книги / Типовые расчеты при сооружении и ремонте газонефтепроводов
..pdfПри 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)
M np= \M j =qmpe2/\6 |
(3.37) |
Это условие выполняется, если величина переднего и заднего свесов
^,= 0,354^ = 0,207L |
(3.38) |
Максимально возможная длина между коником и роспуском при выполнении данной операции
£max |
fl 6WR2 |
(3.39) |
|
|
Ятр |
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:
Т |
|
$ г р |
t |
S nop |
+ + |
(„к, |
|
(3.40) |
р |
|
|
|
|
||||
|
ч^ср.гр |
Vср.пор |
|
п'*пр |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||
где Sep - длина пути груженого |
трубовоза; Snop - длина пути порожнего |
|||||||
трубовоза; v ^ p - средняя скорость груженого трубовоза (табл.3.12); |
|
|||||||
Vср.пор - средняя скорость порожнего трубовоза; |
/в |
- |
время, |
|||||
затрачиваемое соответственно |
на |
погрузку и выгрузку; кпр - коэффициент, |
||||||
учитывающий возможные простои |
к„р- 1,2-1,3. |
|
|
|
||||
Число рейсов одного трубовоза в сутки |
|
|
|
|||||
|
|
д г - |
ТР"п |
|
|
|
(3.41) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тр
где Тсут- часы работы трубовоза в сутки.
Общее число необходимых рейсов для перевозки среднего числа
поступающих в сутки труб |
|
N p =Qcp/ q p |
(3.42) |
где Qcp - 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 |
25-30 |
20-25 |
|
Автогрейдерная |
|
||
грунтовая сухая |
|
ДО 10 |
|
Грунтовая увлажненная |
до 15 |
|
|
Сыпучий песок |
до 10 |
до 10 |
|
Снег неуплотненный |
5 |
5 — |
j |
Необходимое число трубовозов (плетевозов) |
|
|
|
|
ncp= N p / N l |
|
(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 |
hT DH+ 0,8 м , для трубопроводов диаметром 1000 мм и более - не менее
hT = DH+1,0 м . Ширина траншеи по дну для трубопроводов диаметром до 700 мм принимается не менее B=DH+0,3 м, для трубопроводов диаметром 700 мм и более - не менее В = 1,5-Д,. Для трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм при рытье траншей с откосами круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до В—DH+ 0,5 м.
Профиль траншеи в соответствии со СНиП 12-04-2002 [12Ô] 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.3.18,6). |
|
|
ж |
А |
|
W |
1 |
|
|
г1 |
'“Л г л 7 |
|
Ж |
|
|
i J+L-сГ |
Рис.3.18. Профили траншей:
а - с вертикальными откосами; 6 - 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:
2с |
Я |
(3.44) |
К |
|
|
Из формулы (3.44) видно, что при сгр 0 |
= 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.
|
Крутизна откосов траншей |
|
||
JSfoJyfo |
Виды грунтов |
Крутизна откоса (отношение его |
||
высоты к заложению) при глубине |
||||
пп |
|
1,5 |
выемки, м, не более |
|
1 |
Насыпные неслежавшиеся |
3,0 |
5,0 |
|
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 фунта у бровки откоса имеется нагрузка q (например, работающий экскаватор), то в зависимости от значения сгр, предельное значение нагрузки q должно быть менее, чем
2с
Япр |
ф |
|
(3.45) |
|
|
||
Щ 45 |
- |
|
|
При q^q„p критическая высота вертикального откоса |
0. |
||
При условии работающей вблизи отрытой траншеи техники |
|||
(см.рис.3.18,а) в работе [9] получено следующее выражение критической |
|||
глубины вертикального откоса: |
2с |
|
|
к Р = |
|
|
|
|
|
|
|
a tg\ |
d |
45“ - <Ргр |
(3.46) |
|
|
|
|
У е с т ^ Ф г р |
-+ atg<p.Ф |
|
|
___________Ч__________ |
|
a ^ 4 5 “+ ^ - j - ^ p
В формулах (3,44) - (3.46):
Уест~ удельный вес грунта в естественном состоянии; сгр- сцепление грунта;
<ргр - 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 организационно технологической 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 а |
|
||
Глубина |
|
Грунт ненасыпной |
|
|
выемки, м |
песчаный |
супесчаный |
суглинистый |
глинистый |
|
Расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до |
|||
|
1,5 |
ближайшей опоры машины, м |
|
|
1.0 |
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,
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 |
1 |
2 |
выми |
|
|
|
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% |
IV |
|
|
|
|
сланевая |
|
III |
|
III |
|
твердая |
IV |
|
III |
|
III |
тяжелая ломовая |
III |
- |
III |
- |
III |
|
2 |
3 |
4 |
Продолжение табл.3.15 |
|
1 |
5 |
6 |
|||
Грунт |
II |
|
I |
I |
|
растительного |
|
|
|
|
|
слоя без корней |
|
|
|
|
|
и с корнями с |
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
гравия, щебня |
|
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
строительного |
|
|
|
|
|
мусора |
|
|
|
|
|
Лёсс: |
|
|
|
|
|
естественной |
1 |
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 |
V |
|
III |
|
|
Мерзлые грунты |
|
|
|
||
глинистые и |
|
|
|
|
|
суглинистые, |
|
|
|
|
|
предварительно |
|
|
|
|
|
разрыхленные |
IV |
|
|
|
|
Опоки |
- |
- |
- |
- |
|
Песок всех |
I |
II |
II |
II |
Н-Ш |
видов (кроме |
|
|
|
|
|
сухого, |
|
|
|
|
|
сыпучего |
|
|
|
|
|
барханного и |
|
|
|
|
|
дюнного), в том |
|
|
|
|
|
числе с |
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
щебня, гравия и |
|
|
|
|
|
гальки |
IV |
|
|
|
|
Скальные |
|
|
|
|
|
грунты, |
|
|
|
|
|
предварительно |
|
|
|
|
|
разрыхленные |
|
|
|
|
|
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 |
И |
|
II |
|
II |
|
II |
II |
и лёссовидный |
|
|
|
|
|
|
|
|
тяжелый, а |
|
|
|
|
|
|
|
|
также всех |
|
|
|
|
|
|
|
|
видов с |
|
|
|
|
|
|
|
|
примесью |
|
|
|
|
|
|
|
|
гравия, щебня, |
|
|
|
|
|
|
|
|
булыг и |
|
|
|
|
|
|
|
|
строительного |
|
|
|
|
|
|
|
|
мусора |
I |
|
II |
|
II |
|
II |
II |
Супесок всех |
|
|
|
|||||
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 |
| |
- |
| |
- |
| |
- |
| |
1 |
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
Чернозем и |
|
|
|
|
|
|
каштановые |
|
|
|
|
|
|
земли: |
|
|
|
|
|
|
естественной |
1 |
1 |
1 |
|
I* |
I |
влажности |
|
|
|
|
|
|
отвердевшие |
II |
|
И |
III |
II |
III |
Щебень всякий, |
II |
|
|
III |
|
|
а также с |
|
|
|
|
|
|
примесью булыг |
|
|
|
|
|
|
Пески сухие |
Вне |
|
|
III |
Вне |
|
сыпучие |
группы |
|
|
|
группы |
|
(барханные и |
|
|
|
|
|
|
дюнные) |
|
|
|
|
|
|
Впереувлажненных сыпучих грунтах, в местах переходов и на участках малых радиусов кривизны используют менее производительные одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой. Рытье траншей по трассе должно выполняться
сопережением изоляционно-укладочных работ на 2-8 км. Разрывы между граничащими захватками (перемычки) устраняются одноковшовыми экскаваторами.
Внаиболее благоприятных условиях ( при коэффициенте сменности 1,4) дневная производительность разработки траншей под трубопроводы диаметрами 1220-1420 мм достигает роторным экскаватором 500 м, одноковшовым экскаватором 100 м. Каждый из применяемых экскаваторов в отдельности не может обеспечить возрастающие темпы строительства, поэтому используют различные комплекты машин [97,98].
Во избежание непроизводительных затрат и повышения темпа земляных работ в 1,5-3 раза рекомендуются три дифференцированных способа разработки траншей при следующих комплектах машин:
для первого способа - одноковшовые экскаваторы и бульдозеры; для второго способа - роторные экскаваторы и бульдозеры; для третьего способа - роторные экскаваторы (рис.3.19, 3.20).
Эффективность, например, первого дифференцированного способа разработки траншеи подтверждается графиком расчета производительности, приведенном на рис.3.21.
Засыпка траншей производится бульдозерами и специальными траншеезасыпателями роторного или шнекового типа.
При разработке и засыпке траншей для пересчета объемов работ разрыхленного грунта на объем в плотном состоянии при невозможности замера последнего. Грунт замеряется и оплата производится как за его разработку в плотном теле.
Рис.3.19. Профили траншей, разрабатываемых дифференцированно бульдозером и одноковшовыми экскаваторами:
а - пионерная траншея глубиной до 0,9 м разрабатывается продольными проходами бульдозера-рыхлителя; б - пионерная траншея глубиной более 0,9 м разрабатывается продольными проходами бульдозера-рыхлителя; в - пионерная траншея разрабатывается поперечными проходами бульдозера рыхлителя (размеры в м)