2. Трубопроводи

Встановлюємо розміри і форму поперечного перерізу траншей для магістрального та розподільчого (польового) трубопроводів.

Форма поперечного перерізу траншеї залежить від ґрунтових та гідрогеологічних умов на об’єкті будівництва. Згідно ВБН [10] в нескельних ґрунтах природної вологості, що розташовані вище ґрунтових вод, і при відсутності близько підйомних споруд, влаштування траншей з вертикальними стінками без кріплень може здійснюватися на глибину, м, не більше:

• в супісках 1,25;

Глибина траншеї (Н_тр) визначається за формулою:

Н_тр = Н_пр + D, м

Н_пр - глибина промерзання грунту для даного району, в курсовому проекті приймаємо Н_пр = 0,8 м.

D – зовнішній діаметр трубопроводу (вихідні дані).

Мінімальна ширина траншеї по дну приймається згідно [10]; при розробці одноківшевими екскаваторами, ширина траншеї повинна бути не менше ширини ріжучої кромки ковша екскаватора з додаванням 0,15 м в супісках.

Після проведення попередніх розрахунків отримуємо два типи поперечних перетинів траншей під трубопроводи з різними розмірами.

Рис. 1.5 Схеми поперечного перетину траншей для трубопроводів:

а – прямокутна, б - трапецеїдальна

В результаті визначення форми та розмірів поперечного перетину траншей для трубопроводів встановлюємо технологічну послідовність виконання робіт по їх будівництву та визначаємо об’єми цих робіт.

По трасі траншеї виконується зняття рослинного шару на глибину h_зр.= 0,3 м. Ширина зняття рослинного шару грунту повинна перекривати смугу, на якій розташовані, безпосередньо, траншея та кавальєр мінерального грунту.

Розрахунки ширини зняття рослинного і мінерального шару В_р.ш. та дальності переміщення рослинного і мінерального грунту L_зр. виконуються згідно схеми, що приведена на рис. 1.6.

Рис. 1.6. Схеми для визначення ширини зняття рослинного шару грунту та дальності його переміщення

Згідно схеми ширина смуги знятого рослинного шару дорівнює:

В_р.ш. = 0,2 + В_тр. + 3 + В₀ , м

Площа перерізу рослинного грунту, що зрізається:

F_р.ш. = В_р.ш. h_зр, м²

Площа перерізу мінерального грунту у виїмці (м2):

F_м = (B_тр + т (Н_тр - h_зр)) (Н_тр - h_зр), м²

Площа перерізу кавальєрів рослинного і мінерального грунту визначається шляхом множення відповідної площі перерізу в природному стані на коефіцієнт розпушення К_р, який приймається згідно [15]. Висота відвалу рослинного грунту для однобічного розташування відвалів вздовж каналу визначається за формулою:

, м

де m_в, m_н - коефіцієнти закладання верхового і низового укосів відвалу.

Висота кавальєру мінерального грунту (Н₀) визначається аналогічно, виходячи з F_м, а ширина його основи: В₀ =2 Н₀.

Відстань переміщення рослинного грунту в тимчасовий кавальєр при зрізуванні становить:

Lтр = 0,5 B_тр + а₁ + B₀ +а₂ + т_в h₀, м

Виконуємо розрахунки для польового трубопроводу :

1. Встановлюємо площу перерізу мінерального грунту у виїмці :

2. Знаходимо площу перерізу кавальєру мінерального грунту :

3. Встановлюємо висоту відвалу мінерального грунту і ширину його основи:

;

;

4. Встановлюємо ширину зрізки рослинного грунту :

5. Встановлюємо площу перерізу рослинного грунту у виїмці (h_зр.= 0,3 м) :

6. Знаходимо площу перерізу кавальєру рослинного грунту :

7. Встановлюємо висоту відвалу рослинного грунту і ширину його основи:

;

;

8. Встановлюємо відстань переміщення рослинного грунту в тимчасовий кавальєр при зрізуванні :

Виконуємо розрахунки для господарського трубопроводу :

1. Встановлюємо площу перерізу мінерального грунту у виїмці :

2. Знаходимо площу перерізу кавальєру мінерального грунту :

3. Встановлюємо висоту відвалу мінерального грунту і ширину його основи:

;

;

4. Встановлюємо ширину зрізки рослинного грунту :

5. Встановлюємо площу перерізу рослинного грунту у виїмці (h_зр.= 0,3 м) :

6. Знаходимо площу перерізу кавальєру рослинного грунту :

7. Встановлюємо висоту відвалу рослинного грунту і ширину його основи:

;

;

Встановлюємо відстань переміщення рослинного грунту в тимчасовий кавальєр при зрізуванні :

Об'єми земляних робіт на всю довжину трубопроводів визначаємо множенням відповідних площ поперечних перерізів на довжину відповідних трубопроводів.

Площа планування укосів траншеї:

, м²

Об’єм розробки мінерального ґрунту в траншеї обчислюється з врахуванням попередньо знятого рослинного шару грунту на глибину 0,3 м.

Об’єм розробки ґрунту в приямках під стики труб можна підрахувати виходячи із того, що їх об’єм не перевищує 2 % від загального об’єму вийнятого ґрунту (для трубопроводів з окремих труб), об’єм розробки грунту під колодязі – 1...2 %.

Після механізованої розробки та зачистки ґрунту, як правило на дні траншеї залишається недобір до проектної позначки, тому обсяги ручних робіт ґрунту приймаємо в розмірі 3 % від об’єму вийнятого ґрунту [12].

Після розробки грунту у виїмці та зачистки дна траншеї здійснюємо монтаж трубопроводів з виконанням всіх необхідних для цього попередніх технологічних операцій.

По закінченню монтажу трубопроводу на визначених дільницях виконується його часткова засипка мінеральним грунтом у відповідності з вимогами [12, п.4.9]. при цьому здійснюється засипання нижньої зони м’яким грунтом на висоту 0,5 м над верхом азбестоцементних, залізобетонних та пластмасових труб, а для інших труб – на 0,2 м над верхом труб з підбиванням пазух та пошаровим ущільненням.

Після проведення попереднього випробування верхня зона траншеї засипається мінеральним грунтом і виконується кінцеве випробування трубопроводу.

Заключним етапом в рекультивація будівельної смуги рослинним грунтом, який повертається на трасу трубопроводу з тимчасового кавальєру.

Результати обчислень обсягів робіт заносимо в таблицю 1.3.