Дипломная работа: Прокладка нефтепровода через водные преграды
Пневмопроходка с помощью указанных пневмопробойников типа "Крот" применяется для устройства сквозных и глухих горизонтальных и наклонных скважин с уплотненными стенками диаметром 63—400 мм и длиной до 40—50 м, через которые прокладывают трубопроводы. Пневмопробойник представляет собой самодвижущуюся 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 длине (1,4—1,7 м) пневмопробойник при движении в грунте сохраняет заданное направление.
Для устройства скважины пневмопробойник запускают в грунт из входного приямка в направлении приемного. В ходе движения пневмопробойник своим коническим передним концом уплотняет грунт, раздвигая его и стороны, и образует скважину. Для восприятия усилий в момент запуска пневмопробойника из приямка и увеличения точности проходки используют стартовые устройства, создающие силы трения на его корпусе (для пнеомопробойников ИП-4603, ИП-4605) либо поджимающие его к забою (СО-134). Для уменьшения искривления скважины в сложных условиях и при значительной длине проходки к пневмопробойнику крепят специальную насадку — удлинитель. При обеспечении точного запуска пневмопробойника отклонение скважины от проектного положения на длине 20 м, как правило, не превышает 0,2—0,3 м по вертикали и 0,05—0,1 м по горизонтали.
При проколе стальных труб с помощью пневмопробойников (рис. 10.3, г) их используют в качестве ударного узла, присоединенного к заднему торцу трубы и забивающему ее в грунт. На переднем торце трубы крепят конусный наконечник. При этом возможны два варианта технологии работ: забивка трубы в грунт и забивка ее в лидирующую скважину (в устойчивых глинистых грунтах). При забивке трубы в грунт пневмопробойник присоединяют к заднему торцу трубы с помощью специальной переходной втулки. Сварные стыки труб по мере их забивки обязательно усиливают продольными накладками (4—6 шт. в зависимости от диаметра) длиной 200—300 мм, расположенными равномерно по окружности. Особое внимание при стыковке следует обращать на соосность секций трубопровода.
С помощью пневмопробойника можно заменять старые трубы подземной прокладки новыми того же или большего диаметра. Для этого первую секцию нового трубопровода присоединяют к удаляемому (в случае разных диаметров — с помощью конического переходника), а старую трубу по мере выхода в приемный приямок обрезают и удаляют. Пневмопробойником можно также извлекать из грунта стальные трубы диаметром до 800 мм. Длина извлекаемых труб зависит от грунтовых условий (сцепления грунта с поверхностью трубы). При извлечении труб из грунта пневмопробойник используют в качестве ударного механизма, прикрепленного к переднему торцу трубы с помощью специального приспособления.
Ширину подводных траншей на мелководных и приурезных участках следует принимать с учетом ширины и осадки грунторазрабатывающего судна (с запасом под днищем), возможных колебаний уровня воды, а также перемещений обслуживающих средств (грунтоотвозных шаланд, буксиров и др.). Запас под днищем следует принимать не менее 0,5 м для малых земснарядов и 1,0 м для больших. Крутизну откосов подводных траншей, включая урезные участки, следует принимать по таблице 1.
Таблица 1- Крутизна откосов подводных траншей
| Наименование и характеристики грунтов | Крутизна откосов подводных траншей при глубине траншеи, м | |||
| до 2,5 вкл. | более 2,5 | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Пески пылеватые и мелкие | 1:2,5 | 1:3,0 | ||
| Пески средней крупности | 1:2,0 | 1:2,5 | ||
| Пески неоднородного зернового состава | 1:1,8 | 1:2,3 | ||
| Пески крупные | 1:1,5 | 1:1,8 | ||
| Гравийные и галечниковые | 1:1,0 | 1:1,5 | ||
| Супеси | 1:1,5 | 1:2,0 | ||
| Суглинки | 1:1,0 | 1:1,5 | ||
| Глины | 1:0,5 | 1:1,0 | ||
| Предварительно разрыхленный скальный грунт | 1:0,5 | 1:1,0 | ||
| Заторфованные и илы | 1:2,0 | 1:2,5 | ||
Способы выполнения земляных работ на пойменных, береговых и русловых участках переходов должны определяться проектом в зависимости от рельефа берегов и поймы, обводненности участков, времени года (сезонности работ), характеристики грунтов (наличия и категории мерзлых и скальных грунтов); наличия специальной землеройной техники; объемов работ и сроков их выполнения. При работе машин на склонах следует учитывать возможность их опрокидывания или скольжения по уклону и обеспечивать соответствующие меры для устойчивости, в соответствии с требованиями. Крутизна откосов обводненных береговых траншей должна приниматься по таблице 2.
Таблица 2 - Крутизна откосов обводненных береговых траншей
| Наименование и характеристика грунтов | Крутизна откосов обводненных береговых траншей при глубине траншеи, м | |
| до 2 вкл. | более 2 | |
| Пески мелкие | 1:1,50 | 1:2,00 |
| Пески средней зернистости и крупные | 1:1,25 | 1:1,50 |
| Суглинки | 1:0,67 | 1:1,25 |
| Гравийные и галечниковые | 1:0,75 | 1:1,00 |
| Глины | 1:0,50 | 1:0,75 |
| Предварительно разрыхленный скальный грунт | 1:0,25 | 1:0,25 |
| Примечание - Крутизна откосов дана с учетом наличия грунтовых вод. | ||
Способы разработки подводных траншей через водные преграды должны определяться в зависимости от ширины реки, скорости течения и категории грунтов на дне. Разработка, в основном, выполняется одноковшовыми экскаваторами, устанавливаемыми на временных дамбах, перемычках, сланях или понтонах. В качестве средств для выполнения подводно-технических работ могут применяться малогабаритные гидромониторные, грунтососные и канатно-скреперные установки. На реках с глубиной воды до 0,5 м и с плотными донными грунтами для разработки траншей допускается применять экскаватор, оборудованный обратной лопатой с перемещением по дну реки. При глубине воды более 0,5 м и скорости течения от 0,1 м/с до 0,3 м/с на слабых грунтах экскаватор должен работать с насыпной дамбы. При глубине воды 1,5 м экскаватор или грейфер может работать с плавсредств (понтоны). На реках шириной до 30 м при глубине до 1,5 м траншеи разрабатывают экскаватором поочередно сначала с одного, а затем с другого берега. При наличии на переходе скальных грунтов применяется предварительное рыхление. На реках шириной более 30 м и глубиной до 1,5 м подводные траншеи разрабатывают при одновременной работе двух экскаваторов с отсыпной дамбы или экскаваторами с устройством временного обводного русла. Разработку траншей гидромониторами следует производить в легкоразмываемых грунтах со складированием их в прибрежные приямки (на одном или обоих берегах) и дальнейшим перемещением на берег. При разработке траншей на реках заносимость траншей донными наносами определяется проектом и уточняется в ППР на основе контрольных гидрометрических измерений, проведенных подрядчиком перед началом земляных работ. При этом заносимость траншей на реках следует учитывать для легкоразмываемых донных отложений (мелкозернистых и среднезернистых песков) при средних скоростях течения не менее 0,5 м/с. Разработку подводных траншей при расположении в техническом коридоре двух или более ниток трубопроводов следует начинать с нижней по течению нитки трубопровода.
При строительстве переходов трубопроводов через водные преграды допускается разработку подводных траншей осуществлять путем выемки грунта из-под предварительно уложенного на дно трубопровода для его заглубления методом подсадки. При этом в технологической карте должны быть указаны очередность технологических операций, величина допустимого заглубления трубопровода (исходя из его напряженного состояния) за одну проходку и число проходок, необходимых для полного заглубления трубопровода на проектные отметки. При этом подводная плеть не должна быть состыкована с береговыми трубопроводами. Возможность выполнения буровзрывных работ и их сроки определяются требованиями природоохранных, рыбоохранных и других заинтересованных организаций и согласовываются подрядчиком с этими организациями. Величину заряда, необходимую для рыхления грунта при устройстве подводных траншей следует определять расчетом, исходя из физико-механических характеристик скальных грунтов, глубины траншеи, характера и мощности залегаемого сверху слоя наносов. Безопасные расстояния до близлежащих подводных сооружений должны определяться организацией, ведущей взрывные работы по методике, изложенной в ПБ 13-407-01 (раздел 8). Разработку подводных траншей следует производить с учетом характера водной преграды, типа грунторазрабатывающего земснаряда, ограничений, связанных с требованиями заинтересованных организаций, сроков и объемов выполняемых работ. Способ транспортировки грунта (в береговые карты намывкой или в подводные отвалы) определяется типом земснаряда;
- землесосные снаряды - рефулирование или отгрузка в шаланды;
- многочерпаковые снаряды - отгрузка в шаланды;
- одночерпаковые - отгрузка в шаланды или в отвал.
Засыпка подводной траншеи может производиться путем:
- рефулирования грунта земснарядами по пульпопроводу;
- транспортирования грунта и засыпки траншей саморазгружающимися шаландами;
- транспортирования грунта баржами с выгрузкой его грейфером в траншею или отвалы;
- сброса грунта с баржи-площадки бульдозером;
- перекачивания грунта из барж грунтососами;
- сталкивания грунта с береговых отвалов бульдозером;
- сброса грунта в воду самосвалами зимой со льда достаточной несущей способности.
Способы засыпки траншей и закрепления грунта в каждом конкретном случае должны определяться проектом и учитывается при разработке ППР.
Подводные земляные работы в зимних условиях допускается выполнять:
- земснарядами, работающими в прорези льда;
- грунторазрабатывающими установками, установленными на льду (гидромониторами, грунтососами, экскаваторами);
- скреперными установками.
Работу земснарядов в зимних условиях в ледовой прорези следует предусматривать только на приурезных участках при значительных объемах подводных земляных работ, без выполнения которых нельзя уложить трубопровод в требуемые сроки. В ППР должны быть предусмотрены специальные инженерно-технические мероприятия по поддержанию прорези и транспортировке грунта в отвалы.
Рисунок 10.4 схема перемещения