Земснаряд — судно для дноуглубительных работ¶

Земснаряд — самоходное судно (или понтона), предназначенное для выполнения дноуглубительных работ: извлечения грунта со дна водоёмов и транспортировки его на значительные расстояния. Земснаряды применяются при дноуглублении портов, каналов, подходных каналов и акваторий, а также при намыве территорий и добыче песчано-гравийных смесей. По принципу работы различают земснаряды эрлифтные, грейферные, черпаковые и гидравлические (драги), из которых наибольшее распространение получили гидравлические земснаряды-драги.

¶Принцип работы

Гидравлический земснаряд работает по принципу землесоса. Основной рабочий орган — землесосный трубопровод, на конце которого установлен рабочий инструмент (круговой отрезной край, фреза или комбинированный инструмент). С помощью этого инструмента грунт разрыхляется и всасывается в трубопровод, после чего грунтовая смесь (пульпа) подаётся насосом на удаление. Длина трубопровода может достигать нескольких километров, что позволяет перемещать грунт непосредственно в место намыва без промежуточной транспортировки.

Земснаряды-драги классифицируют по глубине работы: речные (до 10–15 м), прибрежно-морские (до 20–30 м) и глубоководные (более 30 м). По способу транспортировки грунта различают земснаряды с выгрузкой пульпы на понтоны-транспортёры, с выгрузкой в отвалообразователи (для намыва) и с выгрузкой в шаланды (бункерные баржи).

¶Основные типы

¶Эрлифтные земснаряды

Принцип работы основан на использовании эрлифта — воздушного насоса. Сжатый воздух подаётся в нижнюю часть подъёмной трубы, и газоводяная смесь поднимается вверх, унося разрыхлённый грунт. Эрлифтные земснаряды просты по конструкции, однако их КПД невысок, а глубина ограничена. В настоящее время применяются редко.

¶Грейферные земснаряды

Представляют собой плавучие краны, оборудованные грейфером — черпаком с смыкающимися створками. Грейфер опускается на дно, захватывает грунт и поднимается на борт судна, где грунт разгружается в шаланды или на понтоны. Грейферные земснаряды применяются для работ на грунтах средней и повышенной плотности, а также для работ в стеснённых условиях. Глубина работы может достигать 30–50 м.

¶Черпаковые земснаряды

Черпаковый земснаряд снабжён непрерывно движущейся черпаковой цепью, по которой черпаки перемещаются по направляющим вдоль стрелы, погружённой в грунт. Черпаки, наполняясь грунтом, поднимаются на борт, где разгружаются. Черпаковые земснаряды эффективны на песчаных и гравийных грунтах, а также на грунтах с включениями валунов.

¶Гидравлические земснаряды (драги)

Наиболее совершенный и распространённый тип. Различают:

• Струйные (гидромониторные) драги — грунт размывается струёй воды, подаваемой под высоким давлением через гидромониторы, и всасывается землесосным насосом.
• Фрезерные драги — грунт разрыхляется вращающейся фрезой, после чего всасывается. Фрезерные драги работают на твёрдых грунтах, включая скальные и полускальные породы.
• Круговые драги — грунт разрезается круговым отрезным краем, который одновременно служит приёмным устройством для землесоса.

¶Устройство и характеристики

Основные элементы гидравлического земснаряда:

• корпус (корпусная система), обеспечивающая плавучесть;
• силовая установка (обычно дизельная, с электрической передачей);
• землесосный насос (центробежный, часто с износостойким покрытием рабочего колеса);
• землесосный трубопровод с рабочим инструментом;
• оборудование для позиционирования и швартовки (якорные лебёдки, система динамического позиционирования);
• оборудование для намыва (поплавковый трубопровод, отвалообразователь).

Производительность земснарядов варьируется от десятков до нескольких тысяч кубометров грунта в час. Например, крупные фрезерные драги, выпускаемые в Нидерландах (компании Royal IHC, Boskalis, Van Oord), способны извлекать до 4000–5000 м³/ч грунта и работать на глубинах до 35–40 м. Российские судостроительные верфи выпускают земснаряды меньшей производительности, ориентированные на речные и прибрежно-морские работы.

¶Применение

Основные области применения земснарядов:

• Портовое хозяйство — поддержание проектных глубин в портовых акваториях, подходных каналах и разворотных площадках.
• Строительство каналов — создание судоходных каналов, в том числе при реконструкции крупных водных артерий.
• Намыв территорий — создание новых участков суши в прибрежной зоне (пример — намыв острова Врангеля в Санкт-Петербурге, расширение территории международного аэропорта «Пулково» и другие проекты).
• Добыча строительных материалов — извлечение песчано-гравийных смесей со дна водоёмов для нужд строительства.
• Экологические работы — удаление загрязнённых грунтов, расчистка русел рек.

В России земснаряды применяются на Волго-Каспийском, Азовско-Черноморском и других речных бассейнах, а также в портах Балтийского, Белого и Охотского морей. Судостроительные предприятия России (в том числе верфи в Астрахани, Красном Селе, Комсомольске-на-Амуре) выпускают земснаряды различных типоразмеров.

¶История

Первые земснаряды появились в XIX веке в связи с необходимостью углубления русел рек и портов. В России первые работы по дноуглублению с применением механических земснарядов были проведены в 1850-х годах на Неве и в Кронштадтском рейде. В 1870-е годы на Волге и Днепре начали работать паровые земснаряды. В советский период землестроительный флот СССР стал одним из крупнейших в мире; были разработаны и серийно выпускались земснаряды проектов СБ, ТС, ТШ, ТС-1000 и другие, а также уникальные глубоководные земснаряды для освоения шельфа.

История земснарядостроения в России тесно связана с именем инженера А. М. Величко, а позднее — с конструкторским бюро «Гидропроект» и Институтом «Гидротехника».

История земснарядов в России

• Дноуглубительные работы
• Судостроение
• Портовое хозяйство