Бестраншейная прокладка коммуникаций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Бестраншейная прокладка коммуникаций

Строительство инженерных коммуникаций "открытым" способом в городских условиях и при реконструкции промышленных предприятий требует значительных сопутствующих затрат, связанных с необходимостью сохранения действующих инженерных коммуникаций, схем транспорта, контактной и осветительной сети, восстановлением значительных площадей благоустроенной территории и неэффективным использованием высокопроизводительной землеройной техники.

В существующей практике строительства инженерных коммуникаций в условиях городского строительства и реконструкции предприятий все шире применяют способ так называемой бестраншейной прокладки коммуникаций: вместо разработки траншеи по всей длине прокладываемой коммуникации на определенных участках строительства устанавливают в грунт стальные, железобетонные, пластмассовые, асбоцементные трубы требуемого диаметра без вскрытия поверхности, т.е. бестраншейным способом. Затем в этих трубах прокладывают коммуникации.

Такой способ строительства инженерных коммуникаций в сочетании с открытой прокладкой и щитовой проходкой позволяет значительно снизить сопутствующие "открытому" способу затраты на строительство, обеспечить сохранность большинства действующих коммуникаций, схем транспорта, благоустроенной территории и сократить общие сроки строительства.

Бестраншейная прокладка коммуникаций в зависимости от диаметра прокладываемых коммуникаций, их длины и геолого-гидрологических условий строительства может осуществляться одним из следующих способов: проколом, продавливанием, бурением.

При выборе способа бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций можно пользоваться данными табл.1. Диаметр и толщину стенки стальных труб для бестраншейной прокладки коммуникаций рекомендуется принимать в зависимости от способа установки труб в грунте (табл.2).

Таблица 1 Области применения способов бестраншейной прокладки труб

Таблица 2 Толщина стенки устанавливаемой (укладываемой) стальной трубы

Для установки в грунт стальных труб диаметром до 273 мм необходимо использовать бесшовные горячекатаные трубы. Для установки в грунт стальных труб диаметром 325 мм и более необходимо использовать сварные прямошовные трубы (#M12293 0 1200001409 1657585523 247265662 4291640858 557313239 2960271974 3594639946 4293087986 491707237ГОСТ 10704-76#S и #M12293 1 1200004728 1719503188 4294961312 4293091740 38744045 247265662 4291640858 557313239 296027197410706-76#S) и сварные спиралешовные трубы (#M12293 2 1200001402 4003193538 247265662 4291640858 557313239 2960271974 3594606034 4293087986 491707237ГОСТ 8696-74#S).

Усилия, необходимые для установки труб в грунт способом продавливания, ориентировочно можно определить по графикам на рис.1. Для продавливания труб используют домкраты (табл.3).

Рис.1. График изменения усилий продавливания от горно-техничесшп условий

а, в - при непрерывное удалении грунта без оставления грунтовой пробки; б, г - при удалении грунта с оставлением грунтовой пробки, р - усилие продавливания, кН, L - длина продавливания, м

Таблица 3 Домкраты, применяемые для продавливания труб

Более точные данные о необходимых усилиях гидродомкратных установок с учетом конкретных инженерно-геологических характеристик грунтов, в которых будет осуществляться прокол или продавливание, дают расчеты.

Усилия Р, необходимые для прокола стальной трубы в грунте, ориентировочно определяют по формуле

,

где R - радиус сечения прокола, см; - коэффициент сопротивления грунта уплотнению, МПа (табл.4); - пористость грунта до прокола; q -масса 1 м, прокалываемой стальной трубы, кг; L - длина прокола, м; - коэффициент трения стали в грунте.

Таблица 4 Величины для расчета усилий

Усилие Р, необходимое для продавливания стальной трубы в грунте, ориентировочно определяют по формуле

,

где q - удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, равное 50-70 кН на 1 м длины режущей кромки ножа для глинистых грунтов, для песчаных грунтов - 70-100 кН, для прочих грунтов - 200-600 кН: -периметр ножа, м; - коэффициент бокового давления грунта, равный для песка 0,35-0,41, для суглинка 0,5-0,7, для глины 0,7-0,74; - масса 1 м трубы, кг; L - длина продавливания стальной трубы, м; - коэффициент трения стальной трубы о грунт, равный для глин 0,4-0,5, для песков 0,6-0.65; P - вертикальное горное давление на 1 м стальной трубы. ; - объемная масса грунта, т/м; D - диаметр продавливаемой стальной трубы, м; - коэффициент крепости грунта.

Инж. М.М.Протодьяконов предлагает следующие значения:

Для приближенного определения усилия продавливания стальной трубы по общим усредненным данным для различных грунтов можно принять силу трения грунта по поверхности трубы 20- 25 кН на 1 м ее поверхности и общее усилие подсчитать по формуле

,

где j-20-25 кН на 1 м поверхности продавливаемой трубы, D - наружный диаметр продавливаемой трубы, м; L - длина продавливания стальной трубы, м.

По полученным усилиям для прокола и продавливания стальной трубы определяют марку и необходимое число гидравлических домкратов силовой установки и тип упорной стенки.

Бестраншейную прокладку инженерных коммуникаций проводят в такой последовательности:

подготовительные работы, определенные проектом;

разбивка трассы прокладываемой коммуникации, рабочего и приемного котлованов;

устройство рабочего и приемного котлованов;

монтаж оборудования, механизмов в рабочем котловане которыми осуществляется прокол, продавливание или бурение;

установка трубы в грунт или создание отверстия в грунте;

прокладка инженерной коммуникации в установленной трубе или в созданном в грунте отверстии;

восстановительные работы, определенные проектом.

Размеры рабочих котлованов определяют в зависимости от конструкции машин и оборудования, используемого для бестраншейной прокладки труб, длины устанавливаемой в грунт трубы или установленной проектом технологической длины звена трубы, размеров направляющих и стартовых устройств, а также габаритов применяемых упорных стенок. При этом необходимо соблюдать следующие требования: ширина котлована должна быть такой, чтобы расстояние от подошвы откоса котлована или его крепления до наибольшего по ширине оборудования, машины или устанавливаемой трубы было не менее 0,75 м; глубина котлована от низа устанавливаемой в грунт трубы должна обеспечить установку направляющих приспособлений (на 0,3-0,4 м глубже низа наружного диаметра устанавливаемой в грунт трубы).

При устройстве рабочего и приемного котлованов в откосах допустимая крутизна откосов котлованов, разрабатываемых в грунтах естественной влажности, должна соответствовать требованиям #M12293 0 901794520 1061002232 491708152 4294967262 1417900237 1357384904 77 4092901925 1236444583СНиП 12-03-2001#S и #M12293 1 901829466 959904472 3325399512 4294967294 2202259373 2351242664 78 2583957209 2440337622СНиП 12-04-2002#S.

При необходимости устройства котлованов в креплениях чаще всего используют металлическое крепление котлованов двутавровыми балками или стальными трубами 219х12 мм, устанавливаемыми согласно расчету по всему периметру котлована или только в торцевых его стенках (передней и задней); боковые стенки делают в откосах. Реже для этой цели используют железобетонные сваи или железобетонный шпунт.

Металлическое, железобетонное или деревянное крепление котлована по верху раскрепляют горизонтальным поясом-обвязкой с установкой системы поперечных, продольных и угловых распорок.

Для креплений неглубоких (до 3,5 м) котлованов, в которых не требуется устройство упорных стенок, допускается использовать деревянный шпунт.

В зависимости от инженерно-геологических условий котлованы в креплениях разрабатывают с устройством забирки стен из досок.

При необходимости котлованы обустраивают приямками для сварки труб и зумпфами для откачки воды. Приямки и зумпфы выполняют в деревянных креплениях или монолитном железобетоне.

Особое внимание при устройстве рабочего котлована для установки трубы в грунт способом статического прокола и продавливания следует уделять прочности и устойчивости упорной стенки, воспринимающей опорные реакции усилий подачи, развиваемой гидродомкратной установкой.

Условия применения типовых упорных стенок (рис.2) при расстоянии от поверхности земли до оси трубы более 2,4 м зависят от видов грунта и размеров их основных элементов (табл.5).

I, II - для слабых грунтов (=18°); III - для средних грунтов (=18-30°); IV, V - для средних грунтов (=18-30°), VI-VIII - для прочных грунтов (=30°); 1 - отвал грунта; 2 - шпунт металлический; 3 - бревна; 4 - инвентарная опорная плита; 5 - шпунт деревянный; 6 - утрамбованная песчаная засыпка; 7 - металлические трубы; 8 - распорка из швеллеров; 9 - бетон; 10 - деревянные брусья; 11 бетонные фундаментные блоки; А - ширина котлована, h - расстояние от оси продавливаемой трубы; H - глубина котлована; Q - глубина заделки стенки

Рис.2. Типовые конструкции упорных стенок

При сооружении котлованов в слабых грунтах (не слежавшиеся, не уплотненные песчаные грунты, торф, сапропель, аллювиальные супеси, суглинки и т. п.) упорные стенки устраивают из двух рядов металлических двутавровых балок (стальных труб, железобетонных или деревянных свай), раскрепленных между собой системой распорок. Пространство между рядами крепления упорной стенки засыпают песком, песчаным грунтом, гравийно-щебеночной смесью или щебенкой с послойным уплотнением до К=0,98.

Для придания более точного направления трубе, устанавливаемой в грунт, и сохранения направления трубы в процессе установки ее в грунт на дне рабочего котлована после устройства приямка, зумпфов в упорной стенке монтируют горизонтальные и вертикальные направляющие (стартовые) устройства. бестраншейный коммуникация домкрат труба

Длина направляющих рам при статическом проколе и продавливании должна быть на 1-1,5 м меньше технологической длины звеньев трубы, устанавливаемой в грунт.

Размеры приемного котлована принимаются с учетом проведения сварочных работ и минимального отклонения устанавливаемой в грунт трубы. При этом ширина котлована должна быть такой, чтобы расстояние от подошвы откоса котлована или крепления котлована до наружного диаметра устанавливаемой в грунт трубы было не менее 0,75 м.

Минимальная длина приемного котлована должна быть не менее 1, а минимальная ширина котлована - не менее 1,7 м.

При проколе гидродомкратными установками усилия от гидродомкратов на торец устанавливаемой в грунт трубы передаются посредством нажимных патрубков или зажимных хомутов, нажимных торцевых заглушек, специальных штанг и шомполов.

При проколе пневмопробойниками, которые представляют собой самодвижущуюся пневматическую ударную машину реверсивного действия, можно использовать следующие технологии установки труб и коммуникаций в грунт: 1) пробивка пневмопробойником скважины в грунте, расширение и забивка в нее стальной трубы или протягивание в нее пластмассовых (асбоцементных) труб с последующей прокладкой в них инженерной коммуникации; 2) забивка я грунт стальной трубы с последующей прокладкой в ней инженерной коммуникации.

Для повышения точности прокола пневмопробойниками запускать последний необходимо со специального стартового устройства. Для уменьшения величины отклонения скважин в сложных гидро-геологических условиях и при проколах длиной свыше 20 м необходимо применять пневмопробойники со специальными насадками - удлинителями.

При проколе в плотных глинистых грунтах для снижения усилий установки трубы в грунт на переднем конце трубы устанавливают специальные наконечники-расширители, диаметр которых должен быть на 10-50 мм больше диаметра устанавливаемой в грунт трубы. При отсутствии наконечников на расстоянии около 1 м 01 переднего торца на трубе приваривают кольцевой поясок толщиной 15 мм.

При бестраншейной прокладке коммуникаций наряду с проколом широко распространен способ продавливания стальных труб без опережающей разработки грунта с помощью специальных машин, механизмов, установок (табл.7).

Таблица 7 Установки, машины для продавливания стальных футляров диаметром 920-2000 мм

При этом способе труба устанавливается в грунт открытым концом, к которому приваривают инвентарную ножевую секцию. Наружный диаметр последней должен быть на 30-60 мм больше наружного диаметра продавливаемой трубы. Труба вдавливается в грунт на определенную длину, после чего при механической разработке грунта грунт в капсулах, "грунтоносах" транспортируется из трубы. При ручной разработке грунта грунт в трубе разрабатывают лопатой или пневмоинструментом, грузят на тележку и лебедкой транспортируют из трубы.

Цикл "вдавливание - разработка грунта - транспортировка грунта" повторяется до завершения продавливания трубы или звена трубы.

Способ продавливания стальных труб позволяет вести безопасную установку труб даже в обводненных грунтах.

При установке труб в грунт способом продавливания чаще всего используют гидродомкратные установки, оборудованные домкратами ГД-170/1150, ГД-170/1600, ГД-500/600, в комплексе с маслонасосами высокого давления ЗШ-НВД, Г-17, ГБ-351 или Н-403.

Схема установки для продавливания с гидродомкратами (рис.2) предусматривает ручную разработку грунта в забое труба. К ручной разборке грунта в трубе можно приступать только после образования в трубе грунтовой "пробки" длиной 1-2 м (1-2 диаметра продавливаемой трубы).

Кроме того, при продавливании (установке) труб в слабых и неустойчивых грунтах с ручной разработкой грунта за режущей кромкой ножа необходимо устанавливать специальную диафрагму регулирующую поступление грунта в устанавливаемую трубу.

Установка труб в грунт способом продавливания с механической опережающей разработкой грунта (бурение горизонтальных скважин с одновременной обсадкой трубами) на практике ограничивается устойчивостью глинистых грунтов естественной влажности. Для установки стальных труб в грунт способом продавливания с опережающей механической разработкой грунта используют специальные установки и машины (табл.8).

Рис.3. Размещение оборудования на строительной площадке

Таблица 8 Установка, машины для продавливания стальных футляров диаметром 325-1720 мм с опережающей механической разработкой грунта

При продавливании груб в грунт установками типа УГБ и ГВ необходимо собирать устанавливаемую трубу на всю длину продавливания плюс 5-6 м и укладывать ее в рабочий котлован. Длина рабочего котлована может быть значительной, вследствие чего, несмотря на высокую производительность самого процесса бурения- продавливания, этот способ эффективного применения в условиях городского строительства не имеет, так как длина прямолинейных участков работ, как правило, ограниченна. Бурение ведется на всю длину установки трубы в грунт до выхода фрезерной головки и переднего конца трубы в приемный котлован.

Вспомогательное оборудование установок состоит из опорных устройств, по которым перемещается труба, упорного бруса и полиспаста.

Имеется ограниченный опыт использования установок типа УГБ для продавливания труб по "сборной технологии" звеньями длиной 6-12 м со сборкой шнекового конвейера и труб в процессе работ. Длина рабочего котлована при "сборной технологии" 12-18 м.

Отклонения стальных труб, устанавливаемых в грунт, предназначенных для прокладки в них самотечных трубопроводов и прочих коммуникаций, не должны превышать в профиле - 0,6%, длины продавливания (прокола), в плане - 1 % длины продавливания (прокола),

Отклонения стальных труб, устанавливаемых в грунт, предназначенных для прокладки в них напорных трубопроводов и прочих коммуникаций, не должны превышать в профиле - 1 % длины продавливания (прокола), в плане - 1,5 % длины продавливания (прокола).

Для обеспечения точности и сокращения времени на определение уклона продавливаемых труб рекомендуется применять уклономеры с копирующим устройством УКУ-1 (разработка треста горнопроходческих работ Главмосинжстроя) или уклономеры конструкции НИИОСПа.

При проколе с применением пневмопробойника необходимо постоянно следить за местоположением пневмопробойника, для чего можно использовать искатели ВТР-1П. Отклонение скважины, трубы от проектного положения на длине 20 м не должно превышать по вертикали 0,3 м, по горизонтали 0,1 м.

Работы по бестраншейной прокладке коммуникаций должны производиться в соответствии с требованиями #M12293 0 901794520 1061002232 491708152 4294967262 1417900237 1357384904 77 4092901925 1236444583СНиП 12-03-2001#S и #M12293 1 901829466 959904472 3325399512 4294967294 2202259373 2351242664 78 2583957209 2440337622СНиП 12-04-2002#S, при соблюдении Правил Госгортехнадзора, технической Инспекции, правил производства работ при прокладке и переустройстве подземных сооружений, благоустройстве городских территорий и устройстве дорожных покрытий, а также Положения об охране подземных и наземных инженерных сооружений.

Размещено на Allbest.ru