Способ выполнения подводных земляных работ с использованием дноуглубительного земснаряда и гидромониторное устройство для разработки траншей под водой, гидромониторный трубозаглубитель-траншеекопатель (варианты), трубозаглубитель-траншеекопатель (варианты)

Способ выполнения подводных земляных работ с использованием дноуглубительного земснаряда и гидромониторное устройство для разработки траншей под водой, гидромониторный трубозаглубитель-траншеекопатель (варианты), трубозаглубитель-траншеекопатель (варианты)

Реферат

 

Способ выполнения подводных земляных работ с использованием дноуглубительного земснаряда используется для заглубления трубопроводов в дно водоемов, разработки траншей и проведения дноуглубительных работ на грунтах всех типов, (кроме скального), включая засоренные и каменистые. Для осуществления способ дноуглубительный земснаряд оснащается грунтозаборным трубозаглублителем = траншеекопателем, установленным на штатной раме земснаряда, и гидромониторным трубозаглубителем траншеекопателем или гидромониторным устройством для разработки траншей под водой, установленными на дополнительной раме земснаряда, имеющих связь с напорной или всасыва ющей магистралью земснаряда, гидрорыхлители механические, ре жущие средства для разрушения грунта. После разрушения грунта и подачи его ножами и клыками в зону транспортирования в виде гидросмеси, последнюю эвакуируют по каналам одного из гидромониторных устройств, образующимся между их направляющими экранами и размываемой поверхностью грунта, грунт укладывают вдоль одной или обеих кромок образуемой траншеи. Забор воды в этом случае производят через грунтозаборное устройство. Грунты, не содержащие крупных включения при обратном ходе земснаряда разрабатывают грунтозаборным устройством, а эвакуацию гидросмеси осуществляют, например по водоподводящей маги страли гидромониторного устройства. 6 н.з. п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к выполнению подводных земляных работ и предназначено для заглубления трубопроводов в дно водоемов, разработки траншей и проведения дноуглубительных работ.

Известны способы заглубления трубопроводов без предварительной разработки траншеи различными типами трубозаглубителей (гидравлическими, гидроэжекторными, механическими и гидромеханическими), заключающиеся в разрушении грунта механическими и (или) гидравлическими рыхлителями и отводе гидросмеси грунтонасосами или гидроэжекторами (Э.Р. Гольдин. Подводно-технические работы. Технология и средства механизации, - М.: Транспорт, 1987, с. 58 - 101. патент США N 3429131, НКИ 4050161, 1969; патент США N 4395158, НКИ 405-161, 1983).

Недостатком указанных способов являются их ориентация на разработку определенных типов грунта, в частности невозможность разработки грунтов с крупными включениями, а также необходимость создания специальных обеспечивающих судов.

Известен способ разработки траншеи механическими несамоходными устройствами, действующими по принципу плуга, заключающийся в механическом разрушении грунта ножами и транспортировании его по лемехам плуга на бровку траншеи при его перемещении (патент США N 2144063, НКИ 405-161, 1939).

К недостаткам известного способа следует отнести ограниченность глубины разрабатываемой траншеи и отсутствие возможности разработки грунта с крупными включениями.

Известен способ разработки гидромониторными снарядами (Э.Р.Гольдин Подводно-технические работы. Технология и средства механизации, М.: Транспорт, 1987, с. 58 - 101, заключающийся в разматывании грунта струей центрального сопла гидромониторного насадка, рыхлении и выносе грунта за пределы траншеи боковыми соплами.

Основные недостатки, ограничивающие область применения данного способа, следующие: невысокая производительность, обусловленная необходимость многократных перемывов одних и тех же масс грунта, а также ограниченная глубина разрабатываемой траншеи. Кроме того, область его применения ограничена разработкой несвязанных и малосвязанных грунтов.

Известен высокопроизводительный способ проведения подводных земляных работ дноуглубительными земснарядами, оснащенными грунтозаборными устройствами различных типов /А.В. Иванов, Н.В.Лукин, С.Н.Разживин, Суда технического флота, -М.: Транспорт, 1982, с. 5. 14-17; 65-76), включающий разрушение грунта гидравлическими рыхлителями и механическими режущими средствами, извлечение грунта и его транспортирование на место отвала грунтонасосной установкой земснаряда (прототип).

Основной недостаток этого способа - невозможность его применения при разработке грунтов с крупными включениями и на мелководье. Кроме того, при траншейном способе разработки грунта, значительная часть временных и энергетических затрат приходится на вспомогательные перемещения земснаряда, что снижает его фактическую производительность и повышает энергоемкость технологического процесса. Следует отметить, что известные грунтозаборные устройства земснарядов не позволяют использовать последние для производства ряда подводных земляных работ, например заглубления трубопроводов.

Предлагаемый способ выполнения подводных земляных работ земснарядом заключается в том, что разработку грунтов, не содержащих крупных включений, осуществляют либо грунтозаборным устройством, установленным на штатной раме земснаряда, либо гидромониторным устройством, установленным на дополнительной раме, снабженной рамоподъемным устройством, а разработку грунта с крупными включениями осуществляют гидромониторным устройством .

При выполнении подводных земляных работ с использованием гидромониторного устройства грунт разрушают гидравлическими рыхлителями и механическими ножами и клыками, которые при рабочем перемещении устройства подают грунт в зону транспортирования. При этом гидросмесь эвакуируют по каналам, образованным поверхностью грунта и направляющими экранами гидромониторного устройства, далее переходящими в отводящие патрубки, обеспечивающие размещение грунта вдоль одной или обеих кромок образуемой траншеи. Воду к соплам гидрорыхлителей и транспортирующим соплам подводят штатной грунтонасосной установкой земснаряда.

При выполнении подводных земляных работ с использованием грунтозаборного устройства, установленного на штатной раме земснаряда, транспортирование извлеченного грунта в виде гидросмеси осуществляют либо по плавучему или подвесному грунтопроводу (штатный вариант), либо по водоподводящим магистралям гидромониторного устройства.

Предлагаемый способ может быть реализован на типовом дноуглубительном земснаряде, оснащенном дополнительной рамой, шарнирно закрепленной в кормовой части с возможностью поворота в вертикальной плоскости и снабженной рамоподъемным устройством.

На фиг. 1 представлена схема дноуглубительного снаряда; а - вид сбоку и б - сверху соответственно.

Земснаряд состоит из корпуса 1, грунтонасосной установки 2, всасывающего 3 и корпусного нагнетательного трубопровода 4. Четыре папильонажные лебедки 5 и две становые лебедки 6 расположены на главной палубе земснаряды. В носовой части земснаряда размещены штатная опорная рама 7 с установленным на ней грунтозаборным устройством 8 и рамоподъемное устройство 9. Рамная и корпусная части всасывающего трубопровода 3 сочленены гибким соединителем 10. Грунтозаборное устройство 8 соединено с рамной частью всасывающего трубопровода 3 гибким соединением 14. Воду к соплам грунтозаборного устройства подают насосом гидрорыхлителя (не показан).

В кормовой части земснаряда установлена дополнительная опорная рама 11, снабженная рамоподъемным устройством 12, несущая гидромониторное устройство 13, напорная магистраль которого соединена с рамной частью корпусного нагнетательного трубопровода 4 гибким соединением 14. Для обеспечения возможности подсоединения плавучего грунтопровода (не показан) к корпусному нагнетательному трубопроводу последний выполнен разветвляющимся и снабжен двухпозиционной заслонкой 15. Грунтозаборное и гидромониторное устройство соединены с рамами земснаряда гибкими регулируемыми связями 16. Грунтозаборное устройство снабжено ножами 17.

Гидромониторное устройство снабжено ножами 17 и клыками 18, неподвижно установлены в нижней части экранов 19, жестко связанных с напорными магистралями 20 и расположенных под ними, далее переходящих в отводящие патрубки 21. Гидромониторное устройство 13 соединено с корпусом земснаряда 1 и дополнительными гибкими регулируемыми связями 22.

Разработку всех грунтов, в том числе содержащих крупные включения, осуществляют следующим образом.

Устанавливают земснаряд вдоль подлежащей разработке траншеи, либо заглубляемого трубопровода. При этом закладывают якоря становых 6 и папильонажных лебедок 5, как показано на фиг. 1,б. При боковых течениях схема закладки якорей и их количество могут быть изменены.

При помощи рамоподъемного устройства 9 опорную раму 7 приводят в положение, обеспечивающее погружение грунтозаборного устройства 8 на глубину, исключающую подсос воздуха из атмосферы. Затем запускают грунтонасосную установку 2 и опускают гидромониторное устройство 13 в рабочее положение. Оптимальный угол взаимодействия ножей 17 и клыков 18 гидромониторного устройства 13 с грунтом для заданной глубины разработки устанавливают с помощью гибкой регулируемой связи 16.

Рабочее перемещение земснаряда осуществляют с помощью носовой стеновой лебедки 6 в направлении по стрелке А.

При этом разрушение грунта осуществляют ножами 17, клыками 18 и гидравлическими рыхлителями (не показаны) гидромониторного устройства. Питание сопел гидрорыхлителя и транспортирующих сопел осуществляют штатной грунтонасосной установкой 2, причем забор воды из акватории производят через грунтозаборное устройство 8. Гидросмесь эвакуируют по желобам, образующимся между размываемой поверхностью грунта и экранами 19 гидромониторного устройства 13, далее переходящими в отводящие патрубки 21, обеспечивающие размещение извлеченного грунта вдоль одной или обеих кромок образуемой траншеи.

В конце рабочего хода отключают грунтонасосную установку 2, поднимают грунтозаборное 8 и гидромониторное устройство 13 в исходное положение (над уровнем воды) и с помощью становой кормовой лебедки 6 перемещают снаряд в направлении по стрелке Б в исходное положение.

Далее в зависимости от вида подводных земляных работ и заданной глубины траншеи либо аналогично осуществляют еще несколько проходов, либо с помощью папильонажных лебедок 5 переходят на очередную траншею.

Основные достоинства предлагаемого способа выполнения подводных земляных работ типовым дноуглубительным земснарядом, оснащенным гидромониторным устройством, следующие: - возможность разработки всех типов грунтов (кроме монолитного скального) с высокой производительностью; - работа насосов на чистой воде, обеспечивающая устойчивую и продолжительную работу рабочих колес и корпуса насоса без частых ремонтов; - исключение затрат энергии на подъем грунта в надводное положение и транспортирование гидросмеси к местам ее слива, что позволяет использовать практически всю энергию главного насоса на разрушение грунта и его эвакуацию за пределы разрабатываемой траншеи; - возможность проведения подводных земляных работ на мелководье и выше уреза воды, обеспеченная исключением срыва вакуума из-за попадания воздуха в грунтонасосную установку; - высокая экономичность технологического процесса благодаря совмещению операций разрушения и эвакуации грунта.

Разработку грунтов, не содержащих крупных включений, осуществляют следующим образом.

Устанавливают земснаряд вдоль подлежащей разработке траншеи или заглубляемого трубопровода. При этом закладывают якоря становых 6 и папильонажных лебедок 5, как показано на фиг. 1,б. При боковых течениях схема якорей и их количество могут быть изменены.

При помощи рамоподъемного устройства 9 опорную раму 7 приводят в положение, обеспечивающее погружение грунтозаборного устройства 8 на глубину, исключающую подсос воздуха из атмосферы. Затем запускают грунтонасосную установку 2 и опускают гидромониторное устройство 13 в рабочее положение путем опускания дополнительной рамы 11 с помощью рамоподъемной лебедки 12. Оптимальный угол взаимодействия ножей 17 и клыков 18 гидромониторного устройства с грунтом устанавливают с помощью гибкой регулируемой связи 16.

Рабочее перемещение земснаряда осуществляют становой лебедкой 6 в направлении по стрелке А.

Разработку и эвакуацию грунта осуществляют так же, как и при разработке грунтов, содержащих крупные включения.

В конце рабочего хода, в зависимости от вида подводных земляных работ и заданной глубины разрабатываемой траншеи либо переходят на очередную траншею, либо осуществляют следующий проход. При этом следующий проход (или разработку параллельной траншеи) осуществляют с использованием грунтозаборного устройства. Оптимальный угол взаимодействия ножей 17 грунтозаборного устройства устанавливают регулируемой связью 16. Затем включают насос гидрорыхлителя грунтозаборного устройства. При помощи рамоподъемного устройства 9 раму 7 с грунтозаборным устройством 8 опускают в положение, соответствующее заданной глубине разработки. С помощью дополнительных гибких регулируемых связей 22 и рамоподъемного устройства 12 гидромониторное устройство 13 устанавливают таким образом, чтобы нижние концы напорных магистралей 20 последнего располагались над местом отвала грунта. Рабочее перемещение земснаряда осуществляют с помощью становой лебедки 6 в направлении по стрелке Б.

При этом грунт разрушают ножами 17 и гидравлическими рыхлителями (не показаны) грунтозаборного устройства 8. Гидросмесь всасывают грунтозаборным устройством 8, затем транспортируют через гибкое соединение 10 в корпусную часть всасывающего трубопровода 3 и грунтовый насос грунтонасосной установки 2. Грунтовый насос подает гидросмесь в корпусный нагнетательный (напорный) трубопровод 4, далее через гибкое соединение 14 в напорные магистрали гидромониторного устройства, которые обеспечивают эвакуацию и размещение извлеченного грунта вдоль одной или обеих кромок разрабатываемой траншеи. После окончания рабочего хода в направлении по стрелке Б грунтозаборное устройство 8 поднимают в положение, обеспечивающее забор чистой воды из акватории, отличают насос гидрорыхлителя, а гидромониторное устройство 13 приводят в рабочее положение для осуществления следующего прохода.

В случае использования для эвакуации извлечения грунта при его разработке грунтозаборным устройством 8 плавучего (или подвесного) грунтопровода, перед началом работы с помощью двухпозиционной заслонки 15 обеспечивают подачу в него гидросмеси через ответвление корпусного нагнетательного трубопровода 4.

Оснащение типового дноуглубительного земснаряда дополнительной рамой с установленным на ней гидромониторным устройством позволяет снизить временные и энергетические затраты за счет сокращения вспомогательных перемещений земснаряда.

Для реализации предложенного способа при проведении различных видов подводных земляных работ в различных геологических условиях разработаны варианты гидромониторного и грунтозаборного устройства.

В качестве прототипа гидромониторного устройства для разработки траншей под водой принят четырехсопловый гидромониторный насадок гидромониторного снаряда.

Четырехсопловый насадок представляет собой гидравлическое устройство, состоящее из корпуса и четырех сопел, расположенных под разными углами к оси насадка. Центральное сопло расположено в передней части корпуса, образующее - в верхней части. Два сопла распложены по бокам насадка.

Центральное сопло создает струю, размывающую грунт перед насадком. Обрушающее образует струю, подрезающую грунт в забое, а боковые предназначены для рыхления грунта и транспортирования его на бровку траншеи и планировки ее боковых стенок.

К основным недостаткам четырехсоплового насадка следует отнести невысокую производительность, ограниченную дальнобойностью струй, приводящей к необходимости многократного перемыва одних и тех же масс грунта; ограниченную глубину разрабатываемой траншеи, обусловленную снижением экскавационной способности струй по мере заглубления насадка, а также возможность применения насадка для разработки несвязных и маслосвязных грунтов.

Предлагаемое устройство отличается тем, что размывающе-транспортирующее сопло установлено в нижней части устройства и направлено вдоль экрана, вогнутого относительно грунта. Экран расположен под напорной магистралью устройства и жестко связан с ней. Экран переходит либо в поворотный отводящий патрубок, в начале которого установлено вспомогательное транспортирующее сопло, либо в тройниковый патрубок, снабженный трехпозиционной заслонкой, ветви которого оканчиваются отводящими патрубками, в начале которых установлены вспомогательные транспортирующие сопла.

Гидромониторное устройство соединено с дополнительной рамой земснаряда с возможностью поворота в вертикальной плоскости. При этом напорная магистраль гидромониторного устройства соединена с расположенной на дополнительной раме частью напорного (нагнетательного) трубопровода земснаряда гибким трубопроводом.

Для разрушения грунта используются ножи и клыки, неподвижно установленные в нижней части экрана.

На фиг. 2 изображен первый вариант гидромониторного устройства для разработки траншей под водой; а - сбоку и б - вид сверху соответственно; на фиг. 3 - разрезы устройства по сечениям А-А- и Б-Б.

Гидромониторное устройство состоит из напорной магистрали 20, соединенной гибким трубопроводом 14 с расположенной на дополнительной опорной раме земснаряда частью напорного трубопровода (не показана). С рамой земснаряда (не показана) напорная магистраль 20 соединена шарниром 23 и регулируемой связью 16. На нижнем конце напорной магистрали 20 установлено главное размывающе-транспортирующее сопло 24, струя которого направлена вдоль экрана 19, жестко закрепленного под напорной магистралью, например, с помощью пластин 25 и переходящего в поворотный патрубок 26. Поворотный отводящий патрубок 26 посредством полноповоротного шарнира 27, снабженного фиксатором угла поворота 28, соединен с напорной магистралью 20. Вспомогательное транспортирующее сопло 29, гидравлически соединенное с напорной магистралью 20, установлено перед патрубком 26 и направлено внутрь последнего.

Режущие средства, выполненные в виде ножей 17 и клыков 18, жестко закреплены на сошках 30 в нижней части экрана 19 под острым углом к продольной оси последнего.

Для установки в заданное положение поворотного патрубка 26 в конструкции гидромониторного устройства предусмотрен механизм 31, выполненный, например, в виде цепной передачи, ведомая звездочка которого закреплена на отводящем поворотном патрубке 26, а ведущая установлена сверху напорной магистрали 20.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы с помощью регулируемой связи 16 устанавливают гидромониторное устройство в положение, соответствующее оптимальному для заданной глубины разработки углу взаимодействия ножей и клыков с грунтом. Возможность изменения положения устройства в вертикальной плоскости обеспечена шарниром 23.Затем с помощью механизма 31 поворотный патрубок 26 устанавливают в положение, соответствующее заданному расположению места складирования извлекаемого грунта относительно траншеи. Возможность установки отводящего патрубка 26 в нужное положение и его фиксации в нем обеспечена наличием полноводного шарнира 27 и фиксатора угла поворота 28. Опускают устройство под уровень воды и в этом положении запускают насос, обеспечивающий подачу воды через напорный трубопровод земснаряда, далее через расположенную на раме часть напорного трубопровода, затем через гибкий трубопровод 14, напорную магистраль 20 гидромониторного устройства к соплам 24 и 29. При разработке траншей на мелководье и на участках, расположенных выше уреза воды, запуска насоса осуществляют без предварительного погружения устройства в воду. После этого устройство опускают в рабочее положение и сообщают ему рабочее перемещение. При этом ножи 17 и клыки 18 врезаются в грунт на глубину, ограниченную регулируемой связью 16.

Совмещение горизонтального и вертикального перемещений способствует внедрению ножей 17 и клыков 18 в грунт на величину, соответствующую глубине разработки за один проход. При непрерывном горизонтальном перемещении гидромониторного устройства происходит разрушение грунта, транспортирование гидросмеси и складирование грунта за пределами траншеи.

Грунт разрушают ножами 17 и клыками 18, причем угол их взаимодействия, их ориентация и расположение обеспечивают принудительную подачу грунта в зону транспортирования. Кроме того, грунт разрушается струей размывающе-транспортирующего сопла 24. Гидросмесь транспортируется вначале по желобу, образованному экраном 19 и придонным грунтом. При этом происходит вовлечение придонного грунта в поток за счет эффекта эжектирования, вызванного действием мощной струи сопла 24. Наличие экрана позволяет максимально использовать энергию потока за счет исключения влияния присоединенных масс воды, что обеспечивает эффективность работы струи на всей длине экрана.

Возможность закупорки желоба крупными включениями предотвращается за счет выбора рационального соотношения между величиной напора и расхода струи сопла 24 и величины проходного сечения желоба. Характеристики струи сопла 24 подбираются таким образом, чтобы при заданной величине проходного сечения желоба крупные включения, размеры которых могут послужить причиной закупорки, не могут быть вовлечены в поток. При этом крупные включения, например камни, оседают на дно выработанной траншеи, глубина которой увеличивается с каждым последующим проходом за счет извлечения из нее основной массы грунта, представленной частицами, гидравлическая крупность которых позволяет им быть вовлеченными в желоба за счет эффекта эжектирования.

Далее гидросмесь транспортируется по поворотному патрубку 26, обеспечивающему эвакуацию грунта на место его складирования. Потери энергии на предыдущем участке (экранированном) компенсируются энергией струи вспомогательного транспортирующего сопла 29, установленного перед поворотным патрубком 26 в направлении последнего.

На фиг. 4 представлен второй вариант гидромониторного устройства для разработки траншей под водой; а - вид сбоку и б - вид по стрелке А соответственно.

Он отличается от первого варианта тем, что за экраном 19 установлен тройниковый патрубок 32, снабженный трехпозиционной заслонкой 33. Вспомогательные транспортирующие сопла 29 ориентированы внутрь отводящих патрубков 21, неподвижно соединенных с напорной магистралью 20.

Устройство работает аналогично описанному выше. Однако эвакуация грунта на место складирования осуществляется по отводящим патрубкам 21 на обе или одну из бровок траншеи в зависимости от положения трехпозиционной заслонки 33, которая перед началом работы устанавливается в нужное положение.

В качестве прототипа гидромониторного трубозаглубителя-траншеекопателя принят гидравлический трубозаглубитель (авт. св. СССР 941767, E 01 F 3/88, 1982).

Известный трубозаглубитель состоит из корпуса с расположенным в его нижней части ножом, напорного трубопровода грунтососов и гидравлических рыхлителей, расположенных с обеих сторон корпуса.

К недостаткам известного трубозаглубителя можно отнести невозможность его использования при разработке грунтов, содержащих крупные включения, ограниченную область применения и необходимость создания специального обеспечивающего судна.

Предлагаемое устройство для заглубления трубопроводов и производства других видов подводных земляных работ траншейным способом состоит из корпуса, выполненного в виде четырехзвенного механизма, состоящего из двух симметричных относительно продольной оси устройства напорных магистралей, соединенных между собой шарнирным треугольником. Одно из звеньев треугольника, непосредственно связывающее напорные магистрали, выполнено разъемным с возможностью регулирования его длины и обладает упругостью в продольном направлении. В верхней части напорных магистралей расположен механизм фиксации. Напорные магистрали гидромониторного трубозаглубителя-траншеекопателя соединены с напорными трубопроводами земснаряда гибкими соединениями и с дополнительной рамой земснаряда - гибкими регулируемыми фиксаторами положения устройства относительно корпуса земснаряда.

В нижней части напорных магистралей, торцы которых снабжены откидными заглушками, установлены сопла, одни из которых ориентированы либо перпендикулярно продольной оси устройства, либо под острым углом к направлению перемещения устройства, а другие - вдоль направляющих экранов, расположенных под напорными магистралями и жестко связанными с ними. Экраны переходят в гибкие рукава, в начале которых установлены вспомогательные транспортирующие сопла, выполненные поворотными. Гибкие рукава с помощью разъемных соединений крепятся к кронштейнам, жестко соединенным с напорными магистралями. В нижней части экранов неподвижно установлены ножи и клыки.

На фиг. 5 представлен гидромониторный трубозаглубитель-траншеекопатель; а - вид сбоку и б - вид сверху соответственно.

Гидромониторный трубозаглубитель-траншеекопатель содержит корпус 34, выполненный в виде четырехзвенного механизма, состоящего из двух симметричных относительно продольной оси устройства напорных магистралей 20, соединенных между собой шарнирным треугольником 35 и разъемным механизмом фиксации 36. Шарнирный треугольник 35 присоединен к напорной магистрали 20 разъемными соединениями. Звено шарнирного треугольника 35, непосредственно связывающее напорные магистрали 20 между собой, выполнено, например, как показано на фиг. 5,б, в виде последовательно соединенных пружины 37 и винтового регулятора 38. Предварительное натяжение пружины 37 обеспечивается, например, регулируемыми упорами 39, неподвижно соединенными со звеньями 40.

Разъемный механизм фиксации 36, установленный в верхней части напорных магистралей 20 выполнен, например, из двух пластин, неподвижно соединенных с магистралями 20 и имеющих продольные прорези.

Напорные магистрали 20 с помощью гибких соединений 14, например полых шаровых шарниров, соединены с ветвями тройникового патрубка 32. Тройниковый патрубок 32 соединен с расположенной на опорной раме земснаряда (не показана) частью напорного трубопровода неподвижным разъемным соединением 41 (например, фланцем). При наличии у напорного трубопровода 4 земснаряда двух выходов (не показано) напорные магистрали 20 через гибкие соединения 14, например полые шаровые шарниры, соединены непосредственно с ними не показано).

С рамой земснаряда напорные магистрали 20 соединены гибкими регулируемыми связями 16. Нижние торцы напорных магистралей 20 снабжены откидными заглушками 42. В нижней части напорных магистралей 20 установлены главные размывающе-транспортирующие сопла 24, струи которых направлены вдоль экранов 19, выполненных вогнутыми относительно грунта.

Экраны 19, жестко связанные с напорными магистралями 20, переходят в гибкие рукава 42, в начале которых установлены поворотные вспомогательные транспортирующие сопла 29. Сопла направлены внутрь гибких рукавов 43. Гибкие рукава 43 с помощью разъемных неподвижных соединений, например хомутов 44, крепятся к неподвижно соединенным с магистралями 20 кронштейнам 45 и коротким патрубкам 46.

Сопла 47 гидравлических рыхлителей установлены в нижней части напорных магистралей 20 и ориентированы либо перпендикулярно продольной оси устройства, либо под острым углом к направлению его рабочего перемещения.

Ножи 17 и клыки 18 неподвижно закреплены на сошках 30 в нижней части экранов 19.

Гибкие регулируемые тяги 22,закрепленные на кронштейнах 45, связывают устройство с корпусом земснаряда.

При использовании гидромониторного трубозаглубителя-траншеекопателя для заглубления трубопроводов, предварительно уложенного на дно водоема, осуществляемого, как правило, за несколько проходов, он работает следующим образом.

В зависимости от наружного диаметра заглубляемого трубопровода с помощью шарнирного треугольника 35, а именно его винтового регулятора 38, устанавливают необходимое минимальное расстояние между напорными магистралями 20, предварительное натяжение пружины 37 обеспечивается, например, регулируемыми упорами 39. При этом механизм фиксации 36 находится в разомкнутом положении.

Наличие пружины 37 предотвращает возможность жесткого контакта корпуса 34 гидромоторного трубозаглубителя-траншеекопателя с заглубляемым трубопроводом, тем самым предохраняя последний от повреждений.

С помощью гибких регулируемых связей 16 устройство устанавливают в положение, соответствующее оптимальному для заданной глубины разработки углу взаимодействия ножей 17 и клыков 18 с грунтом. Затем устройство опускают под уровень воды и в этом положении запускают главный насос земснаряда, который обеспечивает подачу воды по напорному трубопроводу земснаряда (не показан), далее через тройниковый патрубок 32 и гибкие соединения 14, например, полые шаровые шарниры, затем по напорным магистралям 20 к соплам 24, 29, 47.

В случае проведения работ на мелководье, или выше уреза воды запуск главного насоса осуществляется при нахождении устройства в надводном положении.

После этого устройство опускают до уровня дна и далее при одновременном сообщении ему поступательного движения в горизонтальном направлении. При этом заглубляемый трубопровод располагается между напорными магистралями 20. В случае отклонения земснаряда от заданного положения неизменность взаимного расположения гидромониторного трубозаглубителя-траншеекопателя и заглубляемого трубопровода обеспечивается наличием гибких соединений, например полых шаровых шарниров.

При непрерывном горизонтальном перемещении устройства (рабочем ходе) разрушение грунта, находящегося по обеим сторонам заглубляемого трубопровода, осуществляют ножами 17 и клыками 18, неподвижно установленными на сошках 30 в нижней части экранов 19 под острым углом к их продольным осям. Такое расположение ножей и клыков, помимо выполнения основных функций, обеспечивает принудительную подачу грунта в зону транспортирования.

В нижней части напорных магистралей 20 установлены главные размывающе-транспортирующие сопла 24, струи воды из которых направлены вдоль экранов 19. Наличие экранов 19 позволяет максимально использовать энергию струй за счет исключения влияния присоединенных масс воды, что обеспечивает эффективную их работу по всей длине экранов.

Мощные струи сопел 24 обеспечивают дальнейшее разрушение грунта и транспортирование его в виде гидросмеси по каналам, представленным желобами, образованным экранами 19 и грунтом. Подсос грунта в зону транспортирования осуществляется за счет эффекта эжектирования, вызванного действием мощных струй сопел 24.

Разрушение гребня грунта, находящегося между напорными магистралями 20 (под трубой), осуществляется струями сопел 47 гидрорыхлителей. Разрушенный грунт частично в виде гидросмеси вовлекается в желобы за счет эффекта эжектирования, а частично обрушивается в боковые траншеи, откуда изымается при осуществлении следующего прохода.

Извлеченный грунт в виде гидросмеси транспортируется в начале по желобам. При этом происходит вовлечение придонного грунта в поток. Эвакуацию грунта на место складирования осуществляют по гибким рукавам 43, обеспечивающим размещение грунта вдоль одной или обеих кромок траншеи.

В зависимости от схемы размещения грунта гибкие рукава 43 закрепляют хомутами 44, установленными на кронштейнах 45, на одной (при складировании грунта на одной из бровок траншеи) или обоих напорных магистралях 20 (при размещении грунта вдоль обеих бровок траншеи).

Для улучшения транспортирования грунта по гибким рукавам 43 в помощь главным соплам 24 предназначены относительно небольшие вспомогательные транспортирующие сопла 29, мощность которых достаточна для компенсации потерь энергии имеющих место на экранированных участках.

Предлагаемое устройство может быть использовано для разработки траншей в дне водоема. Ширина разрабатываемой траншеи устанавливается с помощью разъемного механизма фиксации 36. Шарнирный треугольник 35 при этом может быть демонтирован. В остальном устройство работает так же, как и при заглублении трубопроводов.

Предлагаемое устройство может быть использовано для эвакуации грунта и размещения его на одной или обоих кромках траншеи при проведении подводных земляных работ (заглублении трубопроводов, разработке траншеи и т.п.) с применением грунтозаборного устройства, присоединенного к всасывающему трубопроводу земснаряда.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы гидромониторного трубозаглубителя-траншееккопателя в качестве грунтоотвода при необходимости шарнирный треугольник 35 демонтируют или отсоединяют от одной из напорных магистралей 20 и закрепляют его на другой. С помощью разъемного механизма фиксации 36 устанавливают необходимое расстояние между нижними торцами напорных магистралей 20, заглушки 42 которых откидывают. Сопла 24, 29 и 47 глушат.

Посредством гибких регулируемых связей 16 и регулируемых гибких тяг 22 корпус 34 устанавливают в положение, при котором открытые торцы напорных магистралей 20 располагаются над одной или двумя бровками траншеи на заданном расстоянии от поверхности дна.

Извлеченный грунтозаборным устройством земснаряда (не показано) грунт в виде гидросмеси через всасывающий трубопровод земснаряда и грунтовый насос транспортируется в напорный трубопровод земснаряда, далее через тройниковый патрубок 32 и гибкие соединения 14, например, полые шаровые шарниры в напорные магистрали 20, которые обеспечивают размещение грунта в определенном их положении относительно корпуса земснаряда месте.

При заглублении трубопроводов небольшого диаметра или кабелей, осуществляемом за один проход, устройство может быть использовано для одновременной с процессом заглубления засыпкой траншеи.

На фиг. 6 изображен вариант гидромониторного трубозаглубителя-траншеекопателя; а и б - виды сбоку и сверху соответственно.

Устройство состоит из корпуса 48, выполненного из двух симметричных относительно продольной оси устройства напорных магистралей 20 и тройникового патрубка 32, снабженного неподвижно соединенной с ним балкой 49. Тройниковый патрубок 32 сочленен с напорным трубопроводом земснаряда полым шаровым шарниром 50. Корпус 48 соединен с рамой земснаряда регулируемой гибкой связью 16. Устройство снабжено гидравлическими рыхлителями, сопла 47 которого установлены на нижних концах напорных магистралей 20 и ориентированы либо перпендикулярно продольной оси устройства, либо пол острым углом к направлению его рабочего перемещения.

На концах напорных магистралей 20 в их нижних частях неподвижно установлены главные размывающе-транспортирующие сопла 24, струи которых направлены вдоль экранов 19, выполненных вогнутыми относительно грунта и размещенными под напорными магистралями 20 соосно с последними. Экраны 19 жестко соединены с напорными магистралями 20, например, пластинами 25. Экраны переходят в отводящие патрубки 21, выполненные, например, в виде изогнутых, выпуклых относительно продольной оси устройства труб либо желобов, тыльные части которых соответствуют вогнутой части отводящих патрубков. Отводящие патрубки 21 неподвижно соединены с корпусом 48 и балкой 49.

Вспомогательные сопла 29, гидравлически соединенные с напорными магистралями 20, установлены перед отводящими патрубками 21 и ориентированы внутрь последних.

Режущие средства, выполненные в виде ножей 17 и клыков 18, неподвижно установлены на сошках 30 в нижней части экранов 19.

Устройство снабжено защитными полозьями 51, жестко соединенными с пластиной 25, закрепленными на магистралях 20.

Устройство работает аналогично гидравлическому трубозаглубителю-траншеекопателю, описанному выше. Защитные полозья 51 предназначены для защиты заглубляемого трубопровода при прямом контакте с корпусом устройства.

При очевидной простоте конструкции устройство может эффективно использоваться для заглубления трубопроводов, диаметры которых меньше расстояния между напорными магистралями, и разработки траншеи фиксированной ширины.

В качестве прототипа трубозаглубителя-траншеекопателя, предназначенного для разработки траншей под водой, заглубления трубопрово