Дренажная машина (мелиорация)
Дрена́жная маши́на для нужд мелиорации — машина, предназначенная для дренажа осушаемых земель и торфяных месторождений. Могут быть как навесными на трактор или прицепными к нему, так и самоходными. Дренажная труба может укладываться в широкую или узкую траншею, а также в узкую глубокую щель в грунте, прорезаемую специальным ножом. При щелевом и кротовом дренаже и щелевом дренаже стенки дрены не подкрепляются трубой[1].
Виды дренажных машин и их принцип работы
[править | править код]Устройство дренажа включает в себя создание траншеи или щели в грунте, в которую затем может укладываться дренажная труба, а также в некоторых случаях фильтрующий материал. Траншея отрывается в грунте траншейным экскаватором (обычно на гусеничном ходу), щель прорезается черенковым ножом особой конструкции. Укладка дренажной трубы производится специальным устройством — трубоукладчиком, которое подаёт отрезки труб (или одну гибкую трубу) в траншею. В некоторых случаях дрена создаётся с помощью сплошной гибкой трубы типа шланга, опускаемого в траншею. Под трубы может подкладываться стеклоткань, служащая для защиты трубы и для фильтрации поступающей в неё воды. Возможно также формование дренажной трубы из ленты в процессе её укладки. Лента сматывается с катушки и проходит через формующий аппарат, стыки фиксируются перфорирующими звездочками (одновременно пробивающими отверстия для приёма воды) либо с помощью фигурных вырезов типа «молнии». При необходимости траншею с уложенной дреной засыпают (вручную или с помощью бульдозера)[1].
По типу устраиваемых дрен дренажные машины подразделяются на машины для создания трубчатого, кротового, щелевого дренажа и для увеличения водонепроницаемости грунта.
По ширине отрываемой траншеи различаются широкотраншейные, узкотраншейные и бестраншейные машины.
По типу рабочего органа траншейные экскаваторы, машины для прорезания щелей и дреноукладчики подразделяются на многоковшовые цепные, скребковые цепные, многоковшовые роторные, баровые, шнековые, ножевые и другие.
Реализация энергия двигателя может быть активной, пассивной и пассивно-активной[2].
Траншейный и узкотраншейный дренаж
[править | править код]
При траншейном способе используется трубчатый дренаж — дрена представляет собой трубу, укладываемую на дно отрываемой траншеи. Траншейный и узкотраншейный способы не имеют принципиальных отличий, но при узкотраншейном способе ширина траншеи не превышает 30 см. Создание траншеи и укладка в неё дрены может производится одной машиной, совмещающей в себе функции экскаватора и дреноукладчика — экскаватором-дреноукладчиком. Рабочий орган экскаватора-дреноукладчика снабжен ковшовой или скребковой цепью, либо используется баровый, роторный или шнековый рабочий орган. Экскаватор прокладывает траншею с заданным уклоном дна, обеспечивающим сток воды в дренажной трубе. Поддержание уклона осуществляется с помощью автоматической или полуавтоматической системы, которая отслеживает положение лазерного луча либо копирного троса, заранее натянутого вдоль оси траншеи. По сигналам отслеживающей системы осуществляется подъём или опускание рабочего органа, благодаря чему дно приобретает требуемый уклон. В процессе отрытия траншеи грунт из ковшей поступает на ленточный или шнековый конвейер экскаватора и сгружается сбоку от траншеи, образуя насыпь (возможно также сгружение грунта обратно в траншею позади укладываемой трубы, как это имеет место у дреноукладчика ЭТЦ-406). На задней части рабочего органа устанавливается трубоукладчик, снабжённый запасом дренажных труб (пластмассовых или керамических). Трубоукладчик укладывает трубы на дно траншеи вплотную одна к другой, тем самым формируя дрену. В СССР выпускались траншейные экскаваторы-дреноукладчики ЭТН-171, ЭТЦ-202 (и его модернизированные версии ЭТЦ-202А и ЭТЦ-202Б), ЭТЦ-2011-2, ЭТЦ-206, ЭТЦ-406 и др., а также узкотраншейные машины ЭТЦ-163. В России создан траншейный экскаватор-дреноукладчик ЭТЦ-2012, представляющий собой воспроизведённую на базе российских комплектующих незначительно модернизированную версию ЭТЦ-2011-2[1][2][3][4][5].
К достоинствам широкотраншейного способа относятся низкое тяговое сопротивление, возможность работы в грунтах с камнями и древесными включениями, возможность использования дрен большого диаметра, также облегчается контроль укладки дренажной трубы. Основными недостатками являются большой объём земляных работ, низкая производительность, сложность рабочего органа, высокая стоимость строительства, потеря части почвенного слоя. Узкотраншейный способ позволяет повысить производительность, уменьшить объём земляных работ и потери почвенного слоя, однако при этом ограничивается возможность применения дрен большого диаметра и затрудняется контроль укладки дрены[2].
Бестраншейный дренаж
[править | править код]При бестраншейной организации дренажа используется пассивный рабочий орган — нож, прорезающий в грунте щель шириной до 25 см. Обычно в щель одновременно с прорезанием укладывается пластмассовая труба, заранее обмотанная фильтрующим материалом. К бестраншейным дреноукладчикам относятся МД-4 и МД-12 (на базе трактора Т-130.1.Г-1, укладывающие трубу на глубину 1,6—1,8 м в щель шириной 25 см. Для увеличения тягового усилия МД-4 может работать в паре с тягачом МД-5 на базе того же трактора. Предназначенный для строительства специального дренажа в зонах орошения дреноукладчик МД-13 снабжён ступенчатым ножом для уменьшения усилия при прорезании грунта, он может прокладывать щель глубиной до 3 метров. Существуют производимые в Германии и Голландии машины, снабженные Δ-плугом или V-образным рабочим органом. При движении машины рабочий орган вырезает и приподнимает призму грунта, в образуемую при этом щель глубиной до 1,8 метра укладывается дрена, после чего грунт опускается обратно[1][2][6].
Преимущества бестраншейного способа состоят в минимальном объёме земляных работ, отсутствии потерь почвенного слоя, простоте рабочего органа, высокой производительности и низкой себестоимости строительства. Недостатки состоят в ограничении диаметра дренажной трубы, затруднённости контроля её укладки, большом тяговом сопротивлении и невозможности работы в грунтах с посторонними включениями[2].
Щелевой дренаж
[править | править код]Щелевой дренаж при осушения болот (преимущественно для торфодобычи) устраивают при помощи дренажно-щелевых машин. Их рабочий орган снабжён режущей цепью, вырезающей в торфе щель шириной 5—15 см и глубиной 1,0—1,4 м. За режущей цепью располагаются два конусных диска, которые закрывают верхнюю часть щели на глубину около 50 см путём обжатия её краёв. Такой дренаж лучше отводит поверхностные воды, что важно в районах с холодными зимами, где торф глубоко промерзает[7].
Щелевой дренаж позволяет свести к минимуму земляные работы, отсутствуют потери почвенного слоя, производительность этого способа высока, тяговое сопротивление невелико и расходы на строительство малы; сооружённые этим способом дрены имеют высокую водоприёмную способность. Главные недостатки — небольшая глубина дрен и малый срок службы дренажа[2].
Кротовый дренаж
[править | править код]Кротовый дренаж организуется в глинистых грунтах или при осушении беспнистых болот, если степень разложения торфа составляет менее 60 %. Такой дренаж создается с помощью машин-кротователей, являющихся навесным органом к трактору. В качестве пассивного рабочего органа используется нож с дренером. При движении машины нож, расположенный в вертикальной плоскости, прорезает в грунте щель. В нижней части ножа располагается расширитель с дренером, который увлекается ножом при его движении и продавливает в грунте трубку круглого сечения (диаметром около 70 мм в минеральных грунтах, до 250 мм в торфяниках). Стенки выдавленной трубки ничем не подкрепляются, трубка удерживает свою форму благодаря прочности и упругости грунта. Глубина заложения дрены — около 1 метра или глубже, срок её службы составляет около 10 лет[1][7].
Кротовый дренаж позволяет свести к минимуму земляные работы, отсутствуют потери почвенного слоя, рабочий орган прост по конструкции и имеет малую массу, производительность этого способа высока, а расходы на строительство малы. К недостаткам относятся малый срок службы дренажа, высокое тяговое сопротивление и невозможность работать в грунтах с посторонними включениями[2].
Производители дренажных машин в СССР и России
[править | править код]В СССР дренажные машины производились рядом машиностроительных предприятий.
С 1956 года выпуск траншейных и узкотраншейных экскаваторов-дреноукладчиков начался на таллинском заводе «Таллэкс». В дальнейшем номенклатура выпускаемых машин значительно расширилась. К началу 1980-х годов предприятие стало одним из самых крупных в Советском Союзе, значительная доля его продукции шла на экспорт. Широкотраншейные экскаваторы-дреноукладчики, выпускавшиеся «Таллэксом»: ЭТН-171, ЭТЦ-202 (и его модернизированные версии ЭТЦ-202А и ЭТЦ-202Б), ЭТЦ-2011-2, ЭТЦ-206 и др. Узкотраншейные экскаваторы-дреноукладчики: ЭТЦ-163 и др.[3][8][9]
Брянский завод дорожных машин с середины 1960-х годов производил траншейные экскаваторы-дреноукладчики (модели Д-658А, Д-659А и Д-659Б, ЭТЦ-406).
Брянский завод ирригационных машин производил экскаваторы-дреноукладчики ЭТЦ-252А, ЭТЦ-134А, ДУ-4003[10] (разработан в ВНИИГиМе).
Мозырский завод мелиоративных машин выпускал бестраншейный дреноукладчик МД-4 и тягач к нему МД-5, бестраншейные дреноукладчики МД-6, МД-12 и МД-13 (все на базе трактора Т-130.1.Г-1)[2][4][6].
В 2002—2003 годах ВНИИГиМ совместно с ВНИИземмаш совместно изготовили на основе российской комплектации экскаватор-дреноукладчик ЭТЦ-2012. Машина является модернизированной версией ЭТЦ-2011-2, выпускавшегося до 1991 года «Таллэксом». Были начаты заводские испытания машины[2][4].
Кохановский экскаваторный завод (Коханово, Белоруссия) производит экскаватор-дреноукладчик ЭТЦ-203[11]. В 2010 году на заводе был изготовлен экспериментальный образец модернизированной версии ЭТЦ-202Б, предприятие планирует возобновить производство этой модели[12][13].
См. также
[править | править код]История производства траншейных экскаваторов в СССР и России
Примечания
[править | править код]- ↑ 1 2 3 4 5 Дренажная машина // Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1969—1978.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Н. Г. Бакач, И. Е. Мажугин. Сравнительный анализ типов дренажных машин // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве : материалы Международной научно-практической конференции. — Минск: НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2010. — Т. 1. — С. 125—131. — ISBN 978-985-90213-8-1. Архивировано 21 сентября 2013 года.
- ↑ 1 2 Reymo Paumees. Tallinna Ekskavaatoritehas (эст.). Дата обращения: 1 октября 2013. Архивировано 21 сентября 2013 года.
- ↑ 1 2 3 Архивированная копия. Дата обращения: 20 сентября 2013. Архивировано из оригинала 29 октября 2013 года.Архивированная копия. Дата обращения: 20 сентября 2013. Архивировано 29 октября 2013 года.
- ↑ Мелиоративные системы и сооружения. Оросительные системы // Стандарт саморегулируемой организации некоммерческого партнёрства «Межрегиональное объединение дорожников «СОЮЗДОРСТРОЙ». — 2013. — № 2.33.20. — С. 96. Архивировано 30 декабря 2013 года.
- ↑ 1 2 Бестраншейный дреноукладчик МД-4 с тягачом МД-5. TechStory.ru. Дата обращения: 3 октября 2013. Архивировано 21 сентября 2013 года.
- ↑ 1 2 C. Е. Никулин, Г. И. Благодатная. Основы гидромелиорации. Конспект лекций. — Харьков: ХНАГХ, 2011. — С. 63—69. — 247 с. Архивировано 21 сентября 2013 года.
- ↑ Траншейные экскаваторы: из истории строительной техники. Выпуск № 1, статья № 2. ОАО Михневский ремонтно-механический завод. Дата обращения: 1 октября 2013. Архивировано 12 ноября 2013 года.
- ↑ Взыскательность к себе. Лийв Валерий Рихардович (1981). Дата обращения: 1 октября 2013. Архивировано из оригинала 21 сентября 2013 года.
- ↑ Экскаватор-дреноукладчик ДУ-4003. TechStory.ru. Дата обращения: 3 октября 2013. Архивировано 21 сентября 2013 года.
- ↑ Кохановский экскаваторный завод. Дата обращения: 3 октября 2013. Архивировано из оригинала 8 октября 2013 года.
- ↑ ЭТЦ-202Б. ООО «Машиностроительный альянс — ЮГ». Дата обращения: 11 января 2014. Архивировано из оригинала 11 января 2014 года.
- ↑ П. Кавунов. «Мы сохранили отрасль, наладили выпуск техники. И нам по силам восстановление и поддержка мелиоративного фонда» // Белорусская нива : газета. — 2012, 2 июня. — Т. 98. Архивировано 11 января 2014 года.