Обоснование выбора комплекса оборудования для разработки траншеи при строительстве магистральных трубопроводов пересекающих водоемы

Найдем длину пути резания  грунта:

 

Продолжительность работы машины за один цикл слагается из следующих  отрезков времени:

 

где – время переключения передач (6с); – время опускания отвала (2с); - время поворота бульдозера (10с).

 

 

Производительность бульдозера при резании и перемещении  грунта:

 

где – коэффициент использования бульдозера по времени (0,85-0,9); – коэффициент, учитывающей влияние уклона местности на производительность бульдозера (таблица 4).

Таблица 4 Значение коэффициента

Угол подъема, град		Угол уклона, град
0-5	1,00-0,67	0-5	1,00-1,33
5-10	0,67-0,5	5-10	1,33-1,94
10-15	0,5-0,4	10-15	1,94-2,25
		15-20	2,25-2,68

Производительность бульдозера при планировочных работах (разравнивании  грунта):  

где L – длина планируемого участка; – величина перекрытия прохода (0,5м); n – число проходов по одному месту (2); – рабочая скорость движения бульдозера при резании (2км/ч); – время поворота бульдозера (10с).

 

 

 

Расчет количества бульдозера

Нормативная скорость выполнения работ по строительству трубопровода составляет 100 км/г, 50% времени отводится на проведение подготовительных работ.

Из расчетов выше мы принимаем  количество времени на подготовительные работы 4 дня.

Площадь участка, на котором  производятся планировочные работы 68960,32 м².

Объем грунта, снимаемого при  резании:

 

где h – толщина срезаемого грунта (0,15м), – объемы срезаемой части через переходы, данные в исходных данных (таблица 1).

Принимаем, что планировочные  работы выполняются в одну смену  по 8 часов. Время для работ составит 32 часа.

Необходимая производительность при выполнении планировочных работ:

 

Работы по резанию и  перемещению грунта выполняются  в две  смены по 12 часов. Время для выполнения работ по резанию и перемещению грунта составляет 96 ч.

Необходимая производительность при резании и перемещении  грунта:

 

Необходимое количество бульдозеров:

При планировочных работах

 

Следовательно принимаем  количество бульдозеров, необходимое  для планировочных работ равное  1.

 

При резании и перемещении  грунта

 

Следовательно принимаем  количество бульдозеров, необходимое  для резании и перемещении  грунта равное 2.

Приложение 2. После расчетов еще трех бульдозеров для выполнения подготовительных работ (планировка и срезка) необходимо: для планировки бульдозер PR714LGP; для срезки плодородного слоя необходимо один бульдозер D375AD. Так-же для выполнения работ по корчевке пней и расчистке от порубочных остатков выбираем один бульдозер D375AD.

2.3 Работы для перехода через водные преграды шириной до 30 м, глубиной до 1,5 м

Строительство переходов трубопроводов через малые реки шириной по зеркалу воды в межень до 30 м и при глубине до 1,5 м выполняется в соответствии со СНиП III-42-60* «Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемка работ», ВСН 010-88.

До начала укладки трубопровода через малые реки методом протаскивания по дну должны быть выполнены следующие работы:

• расчистка береговых участков от лесорастительности;
• снятие рекультивируемого слоя грунта (по проекту);
• планировка строительных площадок;
• устройство подъездных путей, перемычек и переездов через водотоки; обследование подводного участка перехода (отметки уровня воды, глубина, ширина реки);
• разработка траншеи на береговых участках;
• монтаж и сварка рабочей плети;
• контроль качества сварки;
• изоляция сварных стыков;
• балластировка протаскиваемой плети трубопровода кольцевыми утяжелителями

Укладка готовой плети  перехода в траншею производится по схеме, представленной приложении 9.

Перед укладкой трубопровода в подводную траншею должны быть проведены контрольные промеры  глубин по траншее и проверен ее исполнительный профиль. Особо тщательные промеры необходимы для проверки отметок в точках перелома углов  продольного профиля. Если фактические  отметки дна траншеи выше проектных, траншея должна быть дополнительно доработана до укладки трубопровода.

Во избежание деформации профиля траншеи укладка готовой плети производится сразу после разработки траншеи.

Длина плетей определяется в зависимости от ширины водной преграды и наличия грузоподъемных средств.

Как правило длина протаскиваемой плети определяется с таким расчетом, чтобы ее концы выходили за пределы  «тангенсов» углов естественного  изгиба для пристыковки береговых  плетей «насухо». При невозможности  выполнения этого условия необходимо устроить глиняные перемычки (см. схему, представленную в технологической  карте) позволяющие отсечь русловую часть траншеи от береговых и  после откачки воды выполнить  пристыковку «насухо».

Плеть газопровода перед укладкой футеруют и полностью балластируют в соответствии с рабочими чертежами.

На переходах через  реки с крутыми берегами и неустойчивыми  грунтами для спуска трубопровода на воду в створе перехода бульдозером  разрабатывают полосу движения трубоукладчиков. Планировка полосы движения выполняется с допускаемыми радиусами упругого изгиба трубопровода, а ширина полосы должна быть достаточной для прохода трубоукладчиков с протаскиваемой плетью.

Перед протаскиванием трубопровода к его головному концу приваривают оголовок для крепления тягового троса, конструкция которого определяется проектом в зависимости от параметров трубопровода, способа крепления троса и величины тягового усилия.

Тяговый трос закрепляется к оголовку и прокладывается через  водоем строго прямолинейно по оси  подводкой траншеи к трактору (бульдозеру). Перед протаскиванием производятся обтяжка тягового троса и водолазное обследование вдоль троса. Длина тягового троса определяется в ППР расчетами с учетом длины и массы протаскиваемого трубопровода.

 

3. Земляные работы

Земляные работы должны выполняться  в соответствии с СНиП 3.02.01-87 “Земляные  сооружения. Основания и фундаменты”, СП 104-34-96 «Производство земляных работ». Размеры и профили траншей  установлены проектом в зависимости  от диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.

• для трубопроводов диаметром 1400 мм при разработке траншей с откосами не круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до величины D + 500 мм (где D – условный диаметр трубопровода);
• при разработке грунта землеройными машинами ширина траншей должна приниматься равной ширине режущей кромки рабочего органа машины, но не менее указанной выше;
• ширина траншей по дну на кривых участках из отводов принудительного гнутья должна быть равна двукратной величине по отношению к ширине на прямолинейных участках;
• ширина траншей по дну при балластировке трубопровода утяжеляющими грузами должна быть равна не менее 2,2 D.

Крутизна откосов траншей принята  в соответствии с главой СНиП по производству и приемке земляных сооружений, а разрабатываемых на болотах - согласно табл. 5.

Таблица 5. Крутизна откосов

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

Разработку траншей на болотах  следует выполнять одноковшовыми  экскаваторами с обратной лопатой  на уширенных или обычных гусеницах  со сланей или драглайнами.

В целях предотвращения деформации профиля вырытой траншеи, а также  смерзания отвала грунта сменные  темпы изоляционно-укладочных и  земляных работ должны быть одинаковыми.

Разработка траншей в задел  в грунтах запрещается.

Основания под трубопроводы в скальных грунтах следует выравнивать  слоем мягкого грунта толщиной не менее 10 см над выступающими частями основания.

Разработка траншей в  зимний период землеройной техникой непрерывного действия осуществляется без  предварительного рыхления грунта. Если разработка траншеи требуемого профиля за один проход невозможна, рекомендуется применять дифференцированный способ рытья роторными экскаваторами  с различной шириной рабочих  органов.

Присыпку уложенного трубопровода следует осуществлять в зависимости  от конкретных условий в соответствии с требованиями СНиП III-42-80* либо привозным грунтом, либо разрыхленным (измельченным) грунтом из отвала на высоту не менее 0,2 м над верхом трубопровода.

Привозной грунт доставляется на берму  траншеи, перемещается в траншею  и разравнивается одноковшовыми  гидравлическими экскаваторами  весового класса 20 – 30 т с ковшами вместимостью 0,85 – 1,5 м .

При сооружении трубопроводов должна проводиться нивелировка дна  траншеи по всей длине трассы: на прямых участках через 50 м; на вертикальных кривых упругого изгиба через 10 м; на вертикальных кривых принудительного гнутья через 2 м; а также на переходах через железные и автомобильные дороги, овраги, ручьи, реки, балки и другие преграды (в соответствии с проектом).

К моменту укладки трубопровода дно траншеи должно быть выровнено  в соответствии с проектом.

Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов должны выполняться с соблюдением допусков, приведенных в табл. 6.

Таблица 6

Допуск	Величина допуска  (отклонение), 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	- 10
Толщина слоя постели из мягкого грунта на дне траншеи	+ 10
Толщина слоя присыпки из мягкого  грунта над трубой (при последующей  засыпке скальным или мерзлым  грунтом)	+ 10
Общая толщина слоя засыпки  грунта над трубопроводом	+ 20
Высота насыпи	+ 20, - 5

 

Привозной грунт доставляется на берег траншеи, перемещается в траншею и разравнивается одноковшовыми гидравлическими экскаваторами с ковшами вместимостью 0,85 – 1,5 м.

Засыпка траншеи в зимний период должна выполняться с учетом осадки грунта за счет его уплотнения в процессе оттаивания в летний период, в зависимости от коэффициента его  разрыхления при разработке и  его льдистости. С этой целью высота валика грунта должна составлять не менее 30 % глубины траншеи.

Возможный дефицит грунта следует компенсировать привозным  грунтом.

Для исключения сбора воды и размыва грунта в траншее  в период таяния  снега, в  зависимости  от гидрологических  условий (в  местах наибольшего  скопления воды), необходимо обустраивать искусственные протоки (железобетонные, стальные) через грунтовый  валик.

В технологической карте  принята разработка траншеи в  мерзлых  и суглинистых грунтах, природной влажности и обводненных  участках, одноковшовым экскаватором, оборудованным обратной лопатой с ковшом вместимостью 1,2 – 1,5 м3 (ковш с зубьями). Типы прокладки приведены в приложении 1.

В состав работ, рассматриваемых  картой, входят:

• разработка траншеи в грунтах естественной влажности;
• установка экскаватора в забой;
• разработка грунта с укладкой в отвал;
• очистка ковша;
• передвижка экскаватора в процессе работы.

Разработка траншеи в обводненных грунтах (болотистая местность) со сланей:

• установка экскаватора в забой;
• разработка грунта на вымет с укладкой в отвал;
• очистка ковша;
• передвижка экскаватора в процессе работы;
• перекладка сланей.

Разработка траншеи мерзлого грунта:

• рыхление грунта стоечным рыхлителем (за один или несколько проходов);
• выбор разрыхленного грунта бульдозером вдоль траншеи;
• установка экскаватора в забой;
• разработка грунта с укладкой в отвал;
• очистка ковша;
• передвижка экскаватора в процессе работы.

Земляные работы при разработке траншеи следует выполнять в  строгом соответствии с проектной  документацией.