В состав мелиоративных систем обычно входят различные гидротехнические сооружения, такие, как:

• смотровые и поглотительные колодцы,
• бетонные устья,
• трубы-переезды,
• мосты и мостки,
• береговые знаки,
• водоподпорные и водопропускные сооружения,
• бетонные и железобетонные облицовки и отмостки.

При их ремонте и эксплуатации типичными работами являются:

• очистка смотровых колодцев, аванкамер и сороулавливающих решеток;
• восстановление надписей на знаках береговой обстановки;
• побелка ГТС и их окраска;
• нанесение защитных покрытий и консервационных составов;
• восстановление крепления каналов;
• очистка водопроводящих лотков, устьев дренажной сети труб-переездов;
• сварочные и слесарно-монтажные работы;
• заполнение и забивка пазух под бетонными элементами ГТС;
• ремонт стыков между бетонными плитами и трещин плит и т. п.

Объемы работ обычно бывают значительными, требующими для их выполнения машин для ремонта и содержания гидротехнических сооружений.

К данной группе относятся узкоспециализированные машины и многофункциональные ремонтно-эксплуатационные агрегаты. Целью применения последних является сокращение ручного труда, повышение качества и производительности работ, сокращение их сроков и номенклатуры техники, применяемой при обслуживании и ремонте ГТС. Ремонтно-эксплуатационные агрегаты или являются прицепными (полуприцепными) к трактору, или состоят из трактора с навешенным сменным рабочим оборудованием, а также могут состоять из аналогичной машины, но дополненной тележкой с набором агрегатов и приспособлений для производства различных ремонтноэксплуатационных работ.

Например, агрегат для ухода за гидротехническими сооружениями АУГ-3, разработанный в РУП «Институт мелиорации» под руководством профессора В. Н. Кондратьева, предназначен для выполнения комплекса работ с использованием различного сменного оборудования. Он может выполнять побелку и покраску ГТС, гидробурение скважин для установки в них кольев при креплении каналов, откачивание воды при ремонте каналов и при подготовке оросительных систем к консервации, гидропосев трав и тушение пожаров, управление затворами шлюзов-регуляторов. Агрегатируется с тракторами «Беларус» класса 1,4 и комплектуется следующими сменными рабочими органами: брандспойтом для гидропосева трав и тушения пожаров, насадкой для гидробурения, устройством для водооткачки и заправки цистерны, приспособлением для управления затворами шлюзов-регуляторов, краскораспылителями.

Схематически АУГ-3 показан на рис. 1. Он состоит из красконагнетательного бака 1, ходовой тележки 2, гидрооборудования 3, рамы 4, трансмиссии 5, опоры 6, компрессора 7, цистерны 8 с установленной в ней мешалкой и сменного рабочего оборудования.

Рис. 1. Схема агрегата для ухода за гидротехническими сооружениями АУГ-3: 1 – красконагнетательный бак; 2 – ходовая тележка; 3 – гидрооборудование; 4 – рама; 5 – трансмиссия; 6 – опора; 7 – компрессор; 8 – цистерна; 9 – шланг

В отсоединенном положении агрегат опирается на колеса и откидную опору 6.

Центробежный насос гидросистемы, компрессор и мешалка приводятся в действие от вала отбора мощности трактора.

Насос предназначен для подачи воды под давлением к оборудованию для образования скважин в откосах каналов, гидропосева трав, тушения пожаров, очистки лотков дрен и дренажных колодцев, обмыва сооружений перед покраской. Перед запуском он заполняется водой через заливную горловину или из заправочного бачка цистерны.

Цистерна используется в качестве емкости для воды при очистке дренажных колодцев и выполнении работ с гидробуром при отсутствии поблизости водоемов или воды в канале. Кроме того, в цистерне приготавливаются гидросмеси для посева трав.

Управление затворами производится за счет вращения механизма подъема задвижек. Вращение выполняется после соединения специальным карданным валом механизма подъема с редуктором, установленным в задней части агрегата.

Общий вид агрегата с трактором в транспортном положении показан на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид агрегата АУГ-3 с трактором в транспортном положении

Основные технические данные агрегата АУГ-3 приведены в табл. 1.

Таблица 1. Техническая характеристика агрегата АУГ-3

Для обеспечения механизации комплекса работ при строительстве и ремонте гидротехнических сооружений и оросительных каналов глубиной до 2,5 м предназначен агрегат АРС-2Б. Он используется в местах, где отсутствуют местные или централизованные источники электроэнергии. Агрегат базируется на двухосном пневмоколесном прицепе 2ПТС-4М и транспортируется трактором класса 1,4 или автомобилем.

Дизель-электрический агрегат имеет систему автоматического управления, включающую в себя систему по предупредительной защите от аварий, обеспечивающую остановку дизеля при недопустимом понижении давления масла в системе смазки дизеля, повышении температуры или понижении уровня охлаждающей жидкости, повышении частоты вращения коленвала дизеля, повышении силы тока, исчезновении напряжения на клеммах генератора. Перед пуском агрегат заземляется. Агрегат обслуживают два человека.

Состав оборудования приведен в табл. 2.

Для укладки труб и ремонта ГТС используется агрегат-трубоукладчик РР-11, смонтированный на одноосном прицепе. Агрегатируется с тракторами тягового класса 1,4…2. Он укомплектован краном грузоподъемностью 2 т, сварочным агрегатом, электрогенератором, компрессором, механизированным инструментом, оборудованием для приготовления окрасочных смесей и окрашивания.

Таблица 2. Состав оборудования агрегата АРС-2Б

Очистка смотровых колодцев на дренажных системах производится машинами с грейферным оборудованием или агрегатируемыми с тракторами машинами, с рабочим органом для размыва отложений и откачки пульпы (машины КОРД-5,0 и МОК-10).

Цистерна (рис. 3) посредством вакуумного насоса 14, приводимого в действие от вала отбора мощности через кардан 16, редуктор 17 и клиноременную передачу 15, заполняется водой. Затем машину устанавливают рядом с очищаемым колодцем 5 и гидроцилиндром 9 опускают в него рабочий орган. Центробежным насосом 18 вода подается в кольцевой гидрорыхлитель 2, который взмучивает отложения 1 и заставляет вращаться образующуюся пульпу. Последняя отсасывается по заборному рукаву 6 в отсек 10, в котором создается вакуум. Для того чтобы в дрену 4 не попадала пульпа, дрена предварительно закрывается заглушками 3. Отстоявшаяся в отсеке 10 вода по плавающему водозаборнику 11, патрубку 12 и гидрозадвижке 13 перекачивается в отсек 19.

После очистки 4–6 колодцев осадок в цистерне взмучивается насадкой 21 и сливается через трубопровод 22 с дефлектором 23. Осадок может быть использован в качестве удобрения.

Рис. 3. Схема работы МОК-10: 1 – отложения; 2 – гидрорыхлитель; 3 – заглушки; 4 – дрена; 5 – очищаемый колодец; 6 – заборный рукав; 7 – подкладка; 8 – направляющая; 9 – гидроцилиндр; 10, 19 – отсеки; 11 – водозаборник; 12 – патрубок; 13 – гидрозадвижка; 14 – вакуумный насос; 15 – клиноременная передача; 16 – кардан; 17 – редуктор; 18 – центробежный насос; 20 – крыльчатка; 21 – насадка; 22 – трубопровод; 23 – дефлектор

Совместно с ремонтным агрегатом или сеялкой гидропосева трав может использоваться ручное устройство для очистки колодцев (рис. 4, а). При нажатии на рукоятку 1 открывается подача воды в устройство, которая поступает в торообразную камеру 5 с насадками 3 и к эжектору 2. Отсос пульпы производится через пульпопровод 6. Устройством можно очищать колодцы глубиной до 3 м и диаметром 20…50 см.

Аналогичное устройство (рис. 4, б) используется для механизации работ по очистке каналов под мостами или там, где невозможно применение каналоочистителей. Вода в устройство подается по шлангу. При нажатии на рукоятку 7 открывается клапан 8, и вода поступает к соплам 4, истекая из которых, размывает наносы. При нажатии на рукоятку 1 вода через клапан и камеру 5 поступает к эжектору 2 и, проходя через него, создает пониженное давление, благодаря чему насадки 5 засасывают пульпу, которая по трубопроводу выводится за пределы канала. Возможно применение средств для выделения воды из пульпы.

Рис. 4. Ручные устройства для механизации работ: а – при очистке колодцев; б – при очистке каналов; 1, 7 – рукоятки; 2 – эжектор; 3 – насадки; 4 – сопла; 5 – торообразная камера; 6 – пульпопровод; 8 – клапан

Трубы-переезды периодически необходимо очищать от наносов. Для очистки труб-переездов гидромеханическим методом разработана машина, состоящая из колесного трактора, на котором смонтированы водяной насос, силовая лебедка, подъемное оборудование и гидросистема, и прицепного рабочего органа, включающего в себя проходной щит, два опорных катка и присоединительные шланги гидросистемы. Для очистки трубы-переезда рабочий орган устанавливается в ее свободный конец и производится подключение трубопроводов гидросистемы и тяговых тросов.

Поступательное перемещение рабочего органа вдоль очищаемой трубы осуществляется лебедкой. Гидромотор через редуктор приводит во вращение двухзаходние фрезы и пропеллерные мешалки. Наносы разрабатываются фрезами, имеющими два зубчатых лемеха. В центре между лемехами по оси валов фрез установлены перья для выдавливания наносов к режущим частям лемехов. Посредством винтовых поверхностей фрез срезанные наносы перемещаются в зону перемешивания, куда от гидромотора подается вода для образования пульпы. В нижней части трубы наносы рыхлятся ножами-рыхлителями, прикрепленными к проходному щиту. Образующаяся пульпа забирается всасывающим отверстием землесосной системы и по шлангу подается в место отстаивания.

Более простой рабочий орган имеет машина МОП, смонтированная на базе самоходного шасси (рис. 5).

Машина очищает трубу-переезд, протягивая конусный или лемешный рабочий орган 7 канатом 5, огибающим полукольца 6, установленные на двух штангах 4. Трос перемещается двумя барабанами 8, установленными на опорах 1 и 9 и приводимыми во вращение от двигателя шасси через редуктор 3 и муфту 2. Возможна очистка трубпереездов длиной до 15 м и диаметром от 0,3 до 1,0 м.

Рис. 5. Машина для очистки труб-переездов: 1, 9 – опоры; 2 – муфта; 3 – редуктор; 4 – штанги; 5 – канат; 6 – полукольца; 7 – рабочий орган; 8 – барабаны

Для очистки больших труб длиной 80…150 м и диаметром до 2,5 м применяется ковш-рыхлитель (рис. 6).

Ковш-рыхлитель состоит из следующих основных сборочных единиц: рамы 1, ковша 4, поплавка 2, серьги 5 и стропы 3. Ковш прикреплен к раме шарнирно. При холостом ходе ковш складывается, а при рабочем – принимает вертикальное положение, благодаря чему осуществляется эффективная экскавация ила при рабочем ходе и отсутствует призма волочения при холостом ходе. Если трубопровод заполнен водой, поплавок всплывает и очищает верх трубопровода.

Рис. 6. Ковш-рыхлитель: 1 – рама; 2 – поплавок; 3 – стропа; 4 – ковш; 5 – серьга

Известна самоходная машина (бульдозер) для очистки водопроводящих сооружений, в частности, водоводов большого диаметра. Бульдозер для очистки водопроводящих сооружений под магистральными каналами (механический способ очистки) состоит из базового трактора тягового класса 1,4 с навесным бульдозерным оборудованием и защитной рамы. Защитная рама выполнена из газопроводящих труб с передним и задним выхлопными отверстиями. Трубы соединены с выхлопной трубой трактора. Для отвода выхлопных газов и улучшения воздухообмена за сиденьем тракториста установлен вентилятор, соединенный с гидромотором, управляемым гидрораспределителем. Рукоятка включения гидрораспределителя кинематически связана с заслонкой управления выхлопными газами.

Для гидравлической очистки смотровых колодцев, аванкамер насосных станций, труб-переездов, дренажных коллекторов и других трубопроводов диаметром до 1,5 м создан многоцелевой агрегат, состоящий из колесного трактора «Беларус 82.1» и двухосного прицепа, на котором установлена цистерна для воды, катушка со шлангом, трубопроводы, запорная арматура и две телескопические стрелы. Агрегат укомплектован грунтососом и набором гидрореактивных снарядов. На задней навеске трактора смонтирован и подключен к валу отбора мощности насос-редуктор дождевальной машины типа ДДН-70.

Грунтосос (рис. 7) представляет собой трубную конструкцию и состоит из грунтозаборника 2, конфузора 3, ускорителя 4, диффузора 5, осевого патрубка 1, гидромонитора-рыхлителя 7 и пульпоотвода 6. Вода подается от насоса-редуктора по питающему шлангу к осевому патрубку и гидромонитору. Большая часть подаваемой воды, проходя через переменное сечение, образуемое конфузором, ускорителем и диффузором, создает в грунтозаборнике вакуум. Одновременно с этим часть воды попадает в гидромонитор-рыхлитель, который ввинчивается в осевой патрубок вблизи грунтозаборника и представляет собой конусную насадку диаметром 25 мм. Количество воды, подаваемой в конфузор и на размыв, может регулироваться. Гидромонитор размывает грунт в зоне отсоса, за счет создаваемого вакуума в грунтозаборнике взвешенные частицы наилка в виде пульпы устремляются вместе с подаваемой водой в пульпоотвод.

Рис. 7. Грунтосос: 1 – осевой патрубок; 2 – грунтозаборник; 3 – конфузор; 4 – ускоритель; 5 – диффузор; 6 – пульпопровод; 7 – гидромонитор-рыхлитель

Грунтосос может быть использован для очистки каналов. Управляя им вручную, можно очистить от ила труднодоступные для механизмов места, такие, как камеры насосных станций, колодцы и др.

Гидрореактивный снаряд (рис. 8) состоит из приемной сферической камеры 1, камеры реакции 2, осевого патрубка 3 с соплом 5 и деревянного кожуха 4. Приемная сферическая камера снабжена 8–10 выходными отверстиями диаметром 10 мм, расположенными по окружности. Камера соединена с осевым патрубком. Между приемной камерой и камерой реакции имеется регулируемый кольцевой зазор. Камера служит для приема рабочей воды от насоса-редуктора посредством напорного шланга, распределения ее в камеру реакции и через осевой патрубок к фронтальному соплу.

Камера реакции представляет собой цилиндр с конусной кромкой, который навинчивается на осевой патрубок. Вода, попадая из приемной камеры и ударяясь в дно цилиндра, образует реактивную струю, которая истекает через кольцевой зазор в виде веера. Кольцевая струя, создавая реактивную тягу и увлекая за собой шланг, вымывает наилок из труб-переездов.

Осевой патрубок является скелетной деталью, на которую монтируются все остальные детали. Оканчивается он фронтальным соплом.

Рис. 8. Гидрореактивный снаряд: 1 – сферическая камера; 2 – камера реакции; 3 – осевой патрубок; 4 – деревянный кожух; 5 – сопло

Вода, истекая через фронтальное сопло, разрушает наилок.

Деревянный кожух надевается на осевой патрубок, придает снаряду плавучесть и предотвращает встречу снаряда со стыками труб. Гидрореактивный снаряд может использоваться на очистке водоводов в сочетании с грунтососом. В таком случае насосы размываются гидроснарядом и концентрируются в отстойниках, откуда с помощью грунтососа удаляются на поверхность.

Производительность в зависимости от диаметра труб и степени засоренности – 6…20 шт. в смену.

Гидрореактивный снаряд для очистки коллекторов является модификацией снаряда для очистки труб-переездов и состоит из приемной камеры, камеры реакции, осевого патрубка с наконечником и пружины. Для устранения закупорок и корней растений может снабжаться гарпуном. Установленная в снаряд пружина автоматически в зависимости от условий работы регулирует кольцевой зазор, через который истекает реактивная струя. Снаряд имеет меньшую массу и размеры и способен очищать до 800 м коллекторных труб в смену.