4.2 Сооружение переходов гнп через автомобильные и железные дороги

Способы прокладки переходов под железными и автомобильными дорогами. Подготовительные работы при сооружении перехода. Подбор необходимой техники и материалов для сооружения перехода. Установка защитного патрона. Установка опорно-центрирующих устройств на трубопроводе. Протаскивание плети в защитный патрон. Заделка межтрубного пространства на торцах патрона. Установка вытяжных свеч. Предварительное испытание и очистка полости перехода через дорогу. Оформление документации.

Основным способом сооружения подземных переходов трубопроводов под дорогами является бестраншейный способ, исключающий повреждение полотна дорога, а также планового и высотного положения рельсов и твердого покрытия автодорог или каналов.

Бестраншейным способ называют потому, что при прокладке как кожуха, так и трубопровода не устраивают открытой траншеи. Технологическая схема выполнения работ по бестраншейной прокладке переходов включает следующие основные операции:

- подготовительные работы;

- прокладку кожуха под полотном дороги;

- прокладку трубопровода внутри кожуха;

- устройство уплотнений, вытяжной свечи или колодца, отводной канавы.

Подготовительные работы на строительстве переходов под дорогами включают доставку необходимой техники и оборудования, подготовку их к основной операции – прокладке кожуха под дорогой, а также выполнения некоторого объёма планировочных и земляных работ.

Основной объём подготовительных земляных работ составляет устройство рабочего и приемного котлованов. Котлованы отрывают на глубину, несколько ниже той, на которой должен укладываться кожух. Рабочий котлован имеет размеры, позволяющие установить в нём все необходимые машины и механизмы и выполнять работы, связанные с укладкой кожуха. Размеры приемного котлована должны быть такими, чтобы в нём можно было выполнить необходимые монтажные работы по присоединению дополнительных труб перехода или по устройству герметизирующего соединения кожуха с трубой.

Прокладка кожуха под дорогой может быть выполнена различными методами: прокалыванием, продавливанием, горизонтальным бурением и виброударным способом. В исключительных случаях могут применяться методы, используемые в шахтном строительстве, связанные с применением специальной горнопроходческой техники и технологии.

В настоящее время основным является способ горизонтального бурения, наиболее эффективный при прокладке кожухов большого диаметра. При малых диаметрах труб (до 700 мм) могут использоваться способы прокалывания и продавливания.

Способ прокалывания заключается в следующем. Лобовую часть кожуха оснащают специальным заостренным наконечником, диаметр которого на 30-40 мм больше наружного диаметра кожуха. С помощью специальных домкратов, установленных в рабочем котловане и упирающихся в заднюю стенку котлована, вдавливают наконечник в грунт. По мере внедрения кожуха в грунт его наращивают дополнительными заранее приготовленными секциями. При таком способе прокладки кожуха требуется очень большое усилие продавливания, так как при внедрении его в грунт происходит уплотнение грунта наконечником, т. е. приходится преодолевать лобовое сопротивление грунта и силу трения наружной поверхности кожуха о грунт.

При укладке способом прокалывания следует иметь в виду, что минимальная глубина заложения трубы должна быть 3 м, так как при меньшей глубине поверхность грунта над трубой вспучивается, что совершенно недопустимо при пересечении железных дорог.

Способ продавливания позволяет избежать этого недостатка. Суть продавливания заключается в том, что кожух вдавливается в грунт открытым концом, а поступающий внутрь кожуха грунт удаляется.

Для уменьшения сил трения головную часть трубы оснащают специальным режущим кольцом, имеющим диаметр на 30-40 мм больше диаметра основной трубы. Усилие продавливания создается домкратами, установленными в специальном котловане.

Грунт из трубы удаляется механическими приспособлениями или гидроразмывом с последующей откачкой пульпы. Во избежание размыва полотна гидроразмыв нельзя применять при пересечении железных и автомобильных дорог I-III категорий. С помощью метода продавливания можно прокладывать трубы диаметром до 1400 мм. Однако следует иметь в виду, что этот метод позволяет проходить за одну смену лишь 2-3 м при диаметре труб 1000-1200 мм. Усилия продавливания при этом достигают от 140 до 300 тс.

Основным недостатком описанных методов прокладки труб под дорогами является необходимость либо постепенного наращивания длины внедряемых в грунт труб, либо наращивание толкающих элементов, поскольку длина хода поршней домкратов колеблется в пределах 1-2 м.

Способ горизонтального бурения позволяет прокладывать кожух сразу на полную длину.

В створе перехода отрывают рабочий котлован, в котором размещают прокладываемый кожух. Кожух укладывают на ролики точно по оси перехода как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Рабочий котлован имеет форму траншеи, длина которой на 10 м больше длины кожуха, а ширина по низу на 1 м больше диаметра кожуха и по верху на 1,5 м больше ширины силовой установки, закрепленной на трубе-кожухе и перемещающейся вместе с ним по мере его внедрения в грунт.

Внутрь кожуха помещают буровой инструмент и шнековый транспортёр. Буровой инструмент режет грунт впереди трубы, при этом скважина получается несколько больше, чем диаметр кожуха. Грунт, поступающий в кожух, перемещается по кожуху шнековым транспортёром, который одновременно приводит во вращение и режущую головку бурового инструмента. Сам транспортёр вращается силовой установкой.

Установка крепится к трубе с помощью сцепного устройства и удерживается в необходимом положении трубоукладчиком. Подача кожуха вперед осуществляется с помощью лебедки, совмещённой с силовой установкой, усилие от которой передается через тросы на опору. Опора представляет собой одну-две трубы диаметром 400-500 мм, помещённых в специально отрытую траншею длиной до 10 м. Разрабатываемый грунт из трубы высыпается в рабочий котлован.

В настоящее время используются установки УГБ-2, ГБ-1421, ГБ-1422, позволяющие прокладывать трубы (кожухи) диаметрами 1220 и 1420мм с регулируемой скоростью проходки от 0,3 до 10 м/ч при осевом усилии без полиспаста до 8 тс. С полиспастом осевое усилие может достигать 80 тс.

После укладки кожуха в него протаскивают заранее подготовленный рабочий трубопровод. После протаскивания устанавливают сальники, вытяжные свечи, оборудуют приёмные колодцы, отводящие канавы, полностью восстанавливают начальное состояние придорожных сооружений, а также ландшафт местности. На последнее должно обращаться особое внимание, так как не восстановленный рельеф начинает интенсивно деформироваться под влиянием дождей, ветра и др. климатических факторов.