Строительство магистральных трубопроводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Магистральные трубопроводы

В состав магистральных трубопроводов входят:

o трубопровод (от места выхода с промысла подготовленной к дальнему транспорту товарной продукции) с ответвлениями и лупингами, запорной арматурой, переходами через естественные и искусственные препятствия, узлами подключения НПС, КС, УЗРГ, ПРГ, узлами пуска и приема очистных устройств, конденсатосборниками и устройствами для ввода метанола;

o установки электрохимической защиты трубопроводов от коррозии, линии и сооружения технологической связи, средства телемеханики трубопроводов;

o линии электропередачи, предназначенные для обслуживания трубопроводов и устройства электроснабжения и дистанционного управления запорной арматурой и установками электрохимической защиты трубопроводов;

o противопожарные средства, противоэрозионные и защитные сооружения трубопроводов;

o емкости для хранения и разгазирования конденсата, земляные амбары для аварийного выпуска нефти, нефтепродуктов, конденсата и сжиженных углеводородов;

o здания и сооружения линейной службы эксплуатации трубопроводов;

o постоянные дороги и вертолетные площадки, расположенные вдоль трассы трубопровода, и подъезды к ним, опознавательные и сигнальные знаки местонахождения трубопроводов;

o головные и промежуточные перекачивающие и наливные насосные станции, резервуарные парки, КС и ГРС;

o СПХГ;

o пункты подогрева нефти и нефтепродуктов; указатели и предупредительные знаки.

2. Подготовительные работы

Организация и технология производства подготовительных работ.

Подготовительные работы при строительстве линейной части магистральных трубопроводов можно разделить на работы, выполняемые внутри строительной полосы и за ее пределами в зависимости от места их выполнения.

Строительная полоса представляет собой линейно-протяженный участок для:

- прокладки трубопровода; выполнения строительно-монтажных работ;

- сооружения временной дороги для проезда машин и строительной техники;

- размещения запорной арматуры, строительства водоотводных и других сооружений и устройств.

Для обеспечения работ по строительству трубопроводов за пределами строительной полосы возводят временные жилые полевые городки, административно-хозяйственные и производственные здания, а также базы для сборки труб в секции, приготовления битумной мастики, стационарной изоляции труб и централизованного технического обслуживания строительной техники.

Подготовительные работы выполняют специализированные строительные подразделения, организованные в составе комплексного строительно-монтажного управления и генподрядного треста, укомплектованные и оснащенные необходимыми машинами и механизмами, элементами конструкций, строительными материалами и кадрами.

Для организации специализированного строительного подразделения необходимо в проектно-сметной документации и в проекте организации строительства линейной части магистральных трубопроводов выделять подготовительные работы из общего комплекса строительно-монтажных работ. Для оперативного учета и контроля за ходом выполнения подготовительных работ и координации действий специализированных бригад подготовительного периода организуют диспетчерскую службу, обеспечивая ее соответствующими средствами связи.

Комплексное строительно-монтажное управление, имеющее в своем составе специализированные строительные подразделения для выполнения подготовительных работ, организовывает службу по подготовке строительства.

В обязанность этой службы входят:

o подготовка проектно-сметной документации;

o подготовка организационно-технологической документации, в том числе:

составление задания на разработку ППР для сложных объектов проектным организациям; разработка ППР на отдельные виды работ; разработка и привязка технологических карт; разработка планов-графиков работы специализированных бригад;

o планирование подготовительных работ на год, а также на весь период строительства трубопровода;

o планирование материально-технического обеспечения, в том числе расчет потребности в материально-технических ресурсах; согласование комплектовочных ведомостей и графиков; оформление выполненных работ.

Выполнение подготовительных работ должно быть совмещено во времени и пространстве с учетом технологической зависимости между различными видами работ и необходимых разрывов, обусловленных, в частности правилами техники безопасности, сезонностью строительства, дискретностью выполняемых работ, распределением ресурсов.

Подготовительные работы, выполняемые за пределами строительной полосы, могут быть объединены в три группы: I группа - инженерная подготовка территории к ее застройке; II группа - строительство временных сооружений; III группа - инженерно-техническая подготовка технологических потоков.

Подготовительные работы, выполняемые внутри строительной полосы, объединены в две группы (IV и V): инженерная подготовка строительной полосы и инженерная технологическая подготовка.

Очередность и сроки выполнения подготовительных работ устанавливаются календарным планом работ по строительству трубопровода в соответствии с нормативными сроками продолжительности каждой операции подготовительных работ.

Перед началом строительства генподрядная строительно-монтажная организация должна выполнить на трассе следующие работы:

o произвести контроль геодезической разбивочной основы с точностью линейных измерений не менее 1/500, угловых 2' и нивелирования между реперами с точностью 50 мм на 1 км трассы. Трасса принимается от заказчика по акту, если измеренные длины линий отличаются от проектных не более чем на 1/300 длины, углы не более чем на 3' и отметки знаков, определенные из нивелирования между реперами, - не более 50 мм;

o установить дополнительные знаки (вехи, столбы и пр.) по оси трассы и по границам строительной полосы;

o вынести в натуру горизонтальные кривые естественного (упругого) изгиба через 10 м, а искусственного изгиба - через 2 м;

o разбить пикетаж по всей трассе и в ее характерных точках (в начале, середине и конце кривых, в местах пересечения трасс с подземными коммуникациями). Створы разбиваемых точек должны закрепляться знаками, как правило, вне зоны строительно-монтажных работ. Установить дополнительные репера через 2 км по трассе.

До начала основных строительно-монтажных работ генподрядчик должен, при необходимости, дополнительно к требованиям СНиП 2.05.06-85* выполнить с учетом конкретных условий строительства следующие подготовительные работы на трассе:

o расчистить полосу отвода трубопровода от леса, кустарника, пней и валунов;

o удалить отдельные деревья и нависшие части скал и камни, находящиеся вне полосы отвода, но угрожающие по своему состоянию падением в зону полосы отвода;

o срезать крутые продольные склоны;

o осуществить защитные противообвальные н противооползневые мероприятия;

o осуществить мероприятия, обеспечивающие минимальное промерзание грунта в полосе траншеи под трубопровод;

o построить временные дороги, водопропускные, водоотводные, а также осушительные сооружения на подъездах к трассе и вдоль нее, а также мосты и переправы через реки, ручьи н овраги; защитить подъездные дороги от снежных заносов;

o устроить временные приобъектные и пристанционные базы или склады для хранения материалов и оборудования;

o устроить временные пристани и причалы;

o подготовить временные производственные базы и площадки для производства сварочных, битумоплавильных и других работ;

o построить временные поселки, обеспечивающие необходимые жилищные, санитарные и культурно-бытовые условия работающим;

o подготовить вертолетные площадки;

o создать систему диспетчерской связи;

o подготовить строительные площадки для производства строительно-монтажных работ по сооружению переходов трубопроводов через естественные и искусственные препятствия и при прокладке трубопроводов в тоннелях с необходимыми временными бытовыми и технологическими помещениями, сооружениями, дорогами;

o создать водомерные посты вне зоны производства работ по устройству переходов трубопроводов через водные преграды с привязкой водомерного поста нивелировкой к высотной съемке трассы трубопровода и государственной геодезической сети;

o снять плодородный слой земли и переместить его в отвал для временного хранения в соответствии со СНиП 2.05.06-85

Подготовительные работы, выполняемые в пределах строительной полосы

Первый этап.

Расселение рабочих механизированных колонн, инженерно-технического персонала и служащих в передвижных жилых городках.

Выполнение работ по инженерной подготовке строительной полосы для прокладки трубопровода.

Второй этап.

Выполнение работ по техническому обеспечению технологических потоков.

Третий этап.

Сооружение переходов трубопроводов под автомобильными и железными дорогами, через овраги, балки, небольшие реки и через болота. Производство подготовительных работ внутри строительной полосы, либо до начала развертывания основных технологических потоков, либо выполнение части работ вне потока заблаговременно, а другой части - в потоке с опережением основных строительно-монтажных работ.

Таким образом, состав, технология и организация подготовительных работ определяется в зависимости от их назначения и места выполнения (за пределами или внутри строительной полосы).

Работы, выполняемые за пределами строительной полосы. Инженерная подготовка территории к застройке

Перед началом строительства заказчик передает строительной организации:

o закрепленные в натуре пункты геодезической разбивочной основы на территории строительства;

o главные оси производственных сооружений, административно-бытовых зданий и других сооружений;

o оси трубопроводов и других инженерных коммуникаций.

Геодезические работы выполняют по графику, который должен быть увязан со сроками выполнения комплекса подготовительных работ (по заявкам начальников управлений, участков и производителей работ).

Основные оси зданий и сооружений закрепляют сначала временными знаками, а после их контроля постоянными знаками, которые размещают за пределами площадки выполнения работ. Разбивку на местности главных осей инженерных коммуникаций (в том числе линии электроснабжения, электросвязи, трубопроводы водоснабжения) осуществляют проложением полигонометрического (или теодолитного) и нивелирного ходов.

В натуру выносят и закрепляют постоянными знаками:

o начальный, промежуточный и конечный пикеты;

o точки углов поворота на прямых и главные точки начала, середины и конца кривой линии на криволинейных участках трассы.

Промежуточные пикеты закрепляют через интервалы, которые определены проектом, или через каждые 100 м.

Главные оси инженерных коммуникаций закрепляют постоянными знаками по линиям оси и выносными знаками, которые также должны быть расположены за зоной строительных работ. Кроме того, закрепляют специальными знаками точки пересечения главных осей трубопроводов и инженерных коммуникаций с имеющимися инженерными коммуникациями и сооружениями. Вынос в натуру главных осей инженерных коммуникаций осуществляют по координатам углов поворота от пунктов плановой основы с последующим контролем их путем промеров расстояний до главных и основных осей зданий и смежных линий коммуникаций.

Детальную рабочую геодезическую разбивку сооружений в процессе строительства выполняет подрядчик, используя основные точки и выноски их закрепления, выполненные заказчиком при создании опорной геодезической сети и геодезической разбивочной основы. Разбивку сложных сооружений с криволинейными очертаниями в. плане осуществляют на основании разбивочных чертежей. Разбивку котлованов и траншей под фундаменты ведут одновременно с разбивкой самого здания или сооружения. Разбивочные работы выполняют после расчистки строительной площадки от леса и кустарника, валунов, сноса неиспользуемых в. процессе строительства имеющихся строений. Расчистку застраиваемой территории осуществляют в соответствии с проектом организации строительства в пределах площади, непосредственно занимаемой зданием (или сооружением).

Деревья ценных пород при расчистке строительной полосы пересаживают, соблюдая соответствующие агротехнические требования. Остальные деревья спиливают, и при необходимости производят корчевку пней. Сплошная валка размещается только при расчистке территории от мелколесья и кустарника, при невозможности использования древесины в качестве деловой. При больших объемах работ расчистка площадей должна выполняться лесоповальными машинами. На небольших участках или отсутствии лесоповальных машин спиливание деревьев выполняют бензомоторными пилами, а валку леса - бульдозерами. Со спиленных или поваленных деревьев обрубают ветви и сучья. Затем хлысты вывозят за пределы расчищаемой площадки, а собранные ветви, сучья и мелколесье используют при сооружении временных дорог и для других нужд строительства. Пни следует корчевать механизированным способом с последующим их удалением с очищаемой территории.

Мешающие малоценные здания и сооружения сносят (согласно ведомости сноса) посредством их разборки бульдозерами или одноковшовыми экскаваторами со специальным оборудованием. Более ценные, хорошо сохранившиеся рубленые, деревянные и каменные строения передвигают на новый фундамент или разбирают для последующего использования строительных материалов.

Работы, связанные с имеющимися подземными коммуникациями (например, водопроводы, кабели связи), которые расположены на территории строительной площадки или пересекают трассу магистрального трубопровода, выполняют по специальным проектам.

Крупные камни и валуны, мешающие ведению работ, а также проходу транспортных средств, убирают с территории строительной площадки с помощью бульдозеров, корчевателей-собирателей или одноковшовых экскаваторов. Особо крупные камни и валуны, которые нельзя переместить механическим способом, предварительно дробят взрывом мелкошпуровых зарядов.

Плодородный слой на строительной площадке до начала основных земляных работ снимают в размерах, установленных проектом рекультивации и укладывают в отвалы для использования его в последующем при восстановлении нарушенных сельскохозяйственных земель.

Все виды выемок (котлованы, траншеи, каналы) на строительной площадке и грунтовые карьеры должны быть ограждены от стока поверхностных и грунтовых вод. Водоотвод поверхностных и грунтовых вод необходимо устраивать до начала строительно-монтажных работ с помощью постоянных или временных сооружений рекомендованных проектом производства работ.

Для устройства водоотвода используют отвалы грунта, специальные оградительные обвалования и водоотводные канавы, расположенные с нагорной стороны выемок; специальную планировку территории, прилегающей к выемке.

Разработку водоотводных канав выполняют плужными, многоковшовыми и роторными канавокопателями или одноковшовыми экскаваторами. При наличии грунтовых вод принимают специальные меры, предупреждающие застой воды во время выполнения работ. В зависимости от притока грунтовых вод и водоотдачи грунта понижение уровня грунтовых вод осуществляют открытым водоотливом или искусственным водопонижением. Открытый водоотлив применяют при небольшом притоке грунтовых вод и коэффициенте фильтрации грунта более 48 м/сут. В этом случае по периметру котлована отрывают дренажную траншею с устройством в пониженных точках дренажа зумпфов для стока и откачки грунтовых вод самоходными водоотливными установками.

Искусственное водопонижение грунтовых вод с помощью иглофильтровых установок, которые погружают в грунт в определенной последовательности по периметру или вдоль котлована применяют при коэффициенте фильтрации грунтов не более 48 м/сут. Водопонижение грунтовых вод начинают заблаговременно до начала подготовительных и основных работ на территории и продолжают до их окончания. В зависимости от характера местности и объемов работ планировку территории выполняют с применением бульдозеров, скреперов или автогрейдеров.

При планировке местности выполняют следующие основные операции:

выемку и перемещение грунта;

выравнивание и послойное уплотнение грунта;

окончательное профилирование основания площади и ее откосов.

При больших объемах планировки срез грунта следует вести слоями толщиной до 10-20 см, причем для получения наибольшей производительности грунт срезают бульдозерами, и передвигают его (челночными перемещениями) сверху вниз. При этом уклон разрабатываемого откоса должен быть не более 20° (1:2,7).

В зимних условиях для облегчения разработки грунты необходимо предохранять от промерзания. В зависимости от климатических условий и времени ведения земляных работ основными мероприятиями, предотвращающими промерзание грунта, являются следующие: предварительное рыхление грунта, вспахивание и боронование; снегозадержание, защита разрабатываемой поверхности различными теплоизоляционными материалами, внесение химических реагентов, предотвращающих грунт. Работы по предохранению грунта от промерзания необходимо вести поздней осенью после окончания дождливого периода, но до выпадения первого снега и наступления устойчивых отрицательных температур. При разработке грунта в первой трети зимнего периода, как правило, предусматривают: вспахивание верхнего слоя грунта, боронование, задержание снегового покрова.

При планировании работ в середине или конце зимы необходимо предусмотреть глубокое рыхление (перелопачивание грунта или утепление зоны разработки теплоизолирующими материалами). Работы по вспахиванию грунта следует выполнять в пределах рабочих контуров выемок с уширением на двойную глубину промерзания. Вспашку грунта выполняют плугами или рыхлителями на глубину не менее 35 см с последующим боронованием на глубину 15 см. Глубокое рыхление грунтов (на глубину 1,3-1,5 м) осуществляют одноковшовыми экскаваторами. Глубокое рыхление выполняют с перелопачиванием грунта на утепляемой площади путем продольных проходок машин. Разработанный от первой проходки грунт укладывают в отвал за пределами утепляемой площади, а от последующих проходок - на место предыдущих. Выработанную выемку от последней проходки заполняют грунтом из отвала первой проходки или из резерва перемещаемым бульдозером, скрепером или экскаватором.

Для задержания снегового покрова используют валики, образованные из снега, а также специальные снегозадерживающие щиты. Щиты необходимо располагать рядами, перпендикулярно к направлению господствующих ветров, на расстоянии один от другого, равном 10-15-кратной высоте щита.

Утепление грунта осуществляют также местными дешевыми материалами: соломой, опилками, сухим торфом, различными шлаками и синтетическими покрытиями. Утепляющие материалы расстилают слоями на площади в контуре разрабатываемой траншеи, котлована или выемки с уширением с каждой стороны на величину промерзания грунта. Толщину и число слоев назначают согласно проекту производства работ.

Строительство временных сооружений

Для доставки необходимых материалов на строительные площадки, полевые городки, монтажные площадки используется действующая в данном районе дорожная сеть, а при отсутствии таких дорог строят подъездные и внутриплощадочные временные дороги.

Объем работ по планировке, необходимой для транспортных целей и передвижения строительных машин, должен быть указан в проекте организации строительства и уточнен в проекте производства работ.

Строительство временных дорог осуществляют в соответствии с НОС, и проектом производства работ (ППР). Дороги, как правило, устраиваются двухстороннего движения. Они могут быть с твердым покрытием (из железобетонных плит) и грунтовые.

Расчистка трассы на период строительства должна производиться в границах полосы отвода и в других местах, установленных проектом.

В зимний период расчистку следует производить в два этапа: в зоне проезда транспорта и работы строительных машин - заблаговременно до начала основных работ, а в зоне рытья траншеи - непосредственно перед работой землеройных машин на длину, обеспечивающую их работу в течение смены.

Корчевка пней на сухих участках трассы должна производиться по всей ширине полосы отвода, а на болотистых участках - только на полосе будущей траншеи трубопровода и кабеля. На остальной части полосы отвода деревья необходимо спиливать на уровне земли.

Временные дороги для проезда строительных и транспортных машин следует устраивать однополосными с уширением в местах разворотов, поворотов и разъездов (со стороны трубопровода, противоположной трассе кабельной линии связи). Разъезды устраиваются на расстоянии прямой видимости, но не более чем через 600 м.

Строительство дорог со сборным покрытием из железобетонных плит состоит из следующих операций: подготовки основания и выравнивающего слоя из песчаного грунта, транспортировки и складирования железобетонных плит; монтажа покрытия (укладки плит, их вибропосадки, заделки стыков и заливки шипи).

Подготовку песчаного основания выполняют бульдозером или профилировочной машиной, и выравнивающего слоя - автогрейдером. Транспортировку железобетонных плит осуществляют в автомобилях большой грузоподъемности. В одном автомобиле перевозят не более трех плит, между плитами укладывают прокладки толщиной по3- 4 см на расстоянии 1 м одна от другой. Погрузку-разгрузку плит выполняют автокранами, грузоподъемность которых должна быть в 2..4 раза больше массы плиты.

Плиты при сооружении полотна дороги укладывают рядами в направлении продольной оси покрытия. Укладку плит ведут, начиная с маячного ряда, располагаемого по оси покрытия или по его краю. В последующие ряды плиты укладывают вплотную к ранее уложенным рядам. Заделку стыков (сварка соединений и заливку швов) мастикой выполняют после укладки, вибропосадки и обкатки плит.

На слабых и переувлажненных минеральных грунтах непосредственно на естественное основание укладывают прослойку из синтетического нетканого материала с целью повышения устойчивости насыпи дороги, снижения объемов насыпного грунта и неравномерности ее осадки насыпи.

При небольшой интенсивности движения (до трех автомашин в час в одном направлении) в благоприятных грунтовых и гидрогеологических условиях для подъезда к объектам на строительной площадке устраивают грунтовые дороги без покрытия (в насыпях или в выемках).

Дороги, сооружаемые в насыпях, строят в основном без кюветов. Дорожное полотно в этом случае формируют из привозного грунта высотой 40-50 см, насыпь тщательно уплотняют, а проезжую часть дороги профилируют бульдозером или автогрейдером.

Для пропуска больших транспортных нагрузок проезжую часть грунтовой дороги укрепляют улучшенными грунтами, щебнем или гравием. Покрытия из улучшенных грунтов устраивают путем отсыпки их с помощью автосамосвалов на предварительно спланированную и уплотненную насыпь с последующим разравниванием отсыпанного слоя бульдозером или автогрейдером и уплотнением катками. Гравийное покрытие устраивают послойно путем отсыпки материала с помощью автосамосвалов на спланированную и уплотненную насыпь, разравнивая и уплотняя его. На слабых грунтах отсыпку гравийного материала целесообразно вести с «головы», надвигая и разравнивая гравий бульдозером. Уплотняемые слои увлажняют и укатывают катками на пневматических шинах до тех пор, пока прекратится осадка уплотняемого слоя от прохода грунтоуплотняющей машины.

При строительстве зимних дорог следует преимущественно ограничиваться уплотнением снежного покрова с намораживанием ледяной корки, промораживанием поверхности грунта и поддержанием проезжей полосы в исправном состоянии.

При строительстве и эксплуатации ледовых дорог, проложенных по рекам, ручьям и озерам, должна определяться несущая способность льда и проводиться работа по поддержанию ледового покрова в рабочем состоянии.

Сооружение зимних дорог заключается в планировке проезжей полосы и укатке (уплотнении) снега. Устройство ледяных дорог состоит в намораживании на проезжей части слоя льда толщиной 20-30 см. На склонах и обводняемых участках для предохранения дорожной полосы I от размывов и разрушений и обеспечения устойчивости насыпи и конструкции дорожной одежды в процессе эксплуатации перед сооружением временных дорог устраивают водоотводные сооружения. Конструкции водоотводных сооружений зависят от конкретных гидрогеологических условий, их размеры назначают на основании гидравлических расчетов и требований, установленных нормативными документами. Крутизну откосов канав в торфах с ненарушенной структурой принимают 1:1, а глубину канав и ширину их по дну - не менее0,8 м. Продольный уклон канав принимается не менее 0,1%.

В местах пересечения временными дорогами водотоков устраивают небольшие водопропускные искусственные сооружения (мосты и трубы) в соответствии с требованиями действующих СНиП («Автомобильные дороги. Нормы проектирования»; «Мосты и трубы. Нормы проектирования»; «Мосты и трубы. Правила производства и приемки работ»). На переходах через большие и малые водотоки строят мосты на свайных, рамных и ряжевых опорах; при пересечении оврагов и суходолов строят деревянные мосты преимущественно на рамных опорах. Деревянные мосты рассчитывают на нормативную нагрузку в виде колонны автомобилей массой по 30 т (Н-30) и одиночную тяжелую колесную нагрузку массой 80 т (НК-80), а также на гусеничную нагрузку массой 60 т (НГ-60). Для прохода широкогабаритных гусеничных и колесных машин мосты следует сооружать габаритом Г-7 с шириной проезжей части 4,5 м для однополосных дорог; габаритом Г-14 с шириной проезжей части 10 м для двухполосных дорог.

В качестве водопропускных сооружений могут быть использованы металлические и железобетонные трубы (трубчатые переезды) с обеспечением необходимой площади отверстия. Трубчатые переезды (водопропускные трубы) устраивают на периодически действующих водотоках, пропускную способность их определяют, исходя из безнапорного режима работы в зависимости от площади бассейна стока, осадков (паводка, ливней) и расчетной скорости течения воды. Котлован под трубчатый переезд разрабатывают одноковшовым экскаватором. Дно котлована выравнивают, отсыпая, хорошо уплотняя слой гравия. Толщину слоя гравия под трубы делают 10-15 см. При наличии неустойчивых грунтов трубы укладывают на железобетонные плиты. При засыпке водопропуска грунт надвигают к трубе бульдозером горизонтальными слоями толщиной 15-20 см одновременно с обеих ее сторон. Каждый слой грунта вначале разравнивают лопатами и уплотняют трамбовками для создания плотного грунтового слоя. После засыпки всей трубы сооружают дорожную насыпь до проектных отметок и проезжую часть дороги.

В зимнее время засыпать трубы рекомендуется талыми (несмерзшимися) или разрыхленными грунтами, выполняя работы без перерывов с тем, чтобы не допускать вторичного смерзания грунта. На зимних дорогах сезонного действия для преодоления водных преград сооружают ледовые переправы, усиленные посредством вмораживания в лед деревянных настилов, а также намораживания ледовых опор (с помощью установленных по створу переезда термосифонов).

Тип, конструкция, ширина дорог и радиусы поворотов определяются проектом организации строительства и уточняются в проекте производства работ.

застройка строительный траншея сооружение

3. Земляные работы

Общие положения

Размеры и профили траншей устанавливаются проектом в зависимости от назначения и диаметра трубопроводов, способа его закрепления, характеристики грунтов, рельефа местности, гидрогеологических и других условии.

Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливают в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.

Ширина траншей по дну устанавливается СНиП и должна быть не менее D+300 мм для трубопроводов диаметром до 700 мм (где D - условный диаметр трубопровода) и 1,5 D - для трубопроводов диаметром 700 мм и более с учетом следующих дополнительных требований:

o для трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм при рытье траншей с откосами не круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до величины D+ 500 мм;

o при разработке грунта землеройными машинами ширина траншей должна приниматься равной ширине режущей кромки рабочего органа машины, принятой проектом организации строительства, но не менее указанной выше;

o ширина траншей по дну на кривых участках из отводов принудительного гнутья должна быть равна двукратной величине по отношению к ширине на прямолинейных участках для обеспечения вписания трубопровода в кривую траншею;

o ширина траншей по дну при балластировке трубопровода утяжеляющими грузами или закрепления анкерными устройствами должна быть равна не менее 2,2D, а для трубопроводов с тепловой изоляцией устанавливается проектом, на участках трубопровода балластируемого грунтом с использованием нетканого синтетического материала - 1,60.

Глубину траншеи устанавливают из условий предохранения трубопровода от механических повреждений при переезде через него автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин и назначают равной: для трубопроводов диаметром D до 1000 мм - D+0,8 м; для трубопроводов диаметром 1000 мм и более 0+1 м; для болотистых грунтов, подлежащих осушению, D+1,1 м; для песчано-барханных грунтов D+1 м от нижних межбарханных оснований; для скальных и болотистых грунтов при отсутствии проезда автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин D+ (0,6-0,8) м.

Крутизна откосов траншей должна приниматься в соответствии со СНиП 3.02.01-87, а разрабатываемых на болотах - в соответствии с таблицей:



Торф	Крутизна откосов траншей, разрабатываемых на болотах типа
	I	II	III (сильно обводненные)
Слабо разложившийся	1:0,75	1:1	-
Хорошо разложившийся	1:1	1:1,25	По проекту

В илистых и плывунных грунтах, не обеспечивающих сохранение откосов, траншеи разрабатываются с креплением и водоотливом. Виды крепления и мероприятия по водоотливу для конкретных условий должны устанавливаться проектом.

Разработку траншей на болотах следует выполнять одноковшовыми экскаваторами с обратной лопатой на уширенных или обычных гусеницах, драглайнами или специальными машинами.

Методы разработки грунтов определяют в зависимости от параметров земляного сооружения и объемов работ, геотехнических характеристик грунтов, классификации грунтов по трудности разработки, местных условий строительства, наличия землеройных машин в строительных организациях.

При разработке и засыпке траншей для пересчета объемов работ разрыхленного грунта на объем в плотном состоянии при невозможности замера последнего. Грунт замеряется, и оплата производится как за его разработку в плотном теле. Различают два вида разрыхления: первоначальное и остаточное. Первоначальное разрыхление образуется в момент разработки грунтов, а остаточное остается в земляном сооружении после уплотнения его естественным путем.

Подсчет объема земляных работ при разработке траншей с откосами ведется по формуле

,

,

где В₁ - ширина траншей по верху;

В₂ - ширина траншеи по низу;

L - длина траншеи;

n - коэффициент откоса.

При разработке траншей землеройными машинами, в частности одноковшовыми экскаваторами, в грунтах, имеющих различные напластования, объем земляных работ подсчитывают для каждого вида грунта (по трудности разработки) отдельно по формуле:

,

где F₁ и F₂ - площади крайних поперечных сечений;

L - расстояние между поперечными сечениями.

При разработке траншей роторными экскаваторами для получения ровной поверхности дна выполняется предварительная планировка микрорельефа полосы трубопровода бульдозером на ширину, равную гусеничному ходу экскаватора, предназначенного для разработки траншеи, но не менее 3 м.

Сменные темпы земляных, изоляционно-укладочных работ в целях предотвращения деформации профиля траншеи в слабых грунтах, а также смерзания отвала грунта в зимнее время, должны быть одинаковыми при минимальном интервале (технологическом разрыве) между этими работами, определяемым ППР.

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов в грунтах естественной влажности

Грунты	Отношение высоты откосов к его заложению при глубине выемки, м
	1,5	3	5
Насыпные	1: 0,67	1: 1	1: 0,25
Песчаные и гравелистые влажные (ненасыщенные)	1: 0,5	1: 1	1: 1
Глинистые:
супесь	1: 0,25	1: 0,67	1: 0,85
суглинок	1: 0	1: 0,5	1: 0,75
глина	1: 0	1: 0,25	1: 0,5
лёссовый сухой	1: 0	1: 0,5	1: 0,5
Моренные:
песчаные и супесчаные	1: 0,25	1: 0,57	1: 0,75
суглинистые	1: 0,2	1: 0,5	1: 0,65
Скальные:
на равнине	0,2	0,2	0,2
в горах	По проекту	По проекту	По проекту

Разработка траншей в задел допускается только в устойчивых грунтах в летнее время. Во избежание обвала вынутого грунта, а также обрушения стенок траншеи ближняя кромка основания отвала вынутого грунта должна располагаться не ближе 0,5 м от края траншеи. Рыхление скальных грунтов взрывным способом производится до их повреждения, рыхление мерзлых грунтов допускается и после вывоза труб на трассу.

Переборы грунта при разработке траншеи ликвидируются подсыпкой мягкого грунта и его уплотнения. Основания под трубопроводы в скальных и мерзлых грунтах выравнивают слоем мягкого грунта толщиной не менее 10 см над выступающими частями основания.

При сооружении трубопроводов больших диаметров (1020, 1220, 1420 мм), проводится нивелировка дна траншеи по всей длине трассы: на прямых участках через 50 м; на вертикальных кривых принудительного гнутья через 2 м; при сооружении трубопроводов диметром менее 1020 мм только на южных участках трассы (вертикальных углах поворота, участках с пересечённым рельефом местности), а также на переходах через железные и автомобильные дороги, овраги, ручьи, реки и другие преграды, на которые разрабатываются индивидуальные рабочие чертежи.

Засыпка трубопровода производится непосредственно вслед за отпуском и установкой балластных грузов или анкерных устройств. При засыпке грунтом, содержащим мерзлые комья, щебень, гравий и другие включения размером более 50 мм в поперечнике, изоляционное покрытие предохраняют от повреждений присыпкой мягким грунтом на толщину 20 см над верхней образующей трубы или устройством защитных покрытий. Мягкая подсыпка дна траншеи и засыпка мягким грунтом трубопровода, уложенного в скальных, каменистых, щебенистых, сухих комковатых и мерзлых грунтах, допускается по согласованию с проектной организацией и заказчиком заменять сплошной надежной защитой.

Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов выполняются с соблюдением следующих допусков (в см)

Половина ширины траншеи по дну по отношению к разбивочной оси	+20, - 5
Отклонение отметок при планировке полосы для работы роторных экскаваторов	-5
Отклонение отметок дна траншеи от проекта при разработке грунта: землеройными машинами буровзрывным способом	-10 -20
Толщина слоя присыпки из мягкого грунта над трубой (в скальных и мерзлых грунтах)	+10
Общая толщина слоя засыпки над трубопроводом	+20
Высота насыпи	+20, - 5

Разработка траншей в нормальных условиях и в мерзлых грунтах в зимнее время

Методы разработки траншей определяются в зависимости от:

o заданных размеров и профиля траншеи для укладки конкретного трубопровода; вида и состояния грунтов на участке работ;

o характера рельефа местности; степени обводненности участка; наличия соответствующих комплексов землеройных машин и технико-экономических показателей их применения. Разработку траншей роторными траншейными экскаваторами выполняют:

o на прямолинейных участках со спокойным рельефом в талых грунтах до V категории включительно;

o в мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1-1,2 м (а при использовании ЭТР-254 на всю глубину копания);

o на криволинейных участках - с радиусом естественного изгиба.

Разработку траншей одноковшовыми экскаваторами выполняют на прямолинейных участках с водонасыщенными и сыпучими грунтами, болотах, переходах через естественные и искусственные препятствия, криволинейных участках с радиусом кривых 30..50 диаметров трубы, в скальных и мерзлых грунтах после их предварительного рыхления.

Разработку траншей в талых грунтах и грунтах с промерзанием верхнего слон до 1 м можно также осуществлять комбинированными методами с применением комплексов машин, состоящих из бульдозеров, тракторных разрыхлителей, роторных или одноковшовых экскаваторов. При комбинированном методе траншею разрабатывают бульдозерами на глубину до 1 м, а. 1:11 ем экскаваторами до проектной глубины. В сильно сыпучих барханных песках, когда изоляционно-укладочные колонны могут работать только в самой траншее (ширина которой составляет 6 м и более), разработку таких траншей осуществляют с помощью мощных бульдозеров по продольно-поперечной схеме. В зависимости от размеров траншей, расположения отвала и условий работы, рытье траншей осуществляют лобовым или боковым забоями.

Одноковшовые экскаваторы обычно работают захватками: длину каждой захватки выбирают равной дневной производительности экскаватора; экскаватор переходит на новую захватку в конце рабочего дня или во время пересмены звеньев.

Разработку траншей одноковшовыми экскаваторами в обычных условиях выполняют с применением оборудования обратной лопаты. В зимних условиях для разработки траншей в грунтах с промерзанием до 0,3-0,4 м можно использовать эти же экскаваторы. При глубине промерзания более 0,3-0,4 м необходимо предварительно рыхлить верхний мерзлый слой тракторными рыхлителями или взрывным способом. При разработке траншей в талых, сильно обводненных, сыпучих и неустойчивых грунтах используют драглайны.

Расстояние между захватками устанавливается с учетом выполнения полного цикла работ в течение смены и безопасного производства буровзрывных и земляных работ.

Бурение шпуров осуществляется шнековыми мотобурами, перфораторами и самоходными буровыми машинами БТС-60, БМ-276, БМ-253, БМ-254, У111-2Т, МБШ-321 и др. При разработке мерзлого грунта механическим способом используют тракторные рыхлители мощностью 184 260 кВт.

Для разработки мерзлых и плотных грунтов рекомендуется применять комбинированный поточно-механизированный метод, позволяющий наиболее эффективно использовать землеройные машины. При этом могут применяться следующие технологические методы:

o разработки траншей одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами-рыхлителями,

o разработки траншей роторными экскаваторами и бульдозерами;

o разработки траншей последовательно несколькими роторными экскаваторами;

o разработки роторными экскаваторами с применением бульдозеров и одноковшовых экскаваторов.

Метод разработки траншей одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами-рыхлителями рекомендуется применять в любых грунтовых условиях (кроме незамерзающих болот), в которых нельзя использовать роторные траншейные экскаваторы, с целью повышения темпов разработки траншей и производительности труда механизаторов в 1,5-3 раза, а также сокращении технологических перегонов и числа перемычек. Наибольшая эффективность применения этого способа достигается при разработке прочных, мерзлых и скальных грунтов с предварительным рыхлением.

Сущность метода состоит в том, что бульдозер-рыхлитель наряду с традиционным назначением, заключающимся в выполнении подготовительных и вспомогательных работ, используется непосредственно для разработки траншеи. При этом способе продольными проходами бульдозера-рыхлителя разрабатывается пионерная траншея, в которой затем перемещается один или несколько одноковшовых экскаваторов, дорабатывающих ее до проектного профиля. Метод разработки траншей роторными экскаваторами и бульдозерами рекомендуется для разработки траншей при прокладке трубопроводов больших диаметров. Применение указанного способа позволяет расширить область применения роторных экскаваторов и обеспечить разработку траншей глубиной более технических характеристик применяемых роторных траншейных экскаваторов; повысить производительность труда комплекса машин. Сущность метода заключается в поточной разработке траншеи землеройными машинами, каждая из которых выполняет определенную операцию, разрабатывая часть профиля траншеи. Вначале роторным экскаватором разрабатываются пионерная траншея заданной глубины, затем эта траншея расширяется продольными проходами бульдозера с образованием траншеи шириной, равной длине его отвала. После этого второй экскаватор перемещается по траншее, образованной бульдозером и дорабатывает ее до проектного профиля.

Для разработки траншей под трубопроводы диаметрами 1220-1420 мм применяют комплекты машин, которые состоят из двух роторных экскаваторов ЭТР-231, ЭТР-253А или ЭТР-254 и бульдозера. Эти комплекты можно применять до освоения экскаваторов с изменяемой шириной гусеничного хода, использование которых позволит разрабатывать траншеи комплектами, состоящими из двух-трех роторных экскаваторов без применения бульдозеров. Для эффективной разработки траншей под трубопроводы диаметром до 1220 мм комплекты машин могут состоять из двух экскаваторов типа ЭТР-204 и ЭТР-223 и бульдозера. Проектный профиль траншеи формируется в процессе прохождения второго экскаватора. Такая технологическая схема позволяет разрабатывать траншеи глубиной, превышающей максимальную глубину копания роторных экскаваторов.

Метод разработки траншей комплектом роторных экскаваторов предусматривает непрерывную поточно-механизированную разработку траншей комплектами роторных экскаваторов, каждый из которых разрабатывает определенную часть профиля траншей. Применение данной технологии позволяет обеспечить заданные темпы разработки траншей; ликвидировать образование технологических перемычек между захватками работы роторных экскаваторов и тем самым высвободить одноковшовые экскаваторы для их разработки; устранить сменные переезды машин с одного участка на другой, что имеет место при обычной технологической схеме разработки; снизить непроизводительные затраты труда и расход ресурсов.

В мерзлых и вечномерзлых грунтах в зимних условиях траншею с применением комплексов роторных экскаваторов разрабатывают по следующим трем схемам:

I схема - при плотности, мерзлого грунта до 250-300 ударов по плотномеру ДОРНИИ применяют последовательный метод с использованием нескольких роторных экскаваторов, т.е. поочередный проход нескольких экскаваторов (схема последовательной разработки траншеи для трубопровода диаметром 1420 мм роторным экскаватором ЭР-7Е, ЭТР-231 и ЭТР-253 или одного экскаватора на всю глубину копания траншеи ЭТР-253, ЭТР-254);

II схема - при плотности грунта до 300-350 ударов по плотномеру ДОРНИИ следует применять комплексный метод (например, роторный универсальный экскаватор ЭТР-231 со сменными роторами для трубопровода диаметром 1420 мм или ЭТР-254-01, а затем ЭТР-254 или ЭТР-307); эта схема состоит из следующих операций:

первым экскаватором отрывают пионерную траншею; вторым экскаватором расширяют траншею и углубляют ее;

третьим экскаватором расширяют траншею до проектного профиля;

III схема - при плотности грунта более 300 ударов по плотномеру ДОРНИИ во II схему должны быть дополнительно включены два-три рыхлителя марки ДП-9С, Д-9 или Д-652А для предварительного рыхления мерзлого грунта траншеи.

В мерзлых грунтах любой прочности для всех диаметров трубопроводов траншею разрабатывают также буровзрывным способом с выемкой разрыхленного грунта одноковшовыми экскаваторами Э-652, ЭО-4121, ЭО-4123.

Для рыхления грунтов используют шпуровые или скважинные заряды. Бурение шпуров и скважин осуществляют бурильными машинами БМ 276, БМ-253, БМ-254, при малых объемах - пневматическими перфораторами и мотобурами.

Разработку траншей в мерзлых грунтах (особенно для трубопроводов малых диаметров) можно осуществлять одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта стоечными тракторными рыхлителями.

Разработка траншей в условиях болот и обводненной местности

Болота в зависимости от характера передвижения по ним строительной техники подразделяются на три типа:

I тип - болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократное передвижение болотной техники с давлением 0,02-0,03 МПа или работу обычной техники на санях, щитах либо по дорогам, обеспечивающим снижение давления на поверхность залежи до 0,02 МПа;

II тип - болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и передвижение строительной техники только по щитам, саням либо по дорогам, обеспечивающим снижение давления на поверхность торфяной залежи до 0,01 МПа;

III тип - болота, заполненные растекающимся торфом и водой, плавающей торфяной коркой (сплавиной) или без сплавины, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств.

К заболоченным относятся участки, грунты которых имеют значительное водонасыщение и торфяной покров менее 0,5-0,6 м, а к обводненным - участки, покрытые водой и не имеющие торфяного покрова. Глубокие болота большой протяженности с низкой несущей способностью проходят, как правило в зимний период, а мелкие небольшие - летом.

В зависимости от несущей способности грунта и объемов траншеи разрабатывают:

o на болотах I типа в любое время года и II типа в зимних условиях экскаваторами ЭО-4121, ЭО-4123 с обратной лопатой на уширенных гусеницах или на обычных гусеницах с применением перекидных саней или щитов;

o на болотах II и III типов (за исключением сплавинных болот) в летних условиях траншеи разрабатывают специальными болотными экскаваторами (Э-652БС, ЭО-4221, МПТ-72 и др.) или обычными экскаваторами, установленными на понтонах.

Для прокладки магистральных трубопроводов на болотах всех типов методом сплава или протаскивания траншеи разрабатывают взрывным способом. В зависимости от типа и глубины болота, а также степени залесенности трассы применяют способы удлиненных, сосредоточенных или скважинных зарядов. В зависимости от типа болота, способа прокладки, времени строительства и используемой техники различают следующие основные методы земляных работ:

o разработку траншей с предварительным выторфованием;

o разработку траншей с применением специальной болотной модификации и плавающей техники, понтонов, щитов, сланей или пено-саней, снижающих давление на поверхность грунта;

o разработку траншей с применением энергии взрыва;

o разработку траншей в зимнее время.

Схема разработки траншей с предварительным выторфованием применяется на участках с глубиной торфяного слоя до 1 м с устойчивым подстилающим основанием. Ширина образуемой посредством выторфования выемки должна обеспечивать нормальную работу экскаватора для разработки траншеи в минеральном грунте на полную глубину. Траншея устраивается бульдозером или экскаватором на глубину 0,15-0,2 м ниже проектной отметки с учетом возможного оплывання откосов траншеи. Схему разработки траншей с применением специальной техники, понтонов, щитов или сланей применяют на слабонесущих болотах (II и III типов).

Для разработки траншей взрывным способом в зависимости от типа болота и размеров траншеи применяют различные технологические схемы.

На открытых и слабозалесенных болотах при разработке траншей и каналов глубиной до 3-3,5 м, шириной по верху до 15 м, мощностью торфяного слоя до 2/3 глубины траншеи используют удлиненные шнуровые заряды (из отходов пироксилиновых порохов или водоустойчивых аммонитов). На глубоких болотах, покрытых лесом, разработку траншеи (глубиной до 5 м и шириной по верху до 20 м) целесообразно осуществлять сосредоточенными зарядами, размещенными вдоль оси траншеи. При этом отпадает необходимость в предварительной расчистке трассы от леса. Сосредоточенные заряды размещают в зарядных воронках, образуемых прострелкой небольших скважинных зарядов.

Для разработки траншей глубиной до 2,5 м и шириной по верху 6-8 м эффективно использовать скважинные заряды из водоустойчивых ВВ. Этот метод можно использовать на болотах I и II типов, в том числе покрытых лесной растительностью. Скважины (вертикальные или наклонные) располагают вдоль оси траншеи на расчетном расстоянии друг от друга в один или два ряда в зависимости от проектной ширины дна траншеи. Диаметр скважин принимают 150-200 мм. Наклонные скважины под углом 45-60° к горизонту применяют при необходимости направленного выброса грунта на одну из сторон траншеи.

Число экскаваторов МТП-71, МТП-72 (ТЭ-ЗМ) для разработки траншей на болоте в летних условиях следующее:

6 - для диаметра трубопровода до 529 мм включительно,

9 - для 720 мм, 11-для 820 мм,

14-для 1020 и1220 мм,

24-для 1420 мм.

Разработка траншей в горных условиях

Для прокладки трубопроводов в горных условиях траншеи в скальных грунтах разрабатывают различными способами в зависимости от уклонов трассы и характеристик грунта:

o на участках трассы с продольными уклонами до 15° в грунтах I-IV категории обычно применяют роторные экскаваторы;

o при больших уклонах, как правило, используют одноковшовые экскаваторы и бульдозеры; на участках с поперечным уклоном не более 8° допускается применять землеройные машины на гусеничном и пневмоколесном ходу.

На косогорах с поперечным уклоном более 8° для устойчивости машин при выполнении всех строительных процессов устраивают полки со съездами и подъездами.

На полках при продольных уклонах до 35° в грунтах, не требующих предварительного рыхления, используют одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой или роторные экскаваторы; при уклонах более 35° применяют бульдозеры, причем ширина траншеи по дну должна быть равна ширине ножа бульдозера.

В скальных грунтах перед разработкой траншеи одноковшовыми экскаваторами необходимо предварительно рыхлить грунт взрывным способом Рыхление скальных грунтов следует производить до вывоза труб на трассу. Для обеспечения необходимого дробления породы при рыхлении рекомендуется увеличивать перебор дна траншеи от 15 до 20%. Разработка траншеи в скальных грунтах ведется одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта буровзрывным способом. Рыхление грунта под траншею осуществляется группой небольших зарядов, помещенных в пробуренные шпуры. Заряд ВВ в шпуре занимает 0,3-0,6 его глубины, а остальная часть заполняется забойкой.

Массу заряда рассчитывают так, чтобы в результате взрыва образовалась воронка рыхления

Q₃=Ah³

где Q₃ - масса. заряда;

А - удельный расход ВВ;

h - кратчайшее расстояние от открытой поверхности грунта до центра заряда.

...