Поздовжня стійкість трубопроводів, про-кладивает на болотах, обводнених і заболочених ділянках траси, забезпечується різними засобами баластування. Засоби бала-стіровкі і закріплення трубопроводів вибирають з урахуванням гідро-геологічних умов районів проходження траси і діаметра трубопроводу. При цьому необхідно враховувати схему прокладки трубопроводу; міцності і дефор-мационного властивості підстилаючих грунтів; наявність горизонтальних і вертикальних кутів повороту; методи і сезон виробництва будівельно-монтажних робіт; температурний режим експлуата-ції трубопроводів. Закріплення трубопроводу необхідно проводити після укладання його на проектні відмітки. Засоби баластування магістральних трубопроводів можна розділити на дві основні групи:
До засобів баластування першої групи відносяться уст-ройства, що впливають на трубопровід власною вагою:
1 - поодинокі залізобетонні вантажі;
2 - групова установка одиночних залізобетонних вантажів;
3 - поодинокі чавунні вантажі;
4 - мінеральний грунт засипки, зазвичай використовується при підвищеному заглибленні трубопроводу;
5 - закріплені гідрофобізовані грунти;
6 - полімерно-контейнерні баластувальні пристрої (ПКБУ), заповнені місцевим або привізним грунтом або щебенем;
7 - мінеральний грунт в оболонці з нетканих синтетичних матеріалів;
8 - суцільне обетонірованіе труб;
9 - анкерні плити;
10 - комбіновані способи і ін.
На підводних переходах через річки в основному використовуються чавунні кільцеві вантажем.
На обводнених і заболочених ділянках траси найбільшого поширення набули поодинокі залізобетонні вантажем.
В даний час використовуються наступні методи баласт-ровки:
1. Баластування трубопроводів поодинокими (чавунними, железобетоннимігрузамі встановлюються на трубу безпосередньо на будівельник-ної майданчику (рисунок 11.4 і 11.5).
Малюнок 11.4 - Установка залізобетонних пригрузів типу УБТ
Малюнок 11.5 - Баластування одиночними залізобетонними сідловидну Привантажувач
2. Груповий метод установки вантажів. Вантажі укладають один до іншого, забезпечуючи відповідність їх загального числа требо-ванию проекту. Але слід враховувати, що максимальне число вантажів в групі і відстань між групами вантажів пов'язано з допу-Скаем прогином трубопроводу. Найбільший ефект досягають при монтажі групи вантажів з одного місця стоянки крана.
3. обетонірованіе трубопроводів. В основному застосовуються труби, заздалегідь покриті монолітним залізобетоном в заводських або базових умовах.
4. Полірозмірно-контейнерні балластіровочние устрій-ства. Пристрої застосовуються для баластування трубопроводів, що прокладаються на обводнених, заболочених і періодично затоплюваних ділянках будівництва з грунтами мінерального ос-вання, застосування яких в якості групового заповнювач порожнин ПКБУ дозволяє створити необхідну баластувальні навантаження на трубопровід. Як групового заповнювач поло-сті пристрою можна використовувати грунти в розпушеному есте-ного вологому стані щільністю більше 1000 кг / м 3.
5. Баластування грунтом з використанням нетканих син-тетических матеріалів. Неткані синтетичні матеріали (НСМ) отримують з поліамідних ниток в процесі формотворчим-вання їх з розплаву вторинного поліаміду або з вторинної пе-переробкою лавсану і капрону.
Для закріплення трубопроводу в якості пригрузки використовують місцевий або привізною грунт. Залежно від виду і перебуваючи-ня грунту трубопровід баластувальні суцільно по всій довжині або перемичками. Довжина перемички 25-30 м. Застосування НСМ по-зволяет фіксувати грунтову баластування над трубопрово-будинок, залучати додатковий обсяг грунту, укладений між трубою і стінкою траншеї.
6. Баластування трубопроводів з використанням закреп-ленних гідрофобізованих грунтів. Як пригруза як конструктивного елемента у вигляді баластних перемичок можна використовувати нефтегрунт або мінеральні грунти, поліпшені добавками в'яжучих компонентів (важких крекінг-залишків, нафтових бітумів і т. Д.).
Баластування з використанням закріплених грунтів (рис. 11.6) можна застосовувати на обводнених ділянках при підземному, наземному способах укладання трубопроводу як в літній, так і в зимовий час.
Рис 11.6 Баластування закріпленим грунтом: 1 - закріплений грунт; В - ширина траншеї, м; H - глибина траншеї, м; Dн - зовнішній діаметр трубопроводу, м
Приготування вяжущегрунтовой суміші може здійснювати-ся різними способами; на брівці траншеї з використанням одноківшевого екскаватора; на брівці траншеї з використанням траншеезасипатсля; в базових умовах з доставкою закріплене-го грунту автосамосваламн і ін.
Також для баластування трубопроводів можна використовувати нефтегрунт, приготований спеціально або утворився в результаті розливу нафти. При цьому вирішується і інше важливе завдання - утилізація нефтегрунта з метою охорони навколишнього середовища.
Організація робіт по баластуванню трубопроводів перемич-ками із закріплених грунтів складається з таких операцій, як при-виготовлених, укладання і ущільнення ґрунтової суміші. Різні схеми баластування закріпленим грунтом поки-зани на рис. 11.7.
Мал. 11.7 - Схеми баластування закріпленим грунтом: 1 - перемичка з закріпленого грунту; 2 - мінеральний грунт; 3 - рекультиваційний шар; 4 - суцільний шар закріпленого грунту; 5 - трубопровід.
7. Закріплення трубопроводу анкерними плитами. Даний спосіб закріплення рекомендується в обводнених і заболочених грунтах, дозволяє підвищити надійність баластування трубопроводу шляхом розміщення в приямках, що відриваються по обидва боки трубопроводу в бічних стінках траншеї, анкерних плит. Анкер-ні плити примикають до трубопроводу в його горизонтальної діа-метральной площині. У зоні контуру плит засипку виробляють щебенем (так як трубопровід піддається впливу грунтових та паводкових вод, а мінеральний грунт може бути розмитий). Потім траншея засипається мінеральним грунтом.
8. Баластування трубопроводів мінеральним грунтом. На ділянках трас трубопроводів, періодично затоплюваних по-дою, на ділянках перспективного обводнення і на обводнених ділянках баластування трубопроводів можна здійснювати мінеральним грунтом. Баластування трубопроводів мінеральним грунтом мо-же бути застосована в поєднанні з утяжеляются залізобетон-ними вантажами, анкерними пристроями і бетонуванням трубо-проводу.
Утримуюча здатність мінерального грунту розраховуються-ється для найвищого рівня стояння грунтових і поверхневих вод (для нафто- і нафтопродуктопроводів - в період будівництва до моменту заповнення трубопроводів продуктом або водою, для газопроводів - в період будівництва та експлуатації). Бал-ластіровку трубопроводів мінеральним грунтом можна вико-няти як в літній, так і в зимовий період. Зазвичай даний метод використовується при підвищеному заглибленні трубопроводу.
До засобів баластування другої групи відносяться анкер-ні пристрої:
1 гвинтові анкерні пристрої (ВАУ) (рис. 11.8);
2 - розкривається типу;
6 - пальові консольного типу;
7 - якірні анкерні пристрої;
8 - козлові анкерні пристрої;
9 - ВАУ з підвищеною утримує здатністю;
10 - анкер-ін'єктори і т. Д.
Основними перевагами анкерних пристроїв є: швидкість і економічність доставки; незначний власну вагу в порівнянні з розвивається утримує силою; невисока вартість.
Анкерні пристрої складаються в загальному випадку з анкерів, утримують трубопровід через силовий пояс. Анкер включає, як мінімум, два елементи: анкерне тягу і анкерне головку, при по-мощі якої в роботу проти висмикування тяги втягується грунт, що лежить над анкерної головкою.
Мал. 11.8 - Схема закріплення трубопроводу гвинтовим анкерним пристроєм: 1 - силовий пояс; 2 - захисний килимок і футеровочний мат; 3 - трубопровід; 4 - тяга анкерная; 5 - гвинтова лопать
Обов'язковою умовою застосування анкерних пристроїв яв-ляется наявність щільного мінерального грунту в робочій зоні анкера.
У практиці трубопровідного будівництва найбільше рас-рення отримали вморожені анкерні пристрої, при-змінюються при наявності вічній грунтів і ВАУ. Більш ши-рокое застосування ВАУ обмежується через їхню невисоку надійність-ності. При втраті стійкості одного з анкерів в групі, поряд встановлені анкери під дією сили, що виштовхує також втрачають свою стійкість за принципом «доміно», т. Е. Один за дру-гим, і всю ділянку трубопроводу спливає на поверхню.
Для закріплення трубопроводу на проектних відмітках можуть також використовуватися анкер-ін'єктори (рис. 11.9).
Мал. 11.9 - Спосіб баластування трубопроводу анкер-ін'єкторами: 1 - ін'ектіруемий терпкий продукт «корінь анкера»; 2 - трубопровід; 3 - силовий пояс; 4 - захисний килимок і футеровочний мат; 5 - штуцер для подачі в'язальника; 6-корпус змінного оголовка; 7- штуцер для подачі в'яжу-ного; 8 - траншея трубопроводу; 9 - тяга анкера; 10 - мінеральний грунт
Впровадження анкер-ін'єкторів виробляють на розрахункову глиби-ну 4 - 8 м в залежності від властивостей грунту. Після впровадження здійс-ствляют ін'єктування в'яжучого продукту в грунт через тяги ан-кер, перфоровані в нижній частині. Терпкий продукт закачано-ють через змінний роз'ємний оголовок.
Як закріплює в'язкої речовини можуть бути використані нафтові бітуми і мастики, цементні розчини, сі-Ликата натрію, різні смоли та інші рідкі водонерозчинні швидкотверднучі речовини.
Закачувати через тягу анкера закріплює в'яжучий віщо-ство поступово твердне і утворює «корінь» анкера, довжина і діаметр якого визначають несучу здатність анкерного пристрою.
З'єднання силових поясів з анкерними тягами слід здійснювати шляхом їх зварювання або за допомогою самозаклинюється пристроїв. Анкерну тягу приварюють до силового поясу (силовий пояс - полосовая вуглецева або низьколегована сталь). Анкерні тяги і силовий пояс ізолюються липкими полімерними стрічками в два шари.
Для підвищення утримуючої здатності гвинтових анкер-них пристроїв також можна закачувати закріплює скорозшивач через тягу анкера, що представляє собою перфорує-ванну трубу діаметром 57 - 76 мм. При цьому відбувається віднов-лення структури грунту, зруйнованої гвинтовим наконечником анкерного пристрою. Після затвердіння в'яжучого речовини водостійкість і утримує здатність грунту значною але збільшуються.
Баластування трубопроводу за допомогою анкер-ін'єкторів і ВАУ з підвищеною утримує здатністю можна примі-няти на обводнених прямолінійних і криволінійних ділянках як в літній, так і в зимовий час. Закріплення трубопроводів здійснюють на болотах з глибиною, рівній глибині траншеї або менше неї, і з підстилаючих мінеральними грунтами, забезпе-Чіва надійну роботу анкерів, а також на заплавних і пе-періодичних обводнять ділянках.
Ізоляція анкерних пристроїв повинна виконуватися в заводських умовах. У трасових умовах необхідно здійснювати ізоляцію ділянок з'єднання анкерних тяг з силовими поясами.
При виконанні робіт по установці анкерних пристроїв на трубопроводі необхідно дотримуватися таких допуски:
- глибина установки анкерів в грунт менш проектної не допускається;
- збільшення відстаней між анкерними пристроями не допускається;
- можливе скорочення відстаней між зазначеними пристроями до 0,5 м;
- відносні зміщення анкерів між собою в пристрої не повинні перевищувати 25 см;
- відстані від труби в світлу до анкерної тяги не повинні перевищувати 50 см.
Контроль за несучою здатністю анкерних пристроїв необхідно здійснювати шляхом проведення контрольних висмикувань. На трубопровід під утяжеляющие залізобетонні вантажі або анкерні пристрої необхідно укладати футеровочні мати або захисні обгортки. Конструкція футеровочних матів або тип обгортки встановлюється проектом.
1. Загальна характеристика і класифікація боліт за умовами проведення робіт.
2. Підготовка траси.
3. Розробка траншеї.
4. Укладання трубопроводу в траншею.
5. Закріплення трубопроводу від спливання.