- •6.092301 – «Нафтогазова справа»
- •Івано-Франківськ
- •4 Транспортні і земляні роботи при спорудженні
- •7 Технологія спорудження переходів через природні
- •9 Підземні переходи трубопроводів під дорогами
- •І мета і завдання дисципліни
- •1.1 Мета вивчення дисципліни
- •1.2 Задачі вивчення дисципліни
- •1.3 Рекомендації до вивчення дисципліни
- •2 Витяг з робочої програми
- •2.1 Зміст лекційного курсу
- •2.2 Зміст лабораторних занять
- •2.3 Зміст практичних занять
- •2.4 Зміст самостійної роботи
- •2.4.1 Матеріал для самостійного вивчення
- •2.4.2 Курсове проектування
- •2.4.2.1 Організація курсового проектування
- •2.4.2.2 Завдання на курсове проектування
- •2.4.2.3 Зміст курсового проекту і його об’єм
- •2.5 Зміст індивідуальних завдань
- •2.6 Перелік питань, призначених для індивідуального
- •3 Інженерна підготовка траси
- •3.1 Склад підготовчих робіт
- •3.2 Розроблення і закріплення траси
- •3.2.1 Підготовка траси
- •3.2.2 Розчистка смуги від лісу та викорчовування пнів
- •3.2.3 Видалення валунів
- •3.3 Планування будівельної смуги
- •Спорудження полиць і під’їздів
- •Контрольні запитання
- •4 Транспортні і земляні роботи при спорудженні трубопроводів
- •4.1Транспортна схема, транспортний процес і його елементи
- •4.2 Визначення необхідної кількості транспортних
- •4.3 Транспортування труб, секцій труб, будівельних матеріалів
- •4.4 Види і характеристика земельних робіт
- •4.5 Види ґрунтів
- •4.6 Технологія виконання земляних робіт
- •4.6.1 Земельні роботи в звичайних умовах
- •4.7 Засипання траншей
- •4.8 Земляні роботи в мерзлих ґрунтах
- •4.9 Земляні роботи на болотах і заводнених ділянках
- •Контрольні запитання
- •5 Ізоляційно-укладальні роботи
- •5.1 Способи очищення поверхні трубопроводу
- •5.2 Захисні покриття і вимоги до них
- •5.3 Конструкція ізоляційних покриттів
- •5.4 Способи виконання ізоляційно-укладальних робіт
- •Відстань між машинами в механізованій колоні при поєднаному способі ізоляційно-укладальних робіт наведено в табл. 5.6, а при укладанні трубопроводу роздільним способом у табл. 5.7.
- •При поєднаному способі ізоляційно-укладальних
- •Ізоляційно-укладальних робіт (розміри в м.)
- •5.5 Розрахунок параметрів ізоляційно-укладальної колони
- •5.6 Роздільний метод укладання трубопроводів
- •Розміщенні трубоукладачів в колоні
- •5.7 Контроль якості ізоляційних покриттів
- •Контрольні запитання
- •6 Криволінійні ділянки трубопроводів
- •6.1 Вільний згин трубних секцій
- •6.2 Гнуття труб
- •6.3 Виготовлення зварних колін
- •6.4 Технологія монтажу криволінійних ділянок із гнутих вставок
- •Контрольні запитання до розділу
- •7 Технологія спорудження переходів через природні та штучні перешкоди
- •7.1 Спорудження підводних переходів
- •7.1.1 Класифікація підводних переходів
- •7.1.2 Конструктивні схеми підготовчих переходів
- •7.1.3Підготовчі роботи
- •7.1.3.1 Геодезичні і гідрометричні роботи
- •7.1.3.2 Облаштування спускових доріжок
- •7.1.3.3 Футерування трубопроводу
- •7.1.3.4 Баластування трубопроводу
- •7.1.4 Земляні роботи
- •7.1.5.1 Підготовчі роботи при спорудженні підводних
- •7.1.6 Розробка підводних траншей земснарядами
- •7.1.7 Розробка підводних траншей екскаватором
- •7.1.8 Розробка траншеї скреперною установкою
- •7.2 Технологія укладання підводних трубопроводів
- •7.2.1 Укладання способом протягування
- •7.3 Технологічні розрахунки підводних трубопроводів
- •7.3.1 Розрахунок тягового зусилля
- •7.4 Стійкість підводних трубопроводів
- •7.5 Укладання підводних трубопроводів з поверхні води
- •7.5.1 Підготовка трубопроводу до укладання
- •7.5.2 Установка трубопроводу у створ
- •7.5.3 Занурення трубопроводу в траншею
- •7.5.4 Розрахунок трубопроводу при укладанні з поверхні
- •7.5.5 Укладання з розвантажуючими понтонами із
- •7.6 Технологія спорудження морських трубопроводів
- •7.6.1 Підготовка трубопроводу до укладання і укладання
- •7.6.2 Захист підводного трубопроводу від пошкодження
- •Контрольні запитання
- •8 Надземні трубороводи
- •8.1 Основні конструктивні схеми, що застосовують при
- •8.2 Прямолінійна прокладка без компенсації поздовжніх
- •8.3 Прокладання трубопроводу з компенсаторами
- •8.4 Зигзагоподібна прокладка трубопроводів у вигляді «змійки»
- •8.5 Прямолінійне прокладання трубопроводів зі слабозігнутими ділянками
- •8.6 Паралельне прокладання трубопроводів
- •8.7 Висячі системи, що застосовуються для прокладання надземних трубопроводів
- •8.8 Розрахунок висячих систем переходів трубопроводів
- •8.8.1 Визначення навантажень на висячі системи переходів і розрахунок трубопроводів
- •8.8.2 Розрахунок несучих канатів в одно ланцюговій системі
- •8.8.3 Розрахунок несучих линв у вантових фермах
- •8.8.4 Розрахунок вітрових линв у вигляді одноланцюгової висячої системи
- •8.8.5 Розрахунок вітрових відтяжок
- •8.9 Розрахунок деталей конструкцій висячих систем переходів трубопроводів
- •8.9.1 Розрахунок підвісок несучих линв
- •8.9.2 Розрахунок опорних подушок (блоків) для несучих і вітрових канатів
- •8.9.3 Розрахунок талрепів
- •8.9.4 Основні положення розрахунку пілонів
- •8.9.5 Основні положення розрахунку анкерних опор і
- •8.10 Висячі системи переходів у вигляді провислої нитки
- •8.10.1 Конструкція переходів у вигляді провисаючої нитки
- •8.10.2 Розрахункові положення
- •8.10.3 Монтаж трубопроводів у вигляді провислої нитки
- •8.11 Аркові переходи
- •8.11.1 Системи аркових переходів і їх конструктивне
- •8.11.2 Однотрубні арочні переходи без спеціальних опор
- •8.11.3 Переходи, що складаються з двох і більше зв’язаних
- •8.11.4 Переходи з допоміжними конструкціями, що
- •8.11.5 Переходи, в яких трубопроводи не приймають участі
- •8.11.6 Опори аркових переходів трубопроводів
- •8.11.7 Розрахунок аркових переходів
- •8.11.8 Розрахунок трьохшарнірних арок
- •8.11.9 Розрахунок двохшарнірної арки
- •8.11.10 Розрахунок безшарнірної арки
- •8.11.11 Розрахунок аркових переходів з врахуванням
- •Контрольні запитання
- •9 Підземні переходи трубопроводів під дорогами та іншими штучними перешкодами
- •9.1 Характеристика штучних перешкод
- •9.2 Конструкції переходів
- •9.2.1 Переходи під залізними дорогами
- •9.2.2 Перехід під автомобільною дорогою
- •9.3 Технологія спорудження переходів
- •Зусиль від гідравлічних домкратів
- •9.4 Розрахунок потужності при горизонтальному бурінні
- •9.5 Віброударне буріння
- •9.5.1 Проходка вібробурінням
- •(Вид зверху)
- •9.6 Розрахунок на міцність захисного футляра (кожуха)
- •9.7 Деталі переходів
- •Контрольні запитання
- •Список посилань на джерела
4.5 Види ґрунтів
Ґрунтом називають будь які гірські породи, як рихлі, так і монолітні, що залягають в межах зони вивітрювання, включаючи ґрунт, який є об’єктом інженерно-будівельної діяльності людини.
Ґрунти можуть представляти високоміцні монолітні скальні породи (скальні ґрунти), а також породи, що складаються з окремих елементів (крихкі ґрунти).
Скальні ґрунти володіють високою міцністю і деформативністю під дією зовнішнього навантаження в основному за рахунок стискання матеріалу ґрунту. Тому деформації монолітних скальних ґрунтів дуже малі.
Рихлі ґрунти складаються з окремих елементів, розмір яких може змінюватися в широкому діапазоні, суттєво впливаючи на фізико-механічні характеристики ґрунтів.
Скальні ґрунти складаються в основному із магматичних і метаморфічних порід (граніти, базальти, діорити, порфіри, гнейси, мармури, кварцити та інші). Що стосуються рихлих ґрунтів, та в залежності від розмірів окремих елементів або частинок ґрунту, їх поділяють на крупнообломочні, піщані і глиняні. Крупнообломочні ґрунти містять більше 50 % по вазі частинок розміром більше 2 мм; піщані – сипучі ґрунти, в сухому стані містять менше 50 % по вазі частинок розміром більше 2 мм; глинисті-зв’язані ґрунти володіють здатністю змінювати властивості в залежності від насичення водою від в'язко-текучого стану до твердого. Крім того, глинисті і піщані ґрунти поділяються за розмірами частин на більш диференційовані види: пороховатий суглинок, супіски, а також на торфовані ґрунти і торфи (табл. 4.3).
Таблиця 4.3 – Характеристика ґрунтів
Вид ґрунту |
Особли-вості ґрунту |
Склад частинок, % |
||||
Глинистих 0,002мм |
Пилуватих 0,002 - 0,05 мм |
Піщаних |
Гравій-них 2-40 мм |
|||
0,05-0,25 мм |
0,25-2,0 мм |
|||||
Глина |
Тяжка глина |
60 |
Не регламенту-ється |
Не регламенту-ється |
Не регламент-тується |
<10 |
Глина |
60-30 |
|||||
Сугли-нок |
Тяжкий |
30-20 |
Менше чим частин піщаних та гравійних разом |
Не регламенту-ється |
Не регламент-тується |
<10 |
Середній |
20-15 |
|||||
Легкий |
15-10 |
Закінчення таблиці 4.2
Вид ґрунту |
Особли-вості ґрунту |
Склад частинок, % |
||||
Глинистих 0,002мм |
Пилува-тих 0,002 - 0,05 мм |
Піщаних |
Гравій-них 2-40 мм |
|||
0,05-0,25 мм |
0,25-2,0 мм |
|||||
Пилува-тий сугли-нок |
Тяжкий |
30-20 |
Більше чим частин піщаних та гравійних разом |
Не регламенту-ється |
Не регламент-тується |
<10 |
Легкий |
15-10 |
|||||
Супсь |
Тяжка крупна |
10-5 |
<30 |
− |
Більше 50 |
<10 |
Легка крупна |
5-2 |
|||||
Тяжка мілка |
10-5 |
− |
Менше 50 |
|||
Легка мілка |
5-2 |
|||||
Пилю-кова супісь |
Тяжка |
10-5 |
>30 |
Не регламенту-ється |
Не регламен-тується |
<10 |
Легка |
<5 |
|||||
Пісок |
Крупний |
<2 |
<10 |
Частинок крупніших 0,5 мм більше 50 % |
|
|
Середній |
Частинок крупніших 0,25 мм більше 50 % |
<10 |
||||
Мілкий |
Частинок крупніших 0,25 мм менше50% |
<10 |
||||
Пилю-ковий пісок |
Пилюко-вий пісок |
<2 |
10-30 |
Не регламентується |
<10 |
|
Гравій |
Крупний |
Не регламентується |
Частинок крупніших 2 мм більше 50 % Частинок крупніших 4 мм більше 35 % |
|
||
Мілкий |
Не регламентується |
Частинок крупніших 2 мм більше 50 % Частинок крупніших 4 мм більше 35 % |
|
Властивості ґрунтів в період спорудження магістральних трубопроводів не залишаються постійними, а змінюються в залежності від зміни вологості, температури і порушення структури ґрунтів.
Вид ґрунту, його фізико-механічні властивості визначаються, як правило, лабораторним аналізом. Проте в процесі спорудження часто виникає необхідність визначення фактичного стану ґрунтів для встановлення їх групи, яка визначає важкість їх розроблення земле копальними машинами. Способи визначення ґрунтів в польових умовах наведені в табл. 4.3.У таблиці 4.4 наведено класифікацію ґрунтів за важкістю розроблення. Класифікацію ґрунтів за фізико-механічними властивостями наведено в таблиці 4.5 4.7.
Таблиця 4.4 – Класифікація ґрунтів за важкістю розроблення
Характеристика ґрунтів |
Група ґрунтів за важкістю розроблення |
||||
екскаваторами |
бульдо-зерами |
скре-перами |
грейде-рами і автог-рейде-рами |
||
одноков-шевими |
багатоков-шевими |
||||
Галька і гравій розміром, мм: до 80 |
|||||
до 80 |
І |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
більше 80 з домішками каменю |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
Гіпс м’який |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
Продовження таблиці 4.4
Характеристика ґрунтів |
Група ґрунтів за важкістю розроблення |
|||||||
екскаваторами |
бульдо-зерами |
скре-пера-ми |
грейде-рами і авто-грейде-рами |
|||||
одноко-вшевими |
багато-ковше-вими
|
|||||||
Глина: |
||||||||
жирна, м’яка або насипна з домішками щебеню, гравію і каміння 10% |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
|||
жирна, м’яка або насипна з домішками щебеню, гравію і каміння більше10% |
ІІІ |
ІІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
|||
морена з валунами в кількості по об’єму до 30 % |
ІV |
ІV |
ІІІ |
ІІІ |
ІІІ |
|||
сланцева |
ІV |
ІV |
ІІІ |
ІІІ |
ІІІ |
|||
тверда |
ІV |
ІV |
ІІІ |
ІІІ |
ІІІ |
|||
Ґрунт рослинного слою |
||||||||
без коренів та з коренями з домішками гравію, щебеню |
І |
І |
І |
І |
І |
|||
Ліс |
||||||||
нормальної вологості, рихлий, з домішками гравію та гальки |
І |
ІІ |
І |
І |
І |
|||
затвердлий |
ІV |
ІV |
ІІІ |
ІІ |
ІІ |
|||
Мул м’який |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
Продовження таблиці 4.4
Характеристика ґрунтів |
Група ґрунтів за важкістю розроблення |
|||||
екскаваторами
|
бульдо-зерами |
скре-пера-ми |
грейде-рами і автог-рейдера-ми |
|||
одно-ковше-вими |
багато-ковше-вими
|
|||||
Мерзлі ґрунти піщані і супіщані, попередньо розрихлені |
ІІ |
ІІ |
ІІІ |
ІІІ |
ІІІ |
|
Мерзлі ґрунти глинисті і суглинисті, попередньо розрихлені |
V |
V |
ІІІ |
ІІІ |
ІІІ |
|
Пісок всіх типів |
І |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ-ІІІ |
|
Скальні ґрунти попередньо розрихлені |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
|
Скальні ґрунти, які не потребують розрихлення |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
|
Суглинок |
||||||
легкий і лессовидний |
І |
І |
І |
І |
І |
|
також усіх видів з домішками гравію, щебеню |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
|
Супісок |
||||||
усіх видів, а також з домішками гравію та щебеню або каменю більше 10 % |
І |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
|
усіх видів, а також з домішками гравію та щебеню, каменю більше 10 % |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
ІІ |
Закінчення таблиці 4.4
Характеристика ґрунтів |
Група ґрунтів за важкістю розроблення |
||||||
екскаваторами |
бульдо-зерами |
скре-пера-ми |
грейде-рами і автог-рейдера-ми |
||||
одно-ковше-вими |
багато-ковше-вими
|
||||||
Торф |
|||||||
без коренів та з коренями товщиною до 30 мм |
І |
І |
І |
І |
І |
||
з коренями товщиною більше 30 мм |
ІІ |
ІІ |
І |
І |
І |
||
Трепел слабкий |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
ІV |
||
Чорнозем та каштанові ґрунти |
|||||||
нормальної вологості |
І |
І |
І |
І |
І |
||
затверділі |
ІІ |
ІІ |
ІІІ |
ІІ |
ІІІ |
||
Щебінь різний з домішками каменю |
ІІ |
ІІ |
ІІІ |
ІІІ |
ІІІ |
Таблиця 4.5 – Значення кутів природного спаду при
різних ґрунтах, град
Ґрунт |
Характеристика |
||
сухий |
вологий |
мокрий |
|
Гравій |
40 |
40 |
35 |
Пісок: великий середній дрібний |
30 28 45 |
32 35 35 |
27 25 15 |
Суглинок |
50 |
40 |
30 |
Родючий ґрунт |
40 |
35 |
25 |
Торф без коріння |
40 |
25 |
14 |
Таблиця 4.6 – Допустима крутизна відкосів траншей
Ґрунт |
Глибина виїмки, м |
|||
до 1,5 |
до 3 |
|||
кут між напрямами відкоса і горизонтом, град |
відношення висоти відкоса до його закладання |
кут між напрямами відкоса і горизонтом, град |
відношення висоти відкоса до його закладання |
|
Насипний |
76 |
1:0,25 |
45 |
1:1 |
Піщаний і гравійний, вологий (ненасичений) |
63 |
1:0,5 |
45 |
1:1 |
Глинистий: супсь суглинок глина |
76 90 90 |
1:0,25 1:0 1:0 |
56 63 76 |
1:0,67 1:0,5 1:0,25 |
Лесовий сухий |
90 |
1:0 |
63 |
1:0,5 |
Таблиця 4.7 – Розрихлюваність ґрунтів
Ґрунт |
Початкове збільшення об’єму ґрунту після розробки, % |
Остаточне розрихлення ґрунту, % |
Галька |
26-32 |
6-9 |
Глина ломова |
26-32 |
6-9 |
Глина: м’яка, жирна морена сланцева |
24-30 26-32 26-32 |
4-7 6-9 6-9 |
Продовження таблиці 4.7
Ґрунт |
Початкове збільшення об’єму ґрунту після розробки, % |
Остаточне розрихлення ґрунту, % |
Гравій дрібний і середній |
14-28 |
1,5-5 |
Родючий ґрунт: без коріння з корінням і домішками |
20-30 14-28 |
3-4 1,5-5 |
Лес: нормальної вологості сухий |
14-28 24-30 |
1,5-5 4-7 |
Мергель |
33-37 |
11-15 |
Глина: м’яка, жирна морена сланцева |
24-30 26-32 26-32 |
4-7 6-9 6-9 |
Гравій дрібний і середній |
14-28 |
1,5-5 |
Родючий ґрунт: без коріння з корінням і домішками |
20-30 14-28 |
3-4 1,5-5 |
Лес: нормальної вологості сухий |
14-28 24-30 |
1,5-5 4-7 |
Опоки |
33-37 |
11-15 |
Закінчення таблиці 4.7
Ґрунт |
Початкове збільшення об’єму ґрунту після розробки, % |
Остаточне розрихлення ґрунту, % |
Пісок: без домішок з домішкою щебеню і гравію |
8-17 14-28 |
1-2,5 1,5-5 |
Розбірна скала |
30-45 |
10-20 |
Скальні розрихлені ґрунти |
45-50 |
20-30 |
Солонець і солончак м’які |
14-28 |
1,5-5 |
Суглинок: легкий і лесовидний з домішкою щебеню і гравію |
14-28 26-32 |
1,5-5 6-9 |
Суглинок: важкий з домішкою щебеню і гравію |
24-30 26-32 |
4-7 6-9 |
Супісок: без домішок з домішкою щебеню |
8-17 14-28 |
1-2,5 1,5-5 |
Торф |
20-30 |
3-4 |