Структура путевого хозяйства и принципы организации землечерпательных работ

Центральным органом Министерства речного флота, который ведает развитием, устройством, реконструкцией и содержанием в исправности внутренних водных путей, а также регулирует порядок пользования ими, является Главное управление водных путей и гидротехнических сооружений (Главводпуть), а территориальными организациями, производящими на местах указанные выше работы, являются Бассейновые управления пути и управления каналов, в ведении которых находятся технические участки и районы гидросооружений, выполняющие все путевые работы и, в частности, — дноуглубительные.

Для производства дноуглубительных, руслоочистительных и других путевых работ технические участки и районы гидросооружений снабжают землечерпательными и руслоочистительными снарядами и обслуживающими их самоходными и несамоходными судами. Руководит путевыми работами главный инженер технического участка (района гидросооружений) через производителей путевых работ. В соответствии с этим технические участки делятся на прорабства.

Состав и организация дноуглубительных работ, проводимых для улучшения судоходных условий внутренних водных путей, зависят от весьма разнообразных факторов: грузооборота и особенностей работы транспортного флота, гидрологических, морфологических и геологических условий эксплуатируемых участков рек, а на водохранилищах — от режима накопления воды и ее сработки, а также от ветро-волнового режима.

Грузооборот и характер работы транспортного флота определяют необходимость и размер увеличения габаритов судового хода, которые обосновывают технико-экономическими расчетами, рассматриваемыми ранее.

К основной характеристике отдельных рек и их участков относится величина расхода воды: наибольшего, наиболее часто повторяющегося и наименьшего. От расхода зависит глубина, ширина и радиусы закругления (поворотов) речного потока.

Ввиду того, что расходы воды определяют на гидрометрических створах, которых значительно меньше, чем водомерных постов, в процессе производства дноуглубительных работ преимущественно пользуются графиками, характеризующими колебания уровня воды.

При выборе методов производства и организации дноуглубительных работ учитывают и устойчивость речного русла, определяющую русловые переформирования и сохранность разрабатываемых прорезей.

Свойства грунтов, из которых сложено речное русло, его ширина и рельеф влияют на выбор типов судов землечерпательного флота. Состав путевых работ, количество и часовая производительность земснарядов зависят от объема работ, потребных сроков их производства, от количества и состояния перекатов, которые должны углубляться.

Основные дноуглубительные работы выполняют с таким расчетом, чтобы к моменту наступления низких меженных уровней воды были обеспечены установленные габариты судового хода. Период, предшествующий наступлению таких уровней, называют подготовительным. На реках с весенним половодьем этот период определяется продолжительностью прохождения паводка, на реках без весеннего половодья подготовительным может быть осенний период навигации предыдущего года.

На реках с весенним половодьем основная задача землечерпания — подготовка плесов к летней межени, на реках с летними паводками, освобождающихся от ледяного покрова при сравнительно низких уровнях воды, наиболее напряженный период производства землечерпательных работ начальный период навигации. При одинаковых объемах землечерпания на реках с быстрым падением весенних уровней интенсивность производства землечерпательных работ выше, чем на реках с медленным спадом весенних уровней. При медленном спаде возрастает эффективность воздействия на поток выправительных сооружений, поэтому на таких реках, там, где это возможно, грунт, извлекаемый земснарядами, используют для постройки выправительных сооружений.

На реках с зарегулированным стоком и на шлюзованных реках дноуглубительные работы проводят в зонах выклинивания подпора водохранилищ и в нижних бьефах на перекатных участках и на подходах к шлюзам. Такие работы выполняют в период сброса вод весеннего половодья, а при отсутствии последнего — осенью или сразу по открытии навигации.

На водохранилищах и озерах землечерпательные работы требуются при прокладке новых судоходных трасс, при спрямлении извилистых судовых ходов, при устройстве портов-убежищ и т. п.

На большей части эксплуатируемых рек судоходство испытывает затруднения лишь при некоторых определенных для каждой реки или ее участка уровнях воды. Поэтому задачей землечерпания в основном является увеличение габаритов пути для периодов стояния низких уровней, а организация и последовательность производства землечерпательных работ определяются характером изменения уровня воды в течение навигации.

Для рек Советского Союза наиболее характерно весеннее половодье (рис. 102, а), вслед за которым стоят низкие меженные уровни. Иногда проходят незначительные по высоте меженные паводки. Межень может сохраняться до глубокой осени, но большей частью перед ледоставом уровни воды повышаются. Как уже говорилось, на таких реках задача землечерпания — выполнение восстановительных работ в течение подготовительного периода (на спаде весеннего половодья). Этот период на верхней Оке продолжается 10—15 суток; на нижней и средней Оке увеличивается до 45—60 суток. На Большой Северной Двине он может продолжаться 75 суток и более. В межень проводят ремонтные работы и углубляют перекаты, ухудшающиеся при меженных уровнях. После меженных паводков обычно объем ремонтных работ возрастает. В осенний период преимущественно выполняют внетранзитные работы.

На реках Восточной и на некоторых реках Западной Сибири в результате дождей и таяния снега в горах паводок проходит в летнее время (рис. 102, б). Реки освобождаются ото льда при сравнительно низком уровне и судоходство из-за недостаточных глубин испытывает затруднения сразу по открытии навигации, а в дальнейшем — после прохода летнего паводка. Наиболее характерен в этом отношении Амур.
На реках этой группы землечерпание служит основным средством улучшения судоходных условий. К землечерпательным работам приступают немедленно после открытия навигации. Перекаты разрабатывают с расчетом получить в наикратчайшие сроки заданные транзитные глубины. Основные землечерпательные работы выполняют на спаде летнего паводка с тем, чтобы в течение осеннего периода обеспечить установленные габариты судового хода. Прорези, разрабатываемые в осеннее время, при их благоприятном расположении по отношению к течению весной оказываются в удовлетворительном состоянии. Это облегчает производство работ в начале навигации следующего года.

К группе рек с зарегулированным стоком относят реки как с искусственно, так и с естественно зарегулированным стоком (полностью или частично). Графики колебаний уровней воды, типичные для рек этой группы, приведены на рис. 102, в.

Примером реки со стоком, полностью зарегулированным естественным озером, из которых она вытекает, является Нева. Паводки на ней отсутствуют, а в течение навигации происходят незначительные колебания уровня воды.

Рис. 102. Характерные графики колебания уровня воды:
а — река с весенним половодьем; б — река с меженным половодьем; в — река с зарегулированным стоком

К рекам со стоком, зарегулированным искусственными водохранилищами, относится участок Волги от Городца до Чебоксар. На этом участке после прохождения Окского половодья сток в основном определяется попусками из Горьковского водохранилища.

Для участка от Городца до Горького характерны резкие суточные колебания уровня воды, обусловливаемые изменением работы гидроэлектростанции в течение суток. Такие колебания уровня осложняют производство землечерпательных работ, так как разрабатываемые прорези подвергаются быстрому заносу.

На реках с полностью зарегулированным стоком удачно запроектированные прорези сохраняются в течение продолжительного времени; поэтому по мере производства землечерпательных работ судоходные условия на таких реках улучшаются.

На реках, сток которых частично зарегулирован озерами и водохранилищами, степень зарегулированности стока уменьшается по мере удаления от озер и водохранилищ или по мере впадения притоков. На состав землечерпательных работ особенно сильное влияние оказывает твердый сток притоков. Для таких рек характерны устойчивые меженные уровни; продолжительность весеннего паводка незначительна, и потому на спаде его требуется интенсивное производство землечерпательных работ. Хорошие результаты дают выправительные работы, проводимые в комплексе с землечерпанием.

Выбор типа и производительности земснаряда определяется амплитудой колебаний уровня воды, объемом работ, свойствами и толщиной удаляемого слоя грунта и рядом требований, предъявляемых к удалению извлекаемого грунта.
Землечерпательные работы проводят в песчаных, илистых глинистых и скальных грунтах.

На реках с песчаным руслом основным типом земснаряда является землесос; там, где грунт должен удаляться шаландами или может перемещаться по длинному лотку и укладываться в непосредственной близости от кромок прорезей (например, «а малых реках, где невозможно применение плавучего грунтопровода), могут найти применение также и многочерпаковые снаряды.

Глинистые грунты наиболее экономично разрабатывать землесосами с механическими разрыхлителями. Там, где такие грунты надо удалять на значительные расстояния, применяют многочерпаковые шаландовые снаряды.

Для разработки галечно-гравелйстых грунтов наиболее подходят многочерпаковые шаландовые снаряды. Плавучие грунтопроводы и длинные лотки на таких грунтах быстро изнашиваются и потому применять их нецелесообразно. Однако, если на участке реки количество перекатов с галечно-гравелистыми грунтами незначительное, то для их разработки могут быть использованы землесосы.

Для разработки каменистых и глинистых грунтов целесообразно применять шаландовые многочерпаковые снаряды с прочными черпаковыми устройствами.

Одночерпаковые штанговые снаряды используют на углублении участков с каменистыми и скальными грунтами, которые большей частью предварительно разрушают взрывами

Применение грейферных снарядов на транзитных работах ограничено вследствие того, что они дают неровную выработку, а при удалении подорванных каменистых и скальных грунтов резко снижается их производительность.

На реках, где извлекаемый грунт используется для постройки выправительных сооружений, целесообразна работа землесосов.

Ввиду того, что русло большей части рек сложено из разнообразных грунтов и условия транспортировки их на отдельных перекатах различны, в составе дноуглубительного флота бассейнового управления пути (управления канала) имеются земснаряды разных типов.

На бассейновые управления пути (управления каналов), кроме производства дноуглубительных работ, возложена информация пароходств и судоводителей о состоянии транзитных глубин и условиях прохода судов и плотов по затруднительным для судоходства участкам. Для этого ‘ежедневно издают бюллетени, в которых указывают наименьшие глубины и ширины судового хода на перекатах, лимитирующие перекаты, изменения в расстановке обстановочных знаков, места работы землечерпательных и руслоочистительных снарядов.

По данным гидрометеослужбы бассейновые управления пути информируют об ожидаемых сроках вскрытия и замерзания рек, о сроке прохождения и высоте пика весеннего половодья и навигационных паводков и др.

С момента появления на перекатах вывесок глубин бассейновые управления пути, кроме того, дают прогнозы транзитных глубин, ожидаемых на ближайшие 10—15 суток. Эти данные используют при загрузке транспортного флота.