Производство работ при пересечении трубопроводами рек и каналов
Общие сведения Трассы трубопроводов различного назначения часто на своем пути пересекают ручьи, реки, озера и другие водные препятствия. Сооружение переходов через водоемы является сложной и ответственной работой, требующей применения плавучих средств, специальных механизмов и оборудования, а также проведения водолазных работ. Проложенный под водой трубопровод должен быть исключительно прочен и надежен в работе, так как он малодоступен для осмотра и ремонта. По данным отечественной и зарубежной практики, протяжение подводных переходов составляет в среднем 4,5% протяжения всех сооружаемых трубопроводов, причем стоимость их превышает стоимость устройства трубопроводов того же диаметра в обычных условиях в 4—5 раза. Способы производства работ по устройству подводного перехода в виде дюкера зависят от диаметра и конструкции трубопровода, характеристики водоема (глубины, скорости течения, рельефа и геологического строения дна) и условий производства работ (времени года, наличия судоходства). Объемы, очередность и сроки выполнения работ могут быть весьма разнообразны и устанавливаются, для каждого конкретного случая при проектировании подводного перехода. В русле реки трубопровод укладывают в траншею на глубину не менее 0,5 м от уровня возможного размыва дна водоема (до верха трубы); на судоходных реках глубину заложения до верха трубы принимают 1—1,5 м и более, в целях предотвращения повреждения труб якорями судов. В особых случаях допускается прокладка подводных трубопроводов по дну водоема. Ширину подводных траншей понизу В определяют по формуле d — наружный диаметр футерованной трубы; α —число труб, укладываемых в одну траншею; a и b— соответственно расстояния между трубами в свету и между трубой и подошвой откоса. Крутизну откосов траншеи принимают по СНиП Ш-Д.10-62 в зависимости от вида разрабатываемого грунта. При гидромониторной разработке во всех случаях крутизну откосов принимают не менее 1:2,5. Назначенную глубину и определенную по формуле (11.16) ширину траншеи корректируют в зависимости от способа ее разработки и степени заносимости.
Разработка подводных траншей Способы разработки траншей под водой зависят от рельефа и геологического строения дна водоема, его гидрологии, сроков и объемов работ. Правильный выбор способа разработки и средств механизации является важнейшим условием для выполнения работ в кратчайшие сроки с наименьшей затратой труда. При пересечении ручьев, малых рек и каналов небольшой глубины траншею разрабатывают экскаватором, предварительно оградив место производства работ перемычками и временно отведя поток воды в новое русло. Отгороженную часть осушают путем откачки воды и последующего водоотлива на протяжении всего срока строительства перехода. В этом случае все работы по сооружению трубопровода производят как в обычных условиях. Наиболее простым механическим устройством для разработки подводных траншей является канатно-скреперная установка. Скреперными установками можно разрабатывать все виды грунта, включая и разрыхленную скалу, на реках шириной до 200 м со скоростью течения воды до 2,5 м/сек. Ширина траншеи, отрываемой скреперной установкой, определяется размерами ковша и колеблется в пределах от Г до 2,5 м . Скорость рабочего хода ковша под водой должна быть 0,6—0,7 м/сек. Скорость холостого хода принимается в 1,5—2 раза больше. Для перемещения скреперного ковша применяют обыкновенную грузовую двухбарабанную зубчато-фрикционную лебедку, приводимую в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Можно применять также тракторную лебедку мощностью 4,5 т, смонтированную непосредственно на тракторе С-100 и представляющую собой очень мощный, компактный и удобный в эксплуатации агрегат. Для отрывки траншей на больших судоходных реках можно применять одно- и многочерпаковые земснаряды. Однако применение их ограничивается из-за небольшой глубины опускания рамы. Кроме того, земснарядами нерационально вести разработку подводных траншей в прибрежной полосе с отмелями, где для продвижения самого снаряда приходится дополнительно разрабатывать широкие прорези. Большая производительность отечественных многочерпаковых земснарядов позволяет разрабатывать ими подводные траншеи в очень короткие сроки. Одночерпаковые снаряды с ковшом емкостью от 1,5 до 5 м3 приспособлены для разработки тяжелых и каменистых грунтов. Для разработки траншей на судоходных реках методом отсасывания грунта применяют гидроэлеваторы, пневматические грунтососы и землесосные снаряды. Гидроэлеваторы (водоструйные эжекторы) применяют при любой глубине водоема для разработки илистых, песчаных и супесчаных грунтов. Высота подъема пульпы над уровнем воды составляет 4—6 м, что позволяет рефулировать грунт на большие расстояния и подавать его на невысокий берег. Гидроэлеваторы вертикального типа с давлением подаваемой воды 5—7 ат при, диаметре пульповода 100 мм могут отсасывать до 150 м3 пульпы в 1 ч при среднем содержании грунта в ней 10%. Пневматические грунтососы применяют для разработки илистых, песчаных, супесчаных, глинистых и гравелистых грунтов при глубине воды в реке более 5 м . Подъем пульпы над уровнем воды 1—1,5 м, поэтому разрабатываемый грунт выбрасывают в воду ниже по течению реки. Применение пневматических грунтососов рационально лишь при малых объемах работ и при подчистке дна траншей. Землесосные снаряды представляют собой установленные на понтонах специальные центробежные насосы, приспособленные для перекачки воды с грунтом. Грунт с водой всасывается насосом через сосун, опускаемый в разрабатываемую траншею, и по напорному трубопроводу подается к месту отвала. Производительность землесосов по грунту составляет от 25 до 400 м3/ч и выше. Землесосы большой производительности оборудованы рыхлителями и могут разрабатывать плотные грунты. Высота всасывания малых землесосных снарядов 3,5—4 м, а мощных 10 м . Применение землесосов экономически целесообразно при больших объемах земляных работ. Разработка подводной траншеи может осуществляться методом размыва грунта с помощью гидромониторной установки. Струей воды, создаваемой центробежным насосом, установленным на понтоне или на барже, размываются все виды грунта до слабой разборной скалы включительно. При малом расходе воды (до 100 м3/ч) и напоре до 6 ат размыв грунта гидромонитором производит водолаз. Глубина траншеи при этом не превышает 0,75—1 м. При необходимости размыва траншеи на большую глубину грунт разрабатывают послойно. Такие установки применяют на небольших переходах. На больших переходах используют мощные гидромониторы УПГМ-360. Работа гидромониторов более эффективна при большой скорости течения воды в реке, способствующей интенсивному выносу размытого грунта. В ряде случаев траншею для трубопровода в песчаном дне реки можно разрабатывать, используя живую силу речного потока. Для этого поперек реки устанавливают деревянные щиты, закрепляя их па сваях. Между низом щита и дном реки оставляют зазор 30—40 см. Вода, проходя под щитами с большой скоростью, размывает грунт, образуя траншею. По мере размыва грунта щиты опускают ниже. При скальных грунтах для устройства траншей в русле реки применяют взрывной способ работ.
Укладка трубопроводов под водой При проектировании подводного перехода выбирают наиболее целесообразный для данных условий способ укладки подводного трубопровода, а также наиболее выгодное время производства работ. Выбор способа укладки ©о многом зависит от гибкости трубопровода, т. е. возможности изгибания его во время производства работ без понижения прочности. Достаточной гибкостью обладают стальные трубопроводы диаметром до 400 мм со сварными стыками. При большем диаметре трубопровода жесткость его повышается. В этом случае его укладка может быть осуществлена способом протаскивания по дну траншеи, способом свободного погружения, с постепенным наращиванием секций или звеньев над водой и способом свободного погружения с заливом водой. Укладка трубопроводов способом протаскивания по дну целесообразна лишь для труб диаметром до 700 мм , так как при "больших диаметрах требуются значительные средства по пригрузке или устройству разгружающих понтонов. Этот способ применяют при наличии плавного рельефа дна подводной траншеи и береговой полосы, на которой располагается строительная площадка. Укладку начинают с устройства на берегу в створе перехода узкоколейного пути и рядом с ним стапеля. Рельсовый путь должен иметь длину, равную длине трубопровода, и уклон в сторону водоема, равный 0,001—0,005. Смонтированный на стапеле трубопровод перекладывают на тележки рельсового пути, расстояние между которыми / в"ж определяют по формуле где σ — допускаемое напряжение на изгиб, для стальных труб равное 1000 кгс/см2; W — момент сопротивления сечения трубы в см3, равный
внутренний диаметр); k — коэффициент максимального опорного момента многопролетной неразрезной балки, принимаемый равным в зависимости от числа опор от 0,1 до 0,125; q — вес 1 м трубопровода с изоляцией в воздухе в кг. При длине плети до 200 м узкоколейный путь может быть заменен роликовым стендом или желобом. Чтобы предохранить трубопровод от засорения и облегчить его протаскивание, концы плети закрывают заглушками. На конец, обращенный к водоему, наваривают специальную конусообразную заглушку, являющуюся одновременно оголовком, за который крепят тяговый трос. Тяговый трос укладывают по оси прокладки на дне вырытой подводной траншеи и закрепляют на барабане тяговой лебедки или на тракторе, находящихся на противоположном берегу, или же на буксире (катере). Скорость движения плети трубопровода по спусковой дорожке и по дну траншеи от 5 до 10 м/мин. Протаскиваемый трубопровод должен иметь запас отрицательной плавучести: где q' — расчетный вес воды, вытесненной 1 м трубопровода, или выталкивающая сила воды на 1 м трубопровода в кг; Р — расчетный вес 1 м трубы с изоляцией и футеровкой в воздухе в кг. Трубопроводы диаметром больше 250 мм имеют положительную плавучесть и требуют дополнительной балластировки грузами. При строительстве подводных переходов через озера, заливы и другие водоемы большой протяженности все чаще применяют способ укладки трубопроводов свободным погружением с постепенным наращиванием секций над водой. Заготовленные на берегу секции трубопровода длиной 24, 36, 48 м и более грузят на баржу-трубоукладчик и доставляют к плавучей базе, где сваривают ранее опущенную и вновь доставленную секции, контролируя качество сварки и изоляции стыка. Максимальная глубина укладки этим способом определяется напряжениями, возникающими в трубопроводе в месте изгиба' при его опускании. Угол наклона "эстакады укладочной баржи должен соответствовать углу наклона трубопровода в точке сопряжения с эстакадой. Конец первой секции, закрытый заглушкой, прикрепляют к мертвяку в береговой траншее. К другому концу первой секции, закрепленному в зажимах укладочной баржи, приваривают вторую секцию, после чего баржу передвигают по трассе перехода на длину секции и так продолжают до окончания работ. При наличии больших глубин и образовании вследствие этого больших пролетов провисания трубопровода укладываемую плеть поддерживают поплавками, которые по мере продвижения баржи и опускания плети снимают. При положительной плавучести плеть со стороны берега заливают водой. Этот способ в последнее время находит широкое применение за рубежом при укладке трубопроводов в морских условиях. В отечественной практике строительства подводных переходов применяют также способ свободного погружения трубопровода с заливом водой. Этот способ пригоден для прокладки трубопровода при любом рельефе трассы подводного перехода, при большом диапазоне диаметров труб и при различных глубинах судоходных рек со скоростью течения воды не более 2 м/сек. При укладке трубопроводов этим способом рекомендуется следующая технологическая схема производства работ. На стапеле, расположенном вдоль уреза воды, монтируют плеть. К головному концу плети приваривают вентиль диаметром 100—150 мм для подачи воды и вентиль диаметром 50 мм для выпуска воздуха. На другом конце трубопровода к заглушке приваривают вентиль диаметром 50 мм для выпуска воздуха. Подготовленную к укладке плеть спускают со стапеля на воду и заводят в створ перехода над траншеей с последующей корректировкой. При малых глубинах положение трубопровода закрепляют путем забивки свай; при больших глубинах — с помощью тросовых растяжек, закрепленных на плавучих средствах или на якорях, расположенных выше створа перехода. Затем в головной конец трубопровода начинают заливать воду. Под действием веса поступающей воды конец трубопровода изгибается в вертикальной плоскости -и постепенно погружается на дно траншеи. По мере наполнения трубопровода водой увеличивается прогиб и длина участка, уложенного на дно траншеи. При этом необходимо следить, чтобы в трубопроводе не образовывались "воздушные мешки.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1444)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |