Сооружение подводных трубопроводов

перед нанесением на него зачерняющего материала освобождают от снега. В качестве зачерняющего материала можно использо­ вать угольную пыль, золу’ пылеугольных котлов, представляю­ щую собой отходы. ТЭЦ, мелкий пылеватый песок. Толщина слоя посыпки должна составлять около 1 мм.

Опыт проведения земляных работ в зимний период подтверж­ дает возможность создания подводных траншей при наличии в водоеме ледяного покрова. Выполнение подводных земляных ра­ бот в зимние месяцы, несмотря на ряд сложностей, способству­ ет повышению фондоотдачи землеройной техники, уменьшает сро­ ки и стоимость, в ряде случаев, строительства всего трубо­ провода. Подводные земляные работы на переходах, сооружае­ мых в зимних условиях, выполняются по следующим организа­ ционным схемам:

разработка зимой подводной траншеи полного профиля на всю длину подводной части перехода;

полная или частичная разработка подводной траншеи в лет­ них условиях с доработкой ее перед укладкой трубопровода в зимних условиях.

При больших объемах разработки подводного грунта и незна­ чительном движении донных наносов целесообразно выявить воз­ можность и целесообразность устройства подводных траншей земснарядами большой производительности до ледостава и воз­ можность перезаглубления подводной траншеи с учетом заносимости в период ледостава или дополнительных работ, связанных с удалением наносов, выпоняемых в зимних условиях механизма­ ми меньшей производительности.

Выбор схемы производства подводных земляных работ осуще­ ствляется на основе технико-экономических расчетов. Подвод­ ные земляные работы в зимних условиях могут выполняться:

плавучими земснарядами, перемещающимися в прорези; земснарядамц и грунторазраоатывающими устройствами, уста­

навливаемыми на льду; скреперными установками; экскаваторами;

средствами малой механизации грунтососами и гидроэлева­ торами.

Способ рытья подводных траншей и необходимое оборудование определяют в зависимости от объемов земляных работ, сроков строительства, группы грунтов, состояния ледяного покрова, скоростей течения и климатических условий.

Перед началом работ по устройству подводных траншей в зимних условиях заблаговременно готовят земснаряды, пульпо­ проводы, а также оборудование для устройства и поддержания майн и ледокольных работ, проводят инструктаж персонала, обслуживающего землеройную технику.

Земснаряды, предназначенные для работы в зимних условиях, подлежат до начала ледостава тщательному профилактическому обслуживанию, а в необходимых случаях и ремонту. Земснаряды

должны быть оборудованы системой отопления для обогрева ме­ ханизмов, трубных коммуникаций и рабочих помещений. В машин­ ном отделении корпуса земснаряда должна быть положительная температура даже при самых низких расчетных температурах наружного воздуха в данной местности.

Для систематического наблюдения за температурой воздуха в машинном отделении земснаряда должны быть установлены термо­ метры. Оборудование, расположенное на открытом воздухе, за­ крывают кожухами. Смазку в редукторах меняют на зимнюю. В стыках труб, задвижек и клапанов ликвидируют течи. За­ движки и арматуру, работающие на открытом воздухе, помещают в ящики с опилками.

Оборудование, предназначенное для поддержания майн, долж­ но быть заблаговременно смонтировано и опробовано. При под­ готовке пульпопровода к работе в зимний период необходимо обеспечить его гибкость без нарушения герметичности стыков, а также возможность перемещения при движении земснаряда. Шаровые соединения пульпопровода должны быть очищены от грязи и смазаны зимней смазкой. Применять шланги для транс­ портирования пульпы нецелесообразно, так как они ненадежны в работе.

Для быстрого устранения неисправностей, возможных при эксплуатации земснаряда, подготавливают запас быстроизнапшвающихся деталей. Земснаряд должен быть обеспечен комплектом инструментов и приспособлений, запасом смазочных и уплотняю­ щих материалов, необходимых для эксплуатации.

Подготовка земснаряда к работе в зимних условиях должна заканчиваться к моменту установления ледяного покрова, до­ пускающего использование ледорезных машин для устройства майны. Продолжительность периода эксплуатации земснарядов в зимних условиях определяется датой наступления зимнего ледо­ става и намеченным сроком укладки подводного трубопровода с учетом продолжительности ремонта земснаряда в зимний период. Срок укладки подводного трубопровода намечается в зависимо­ сти от срока завершения строительства всего трубопровода, принятой схемы укладки и ледовых условий.

Объем работ, планируемый для земснаряда в зимних услови­

летний период для заданных условий работы в смену;Гр - пла­ нируемый период эксплуатации земснаряда в зимних условиях, сут; Пс - число рабочих смен в сутки; ксн - коэффициент сни­ жения производительности земснаряда в зимних условиях, ори­ ентировочно равный 0,7.

Если планируемый объем земляных работ, определенный по формуле (3.57), невозможно выполнить к намеченному сроку ук­

ладки трубопровода, необходимо использовать дополнительные технические средства для устройства подводной траншеи.*

В зимний период целесообразна круглосуточная работа зем­ снарядов. Работа земснаряда обеспечивается двумя звеньями рабочих: одно звено обслуживает земснаряд, другое устраивает майны. Звено земснаряда выполняет все работы по эксплуатации и техническому обслуживанию земснарядов, а также поддержанию майн. В звено по обслуживанию земснаряда на каждую смену до­ полнительно включаются два рабочих для поддержания майны. На рис. 3.14, 3.15, 3.16 показаны схемы поддержания майн. Выбор схемы поддержания майны зависит от наличия необходимого обо­ рудования и организации работ по устройству майны.

Звено по устройству майны выполняет все ледорезные, ледокольны, ледоуборочные и вспомогательные работы, необходимые для бесперебойной р а б о т земснаряда, в том числе:

доставку на земснаряд горюче-смазочных материалов, запас­ ных частей, инструмента и т.п.;

устройство мертвяков для папильонажиых и становых тросов; перекладку тросов земснаряда; передвижку звеньев пульпопровода:

При круглосуточной работе земснаряда работа звена, заня­ того устройством майн, организуется обычно в Д®е сменЫ-

В начале работ земснаряд выводят на намеченную точку створа по кратчайшему расстоянию. Для вывод3 земснаряда в створ устраивают чистую майну, длина которой немного больше длины корпуса, а ширина на 2,5-3 м бтплпе вв*Р8®ы коРпУса

земснаряда. Земснаряд перемешают на освободавПШЙСЯ от лвда участок, далее лед перед земснарядом разрезают 83 ко_ торые выводят на земснаряд. После »uvг»да ДДР1 земснаряд опять подвигают на освободившйся участок майны-

Для устройства майны перед земснарядом л е д !« 3Р ^ т н а карты, которые либо выводят за земснаряд на освоиодиишитя участок майны после перемещения земснаряда, л8^ под лед. При выводе карт за земснаряд, их разР633*” вдоль’ а

Рис. 3.14. Схема подпердяяип мцин пневматическим

при утапливании под лед - поперек направления движения зем­ снаряда. На проточных водоемах (реках) выводят карты за зем­ снаряд с низовой стороны.

Майну перед земснарядом устраивают по мере его продвиже­ ния. При устройстве майны в толстом, свыше 1 м, ледяном по­ крове целесообразно выпонить искусственное ограничение тол­ щины льда, которое может быть выполнено с использованием различных утеплителей: торфяной крошки, опилок и т.п. Для предотвращения развеивания утеплителя разровненную его по­ верхность можно при сильном морозе обрызгать водой для соз­ дания поверхностной тонкой ледяной корки.

Выбор способа поддержания майн в зоне работы земснарядов зависит от условий проточности водоемов. Если земснаряды ус­ танавливаются вне русла рек, в заливах или замкнутых басс­ ейнах, т.е. на малопроточных и непроточных водоемах, то май­ ны поддерживают пневмоустановками или низконапорными цирку­ ляционными установками (потокообразователями), перемешиваю­ щими придонные более теплые слои воды с поверхностными.

При организации работ с использованием земснарядов должно быть предусмотрено безопасное место (урез траншеи или затон) для отстоя земснаряда перед началом ледохода.

Разрабатывать несвязные грунты земснарядом в зимних усло­ виях целесообразно траншейным способом, при котором зем­ снаряд перемещается прямолинейно вдоль траншеи по становым тросам. При траншейном способе ведения работ требуется мини­ мальная ширина майны, принимаемая на 1,5-2 м больше ширины корпуса земснаряда. Для обеспечения проектной глубины тран­ шеи и ширины ее по низу земснаряд должен работать с пере-

где Ъ - проектная ширина подводной траншеи по низу; a - угол естественного откоса подводной траншеи, принимаемый по про­ екту.

Связные грунты целесообразно разарабтывать способом пареллельного папильонажа. Требуемая ширина майны (в м) в этом случае может быть определена по формуле:

Пульпопровод устанавливают на санные полозья и перемещают по льду.

При строительстве подводных переходов протяженностью 100300 м на реках глубиной свыше 2 м подводные траншеи в зим­ них условиях можно разрабатывать скреперной установкой. От­ вал грунта производят на берегу в створе перехода. Грунт в несмерзшемся состоянии перемещают в поперечном направлении

На мелководных участках подводного перехода при достаточ­ ной прочности льда разработку подводной траншеи осуществляют одноковшовым гидравлическим экскаватором или драглайном с удлиненной стрелой, установленным на стальном листе (’’пене”). Перемещение экскаватора на ”пене” по льду осущест­ вляется бульдозером, находящемся на берегу, и соединенным тросом с ’’пеной”. Траншея роется обычно с переуглублением, так как за счет оплывания подводного грунта происходит уполаживание откосов.

3.6. РАЗРАБОТКА БЕРЕГОВЫХ И ПРИУРЕЗНЫХ ТРАНШЕЙ

Земляные рабЬты на береговых и приурезных участках под­ водных переходов могут включать: рыхление при необходимости тяжелого глинистого, скального или мерзлого грунта; срезку крутых береговых склонов с транспортировкой грунта в сторону от створа перехода; разработку приурезной траншеи до проект­ ного профиля, а также, при необходимости, спусковой, запол­ няемой водой, береговой траншеи; устройство водоотводных ка­ нав или глиняных перемычек, предотвращающих сток воды по траншее в русло; засыпку уложенного трубопровода на берего­ вых участках. Конкретный набор работ зависит от категории грунтов, рельефа местности, сезона строительства, а также способов прокладки трубощювода.

Схема организации работ при комплексной разработке под­ водной, береговой и приурезной траншей с использованием двух бульдозеров, экскаватора и земснаряда приведена на рис. 3.17. при этом плодородный слой почвы должен срезаться буль­ дозером на ширину раскрытия траншеи и перемещаться в отдель­ ный отвал. Расстояние от подошвы отвала плодородного слоя грунта до подошвы отвала минерального грунта должно быть не менее 3 м. Размеры отвалов должны определяться с учетом коэффициента рыхления грунта.

Верхние слои грунта в береговой и приурезной траншеях разрабатываются мощным бульдозером, например марки Д355А, на глубину до отметок, содержащих увлажненный грунт. Разработка грунта осуществляется способом параллельных проходок с пере­ мещением его в обе стороны ga расстояние до 100 м. Грунт пе­ ремещается с подъемом до 10 в отвалы на бровках траншеи.

При достижении установленной отметки (см. рис. 3.17, б) бульдозер перебазируется на другой берег реки, устанавлива­ ется одноковшовый экскаватор, например марки НД1500, в комп­ лексе с бульдозером меньшей мощности. При совместной работе бульдозера и экскаватора, бульдозером производится перемеще­ ние разработанного грунта на расстояние до 60 м от экскава­ тора в отвалы на бровках траншеи.

а

Рис. 3.17. Схема комплексной разраоотки подводной, приурезной и береговой траншей:

среднего рабочего горизонта воды в реке. При достижении от­ метки дна траншеи, при которой разработка грунта из-под воды экскаватором становится по производительности практически нецелесообразной, дальнейшую разработку ведут земснарядом. Глубина разработки траншеи экскаватором из-под воды зависит от грунта и составляет обычно 2-3 м.

При помощи земснаряда, например типа ТЗР151, разрабаты­ вается траншея на прибрежных участках и в русле реки глуби­ ной до 10 м. При разработке подводного грунта образующаяся траншея имеет вначале крутые откосы, постепенно осыпающиеся на ее основание.

Значительные сложности возникают при устройстве береговых траншей в мерзлых грунтах при отрицательных температурах воздуха. Глубина траншей может достигать 5-6 м. Чтобы облег­ чить выполнение работ, грунт на участке береговой траншеи предохраняют от промерзания. При большой протяженности бе­ реговых траншей целесообразно предохранить грунт от промер­

полняется на глубину 35-40 см с перекрытием ходов на 0,2-0,3 м на полосе шириной на 1 м более ширины траншеи (по 50 см в каждую сторону от бровки). Если рытье траншеи намечено на вторую треть зимы, рыхление грунта выполняют на глубину не менее максимального промерзания.

Выпавший снег является хорошим теплоизолирующим материа­ лом, предохраняющим грунт от глубокого промерзания. В тран­ шеях со значительной шириной поверху снегозадержание выпол­ няют установкой снегозадерживающих щитов. Возможным являет­ ся использование других теплоизолирующих материалов, на­ пример древесных отходов (опилок).

Глубина промерзания неутепленного грунта может быть опре­ делена по формуле:

где hr - максимальная глубина промерзания грунта для данной местности, определяемая по данным метеорологических станций; Rn, Rr - сумма среднесуточных отрицательных температур воз­ духа с момента появления льда (число отрицательных градусодней), соответственно за рассматриваемый и весь зимний период.

Необходимая толщина теплоизолирующего слоя может быть найдена по формуле:

ще Ап - глубина промерзания за определенное число градусодней; Ко - коэффициент, учитывающий вид грунта и утепляю­ щего материала, принимаемый по табл. 3.15.

Рытье траншей в мерзлых грунтах на береговых участках мо­ жет быть выполнено с помощью роторных экскаваторов. Предва­ рительное рыхление прочных мерзлых грунтов может быть осуще­ ствлено механическим или буровзрывным способом. При рытье береговых траншей одноковшовым экскаватором предварительное рыхление мерзлого грунта необходимо осуществлять при толщи­ не мерзлоты более 0,4 м.

Механическое рыхление может выполняться тракторным рыхли­ телем или экскаватором, оборудованным клин-бабой.

При помощи земснарядов верхней слой грунта снимают на глубину ниже горизонта воды, чтобы предотвратить промерзание грунта в забое земснаряда. Надводные забои сильно услож­ няют производство работ, так как мерзлый грунт образует козырьки, закрывающие забой при своем обрушении. Практика показала, что гидромонитором мерзлый грунт размывается ис­ ключительно медленно, фрезы земснаряда не способны разраба­ тывать мерзлые глыбы козырьков, оттаивают же они исключи­ тельно медленно.

3.7.ЗАСЫПКА ГРУНТОМ ТРУБОПРОВОДОВ, УЛОЖЕННЫХ В ПОДВОДНЫЕ ТРАНШЕИ

Трубопроводы, уложенные в траншеи, засыпаются грунтом до проектных отметок, назначаемых с учетом предохранения трубо­ проводов от всякого рода механических воздействий для со­ здания таких русловых условий, которые предшествовали строи­ тельству подводного перехода. Уложенный на дно траншей»* и испытанный трубопровод перед засыпкой должен быть осмотрен водолазом. В процессе водолазного обследования устанавли­ ваются:

местные подмывы, провисания и сдвиги трубопровода от оси трассы, а также его отклонения от проектных отметок;

нарушения антикоррозийной изоляции и футеровки; правильность положения балластных грузов на трубопроводе. В местах обнаруженных дефектов устанавливаются буйки и

принимаются меры по ликвидации этих дефектов. В тех местах, вде трубопровод неплотно прилегает к грунту, делается его подбивка песком или гравием, как правило, при помощи гидро­ монитора, так, чтобы все пустоты под трубопроводом были пол­ ностью заполнены. Засыпать трубопроводы разрешается после устранения всех дефектов и проверки соответствия отметок верха трубопровода проектным. Превышение фактических от­ меток трубопровода не должно быть больше 10 см.

Подводные траншеи после укладки трубопровода засыпают до отметок, предусмотренных проектом. Толщина слоя грунта над трубопроводом должна быть не менее проектной или превышать проектную не более чем на 20 см. Засыпка траншей может про­ изводиться плавучими земснарядами, гидромониторными установ­ ками, а в случае отсутствия подводных резервов ш т а - с шаланд, барж-площадок. Если разработка подводной трашпеи вы­ полнялась экскаватором, установленным на понтоне, то и за­ сыпка может выполняться этим же механизмом. В зимнее время

водства работ в зимний или летний период, ширины траншеи, глубины воды, скоростей течения и объемов работ. Если физи­ ко-механические свойства местного грунта не позволяют ис­ пользовать его для засыпки траншеи, то применяют привозной грунт или гравий.

Засыпка нижней по течению нитки на русловом участке пе­ рехода выполняется одновременно с разработкой траншеи верх­ ней нитки, если:

физико-механические свойства грунтов приемлемы; разработка траншей осуществляется землесосными или земле­

черпальными снарядами; имеется возможность в течение одной навигации последова­

тельно разработать две траншеи и уложить в них трубопроводы. При определении объемов засыпки подводных траншей геоме­ трический объем по проектным профилям увеличивают на объем грунта, уносимого течением за пределы траншеи при ее за­ сыпке, и уменьшают на объем донных наносов, поступающих

в траншею.

Перед началом работ по засыпке траншей с транспортировкой грунта на шаландах или баржах;

обозначают буйками место отсыпки (ось трубопровода); подсчитывают объем грунта, необходимый для засыпки тран­

шей с учетом потерь, особенно при наличии течения; заготавливают грунт и оборудуют место для погрузки его

на баржи, если погрузка не будет производиться с причала. Загрузка шаланд или барж производится из резервов на бе­

регу (причале) экскаваторами или грейферными кранами. За­ грузка производится равномерно по всей площади во избежание опасного крена. Для обеспечения непрерывности работы транс­ портировку грунта производят обычно не менее чем двумя бар­ жами. Буксировка производится буксирными катерами.

При засыпке траншей любым способом должны приниматься меры по уменьшению потерь грунта от сноса течением. В этих целях засыпка должна производиться по трубам и лоткам, концы которых опускаются непосредственно к трубопроводу. Если за­ сыпка производится грейферным краном, то ковш для разгрузки опускается под воду на максимально возможную глубину. Пра­ вильность засыпки трубопровода грунтом периодически проверя­ ется футштоком или при помощи водолаза. При необходимости поверхность засыпки планируется при помощи струи гидромони­ тора.

Для засыпки грунтом подводных траншей с несамоходной бар­ жи используется плавучий кран с грейферным ковшом. Плавучий грейферный кран устанавливается у верхней по течению бровки траншеи с расчетом использования полного вылета стрелы по ширине траншеи и разгрузки баржи с одной стоянки. Наиболее рациональными схемами являются такие, при которых требуется наименьшее число заброшенных якорей и перестановок плав­ крана по длине траншеи.