Tipovye_raschyoty_pri_sooruzhenii_i_remonte
.pdfПривезенные на трассу секции разгружают с плетевозов методом перехвата в два приема: сначала один конец секции опускают на землю вблизи колес прицепа или автомобиля, затем трубоукладчик продвигается вдоль секции на 2-3 м дальше ее середины, приподнимает другой конец секции и, подтянув на себя, протаскивает ее на место укладки вперед или назад и раскладывает вдоль трубопровода на расстоянии 1,5-3 м от нее. Трехтрубные секции длиной 36 м укладывают вдоль трассы из расчета 29 секций на 1 км, как правило, под углом 15-20° к оси трубопровода, обеспечивая при этом удобство строповки и монтажа и свободного маневрирования при работе машин.
Трубоукладчики, предназначенные для работы с изолированными трубами, должны иметь стрелы, частично облицованные эластичными накладками.
Техническая характеристика, некоторой подъемной техники, используемой при выполнении погрузочно-разгрузочных и транспортных работ приведена на рис.3.16.
Рис.3.16. Зависимость грузоподъемности и высоты подъема крюка от вылета стрелы:
а – автомобильных кранов; 1 – КС-4561(К-162); 2 – КС-3561А(К-1014); 3 – КС-3562А(К-
1015); б – пневмоколесных кранов; 1 – КС-5363; 2 – КС-5361(К-255); 3 – |
КС-4362(К-166); 4 – |
|||
К-161; в – кранов-трубоукладчиков; 1 – Т-1224; 2 – Т-1530; 3 – Т-3560; 4 |
– ТГ-502;5 – К-594; |
|||
6 – D-355S; 7 – R-591;- - - - -высота подъема крюка; |
|
грузоподъемность |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
189
При выполнении погрузочно-разгрузочных и транспортных работ, как в отдельных трубах, так и в секциях труб возникают напряжения от изгиба в процессе их выгрузки из полувагонов, погрузки на трубовозы и плетевозы, а также при транспортировке. Применительно к выгрузке и погрузке труб и секций могут быть две расчетные схемы (рис.3.17 а, б), при этом максимальные
изгибающие моменты имеют место в середине пролета l
M max = qтрl2 / 8 , |
(3.35) |
а максимально возможная длина трубы или секции при выполнении данных операций определится из выражения:
lmax = 8W R2 / qтр , |
(3.36) |
где R2 – расчетное сопротивление трубной стали; qтр – расчетный вес единицы длины трубы.
Рис.3.17. Расчетные схемы при производстве погрузочно-разгрузочных и транспортных работ:
а – при строповке за концы трубы или секции; б – при строповке за середину трубы или секции; в – при транспортировке на плетевозах
190
При транспортировке плетевозами секций оптимальное положение трубы относительно точек опирания на тягаче и прицепе определяется из условия равенства пролетного Мпр и опорного Моп изгибающих моментов (рис.3.17, в)
Мпр = |
|
Моп |
|
= qтрl2 / 16 . |
(3.37) |
|
|
||||
|
|
Это условие выполняется, если величина переднего и заднего свесов
lсв = 0,354l = 0,207L . |
(3.38) |
Максимально возможная длина между коником и роспуском при выполнении данной операции
lmax = |
16WR2 . |
(3.39) |
|
qmp |
|
3.5.4. Определение количества транспортных средств
При строительстве линейной части магистральных трубопроводов приходится выполнять большой комплекс транспортных работ, связанных с перевозкой отдельных труб и секций, запорной арматуры и других строительных материалов; при этом значительная часть этих работ приходится на доставку отдельных труб и секций на трубосварочные базы и на трассу.
Необходимое число трубовозов можно определить следующим образом:
|
|
|
Sгр |
|
|
Sпор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Т |
р |
= |
|
|
+ |
|
|
|
|
+ t |
n |
+ t |
n |
k |
пр |
, |
|
(3.40) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
υ |
|
|
υ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
ср.гр |
|
ср.пор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
где Sгр – длина пути груженого трубовоза; Sпор – длина пути порожнего |
||||||||||||||||||
трубовоза; υср.гр- средняя скорость груженого трубовоза (табл.3.12); |
|
|||||||||||||||||
υср.пор – средняя скорость порожнего трубовоза; |
|
|
|
tn, |
tв |
– |
время, |
затрачиваемое соответственно на погрузку и выгрузку; kпр – коэффициент, учитывающий возможные простои kпр=1,2 – 1,3.
Число рейсов одного трубовоза в сутки
Ν1 = |
Тсут |
, |
(3.41) |
|
Тр |
||||
|
|
|
где Тсут – часы работы трубовоза в сутки.
191
Общее число необходимых рейсов для перевозки среднего числа поступающих в сутки труб
Ν р = Qср / q р , |
(3.42) |
где Qср – среднее число труб (плетей), поступающих на железнодорожную станцию (на трассу); qp – число труб (плетей), перевозимых трубовозом (плетевозом) за один рейс.
Таблица 3.12
Средняя скорость груженого трубовоза, км/ч
Тип дороги |
Равнина |
Всхолмленная местность |
Асфальт |
40-45 |
30-40 |
Автогрейдерная |
30-40 |
25-30 |
гравийная |
|
20-25 |
Автогрейдерная |
25-30 |
|
грунтовая сухая |
|
до 10 |
Грунтовая увлажненная |
до 15 |
|
Сыпучий песок |
до 10 |
до 10 |
Снег неуплотненный |
5 |
5 |
Необходимое число трубовозов (плетевозов) |
|
|
|
nср = Ν р / Ν1 . |
(3.43) |
3.6. Земляные работы
При строительстве трубопроводов земляные работы включают отрывку линейных траншей, обратную засыпку траншей и рекультивацию земель. Параметры земляных сооружений, применяемых при строительстве магистральных трубопроводов (ширина, глубина и откосы траншеи, сечение насыпи и крутизна её откосов и др.), устанавливают в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, способа его закрепления, рельефа местности, грунтовых условий и определяют проектом.
3.6.1.Параметры разрабатываемых траншей
Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливаются в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.
192
В соответствии со СНиП 2.05.06-85* |
[114] глубина |
траншеи для |
трубопроводов диаметром менее 1000 |
мм принимается |
не менее |
hТ = Dн + 0,8 м, для трубопроводов диаметром 1000 мм и более – не менее hТ = Dн +1,0 м. Ширина траншеи по дну для трубопроводов диаметром до 700
мм принимается не менее В=Dн+0,3 м, для трубопроводов диаметром 700 мм и более – не менее В = 1,5·Dн. Для трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм при рытье траншей с откосами круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до В= Dн + 0,5 м.
Профиль траншеи в соответствии со СНиП 12-04-2002 [120] может быть прямоугольным или трапецеидальным (см. рис. 3.18, а, в). Выбор профиля зависит от вида грунта, глубины траншеи, типа применяемых экскаваторов. Так, в суглинках и глинах при глубине траншеи до 1,5 м допускается прямоугольный профиль с откосами 1:0, в остальных случаях крутизна откосов изменяется от 1:0,25 до 1:1,25 (табл.3.13). При отрывке траншеи роторным экскаватором с откосниками формируется комбинированный профиль траншеи
(см. рис.3.18,б).
Рис.3.18. Профили траншей:
а – с вертикальными откосами; б – комбинированная; в – с наклонными откосами
Обеспечение устойчивости откосов крайне важно во всех случаях, когда работы выполняются в котловане или траншее с вертикальными стенками. При этом всегда возникает вопрос, до какой глубины можно сохранять вертикальный откос без применения ограждающих конструкций.
Критическая глубина траншеи, на которой удерживается вертикальный откос, определится в соответствии с теорией механики грунтов следующим выражением:
h |
= |
2сгр |
|
|
|
− |
q |
. |
(3.44) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
кр |
|
o |
|
ϕгр |
|
γест |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
γестtg 45 |
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из формулы (3.44) видно, что при сгр = 0 zкр = 0. Следовательно, в мало связных грунтах, например, песчаных, котлованы и траншеи нужно (и можно) разрабатывать только с наклонными стенками или, если есть необходимость в вертикальном откосе, устанавливать крепления.
193
Таблица 3.13
Крутизна откосов траншей
|
|
Крутизна откоса (отношение его |
||||
№№ |
Виды грунтов |
высоты к заложению) при глубине |
||||
пп |
|
|
выемки, м, не более |
|
||
|
|
1,5 |
|
3,0 |
|
5,0 |
1 |
Насыпные неслежавшиеся |
1:0,67 |
|
1:1 |
|
1:1,25 |
2 |
Песчаные |
1:0,5 |
|
1:1 |
|
1:1 |
3 |
Супесь |
1:0,25 |
|
1:0,67 |
|
1:0,85 |
4 |
Суглинок |
1:0 |
|
1:0,25 |
|
1:0,75 |
5 |
Глина |
1:0 |
|
1:0,5 |
|
1:0,5 |
6 |
Лессовые |
1:0 |
|
1:0,5 |
|
1:0,5 |
Примечания:
1.При напластовании различных видов грунта крутизну откосов назначают по наименее устойчивому виду от обрушения откоса.
2.К неслежавшимся насыпным относятся грунты с давностью отсыпки до двух лет - для песчаных; до пяти лет – для пылевато-глинистых грунтов.
Если же сцепление сгр ≠ 0, но на поверхности грунта у бровки откоса имеется нагрузка q (например, работающий экскаватор), то в зависимости от значения сгр, предельное значение нагрузки q должно быть менее, чем
qпр = |
|
2сгр |
|
|
. |
||
|
|
o |
|
ϕгр |
|||
|
|
|
|
||||
|
tg |
45 |
|
− |
|
|
|
|
|
2 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
При q=qпр критическая высота вертикального откоса hкр=0. При условии работающей вблизи отрытой траншеи техники
(см.рис.3.18,а) в работе [9] получено следующее выражение критической глубины вертикального откоса:
hкр = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2сгр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
γест |
|
|
|
|
|
|
|
ϕ |
гр |
|
|
|
|
ϕ |
гр |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
a tg 45o |
+ |
|
|
|
− tg 45o − |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
− |
|
|
|
|
γестatgϕгр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ atgϕгр . |
|
|
|
|
||||||||
γест |
+ |
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
o |
|
ϕгр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
a tg |
45 |
|
+ |
|
|
|
− tgϕ |
гр |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(3.45)
(3.46)
194
Вформулах (3,44) – (3.46):
γест– удельный вес грунта в естественном состоянии; сгр – сцепление грунта;
ϕ гр – угол внутреннего трения грунта; а – расстояние от края вертикального откоса до гусеницы трубоукладчика; q – давление от гусениц трубоукладчика.
Согласно СНиП 12-03-2001 [119] перемещение, установка и работа машины, транспортного средства вблизи выемок (котлованов, траншей, канав и т.п.) с неукрепленными откосами разрешаются только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном организационнотехнологической документацией.
При отсутствии соответствующих указаний в проекте производства работ минимальное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины допускается принимать по таблице 3.14.
Таблица 3.14
Рекомендуемые расстояния a
Глубина |
|
Грунт ненасыпной |
|
|
выемки, м |
песчаный |
супесчаный |
суглинистый |
глинистый |
|
Расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до |
|||
|
|
ближайшей опоры машины, м |
|
|
1,0 |
1,5 |
1,25 |
1,00 |
1,00 |
2,0 |
3,0 |
2,40 |
2,00 |
1,50 |
3,0 |
4,0 |
3,60 |
3,25 |
1,75 |
4,0 |
5,0 |
4,40 |
4,00 |
3,00 |
5,0 |
6,0 |
5,30 |
4,75 |
3,50 |
3.6.2. Выбор землеройной техники и технологии производства работ
Методы разработки траншей определяют в зависимости от заданных размеров и профиля, вида и состояния грунтов, характера рельефа местности, степени обводненности участка, наличия соответствующих комплексов землеройных машин и технико-экономических показателей их применения. Классификация грунтов по трудности их разработки основными землеройными машинами приведена в табл. 3.15.
Основу отраслевого парка землеройных машин составляют одноковшовые экскаваторы мощностью до 95,6 кВт с вместимостью ковша 0,65-1 м3, роторные траншейные экскаваторы мощностью 55,2-220,7 кВт, бульдозеры и бульдозеры-рыхлители мощностью 79,4-301,6 кВт.
По принятой традиционной технологии сооружения линейной части магистральных трубопроводов экскаваторы используют преимущественно при разработке траншей, бульдозеры-рыхлители – на подготовительных,
195
вспомогательных работах, засыпке и дифференцированных методах разработки траншей.
Траншеи для магистральных трубопроводов в нормальных гидрогеологических условиях на прямолинейных и криволинейных участках по упругому изгибу в грунтах до V категории включительно в не мерзлых и мерзлых грунтах без крупных включений разрабатывают роторными экскаваторами.
Таблица 3.15
Классификация грунтов по трудности разработки различными машинами
Грунты |
|
Группа грунтов по трудности разработки |
||||
|
экскаваторами |
бульдо |
скреперами |
грейдерами и |
||
|
одноков |
|
много |
зерами |
|
авто |
|
шовыми |
|
ковшо |
|
|
грейдерами |
|
|
|
выми |
|
|
|
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
Галька и гравий |
|
|
|
|
|
|
размеров,мм: |
|
|
|
|
|
|
до 80 |
I |
|
II |
II |
II |
II |
более 80 с |
II |
- |
- |
- |
- |
|
примесью булыг |
|
|
|
|
|
|
Гипс мягкий |
IV |
|
- |
- |
- |
- |
Глина: |
|
|
|
|
|
|
жирная мягкая |
II |
|
II |
II |
II |
II |
или насыпная |
|
|
|
|
|
|
слежавшаяся с |
|
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
|
щебня, гравия и |
|
|
|
|
|
|
булыг 10% |
|
|
|
|
|
|
то же >10% |
III |
- |
II |
II |
III |
|
мореная с |
IV |
- |
III |
- |
III |
|
валунами до |
|
|
|
|
|
|
30% |
|
|
|
|
|
|
сланевая |
IV |
- |
III |
- |
III |
|
твердая |
IV |
- |
III |
- |
III |
|
тяжелая ломовая |
III |
- |
III |
- |
III |
196
|
|
|
|
Продолжение табл.3.15 |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Грунт |
II |
- |
I |
I |
- |
|
растительного |
|
|
|
|
|
|
слоя без корней |
|
|
|
|
|
|
и с корнями с |
|
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
|
гравия, щебня |
|
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
строительного |
|
|
|
|
|
|
мусора |
|
|
|
|
|
|
Лёсс: |
|
|
|
|
|
|
естественной |
I |
II |
I |
I |
I |
|
влажности, |
|
|
|
|
|
|
рыхлый, с |
|
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
|
гравия и гальки |
|
|
|
|
|
|
отвердевший |
IV |
- |
III |
II |
II |
|
Мел мягкий |
IV |
- |
- |
- |
- |
|
Мерзлые грунты |
II |
- |
III |
- |
- |
|
песчаные и |
|
|
|
|
|
|
супесчаные, |
|
|
|
|
|
|
предварительно |
|
|
|
|
|
|
разрыхленные |
|
|
|
|
|
|
Мерзлые грунты |
V |
- |
III |
- |
- |
|
глинистые и |
|
|
|
|
|
|
суглинистые, |
|
|
|
|
|
|
предварительно |
|
|
|
|
|
|
разрыхленные |
|
|
|
|
|
|
Опоки |
IV |
- |
- |
- |
- |
|
Песок всех |
I |
II |
II |
II |
II-III |
|
видов (кроме |
|
|
|
|
|
|
сухого, |
|
|
|
|
|
|
сыпучего |
|
|
|
|
|
|
барханного и |
|
|
|
|
|
|
дюнного), в том |
|
|
|
|
|
|
числе с |
|
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
|
щебня, гравия и |
|
|
|
|
|
|
гальки |
|
|
|
|
|
|
Скальные |
IV |
- |
- |
- |
- |
|
грунты, |
|
|
|
|
|
|
предварительно |
|
|
|
|
|
|
разрыхленные |
|
|
|
|
|
|
197
Продолжение табл. 3.15
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Скальные |
IV |
- |
- |
- |
- |
грунты, не |
|
|
|
|
|
требующие |
|
|
|
|
|
разрыхления |
|
|
|
|
|
Солончак и |
|
|
|
|
|
солонец: |
|
|
|
|
|
мягкий |
I |
II |
I |
I |
I |
отвердевший |
III |
- |
III |
II |
II |
Суглинок легкий |
II |
II |
II |
II |
II |
и лёссовидный |
|
|
|
|
|
тяжелый, а |
|
|
|
|
|
также всех |
|
|
|
|
|
видов с |
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
гравия, щебня, |
|
|
|
|
|
булыг и |
|
|
|
|
|
строительного |
|
|
|
|
|
мусора |
|
|
|
|
|
Супесок всех |
I |
II |
II |
II |
II |
видов, в том |
|
|
|
|
|
числе с |
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
щебня, гравия, |
|
|
|
|
|
строительного |
|
|
|
|
|
мусора или |
|
|
|
|
|
булыг |
|
|
|
|
|
То же >10% |
I |
- |
II |
- |
II |
Строительный |
|
|
|
|
|
мусор: |
|
|
|
|
|
рыхлый и |
II |
- |
III |
- |
II |
слежавшийся |
|
|
|
|
|
сцементиро |
III |
- |
III |
- |
- |
ванный |
|
|
|
|
|
Торф: |
|
|
|
|
|
без корней и с |
I |
I |
I |
I |
I |
корнями |
|
|
|
|
|
толщиной до 30 |
|
|
|
|
|
мм |
|
|
|
|
|
с корнями |
III |
- |
1 |
1 |
- |
толщиной более |
|
|
|
|
|
30 мм |
|
|
|
|
|
Трепел слабый |
IV |
- |
- |
- |
- |
198