Технология строительства переходов магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами

  Приступать  к работе по несогласованным ППР  перехода категорически запрещается.

    В проекте производства работ должны быть изложены:

  - перечень подготовительных работ  с указанием их объемов;

  - место расположения рабочего  и приемного котлованов и их  размеры;

  - перечень используемого оборудования, в том числе установок и  машин для бестраншейной прокладки  защитного кожуха;

  - схема расположения машин и  технологической оснастки;

  - график работы основных машин  и оборудования;

  - календарный план производства  работ;

  - технологические карты на выполнение  всех видов работ;

  - мероприятия по сохранности подземных  и надземных коммуникаций;

  - мероприятия по обеспечению техники  безопасности (устройство ограждений, укрепление стенок котлованов, расстановка  световой сигнализации и т.д.).

    Во время прокладки защитного кожуха под железнодорожными и автомобильными дорогами необходимо осуществлять постоянный геодезический надзор за осадками дорожной поверхности. Методика геодезических наблюдений устанавливается в ППР.

    Материалы инженерно-геологических изысканий участка, на котором предусматривается бестраншейная прокладка в защитном кожухе, должны содержать следующие данные: объемная масса, пористость и влажность грунтов, глубина залегания и характеристики водоупора, предел прочности грунтов на одноосное сжатие, угол внутреннего трения, коэффициенты фильтрации грунтов, статические напоры грунтовых вод, степень и состав их минерализации и агрессивности.

    Работы по строительству переходов начинают с геодезической разбивки места перехода и отрывки рабочего котлована и водопонижения грунтовых вод. После понижения уровня грунтовых вод начинают разработку рабочего и приемного котлованов.

  Размеры котлованов определяют в зависимости  от грунтовых условий и конструкций  машин, установок и оборудования для бестраншейной прокладки, применяемых  в каждом конкретном случае. Примерные  размеры рабочих котлованов при  различной глубине заложения  защитного кожуха равны по длине 10 - 12 м и ширине 3 - 5 м.

  В суглинках и глинах при возможном  увлажнении их в результате дождей или снеготаяния крутизна откосов  не должна превышать 1:1.

  Наибольшая  допустимая крутизна откосов котлованов, разрабатываемых в грунтах естественной влажности, в соответствии со «Земляные  сооружения. Основания и фундаменты»  приведена в табл.3.

Таблица 3

 

  В соответствии с требованиями для  земляных сооружений и по безопасности ведения работ допускается разработка котлованов с вертикальными стенками в грунтах с оптимальной влажностью без применения крепления на глубину  до 1 м - в насыпных песчаных и гравелистых  грунтах; до 1,25 м - в супесях; до 1,5 м - в суглинках и глинах; до 2 м - в  особо прочных нескальных грунтах.

    Прокладка защитного кожуха методом продавливания состоит в том, что к его переднему концу приваривают кольцевой нож для уменьшения лобового сопротивления вдавливанию кожуха в грунт (рис.4). Скосы режущих кромок ножей выполняют под углом 15 - 22°, при этом они могут быть изготовлены с наклоном внутрь или наружу.

Рис. 4. Кольцевой нож клиновидной формы с наружным скосом режущих кромок:

1 - внутреннее кольцо; 2 - наружное кольцо; 3 - наплавка; 4 - прокладываемый защитный кожух

  Наиболее  часто применяют расширительные ножи серпообразного или кольцевого сечения. Ножи серпообразного сечения  позволяют создавать серпообразный зазор в верхней части горизонтальной скважины на 0,60 - 0,75 длины ее окружности, что способствует сохранению направления проходки.

  Для уменьшения сил трения, возникающих  между стенкой защитного кожуха и грунта, необходимо обеспечить зазор  между кожухом и скважиной. Для  формирования такого зазора наружный диаметр кольцевых ножей принимают  на 30 - 60 мм больше наружного диаметра прокладываемого защитного кожуха (рис. 4).

    При продавливании должно уделяться внимание прочности задней (упорной) стенки, воспринимающей упорные реакции усилий подачи, развиваемых гидродомкратной установкой.

  Конструкции типовых упорных стенок (при расстоянии h от поверхности земли до оси трубы более 2,4 м) в различных грунтах приведены на рис. 5.

Рис. 5 Типовые упорные стенки:

тип I и II - для слабых грунтов (j £ 18°); тип III и IV - для средних грунтов (j £ 18 - 30°); тип V, VI и VII - для прочных грунтов (j > 30°); 1, 5 и 16 - шпунт металлический шк-1; 2 - шпунтовая крепь; 3 - бревна диаметром 16 мм; 4, 8, 11, 15 и 20 - опорный пакет; 6 - швеллер № 16; 7 - балки двутавровые № 16; 9 - сваи диаметром 20 мм; 10, 14, 17, 19 и 21 - брусья 16´16 мм; 12 и 13 - бетонные фундаментные блоки; 18 и 22 - опорный башмак

    По окончании отрывки рабочего котлована и крепления стенок дно котлована выравнивают и размещают направляющие конструкции, агрегаты и узлы установки продавливания кожуха.

  При монтаже направляющих конструкций  в рабочем котловане особое внимание следует обращать на правильное их размещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях, так как это обеспечивает сохранение заданного направления  прокладки и минимальное отклонение фактического положения оси защитного  кожуха от проектного.

  Для сохранения направления прокладки  применяют вертикальные и горизонтальные рамы.

    На рис. 6 показана схема установки с гидродомкратами, предусматривающая ручную разработку грунта и транспортировку его из забоя по полости защитного кожуха.

Рис. 6 Схема гидродомкратной установки для прокладки защитного кожуха методом продавливания с ручной разработкой грунта:

1 - насосная станция; 2 - трубопровод; 3 - рабочий котлован; 5 -защитный кожух; 6 - лобовая обделка (нож); 7 - приемный котлован; 8 - приямок для сварки защитного кожуха; 9 - направляющая рама; 10 - нажимной патрубок; 11 - нажимная заглушка; 12 - гидродомкраты; 13 - башмак; 14 - упорная стенка

  Процесс прокладки защитного кожуха происходит следующим образом. Подготовленное для прокладки первое звено защитного  кожуха длиной 3 - 6 м 5 с лобовой обделкой (ножом) 6 опускают на направляющую раму 9 и устанавливают на его торце  нажимную заглушку 11. Затем включают в работу гидродомкраты 12. Штоки гидродомкратов упираются во фланцы-заглушки и продвигают защитный кожух в насыпь дороги. При этом передний открытый конец защитного кожуха внедряется в массив грунта. В процессе внедрения грунт входит в полость защитного кожуха, образуя грунтовую пробку, которую впоследствии разрабатывают вручную или средствами малой механизации.

  Грунт из забоя удаляют специальной  тележкой после снятия заглушки, которая  передвигается внутри защитного  кожуха. Тележку с грунтом поднимают  краном наверх и разгружают. После  того, как защитный кожух внедрят  в грунт на длину, равную ходу штоков гидродомкратов, штоки отводят в  исходное положение. Вместе со штоками  в исходное положение возвращается нажимная заглушка. В образовавшийся просвет между торцом защитного  кожуха 5 и заглушкой 11 вставляется  нажимной патрубок 10, длина которого несколько меньше рабочего хода штоков. Снова включают гидродомкраты и  защитный кожух с нажимным патрубком  и заглушкой продвигают вперед на полную длину хода штоков гидродомкратов. Затем штоки гидродомкратов с  зажимной заглушкой опять отводят  назад и в образовавшийся просвет  вставляют уже другой нажимной патрубок, длина которого равна двойной  длине первого патрубка.

  Продвижение защитного кожуха и смену нажимных патрубков осуществляют до тех пор, пока первое звено кожуха не будет  полностью вдавлено в насыпь. После  этого штоки гидродомкратов отводят  назад вместе с заглушкой, одновременно удаляют и нажимные патрубки.

  На  освободившееся от патрубков место  укладывают второе звено, которое центрируют и присоединяют к первому звену  защитного кожуха сваркой.

  Для производства сварочных работ в  котловане сооружается приямок 8, в котором размещаются сварщики. Если в приямке накапливается  вода, то ее время от времени удаляют  насосом.

  Затем в принятой последовательности все  операции повторяют до тех пор, пока лобовой конец первого звена  не войдет в приемный котлован. При  необходимости защитный кожух наращивают до проектной длины со стороны  приемного котлована.

  Комплекс  КП-1721 (АОЗТ «СКМ - Гейзер») предназначен для прокладки методом продавливания  защитных кожухов в грунтах I - IV категорий нормальной и повышенной влажности с механизированной разработкой грунта в кожухе (рис.7).

Рис. 7 Комплекс КП-1721:

1 - головное звено; 2 - грунтозаборная капсула; 3 - кабина управления; 4 - силовой модуль; 5 - комплект проставок; 6 - лебедка; 7 - упорная стенка; 8 - направляющая рама; 9 - нажимная траверса

Техническая характеристика КП - 1721

  Диаметр защитного кожуха, мм 1720;

  Максимальная  длина прокладываемого кожуха, м До 60;

  Средняя скорость проходки, м/ч 1,0;

  Ход штоков гидродомкратов, мм 1000;

  Максимальное  усилие подачи, кН 3920;

  Общая установленная мощность двигателей, кВт 35;

  Общая масса установки, т 33.

  Прокладку кожуха с применением комплекса  КП-1721 осуществляют следующим образом. На участке прокладки защитного  кожуха отрывают рабочий и приемный котлованы.

  После отрытия рабочего котлована производят планировку его дна с соблюдением  уклона по проекту и монтируют  комплекс. Затем на направляющую раму устанавливают головное звено защитного  кожуха и проверяют соосность  его с осью газопровода. По окончании  выверки осей головное звено внедряют в грунтовый массив силовым модулем  на величину набора грунтовой пробки. Затем на место нажимной траверсы, установленной в носовой части  силового модуля, монтируют грунтозаборную капсулу и лебедкой перемещают модуль в зону забоя.