Методические указания. При строительстве трубопроводов на болотах применяют все существу­ющие в настоящее время конструктивные схемы укладки трубопроводов

При строительстве трубопроводов на болотах применяют все существу­ющие в настоящее время конструктивные схемы укладки трубопроводов.

Подземная схема. Трубопровод укладывают в грунт на глубину, превыша­ющую диаметр труб.

Полуподземная и наземная схемы. Трубопровод укладывают в грунт на глу­бину менее диаметра, а выступающую часть труб засыпают грунтом.

При наземной - трубопровод укладывают на поверхности спланирован­ного грунта.

Надземная схема. Трубопровод укладывают выше поверхности грунта на опорах. На переходах трубопроводов через болота обычно укладывают одну нитку трубопровода. Однако на болотах II и III типов при ширине болота более 500 м допускается прокладка резервной нитки.

Возможность применения той или иной схемы в конкретных условиях определяется типом болота, его естественным состоянием, а также изменением физико-механических свойств грунта под воздействием трубопровода. Необ­ходимо иметь в виду, что и технология строительства может оказать сущест­венное положительное или отрицательное влияние на взаимодействие труб от окружающего их грунта.

В отличие от трубопроводов, уложенных в плотных грунтах, трубопроводы, уложенные на болотах по подземной или наземной схемам, с течением времени изменяют свое первоначальное положение. Это объясняется чрезвычайно силь­ной сжимаемостью болотистых (торфяных) грунтов под воздействием даже незначительных уплотняющих нагрузок. Поскольку в период эксплуатации в трубопроводе возникают продольные усилия, то они обусловливают более значительные поперечные перемещения труб.

По строению и условиям образования болота классифицируют следующим образом:

верховые болота. Находятся в зонах избыточного увлажнения, имеют выпуклую форму поверхности. Болота обычно имеют незначительный лесной покров;

низинные болота. Их характерные признаки: вогнутая поверхность; бога­тое грунтовое водно-минеральное питание; растительный осоковый или осоково-гипсовый микроландшафт;

переходные болота, не имеющие четко выраженного рельефа поверхности.

Болота нужно классифицировать также с точки зрения сложности; производства строительных работ при сооружении трубопроводов, а не только по проходимости по ним строительных машин.

I тип: 1) болота, целиком заполненные торфом устойчивой консистенции, и участки болотистых грунтов, допускающие работу и неоднократный проход строительных машин с удельным давлением на грунт р = 0,25 кгс/см²;

2) болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции при глубине торфа до 0,7 м. подстилаемые плотным минеральным грунтом, допускающим работу обычных строительных машин и механизмов. Ширина болота по створу перехода до 500 м. Несущая способность поверхности болота 0,05 < р < 0,25 кгс/см²;

3) болота глубиной до 1,5 м на минеральном основании, целиком запол­ненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением на грунт р ≥ 0,1 кгс/см². Ширина болота в створе перехода до 250 м.

II тип: 1) болота, заполненные торфом неустойчивой консистенции, при глубине торфа до 0,7 м, подстилаемые минеральным грунтом. Ширина болота более 500 м. Несущая способность болота 0,05 < р < 0,25 кгс/см²;

2) болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением до 0,1 кгс/см². Ширина болота до 1 км.

III тип: 1) болота, допускающие работу только специальных плавучих машин и механизмов или обычных машин на понтонах;

2) болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и проезд машин с удельным давлением до 0,1 кгс/см² при ширине болота более 1 км.

При прокладке магистральных трубопроводов через болота в ряде случаев необходимо их осушать. От степени осушения торфя­ной залежи болота зависит величина осадки и несущая способность торфа, что особенно важно при укладке трубопровода на торфяное основание, а также при выполнении строительно-монтажных работ на болоте. Осушение торфяной залежи может производиться на по­лосе отвода трубопровода или на всем болоте и должно осуще­ствляться предварительно за 6 -12 месяцев. Осушение может быть полное и частичное. При полном осушении на полосе строительства торфяная залежь осушается по всей глубине залегания торфа, при частичном осушении - на глубине, меньшей, чем мощность торфя­ного покрова.

Частичное или полное осушение зависит от технической возмож­ности и экономической целесообразности производства осушитель­ных работ. В ряде случаев достаточно частичного водоотвода, осо­бенно, когда период выполнения осушительных работ не совпадает с периодом сооружения трубопровода.

Перед осушением проводится обследование болота, в результате которого представляются данные о расположении трассы трубопро­вода относительно болота, о площади болота и о возможности водо­отвода.

Торфяные залежи осушают с помощью водоотводных (осушитель­ных) канав, отрываемых непосредственно в торфяной залежи. Кроме того, водоотводные канавы, устраиваемые на болотах с двух сторон трубопровода на расстоянии не менее 10 м от его оси, служат также для ограждения трубопровода и создания противопожарной защиты. При осушении полосы трассы трубопровода обычно используется естественный уклон местности. В зависимости от этого выбирается направление стока воды в осушительных канавах.

Кроме осушительных канав, в ряде случаев отрываются нагорные канавы (оградительные), предназначенные для ограждения осушаемого болота от поверхностных вод, стекающих с прилегающей тер­ритории. В зависимости от характера рельефа прилегающей к болоту местности нагорные канавы могут быть непрерывные, прерывистые, расположенные на ступенях склона, и U-образные.

Работы по осушению болот начинаются с разбивки на местности нагорных и осушительных канав и расчистки трассы от деревьев, кустарника и другой растительности. Сначала роют нагорные канавы, а затем осушительные. Нагорные канавы отрывают по границам осушаемой площади с уклоном от трубопровода.

Канавы роются механизмами и машинами, которые в дальнейшем используются для рытья траншеи.

Трубопровод, прокладываемый в болотистом и обводненном грунте, дол­жен быть закреплен не только против погружения, но и против всплытия, если он имеет положительную плавучесть. Трубопровод закрепляют утяжеляющими грузами (чугунными или железобетонными), сплошным бетонированием или винтовыми анкерными устройствами. Опыт строительства трубопроводов в усло­виях Крайнего Севера, Западной Сибири и других районов показывает, что при небольшой длине переходов через болота, а также при изредка встречающихся вдоль трассы болотах целесообразно закреплять трубы отдельными чугунными или железобетонными грузами. При большом числе болотистых участков зна­чительно выгоднее применять анкерные устройства, особенно в условиях Край­него Севера, куда доставка балласта оказывается весьма дорогостоящей, а сама навеска грузов достаточно сложной.

Применяют два основных способа укладки трубопрово­дов в траншею: раздельный и совмещенный. При раздельном способе предвари­тельно подготовляют траншею, а затем укладывают в нее трубопровод; при совмещенном способе одновременно с разработкой траншеи осуществляют изо­ляцию трубопровода и его укладку в траншею. Этот способ в основном содержит все элементы технологии строительства трубопроводов в нормальных условиях.

Применение совмещенного способа обусловливается возможностью про­движения по поверхности болота вдоль траншеи изоляционно-укладочной колонны.

При раздельном способе трубопровод нужно укладывать в отрытую тран­шею как можно скорее после ее устройства во избежание оползания откосов и «заплывания» траншеи.

Наиболее распространены три технологические схемы раздельного способа: 1) протаскивание балластированного трубопровода с берега по дну траншеи; 2) сплав трубопро­вода по поверхности воды в траншее с последующим опусканием его на дно и 3) протаскивание трубопровода по поверхности воды (при наличии ее в тран­шее) с применением разгружающих понтонов.

Суть совмещенного способа заключается в одновременном выполнении работ по устройству траншеи, изоляции и опусканию трубопровода. При этом необходима возможность прохода экскаватора и изоляционно-укладоч­ной колонны по поверхности болота. В условиях болот, находящихся в районах с длительной зимой, можно вести работы совмещенным способом после промер­зания болота на глубину 40-50 см. Для увеличения толщины промерзшего слоя снег по трассе в полосе шириной 7-8 м периодически убирают. На непро­мерзающих болотах обязательно нужна лежневая дорога.

Прокладка трубопроводов в насыпях (дамбах) возможна на боло­тах второго и третьего типов. Этот способ мало используется из-за большой трудоемкости работ.

В зависимости от несущей способности и обводненности торфя­ной залежи на болотах можно применять различные способы соору­жения насыпи: 1) без выторфовывания с отсыпкой насыпи на торфяной залежи и 2) с выторфовыванием, т. е. с предварительным частич­ным или полным удалением торфа перед отсыпкой насыпи.

Насыпь при полном выторфовывании сооружается на минераль­ном дне болота с заменой торфа грунтом.

Грунт для отсыпки насыпей на болотах должен быть дрениру­ющий крупноскелетный - щебенистый, галечный, гравелистый или крупнопесчаный. В крайнем случае допускается супесь пли водоне­проницаемая плотная глина. Суглинки, а также иловатые глины для отсыпки болотных насыпей применять нельзя, так как они об­ладают высокой водопоглощаемостью.

Насыпи на болотах возводятся постепенным наращиванием слоев. Первый слой отсыпается с торца насыпи отдельными участками.

Последующие слои насыпи по всей высоте наращиваются отсыпкой слоя на всей длине сразу.

Перемещение грунта к торцу насыпи и разравнивание его осу­ществляются бульдозером. После того, как высота насыпи достигнет проектной отметки нижней части трубопровода, последний уклады­вают так, чтобы ось его находилась на расстоянии 1,5 м от левой бровки насыпи и 4,5 м от правой ее бровки. Укладку трубопровода в насыпь следует вести одновременно с ее отсыпкой.

После отсыпки первой (первого слоя) и второй (второго слоя) части насыпи трубоукладчиками укладываются секции труб. Когда секции будут сварены, очищены и заизолированы, производится отсыпка третьей части насыпи (второго слоя) так, чтобы толщина слоя над трубой была не менее 30 см. Затем отсыпается четвертая часть (третий слой) насыпи полностью.

Для сокращения холостых проходов трубоукладчиков укладку трубопровода ведут с обоих концов насыпи.

По окончании отсыпки производится поперечная профилировка насыпи с помощью грейдера или универсального бульдозера для придания ее верху проектного очертания.

Возведение насыпей на торфяном основании начинается не менее, чем за 6-12 месяцев до укладки в них трубопровода; за этот срок должна произойти осадка торфяного грунта.

Прокладка трубопроводов в траншее с частичным или полным выторфовыванием применяется на болотах всех типов.

При частичном выторфовывании трубопровод располагают на торфяном основании.

При прокладке в траншее с полным выторфовыванием трубопро­вод укладывают на минеральное.

Укладку трубопровода в траншею осуществляют различными способами в зависимости от типа болота и обводненности траншеи: 1) с бровки траншеи при использовании лежневой дороги; 2) сплав­ным методом с предварительной (до сплава) или последующей (после сплава) балластировкой грузами; 3) методом протаскивания забал­ластированной плети трубопровода.

При сплавном методе на одном из берегов перехода производятся все сварочно-монтажные работы на стационарной монтажной пло­щадке. После очистки и наложения изоляции и футеровки секция сплавляется по обводненной траншее. По мере сплава секции трубо­провода в траншею периодически наращиваются последующие сек­ции в плеть.

Сплавной метод позволяет осуществлять укладку трубопровода на труднопроходимых болотах в летнее время при минимальном количестве машин и механизмов, работающих в стационарных усло­виях на монтажной площадке. Это увеличивает производительность труда, улучшает качество работ и удешевляет стоимость сооружения перехода.

Сплавной метод применяется на переходах, имеющих значитель­ную длину и глубину залегания торфяного слоя и высокий уровень стояния грунтовых вод. В таких болотах по мере продвижения экска­ватора и выемки грунта траншея сразу заполняется водой. Утяже­ляющие грузы можно навешивать до или после сплава.

На непроходимых болотах, а также при отсутствии соответству­ющих механизмов для доставки грузов и их укладки на трубопро­вод применяется метод протаскивания забалластированного трубо­провода по дну вырытой траншеи. По оси траншеи прокладывают трос, один конец которого прикреплен к переднему заглушенному концу плети, а другой - к трактору (или лебедке), расположенному на противоположном конце болота. Методом протаскивания трубо­проводы можно уложить на минеральное дно болота глубиной не ме­нее 3 м или в траншею на торфяное основание с мощностью залежи свыше 3 м, т. е. метод протаскивания позволяет вести укладку тру­бопровода на глубоких болотах без применения специальных машин, а основные работы выполнять на монтажной площадке, что повышает их качество.

Для утяжеления протаскиваемой плети трубопровода, кроме балластных грузов, можно использовать также сплошное бетониро­вание.

При небольшой длине перехода протаскивается вся плеть сразу, а при длинных переходах плеть протаскивается по мере наращива­ния секций.

При спуске трубопровода на дно траншеи для уменьшения тяго­вых усилий при протаскивании, особенно в начале движения, исполь­зуют роликовые опоры, применяемые при центровке и сварке секций.

Надземная прокладка на свайных и отдельно стоящих опорах применяется на болотах третьего тина со значительной глубиной (от 3 до 10 м) и слабым торфяным покровом и заполнением. Прокладку трубопровода рекомендуется выполнять в зимнее время. В этом слу­чае основные монтажно-укладочные работы производятся, как в обычных равнинных условиях.

Вопросы для самоконтроля

1. Классификация болот

2. Способы прокладки трубопроводов.

3. Осушение болот.

4. Подземная прокладка трубопровода.

5. Укладка методом сплава,

6. Укладка методом протаскивания.

7. Балластировка трубопровода.

8. Прокладка в насыпях.

9. Прокладка на опо­рах.

10. Оформление документации.