Các phương án thi công nạo vét

CHƯƠNG3: CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NẠO VÉT 3.1. DÙNG XÁNG CẠP: 3.1.1. Cấu tạo: Hình 3.1 – Xáng cạp. 1 – Phao nổi; 2 – Bàn quay; 3 – Động cơ Diesel; 4 – Tang nâng hạ cần; 5 – Tang nâng hạ gầu; 6 – Tang đóng mở gầu; 7 – Cáp nâng hạ cần; 8 – Cáp nâng hạ gầu; 9 – Cáp đóng mở gầu; 10 – Cần; 11 – Gầu ngoạm. 3.1.2. Nguyên lý hoạt động: Thiết bị gồm có nguồn động lực chính là động cơ Diesel 3, truyền chuyển động đến ba tang: tang nâng hạ cần 4, tang nâng hạ gầu 5, tang đóng mở gầu 6. Toàn bộ được đặt trên bàn quay 2 có thể quay quanh trục trung tâm. Toàn bộ thiết bị được đặt trên phao nổi 1. 3.1.3. Ưu nhược điểm của thiết bị: a. Ưu điểm: - Xáng cạp có thể nạo vét được với chiều sâu không hạn chế (chỉ việc thay đổi chiều dài dây cáp). - Chi phí năng lượng tương đối thấp so với tàu hút bùn (chi phí năng lượng cho 1m3 đất đào). b. Nhược điểm: - Cự ly đổ đất đào của xáng cạp tương đối ngắn khoảng từ trở lại nên chỉ thích hợp với việc nạo vét các kênh rạch nhỏ từ (bề rộng sông) còn đối với các ao hồ, kênh rạch có kích thước lớn hơn thì nó không thể đổ đất trực tiếp lên bờ mà phải qua trung gian các xà lan nên giá thành m3 đất đào sẽ lên cao. - Kết cấu máy cồng kềnh nên di chuyển khó khăn. - Việc bảo quản, bảo dưỡng tốn kém. 3.2. TÀU HÚT BÙN DẠNG 1: Đây là tàu do Bộ môn Cơ giới hoá xí nghiệp – Xây dựng trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã thiết kế. 3.2.1. Cấu tạo: Hình 3.2 – Tàu hút bùn dạng 1. 1 – Cọc neo; 2 – Đông cơ Diesel; 3 – Máy phát điện; 4 – Oáng đẩy; 5 – Tang rê tàu; 6 – Phao phụ; 7 – Trục phay; 8 – Lưỡi phay; 9 – Dàn phay; 10 – Tời nâng hạ dàn phay; 11 – Phao chính; 12 – Bơm; 13 – Ly hợp; 14 – Tời nâng hạ cọc. 3.2.2. Các thông số kỹ thuật của tàu: - Công suất động cơ chính: - Công suất bơm: - Kích thước phao: + 1 phao chính: + 2 phao phụ: 3.2.3. Nguyên lý hoạt động: - Lưỡi phay 8 nhận chuyển động từ một động cơ, qua trục 7 thực hiện nhiệm vụ cắt đất thành từng phần nhỏ. - Động cơ Diesel 2 truyền chuyển động cho: + Máy phát điện 3 để cung cấp điện cho các động cơ điện. + Quay bơm ly tâm hút hỗn hợp đất bùn do lưỡi phay tạo thành theo ống đẩy 4 đưa lên bờ. - Tang 5 nhận chuyển động từ động cơ qua hộp giảm tốc để rê tàu nhằm thay đổi vị trí cắt đất theo phương ngang. - Tời 10 để nâng hạ dàn phay thay đổi vị trí cắt đất theo phương đứng. Tời 14 dùng nâng hạ cọc neo 1 lúc thi công và di chuyển. 3.2.3. Ưu nhược điểm của tàu: a. Ưu điểm: - Cự ly đổ đất khá xa. - Năng suất tàu lớn. b. Nhược điểm: - Giá thành cao. 3.3. TÀU HÚT BÙN DẠNG 2: Dạng tàu hút bùn do Bộ môn Cơ giới hoá xí nghiệp – Xây dựng trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí minh thiết kế để nạo vét các hồ nuôi tôm ở vùng Duyên Hải. 3.3.1. Cấu tạo: Hình 3.3 – Tàu hút bùn dạng 2. 1 – Động cơ Diesel; 2 – Trục truyền; 3 – Khớp nối; 4 – Ổ đỡ trục; 5 – Khớp nối; 6 – Bơm; 7 – Chân vịt; 8 – Dàn đỡ; 9 – Trục chữ T; 10 – Phao nổi. 3.3.2. Thông số kỹ thuật của thiết bị: - Năng suất tàu: - Công suất động cơ Diesel dẫn động chính: - Số vòng quay của động cơ Diesel: - Chiều sâu hút bùn: - Góc ngiêng của dàn phay: - Cự ly đẩy bùn: - Đường kính ống đẩy: 3.3.3. Nguyên lý làm việc: Thiết bị gồm dàn 8 trên đó có đặt một động cơ Diesel 1 truyền chuyển động cho bơm bùn (6) và chân vịt (7) (gắn cùng trục) qua trục truyền (2). Toàn bộ dàn (8) được đặt trên trục chữ T giúp cho dàn (8) có thể quay theo phương đứng và phương ngang so với phao. Khi làm việc cả bơm và chân vịt được ấn vào nước bởi một công nhân đứng dưới nước, chân vịt khoáy bùn cho bơm hút hỗn hợp bùn đổ lên bờ. Người ta thay đổi chiều sâu nạo vét bằng cách người công nhân đứng dưới nước sẽ nắm lấy quai nắm ở gần bơm để đưa bơm và chân vịt ấn cạn hay sâu vào lớp bùn và quay rê ngang để nạo vét các vị trí khác. 3.3.4. Ưu nhược điểm của thiết bị: a. Ưu điểm: - Kết cấu thiết bị đơn giản, dễ chế tạo. - Giá thành đầu tư chế tạo thấp. - Dễ dàng vận chuyển, lắp ráp khi sử dụng hay cất đi dùng cho việc nạo vét lần sau. b. Nhược điểm: - Năng suất thấp. - Công nhân phải đứng thường xuyên ngâm mình dưới nước nên mau mệt mỏi, hiệu quả lao động thấp. - Chiều sâu nạo vét không sâu do giới hạn chiều cao của người công nhân. - Chỉ dùng nạo vét loại bùn nhão chứ không đào mới được. 3.4. TÀU HÚT BÙN DẠNG 3: 3.4.1. Cấu tạo: Hình 3.4 – Tàu hút bùn dạng 3. 1 – Tời nâng hạ cọc neo; 2 – Tời nâng hạ dàn phay; 3 – Hộp giảm tốc; 4 – Khớp nối;5 – Động cơ điện; 6 – Trục truyền; 7 – Cáp; 8 – Ổ đỡ trục; 9 – Khớp nối; 10 – Hộp chịu lực11 – Puly đầu giàn phay; 12 – Dao phay; 13 – Cụm xoay dàn phay; 14 – Phao nổi; 15 – Cọc neo; 16 – Phao đỡ ống xả; 17 – Oáng xả. 3.4.2. Các thông số kỹ thuật: - Năng suất thiết bị: - Tổng công suất thiết bị: 9kW + Công suất bơm: 7,5kW + Công suất phay: 1,5kW - Chiều sâu đào max: 1m - Cự ly đẩy max: 80m - Kích thước thiết bị nổi: + Dài: + Rộng: + Cao: 3.4.3. Nguyên lý làm việc: - Khi nhận được chuyển động quay từ động cơ, bơm thuỷ lực sẽ quay, tạo ra chân không trong ống hút làm cho áp suất trong ống giảm xuống, nhỏ hơn 1at. Nhờ sự chênh áp như vậy mà tạo ra dòng nước được hút vào trong ống với vận tốc cao cuốn theo bùn vào trong ống đến bơm. Qua bơm hỗn hợp bùn và nước được tăng áp và được bơm đẩy qua ống xả đến nơi cần xả. Hệ thống ống xả được đặt trên các phao nổi. - Đất được tách rời khỏi lớp đất nhờ dao phay. Dao phay được đặt trên dàn phay và được dẫn động bằng động cơ diện. Dàn phay nâng lên, hạ xuống bằng cụm di chuyển đối trọng. - Khi di chuyển tàu đến vị trí cần nạo vét thì ta hạ cọc neo xuống để cố định vị trí tàu. Lúc này ta hạ dàn phay xuống và cho tàu làm việc. Khi thực hiện xong vị trí đó ta nâng cọc neo lên và di chuyển đến nơi làm việc kế tiếp và cứ thế cho đến khi thực hiện xong. - Toàn bộ thiết bị được đặt trên hệ thống phao gồm một phao chính và hai phao phụ kết hợp với nhau. 3.4.4. Ưu nhược điểm của thiết bị: a. Ưu điểm: - Thiết bị đơn giản dễ chế tạo. - Giá thành chế tạo tương đối thấp. - Lắp ráp, tháo mở và vận chuyển thiết bị đến nơi làm việc dễ dàng. b. Nhược điểm: - Bơm được đặt trên mặt nước nên phải mồi khi vận hành. - Chiều sâu đào bị hạn chế do khớp các – đăng cho phép . 3.5. SO SÁNH VÀ ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN HỢP LÝ: Do thiết bị thiết kế của ta yêu cầu phải nhỏ gọn và giá thành chế tạo thấp nên dạng xáng cạp, tàu cuốc hệ xích nhiều gầu không thích hợp. Ta chọn phương án 4 vì thiết bị có nhiều ưu điểm: - Đặt bơm ở trong lòng phao để miệng hút thấp hơn mặt nước nhằm tránh mồi nước khi vận hành. - Tách riêng cụm bơm và cụm phay. - Nâng hạ dàn phay bằng cách di chuyển đối trọng chứ không dùng cơ cấu tời nâng hạ dàn.