4.3 Класифікація боліт стосовно до будівництва трубопроводів

Фізико-механічні властивостей боліт міняються із часом, причому навіть на окремих дільницях одного і того самого болота. Тому необхідна чітка класифікація боліт, особливо при інженерних роботах, коли торф'яні ґрунти проектуються як основи під трубопроводи. Для того, щоб відповісти на запитання, як здійснити будівництво і чи буде зведений трубопровід відповідати всім технічним вимогам нормальної експлуатації, при вишукуваннях, проектуванні й експлуатації необхідно знати тиск його на основу, межі можливих безаварійних деформацій трубопроводу та здатність торф'яної основи до сприйняття тимчасових або постійних навантажень.

При засипанні труби торф'яним ґрунтом для забезпечення стійкості трубопроводу проти всплиття потрібно його баластувати додатковими вантажами. Штучно створена негативна плавучість притискує трубопровід до дна траншеї. Значення від’ємної плавучості згідно СНиП 2.05.06-85 повинне складати 5% від маси витісненої рідини на 1 м труби. Неважко підрахувати, що тиск газопроводу на торф'яний поклад не буде перевищувати (0,02-0,05) МПа.

Якщо в траншею укладаються нафтопродуктопровід із баластуванням, то тиск на основу не буде перевищувати (0,2-0,6) МПа, а при закріпленні газопроводів анкерними пристроями – дорівнює нулю.

Тиск на основу величиною (0,5-0,6) МПа виникає в тих випадках, коли баластування нафто- і продуктопроводу розраховують із умови випорожнення їх в період експлуатації. Докладне вивчення науково-дослідного та виробничого досвіду показує, що несуча здатність торф'яного ґрунту перевищує, як правило, 1,0 МПа. Вищевикладене дозволяє зробити висновок, підтверджуваний практикою будівництва й експлуатації переходів трубопроводів, що болота, цілком заповнені торфом будь-якого ступеня розкладання, можуть служити основою для стальних магістральних трубопроводів.

Будь-яка будівельна класифікація боліт повинна враховувати два основних положення: спосіб ведення робіт та збереження цілісності трубопроводу на весь період експлуатації. З одного боку, цілком достатньо, щоб основою трубопроводу служили торф'яні ґрунти, що цілком заповнюють болота до мінерального дна. Це забезпечить цілісність трубопроводу.

З іншого боку – класифікація боліт повинна бути така, щоб при проектуванні та будівництві можна було визначити способи ведення робіт, а при експлуатація – можливість доступу до будь-якої дільниці переходу.

Оскільки навантаження від будівельної техніки на торф'яний поклад в (10-20) разів більше, ніж від трубопроводу, то в основі класифікації боліт повинна бути покладена їхня прохідність. За прохідністю болота поділяються на три типи (табл. 4.5).

Досвід будівництва та експлуатації трубопро­водів показав, що при класифікації боліт для визначення прохідності та підбору необхідної будівельної техніки, крім несучої здатності боліт, необхідно враховувати їх глибину та довжину.

Згідно за­пропонованого підходу болота в літній період діляться на три типи.

До першого типу відносяться болота, цілком заповнені торфом стійкої консистенції, що допускають роботу і багаторазовий прохід будівельної техніки з питомим тиском на ґрунт від (0,02 до 0,03) МПа; болота заповнені торфом нестійкої консис­тенції, глибиною до 1 м, який лежить на щільному мінеральному ґрунті при ширині болота до 1000 м; болота, глибиною до 2 м, заповнені торфом нестійкої консистенції, шириною до 500 м.

До другого типу відносяться болота, що не ввійшли в склад боліт першого типу, а саме: болота, цілком заповнені торфом (переважно сапропелеві), які допускають роботу та проходження будівельної техніки тільки за допомогою щитів, саней або доріг, що забезпечують зменшення питомого тиску на поверхню болота до 0,01 МПа.

До третього типу відносяться болота, заповнені розтікаючим торфом та водою з плаваючою торф’яною корою (сплавиною) і без сплавини, які допускають роботу тільки спеціальної техніки з використанням плаваючих засобів.

Крім того, болота поділяються на суцільні, сапропелеві та сплавинні (рис. 4.1).

а - суцільне; б - сапропелеве; в – сплавинне

Рисунок 4.1 - Типи боліт

Суцільні болота - це болота заповнені щільним торфом до мінерального дна з порівняно щільних ґрунтів. Під дією навантажень на цих болотах, в основному, проходить стискування торфу. Ґрунти твердого мінерального дна практично не деформуються (рис. 4.1, а).

Сапропелеві болота – це болота з торфом нестійкої консистенції розташовані на напіврідкій основі, що складається з намулу, який називають сапропелем.

Таблиця 4.5 – Класифікація боліт за прохідністю

Типи болотних мікроланшафтів	Типи боліт за прохідністю
	при малому зволо-женні	при сильному зволо-женні
Лісові верхові всіх типів Мохові сфагново-кущові Мохово-лісові перехідні та верхові всіх типів Трав'яні вейниково-осокові та осокові Трав'яно-мохові низинні всіх типів та перехідні осоково-сфагнові Мохові гіпново-осокові, сфагново-пушицеві та сфагново-чагарниково-пушицеві Лісові ялинові та березові Чагарникові, чагарниково-осокові та чагарниково-осоково-гіпові Трав'яні осоково-пушицеві та пушицеві (верхові). Лісові сосново-березово-осоково-сфагнові Лісові сосново-березово-гіпові та сосново-осоково-сфагнові Трав'яно-лісові низові всіх типів, чагарникові вербові та чагарниково- тростиново-осокові Трав'яні тростиново-осокові та пушицеві (низинні) Трав'яно-мохові пущицево-сфагнові (перехідні). Лісові чорновільхові Трав'яні хвощові, вахтові, тростинові та шейхцерієві Трав'яно-мохові шейхцерієво-сфагнові (перехідні та верхові) Мохові гіпнові Комплекси	І І ІІ ІІ ІІІ	ІІ ІІІ ІІ ІІІ ІІІ

Сапропелеві болота розміщені в замкнутих понижених рельєфах місцевості і часто мають круті береги. Під дією невеликих навантажень на таких болотах проходить стискування торф’яного шару, а при дії навантажень великої інтенсивності крім стискування торф’яного шару буде проходити витискування і розтікання напіврідкої основи, що може привести до розриву торф’яного шару та руйнування його поверхні (рис. 4.1,б).

Сплавинні болота – невеликі торф’яні поклади, які плавають в воді або рідкому намулі. Під навантаженням торф’яний поклад поступово зменшується і в деяких випадках може пройти його занурення (рис. 4.1, в).

В відповідності із вказаними типами боліт трубопроводи, що прокладаються через них, класифікуються наступним чином:

I категорія – трубопроводи, що прокладаються в болотах третього типу при їх глибині більше 2 м;

II категорія – трубопроводи, що прокладаються в болотах першого і другого типів (останні повинні мати глибину менше 2 м);

ІІІ категорія – трубопроводи, що прокладають в болотах першого типу.

Відкриті трав'яні болота промерзають рівномірно і тому несуча здатність промерзлого шару на таких болотах відносно висока. Мохові і лісові болота через нерівномірне промерзання (наявність пнів, дерев та чагарників) мають меншу несучу здатність. Це пов'язано ще й з тим, що поверхня покладу сприймає навантаження через купини і пні на окремих дільницях.

Дана класифікація боліт по прохідності будівельної техніки справедлива для не замерзлих боліт. У випадку промерзання болота в зимовий період незалежно від типу боліт їхня прохідність відповідно для трав'яних та для мохових й лісових боліт визначається згідно формул

, (4.14)

, (4.15)

де h – товщина промерзлого шару, при якому можлива робота будівельної техніки, м;

Q - маса будівельної техніки в робочому стані, кН.