Гідромеханічний спосіб розробки грунту включає наступні операції: розмив грунту під тиском і переклад його в напіврідку масу, звану пульпою; переміщення і укладання (намив) пульпи в спорудження або відвал. Після доставки пульпи до місця освіти насипу вода з неї фільтрується, а грунт осідає. Цей спосіб розробки застосовують при влаштуванні каналів, гребель, дорожніх насипів і виїмок, розкривних роботах на кар'єрах. Вартість розробки, переміщення і укладання ґрунту в цьому випадку нижча, ніж при розробках механізованим способом. При використанні цього способу необхідно прокладати трубопроводи, Влаштовувати естакади та інші споруди. Тому гідромеханізованим спосіб розробки грунтів найбільш ефективний при великих зосереджених обсягах земляних робіт.
Розробляти грунт гідромеханічним способом можна в наведених і підводних забоях. Сухий грунт розмивають гідромонітором, який представляє собою сталевий стовбур з насадкою і колінами, що забезпечують обертання стовбура у вертикальній і горизонтальній площинах для направлення водяного струменя. Гідромонітори монтують на рамах, що дозволяють переміщати їх в забої. Вода надходить до гідромонітором по трубопроводу під значним тиском (2,5. 15 МПа в залежності від роду грунту, що розробляється). Виходячи з насадки з великою швидкістю, вода вдаряє в грунт і руйнує його, утворюючи пульпу. Залежно від роду грунту і висоти забою витрата води на 1 м розробляється грунту становить 3..15 м. Щільний грунт розмивають гідромонітором переважно зустрічним забоєм, пухкий непов'язаний грунт -попутним забоєм.
У першому випадку (рис.4, а) забезпечується висока продуктивність гідромонітора через періодичні обвали ґрунту, що нависає над зоною підмиву (вруби). Цей ефект досягається при отбойке грунту високонапірної водою або при підривань грунту. Так як гідромонітор може виявитися серед потоків пульпи, її слід направляти в обхід гідромонітора.
При попутних забоях (рис.4, б) продуктивність гідромонітора нижче, але переміщається він по сухому грунту, а потік пульпи, набуваючи від водяного струменя достатню початкову швидкість, забезпечує інтенсивний стік.
Відстань гідромонітора від забою залежить від роду грунту, але має бути не менше для піску, суглинку і глини L = H, при лесовидних грунтах L = 1,2H.
При сприятливому рельєфі місцевості розмитий гідромонітором грунт по трубопроводу або лотків самопливом направляється до місця освіти насипу. При несприятливому рельєфі пульпа спочатку надходить по канавах в зумпф або приймальний колодязь, а потім по напірному трубопроводу перекачується земснарядом в насип. Земснаряд, що перекачує пульпу з зумпфа, забезпечений відцентровим насосом великої потужності, який може пропускати камені діаметром 100. 400 мм. Подача земснарядів 400. 1200 м пульпи в 1 ч при натиску 2. 8МПа. Пульпопроводи - це сталеві труби, що укладаються на дерев'яні лежня або вертикальні опори. Труби зістиковано швидкороз'ємними сполуками з гумовими манжетами.
Розмив грунту зустрічним забоєм починають з підрізування уступу (вруби). Так як ця операція є найменш продуктивною, то висота вруби, а, отже, і його обсяг повинні бути мінімальними. Змив обваленого грунту починають в зоні, найближчій до пульпосточной канаві. Не слід різко перекидати струмінь гідромонітора з однієї ділянки на іншу, так як це порушує рівномірний надходження пульпи в зумпф і викликає замулювання грунту в канаві.
Рис.4. Способи розмиву грунту гідромонітором
а - зустрічним забоєм (від низу до верху); б, в - попутним забоєм (зверху вниз); 1 - гідромонітор; 2 - канава для відводу пульпи; 3,4 - послідовність розробки забою.
Рис.5. Схема роботи земснаряду
а - розробка підводного забою; б - схема пересування землесосного снаряда папільонірованіем.
Рис.6. Схеми зведення Насипу методом намиву
а - в - способами відповідно естакадний, безестакадним і комплексним; 1 - водовипускні труба, 2 - грунтові вали; 3 - дренажний колодязь: 4 - магістральний пульпопровід; 5 - випускний патрубок; 6 - бульдозер.
Для зниження вартості розробки і забезпечення заданого ритму роботи машин продуктивність земснаряда по відкачці пульпи з зумпфа повинна 'відповідати продуктивності гідромоніторів, що працюють в забої. Для регулювання режиму роботи земснарядів розроблені автоматичні системи з застосуванням радіоактивних плотномеров, контролюючих щільність пульпи, що йде по трубопроводу, і регулюють швидкість розмиву грунту в забої.
У підводних забоях грунт розробляють плавучими земснарядами, що представляють собою баржу із змонтованим на ній земснарядом. Територію, що підлягає розробці, розбивають в натурі за допомогою плавучих буїв або бакенів, що мають джерела світла в нічний час. Грунт з дна водойми всмоктується трубою земснаряда, підвішеною до спеціальної стрілі, з'єднаної з щоглою, встановленої на баржі. При розробці щільних грунтів трубу земснаряда постачають спеціальної обертової розрихлювальне головкою (рис.5, а). Земснаряд може бути з'єднаний з магістральним Пульпопроводи, прокладених по березі, за допомогою плавучого пульпопроводу, змонтованого на плашкоути, що дозволяє йому пересуватися по забою слідом за рухом земснаряда. Земснаряд для перестановки підтягують лебідками, які перебувають на баржі, до заздалегідь встановленим якорів або паль. Розташування чотирьох якорів по кутах розробляється ділянки дозволяє переміщати земснаряд по всій його площі (рис.5, б). Розробку починають з заглиблення всмоктуючої труби з наконечником (або розпушувачем) на глибину знімається за одну проходку шару. Потім початкову воронку розширюють шляхом періодичного відведення земснаряда назад і в сторони, не допускаючи при цьому припинення контакту всмоктуючої частини із технічною характеристикою грунтом.
Насипу з пульпи намивають шарами по 20 ... 25 см. Возводимому насип розбивають в плані на карти-захватки, на яких по черзі виконують намивання грунту та підготовчі роботи до намиву наступного шару. По контуру черговий карти бульдозером зводять земляний вал на висоту намивають шару пульпи і нарощують встановлений раніше в межах карти водозбірний (дренажний) колодязь з продукції, що випускається трубою.
При Естакадний способі подачі пульпи (рис.6, а) магістральний пульпопровід на ділянці намиву розміщують на естакаді, що перевищує по висоті возводимую насип, і видають з нього пульпу по черзі на карти намиву. При безестакадном способі (рис.6, б) магістральний пульпопровід укладають уздовж підстави будується насипу (з одного або двох сторін в залежності від її розмірів і місцевих умов рельєфу). Через кожні 20. 30 м на трубопроводі встановлюють спеціальні випускні патрубки, через які пульпа надходить на карту намиву. При першому способі зведення естакади - відносно дорога і трудомістка робота, але в подальшому додаткові роботи зводяться до мінімуму, а сам процес намиву значно прискорюється. При другому способі вартість і трудомісткість початковій прокладки трубопроводу незначні, але в подальшому доводиться періодично нарощувати і перемонтувати випускні патрубки, що стримує процес намиву.
При намивання насипів з добре дренуючих грунтів застосовують комплексний спосіб, в якому поєднуються гидромеханічеський спосіб і робота бульдозерів (рис.6, в). На черговій карті пульпу випускають з патрубків, розташованих на невисоких коротких естакадах. В результаті утворюються піщані купи, між якими повинен бути забезпечений вільний стік освітленої води. В цей час на іншій карті переміщують грунт і пошарово укладають його бульдозером в насип.
Зведення насипів методом намиву забезпечує значну щільність грунту, в зв'язку з чим до штучного ущільнення грунту в цих випадках не вдаються, а надають насипу невеликий (1,5% при суглинних і супіщаних і 0,75% при піщаних грунтах) запас висоти на подальшу усадку .