Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология строительства систем и сооружений водоснабжения и водоотведения. Учебное пособие
.pdf
При трассовой схеме трубы раскладывают вдоль траншеи и сваривают с применением передвижных сварочных установок в непрерывную нитку методом наращивания.
Монтаж стальных трубопроводов. Особенностью сооружения магистральных стальных трубопроводов является непрерывное линейное
перемещение фронта работ, при котором основные технологические
процессы неоднократно повторяются. Это такие работы: подготовка и
расчистка трассы; развозка труб и укрупненных на трубосварочной базе
трубных секций; их сварка в непрерывный трубопровод (нитку); отрывка траншей вдоль трубопровода; очистка, изоляция и укладка трубопровода в траншею (рис. 18); испытание и засыпка трубопровода.
Рис. 18. Схемы расположения трубоукладчиков и машин в изоляционно-укладочной
колонне при совмещенном способе производства работ
для трубопроводов различных диаметров
а — 529 —820 мм; б — 1020 мм; в — 1220 мм; г — 1420 мм; ОЧ — очистная маши-
на; ИЗ — изоляционная машина; СТ — сушильная установка; L1,L2 — расстояние
между трубоукладчиками и группами трубоукладчиков
61
Строительство таких трубопроводов, как правило, ведут поточным
методом, предусматривающим расчленение основных технологических
процессов на отдельные комплексы и операции и последовательное их
выполнение специализированными подразделениями. Основным из них
является передвижная механизированная колонна, которую с технологической точки зрения можно рассматривать как комплексную, способную выполнять основные работы поточным методом при высокой степени специализации и комплексной механизации технологического
процесса и одновременно способную обеспечить высокие темпы прокладки трубопровода.
Для изоляции стыков трубопровода в траншее используют те же
приямки, что и при сварке стыков, а горячую мастику подают непосредственно к ним, что в целом усложняет производство работ и замедляет темпы прокладки трубопроводов.
Поэтому при наличии на трассе достаточного количества кранов или
кранов-трубоукладчиков, а также возможностей для сварки отдельных
труб и секций в плети или в непрерывную нить, более эффективной является укладка трубопровода плетями или непрерывной ниткой, для
чего их с бермы траншеи укладывают на дно четырьмя или тремя кранами-трубоукладчиками, из которых трубоукладчик К1 опускает плеть
на дно траншеи, высвобождает мягкий захват и переходит в новое положение перед трубоукладчиком К3. Затем трубоукладчик К2 опускает
плеть и переходит в положение впереди К1 и т.д.
Процесс укладки сопровождается остановками, вызванными необходимостью перехода последнего трубоукладчика в голову колонны.
При укладке трубопровода во избежание резких его перегибов в вертикальной и горизонтальной плоскостях Краны-трубоукладчики расставляют на определенных расстояниях друг от друга в зависимости от
диаметра укладываемых труб. Так, при диаметре труб до 529 мм это
расстояние составляет 15—25 м; при диаметре 529 км — 30 м; 720
мм — 35 м; 1020 мм — 30—45 м; 1220, 1420 мм — 30—40 м. Высота
подъема изолированной плети или нитки над землей не должна превышать 1 м при работе тремя и более трубоукладчиками и 0,8 м при работе двумя трубоукладчиками (во время перехода одного из трубоукладчиков в новое положение трубопровод при этом опускают на землю).
2.6.3. Гидравлические испытания трубопроводов
Гидравлическое испытание является наиболее экономичным и простым; оно применимо для любых трубопроводов. Однако недостатком
является необходимость вытеснения воды и опасность ее замерзания
зимой. Для испытания применяют насосы или наполнительные агрегаты, производящие закачку воды, и гидравлические прессы или опрессо-
62
вочные агрегаты, обеспечивающие подъем внутреннего давления. При
небольших объемах испытаний применяют компактные перевозные
установки и гидравлические прессы.
Гидравлические испытания напорных трубопроводов. Существуют два основных вида испытаний трубопроводов — предварительное и окончательное. Предварительное гидравлическое испытание
напорных трубопроводов на прочность, а также окончательное на герметичность производят внутренним испытательным давлением. По достижении испытательного давления опрессовочные агрегаты останавливают и трубопровод выдерживают на прочность.
Рис. 19. Схема испытания трубопроводов: 1 — уложенный трубопровод; 2 — вен-
тили (задвижки); 3 — манометры; 4 — гидравлические прессы; 5 — трубки для
выпуска воздуха; 6 — временные упоры; 7 — заглушки
Металлические, асбестоцементные, железобетонные трубопроводы должны выдерживаться не менее 10 мин., а пластмассовые не менее
30 мин. Окончательное гидравлическое испытание начинают, если с
момента их засыпки грунтом и заполнения водой прошло для труб металлических, асбестоцементных и полиэтиленовых не менее 24 ч, а для
железобетонных — не менее 72 ч. После давление в трубопроводе поднимают до испытательного и поддерживают его в течение всего периода испытаний. Если фактические утечки воды не превышают допустимые, то участок трубопровода признается выдержавшим окончательные
испытания.
Гидравлические испытания безнапорных трубопроводов. Безнапорные самотечные трубопроводы испытывают дважды: до засыпки
(предварительное испытание) и после засыпки (окончательное испытание). Испытывают их заполнением водой по участкам между смежными
колодцами, причем заполняют с верхнего колодца. Заполненный участок трубопровода выдерживается в течении суток. Выявленные дефекты устраняют, после чего трубопровод заполняют водой до первоначального уровня. Трубопровод считают выдержавшим испытание, если
при осмотре его не обнаружено видимых утечек воды.
63
Окончательное испытание заключается в определении утечки воды и сопоставлении ее с допустимой. Испытание должно продолжаться
не менее 30 мин., а понижение уровня воды в колодце должно быть не
более 20 см.
2.6.4. Бестраншейная прокладка трубопроводов
В стесненных условиях городской застройки при наличии интенсив-
ного городского движения, большого количества других инженерных
сетей, с которыми пересекаются трубопроводы, целесообразнее использовать закрытые методы прокладки труб, не требующие устройства
траншей. Трубопроводы под дорогами с интенсивным движением или
при пересечении с другими существующими коммуникациями прокладываются в защитных кожухах или футлярах большего диаметра, чем
диаметр прокладываемого трубопровода.
Для защитных кожухов (футляров) применяют стальные трубы:
бесшовные горячекатаные, сварные прямошовные и спиральношовные.
Горячекатаные применяют только для кожухов переходов трубопроводов диаметром до 273 мм, а для трубопроводов больших диаметров используют обычно крупноразмерные сварные прямо- или спиральношовные трубы.
Диаметр стального защитного кожуха зависит от диаметра рабочего
трубопровода, типа его изоляционного покрытия и величины необходимого монтажного зазора, а толщина его стенки — от применяемого
способа его прокладки (табл. 19).
Длину кожуха определяют, исходя из ширины дорожного полотна
или дорожной насыпи, зоны безопасности трассы пересекаемого трубопровода и рекомендуемых нормативных расстояний.
Стальные трубопроводы и кожухи предохраняют от коррозии асбесто- или песчаноцементными, асфальтоцементо-битумными, эпоксидными или полимерными антикоррозийными покрытиями, наносимыми
на их поверхность. Указанные покрытия обладают высокой прочностью, что позволяет применять бестраншейный способ прокладки изолированного кожуха. Кроме отмеченной пассивной защиты кожухов
при прокладке их в грунтах средней, повышенной и весьма высокой
коррозионной способности применяют активную защиту, используя
катодную поляризацию.
Закрытую прокладку труб кожухов (футляров) выполняют в основном способами прокола, продавливания, горизонтального бурения,
микротоннелирования, а для прокладки коллекторов больших диаметров и тоннелей применяют щитовой и штольневый способы подземных
проходок. Выбор каждого из этих способов производят с учетом кон-
64
кретных условий и факторов строительства трубопроводов и коллекторов, включая диаметр и длину труб, грунтовые и гидрогеологические
условия, точность прокладки, требования к противокоррозионной изоляции, экономическую целесообразность и др.
Рис. 20. Способ прокола труб (общая схема работ)
1 — наконечник; 2, 3 — приямки; 4 — прокалываемая труба; 5 — шпалы; 6 —
направляющая рама; 7 — нажимной патрубок; 8 — гидродомкраты; 9 — опорный
башмак; 10 — упорная стенка; 11 — насосная станция; 12 — маслопроводы;
13 — нажимная заглушка; 14, 16 — рабочий и приемный котлованы;
15 — обводной лоток
При любом из бестраншейных способов прокладки труб отрывают
рабочий и приемный котлованы, а затем монтируют соответствующие
механизированные установки. На берме рабочего котлована подготовляют трубы, изолируют их, оснащают наконечниками (при проколе)
или режущей головкой и шнеком (при горизонтальном бурении). После
этого краном опускают их в рабочий котлован на направляющую раму
и с помощью домкратов производят их прокол, продавливание или горизонтальное бурение.
Размеры рабочего котлована определяют в зависимости от диаметра
прокладываемого трубопровода, глубины его заложения и конструкции
направляющей рамы. Так, при диаметре трубопровода 159—436 мм
длина рабочего котлована составляет 10—13 м, а ширина — 2,2—2,4 м.
Глубина его в зависимости от типа направляющей рамы принимается
на 0,1—0,3 м больше глубины заложения трубопровода.
Размеры приемного котлована назначаются с учетом возможности
проведения сварочных и монтажных работ при соединении рабочей
трубы с основным трубопроводом и конструкции уплотнительных
сальников на конце рабочего трубопровода.
Длина приемного котлована по дну должна быть не менее 1—1,5 м,
а ширина — 2,3—2,4 м. Крепление стенок рабочего и премного котлованов выполняют в соответствии с указаниями проекта производства
работ.
65
Тип и количество вдавливающих устройств, способных развить тре-
2
0
π
c упл
T
R
P M Lf
u
c
R
упл
0
u
T
M
тр
πP I D L
буемое усилие, выбирают в соответствии с необходимым расчетным
усилием вдавливания, которое зависит от диаметра и длины прокладываемого трубопровода, а также вида грунта. Необходимое нажимное
усилие для продвижения в грунте прокладываемой трубы определяют
расчетом.
Необходимое нажимное усилие определяют по формуле
, (5)
где
— радиус сечения отверстия (скважины) в грунте;
— коэффициент сопротивления грунта;
— пористость грунта до прокалывания;
— масса 1 м трубы (футляра), кг;
L — длина проходки (прокола), м;
f — коэффициент трения стали о грунт.
Количество домкратов в установке зависит от необходимого нажимного усилия Р.
Приближенное необходимое усилие для продавливания трубы
, (6)
где I — сила трения грунта по поверхности трубы, равная 20…25 Кн на
1 м2 поверхности трубы, м;
Dтр — наружный диаметр трубы, м;
L — общая длина продавливания трубы, м.
Способом продавливания ведут прокладку не только стальных труб,
но и железобетонных коллекторов и тоннелей из элементов различной
замкнутой по периметру формы (табл. 18).
Процесс бурения и прокладки звеньев трубопровода в скважину может быть раздельным и совмещенным. При раздельном вначале бурят
скважину, а затем, после извлечения из нее бурового инструмента, протаскивают трубопровод. При совмещенном методе одновременно с
продвижением бурового инструмента прокладывают трубу.
Способом горизонтального бурения можно проходить выработки
для бестраншейной прокладки трубопроводов практически любых диаметров с относительно меньшими усилиями, чем при проколе или продавливании.
66
Таблица 18
Наружный диаметр,
мм
Толщина стенки защитного
кожуха, мм, при способе
прокладки
Наружный диаметр,
мм
Толщина стенки защитного кожуха, мм,
при способе прокладки
Рабочего
трубо-
провода
Защит-
ного
кожуха
Откры-
том
Бестраншейном
Рабочего
трубо-
провода
Защитного
кожуха
Открытом
Бестраншейном
Горизон-
тальное
бурение
Про-
дав-
лива-
ние,
про-
кол
Горизонталь-
ное бурение
Продавливание
и прокол
159
219
273
325
426
530
630
325
377
426
530
630
720
820
8
9
9
9
10
10
10
8
9
9
10
10
10
10
9
10
11
12
12
12
12
720
820
920
1020
1220
1420
920
1020
1220
1220
1420
1720
10
10
10
10
11
16
10
11
11
11
12
16
12
14
14
14
14
16
Требуемые диаметр и толщина стенок защитного кожуха (футляра)
67
Способ
Трубопровод
Наилучшие грунтовые
условия применения
Скорость
проход-
ки, м/ч
Необходимое
усилие вдав-
ливания, кН
Ограничения
к применению способа
диаметр,
мм
длина,
м 1 2
3 4 5
6
7
Прокол
механический
с помощью:
Домкратов
Гидропроколом
Вибропроколом
Грунтопрокалывателями
Пневмопробойниками
Продавливание
50—500
100—200
400—500
500
89—108
300—400
400—2000
80
40
20
40—60
40—60
40—50
70—80
Песчаные и глинистые
без твердых включений
Песчаные
и супесчаные
Несвязные песчаные,
супесчаные и плывуны
Глинистые
Мягкие грунты до III
группы
В грунтах I—III групп
3—6
1,6—14
3,5—8
2,5—2
30—40
(без рас-
ширите-
лей)
0,2—1,5
148—2450
250—1600
5—7,5
0,75—25
4500
В скальных и кремнистых
грунтах не применяется
Способ возможен при наличии
источников воды и мест для
сброса пульпы
В твердых и скальных грунтах
не применяются
То же
В грунтах с повышенным во-
донасыщением и с малым
сцеплением не применяется
В плывунных грунтах способ
не применим
Горизонтальное
бурение
325—1720
70
В песчаных и глинистых
грунтах
1,5—19 —
При наличии грунтовых вод
способ не применяется
Таблица 19
Рекомендуемые способы бестраншейной прокладки трубопроводов
68
Для продавливания труб применяют насосно-домкратные установки
из двух, четырех, восьми и более гидравлических домкратов усилием
по 500…3000 кН каждый с ходом штока 1,1…2,1 м, работающие от
насосов высокого давления.
Одним из эффективных способов бестраншейной прокладки трубопроводов с предварительным устройством горизонтальной скважины
является применение пневматических пробойников. С помощью пневмопробойников можно устраивать в грунте скважины с уплотненными
стенками диаметром 63…400 мм и длиной до 40…50 м, в которых прокладывают трубопроводы. Пневмопробойник представляет собой самодвижущуюся в грунте пневматическую машину ударного действия. Его
корпус является рабочим органом, образующим скважину, а ударник,
размещенный в корпусе, совершает под действием сжатого воздуха
возвратно-поступательные движения и наносит удары по переднему
торцу корпуса, забивая его в грунт. Обратному перемещению корпуса
препятствуют силы трения его о грунт. Благодаря осевой симметрии и
значительной своей длине (1,4—1,7 м) пневмопробойник при движении
в грунте сохраняет заданное направление.
Щитовая проходка, применяемая при устройстве коллекторов и тоннелей, предусматривает разработку грунта под прикрытием щита и закрепление коллектора или тоннеля сборными чугунными, железобетонными тюбингами или монолитным бетоном, а также керамическими
блоками. Щитовую проходку ведут обычно с помощью проходческого
щита, изготовленного в виде металлической оболочки, диаметр которой
равен наружному диаметру сооружаемого тоннеля. Ее применяют в тех
случаях, когда другие, ранее рассмотренные способы бестраншейной
прокладки трубопроводов, применять не представляется возможным.
Процесс прокладки дюкеров через водные преграды отличается повышенной сложностью и трудоемкостью работ. Подготовка к прокладке дюкера заключается: в устройстве и оборудовании береговой и плавучей монтажных площадок; в планировке участка строительства и
устройстве подъездов; в установке стапеля; в подготовке транспортных
средств и такелажа (лебедки, полиспасты, якоря и др.); в подготовке
силовых и электроосветительных сетей; в доставке плавучих средств
(баржи, понтоны, катера и др.); в закреплении створа дюкера; в проведении гидрологических и гидрогеологических измерений. После выполнения подготовительных работ приступают к разработке береговых
и подводных траншей.
Дюкеры через мелкие реки и ручьи сооружают в основном в траншеях, прокладываемых в период мелководья. При этом могут быть использованы следующие способы работ: с временным перекрытием русла дамбой; с проходом экскаватора по дну водотока; с отводом водного
потока на период прокладки дюкера в другое русло; работой экскаватора с берега.
69
Береговые траншеи разрабатывают с берега экскаваторами, оборудованными обратной лопатой или драглайном. Непосредственно перед
началом разработки подводных траншей выполняют следующие подготовительные операции.
и детали устройств спусковых дорожек а — схема протаскивания трубопровода;
г — рельсовая дорожка; д — тележка; е — организация спусковой дорожки
1 — поплавки; 2 — трубоукладчик; 3 — трубопровод; 4 — канат; 5 — стационар-
ные роликовые опоры; 6 — трактор (тягач); 7 — приямок; 8 — узкоколейные те-
лежки; 9 — основание; 10, 11 — опорный и направляющий ролики; 12 — рельсо-
вый путь; 13 — отводной путь; 14 — якорь; 15 — сварочные посты; 16 — лебедка;
17 — трубы; 18 — стапели (через 5 м); 19 — сплавной канал; 20 — бульдозер;
21 — утяжеляющие грузы; 22 — плавучие опоры (понтоны); 23 — экскаватор;
Рис. 21. Схема протаскивания трубопровода дюкера по дну
б — роликовая дорожка для спуска трубопровода; в — роликовая опора;
в виде канала с водой;
24 — водолазная станция; 25 — перемычка; 26 — катер;
27 — насосный опрессовочный агрегат
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]