При малых объемах работ, когда нецелесообразно использовать земснаряды, а также в стесненных условиях и
на больших глубинах, когда невозможно их использовать
(например, при судоподъеме), применяют средства малой
механизации: гидростволы и грунтососы.
Гидроствол (рис. 9.1) предназначен для размыва грунта
под водой. К нему с поверхности по шлангу от высоконапорного насоса с давлением до 20—25 кгс/см2 подается
вода.
Струя воды, вытекающая из отверстия насадки гидроствола с большой скоростью, размывает грунт и относит
его в сторону. При работе гидроствола с обычной насадкой возникает сила реакции, которая действует на водолаза и стремится опрокинуть его. Этот недостаток устраняется применением безреактивной насадки, которая дополнительно к основной струе, размывающей грунт, имеет несколько обратных струй, вытекающих под углом к оси
ствола. Обратные струи компенсируют силу реакции основной струи за счет дополнительного расхода воды.
Производительность размыва грунта зависит от его породы, расхода воды и скорости ее истечения из насадки:
где V—скорость истечения воды из насадки, м/с;
g = 9,81 м/с2 — ускорение свободного падения;
Н—напор воды у насадки, м вод. ст.
Средние скорости воды, при которых начинается размыв различных пород грунта, приводится в табл. 9.1. Для
эффективности размыва рабочие скорости воды должны
превышать скорости, указанные в таблице, не менее чем
в 1,5 раза.
Расход воды гидростволами (табл. 9.2) зависит от напора воды, внутреннего диаметра выходных отверстий и их
количества в насадке.
Гидроэжекторы или гидравлические грунтососы (рис. 9.2
и 9.3) предназначены для отсоса под водой жидкого ила,
рыхлой глины, мелкого гравия, песка и сыпучих грузов из
затопленных трюмов (зерно, мелкий уголь). К соплу эжектора с поверхности от насоса по напорному шлангу подводится вода под давлением. Струя воды, вытекая из сопла
с большой скоростью, создает на входе эжектора подсос
окружающей воды, которая увлекает за собой частицы
грунта и транспортирует их в шланг отвода пульпы(1).
В зависимости от условий, в которых приходится отсасывать грунт, применяются вертикальные или горизонтальные
гидроэжекторы, основные технические данные (табл. 9.3)
которых, за исключением габаритов, одинаковы.
Пневматический грунтосос (рис. 9.4) предназначен для
отсоса рыхлых и сыпучих пород грунта под водой. Он
представляет собой металлическую трубу с коническим
воздушным коллектором в средней части. Нижний конец
трубы служит для засасывания грунта, к верхнему — присоединяется шланг для отвода пульпы. К коллектору с помощью штуцеров присоединяются шланги, в которые с поверхности от компрессора подается сжатый воздух.
Таблица 9.1. Средние скорости воды, начинающие
размывать грунт
Рис. 9.2. Вертикальный гидроэжектор:
1 — шланг отвода пульпы; 2 —корпус эжектора; 3 — напорный шланг
подачи воды от насоса;
4 — защитная решетка
на входе воды и грунта;
5 — сопло
Таблица 9.2. Расход воды гидростволами, м3Л
Рис. 9.3. Горизонтальный гидроэжектор:
1 — напорный шланг подачи воды от насоса; 2 — корпус; 3 — шланг отвода пульпы; 4 — защитная решетка
на входе воды и грунта; 5 — сопло
Таблица 9.3. Характеристика гидроэжекторов
Действие пневмогрунтососа основано на образовании в
его трубе при подаче в нее распыленного воздуха более
легкой, чем вода, водо-воздушной смеси, в результате чего
у нижнего конца трубы создается подсос воды, увлекающей частицы грунта в отводящий шланг.
Рис. 9.4. Пневмогрунтосос:
1 — шланг отвода пульпы; 2 —
отверстия для прохода воздуха;
3 — штуцер для подвода воздуха под давлением; 4 — рукоятка; 5 — защитная решетка на
входе воды и грунта
Эффективность подсоса начинается с глубины 5 м и
возрастает с ее увеличением, поэтому на глубинах до 5 м
пневмогрунтососы не применяются.
Пневмогрунтососы имеют длину 1500 мм и различаются
по внутреннему диаметру трубы. Основные технические
данные пневмогрунтососов приведены в табл. 9.4.