,6	280,1	448160	1002	447,27	38,83
	35	Суглинок текучий	IIсв		1000	1,6	311,6	498560	1002	497,56	43,19
	45	Суглинок текучий/суглинок тугопластичный.	IIсв/ IIсв		1000	1,6	290,6	485760	1002	489,42	42,84
	55	Суглинок тугопластичный.	IIсв		1000	1,6	260,2	464960	767	606,21	52,62
6	16	Песок пылев./ суглинок текучий	IIне св/IIсв	16,1м	820	0,75	241,25	416320	1002	415,49	36,07
	26	Суглинок текучий	IIсв		1000	1,5	251,75	148368,7	1002	148,07	12,85
	36	Суглинок текучий/суглинок тугопластичный	IIсв/ IIсв		1000	1,5	238,25	377625	1002	376,87	32,71
	46	Суглинок текучий	IIсв		1000	1,5	237,5	357375	1002	356,66	30,96
	56	Суглинок текучий	IIсв		1000	1,5	237,5	357375	1002	356,66	30,96
								8892810,8		18631	838,06

5.8 Состав дноуглубительного каравана

Дноуглубительный снаряд вместе с обслуживающими его судами называется дноуглубительным караваном. Состав земкаравана определяется технико-экономическими расчетами при разработке плана производства работ.

Подбор шаланд осуществляется с учетом их однотипности, соответствия их размеров размерам земснаряда, однотипности земснаряда и шаланд по роду топлива, соответствия осадок шаланд глубинам на свалке и на подходах и др.

Для выполнения работ по завозке и перекладке якорей, переводу грунтопровода, доставке продовольствия, материалов, запасных частей, а также для сообщения с берегом в состав земкаравана или группы включается мотозавозня. Если по условиям работ одной мотозавозни недостаточно, дается дополнительный катер. Самоотвозные землесосы во всех случаях обслуживаются катером.

В тех случаях, когда условия не позволяют проживать экипажу на судах земкаравана или на берегу, в его состав включается брандвахта. Если это экономически целесообразно, в состав земкаравана (или их группы) включаются топливные суда и водолеи. В состав земкаравана могут входить ряд других мелких судов и плавучая мастерская.

Каждый земкараван (или их группа) должен обслуживаться промерной партией, а также, при необходимости, водолазной станцией.

Работа шаландового земснаряда должна быть организована так, чтобы простои в ожидании подхода шаланд отсутствовали или были минимальными.

Потребное количество шаланд при работе на два борта:

где S - расстояние до свалки грунта, км;

V и V- скорость хода шаланд, соответственно с грузом и порожних, км/ч;

tи t- время, соответственно, на подход и швартовку и отход шаланд, ч;

t- время на разгрузку шаланд, ч;

Q- фактическая часовая производительность снаряда, м/ч;

К- коэффициент разрыхления грунта;

К- коэффициент использования емкости трюма;

W- геометрическая емкость трюма шаланды, м.

1 колено	2 колено
S1=4,8 км	S2=2,85 км
V1=14,8 км/ч	V1=14,8 км/ч
V2=16,5 км/ч	V2=16,5 км/ч
tp=0.1 ч	tp=0.1 ч
tотх=0,1 ч	tотх=0,1 ч
tподх=0,1 ч	tподх=0,1 ч
Wтр*Kтр=455м3	Wтр*Kтр=455 м3
Kр=1,1	Kр=1,1
Qфакт=941 м3/ч	Qфакт=988 м3/ч

Типы грунтоотвозных шаланд, их характеристики и все необходимые параметры определяются в соответствии с РД 31.74.09-86 [2] (Табл.12, 13 и 14).

Таблица 12.Технические характеристики грунтоотвозных шаланд

Условное обозначение и тип шаланды	Средняя грузоподъемность,т	Наибольшая осадка в грузу, м	Паспортная скорость, км/ч
			В грузу	порожнем
ШС-ДЛ типа «Крымская»	5060	2,6	13,3	14,4
ШС-ДЛ типа «Бугская»	5080	2,6	15,2	16,5
ШС-ДЛ типа «Комсомольская»	8370	3,6	14,8	16,5

Примечания:

1. Приняты следующие условные обозначения: ШС-ДЛ - шаланда самоходная дизель-электрическая люковая;

2. Значение в числителе дроби - вместимость трюма до верха комингсов, м;

3. Значение в знаменателе - количество двигателей и их общая мощность, л.с.

Таблица 13. Нормы загрузки трюма шаланд черпаковыми земснарядами в кубических метрах грунта

Шаланда типа	Группа грунта по трудности разработки
	Й	ЙЙ	ЙЙЙ	ЙХ	Х	ХЙ	ХЙЙ
Крымская	255	255	243	223	214	203	197
Бугская	255	255	243	233	223	212	200
Комсомольская	455	455	410	376	351	333	323

Таблица 14. Нормы времени на подход и швартовку шаланд к земснаряду под погрузку (),отход с грузом () и выгрузку ()

Шаланды с вместимостью трюма, м	Норма времени, ч
	подход и швартовка	отход от земснаряда	Выгрузка на подводном отвале
280-300	0,08	0,08	0,10
450-600	0,10	0,10	0,10

Место расположения свалки выбирается таким образом, чтобы обеспечить минимальный возврат вынутого грунта в прорезь, а также чтобы максимально сократить время пробега грунтоотвозного флота на свалку (S/ V).

5.9 Охрана окружающей среды при дноуглубительных работах

В соответствии с законодательством строительные, дноуглубительные и взрывные работы, добыча полезных ископаемых на водных объектах производятся по согласованию с органами по регулированию использования и охране вод. О выполнении эксплуатационных землечерпательных работ по обеспечению судоходных условий этим органам дается сообщение.

Сроки дноуглубительных работ и применяемые технические средства должны назначаться с учетом экологической обстановки и природных биологических ритмов (нерест, миграция рыб и т.п.).

Все суда и технические средства, применяемые при производстве дноуглубительных работ, должны отвечать требованиям международных конвенций по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов и по предотвращению загрязнения с судов. Категорически запрещается слив отработанных масел в открытый водный бассейн. Твердые отходы и загрязненные воды должны вывозиться специальными судами.

Сброс грунта должен осуществляться строго в границах площади, отведенной для подводного отвала. Поверхность завершенного отвала рекомендуется прикрывать биологически чистым песком.

В самоотвозных землесосных снарядах, которые в экологическом отношении наиболее неблагоприятны, рекомендуется применять устройства, обеспечивающие сгущение поступающей в трюм пульпы и осветление переливной воды (гидроциклоны, отстойники, коагуляторы и др.).

При обнаружении нефтяных пятен или других загрязнений необходимо принять меры по выявлению причины их появления, локализовать и ликвидировать их вредные последствия.

При гидравлическом транспортировании грунта должна обеспечиваться надежная герметизация стыков и шарнирных соединений пульповодов.

Рыхление грунта под водой и другие взрывные работы должны производиться в исключительных случаях при наличии технико-экономического обоснования. Места, сроки и технология взрывных работ должны быть согласованы с органами охраны окружающей среды.

Грунты, загрязненные вредными химическими веществами или болезнетворными бактериями, разрабатываются, транспортируются и укладываются при строгом соблюдении предписаний органов охраны окружающей среды и под их контролем.

Проект организации строительства объектов с применением в значительных размерах дноуглубительных работ и проект производства дноуглубительных работ согласовываются с органами охраны окружающей среды. В проектах должны предусматриваться все необходимые мероприятия по охране водного объекта от загрязнения, засорения и истощения и определяться технология и последовательность выгрузки грунта в отвалах и др. При разработке проектов необходимо использовать материалы о размере облака мутности в зонах дноуглубления и отвала грунта, о местоположении и площади нарушаемых донных поверхностей, об интенсивности загрязнения водной среды вредными веществами и др.

Список литературы

1. Нормы проектирования морских каналов. РД 31.31.47-88 - М.: Стройиздат, 1988. - 52 с.

2. Нормы на морские дноуглубительные работы. РД 31.74.09-86- М.:В/О «Мортехинформреклама», 1986. - 108 с.

3. Техническая инструкция по производству морских дноуглубительных работ. РД 31.74.08-85 - М.: В/О «Мортехинформреклама»,1986. - 172с.

4. Инструкция по техническому обслуживанию средств навигационного оборудования морских подходных каналов, акваторий и портов. РД 31.61.01-93

5. Мирошниченко В.Г. Эксплуатация морских каналов- М.: Транспорт, 1982. - 136с.

6. Яковлев П.И., Супрун М.А., Стеблиненко В.Н. Дноуглубительные работы и технический флот: Учебное пособие- Одесса: Астропринт, 2002.-568с.

7. Пашкин В.П., Яковлев П.И., Соколов В.Т. Дноуглубительные, рефулерные и гидромеханизированные работы: Учебное пособие.- Одесса: Астропринт,

1999.-432с.

8. Йнструкція про порядок і процедуру виконання промірних робіт при визначенні глибин на морських і річкових акваторіях для будівельно-експлуатаційних цілей . Міністерство транспорту та зв'язку Ураїни, 2005-193с.

Размещено на Allbest.ru

...