Свод правил сооружения магистральных газопроводов

для разработки траншей в грунтах более высокой прочности - свыше 50 МПа (500 кГс/см ), когда рыхление и выемка грунтового целика одноковшовым экскаватором представляет большую сложность, необходимо перед работой одноковшовых экскаваторов разрыхлять его буровзрывным методом. Для этого в теле целика буровыми машинами типа БМ-253, БМ-254 бурится ряд шпуров через 1,5-2,0 м на глубину, превышающую проектную глубину траншеи на 10-15 см, которые заряжаются зарядами ВВ на рыхление и взрываются. После этого экскаваторами типа НД-1500 производится выемка всего разрыхленного грунта до получения проектного профиля траншеи.

траншеи для пригружаемых трубопроводов железобетонными пригрузами (типа УБО) глубиной от 2,5 до 3,1 м разрабатываются в определенной технологической последовательности.

На участках с прочностью грунтов до 40 МПа (400 кГс/см ) и более вначале тракторными стоечными рыхлителями на базе Д-355А или Д-455А осуществляется рыхление верхнего вечномерзлого слоя грунта на полосе шириной 6-7 м на глубину 0,2-0,7 м в зависимости от требуемой конечной глубины траншеи. После удаления разрыхленного грунта бульдозерами в полученной корытообразной выемке роторным траншейным экскаватором типа ЭТР-254-01 по границе проектной траншеи разрабатывается пионерная прорезь-траншея шириной 1,2 м. После засыпки этой прорези вынутым разрыхленным грунтом, на расстоянии 0,6 м от края нарезается другим роторным экскаватором типа ЭТР-254-01 вторая пионерная траншея, которая также засыпается с помощью бульдозеров типа Д-355, Д-455. Затем одноковшовым экскаватором типа НД-1500 одновременно с грунтом целика разрабатывается траншея полного проектного профиля.

на участках сильнольдистых высокопрочных вечномерзлых грунтов с сопротивлением резанию более 50-60 МПа (500-600 кГс/см ) разработку траншей следует выполнять с предварительным рыхлением грунтов буровзрывным методом. При этом в зависимости от требуемой глубины траншей бурение шпуров в шахматном порядке в 2 ряда посредством машин типа БМ-253, БМ-254 должно осуществляться в корытообразной выемке глубиной от 0,2 (при глубине траншеи 2,2 м) до 1,1 м (при глубине 3,1 м). Для устранения необходимости производства работ по устройству корытообразной выемки целесообразно внедрение буровых машин типа МБШ-321.

3.99. На участках трассы в вечномерзлых слабольдистых грунтах, где предусмотрена балластировка газопроводов минеральным грунтом с применением устройств из НСМ, параметры траншеи рекомендуется принимать: шириной по дну не более 2,1 м, глубиной в зависимости от величины подсыпки и наличия теплоизоляционного экрана - от 2,4 до 3,1 м.

Разработку траншей на таких участках глубиной до 2,5 м в грунтах прочностью 30 МПа (300 кГс/см ) рекомендуется выполнять на полный профиль роторными траншейными экскаваторами типа ЭТР-253А или ЭТР-254. Траншеи глубиной до 3 м в таких грунтах могут разрабатываться роторными экскаваторами типа ЭТР-254-02 и ЭТР-309.

В грунтах прочностью более 30 МПа (300 кГс/см ) в механизированные землеройные комплексы для осуществления технологической схемы, описанной выше, следует включать дополнительно тракторные стоечные рыхлители типа Д-355А или Д-455А для предварительного рыхления наиболее прочного верхнего слоя вечномерзлого грунта на глубину 0,5-0,6 м перед разработкой профиля траншеи роторными экскаваторами указанных марок.

На участках с прочностью грунтов до 40 МПа (400 кГс/см ) возможно также применение технологической схемы с последовательной проходкой и разработкой профиля траншеи вдоль оси трассы двумя роторными экскаваторами: вначале ЭТР-254-01 с шириной ротора 1,2 м, а затем ЭТР-253А, ЭТР-254 или ЭТР-254-02 в зависимости от требуемой глубины траншеи на данном участке.

Для эффективной разработки широких траншей балластируемых газопроводов диаметром 1420 мм в прочных вечномерзлых грунтах рекомендуется последовательно-комплексный метод двумя мощными роторными траншейными экскаваторами типа ЭТР-309 (с разными параметрами рабочего органа), при котором первый экскаватор, оборудованный сменными унифицированными рабочими органами шириной 1,2 1,5 и 1,8 2,1 м, сначала прорезает пионерную траншею шириной ~1,5 м, а затем второй экскаватор, оснащенный двумя навесными боковыми роторо-фрезами, двигаясь последовательно, дорабатывает ее до проектных размеров 3х3 м, необходимых для размещения трубопровода с балластирующими устройствами.

В грунтах прочностью более 35 МПа (350 кГс/см ) в указанную последовательно комбинированную технологическую схему необходимо включать предварительное рыхление верхнего мерзлого слоя грунта на глубину 0,5 м тракторными стоечными рыхлителями типа Д-355А или Д-455А.

3.100. На участках с залеганием особо прочных вечномерзлых грунтов прочностью 50 МПа и более (500 кГс/см ) разработку траншей с такими параметрами рекомендуется выполнять одноковшовыми экскаваторами типа НД-1500 с предварительным рыхлением мерзлого слоя буровзрывным методом. Для бурения шпуров на полную глубину (до 2,5-3,0 м) необходимо применять бурильные машины типа БМ-254 и МБШ-321.

3.101. Во всех случаях при выполнении земляных работ по устройству траншей в данных грунтовых условиях в летний период, при наличии талого верхнего слоя грунта, он удаляется с полосы траншеи с помощью бульдозеров, после чего работы по устройству траншей ведутся по технологическим схемам, приведенным выше, с учетом проектного профиля траншеи и прочности вечномерзлого грунта на данном участке.

При оттаивании верхнего слоя грунта в случае перехода его в пластичное или текучее состояние, затрудняющее ведение земляных работ по рыхлению и разработке нижележащего вечномерзлого грунта, этот слой грунта снимается бульдозером или одноковшовым экскаватором, а затем вечномерзлый грунт в зависимости от его прочности разрабатывают указанными выше методами.

Насыпи на вечномерзлых грунтах, как правило, должны сооружаться из привозного грунта, добываемого в карьерах. Не рекомендуется в этом случае брать грунт для насыпи на полосе строительства газопровода.

Карьер следует устраивать (по возможности) в сыпучемерзлых грунтах, так как изменение их температуры незначительно влияет на их механическую прочность.

В процессе возведения насыпь должна быть отсыпана с учетом последующей ее осадки. Увеличение ее высоты в этом случае устанавливают: при производстве работ в теплое время года и отсыпки насыпи минеральным грунтом - на 15%, при производстве работ в зимнее время и отсыпки насыпи мерзлым грунтом - на 30%.

3.102. Засыпку трубопровода, уложенного в траншею, выполненную в вечномерзлых грунтах, осуществляют как в обычных условиях, если после укладки трубопровода непосредственно сразу после разработки траншеи и устройства подсыпки (при необходимости) грунт отвала не подвергся смерзанию. В случае смерзания грунта отвала во избежание повреждения изоляционного покрытия трубопровода его необходимо присыпать привозным талым мелкозернистым грунтом или мелкоразрыхленным мерзлым грунтом на высоту не менее 0,2 м от верха трубы.

Дальнейшую засыпку трубопровода выполняют грунтом отвала с помощью бульдозера или, что предпочтительно, роторного траншеезасыпателя, который способен разрабатывать отвал с промерзанием на глубину до 0,5 м. При более глубоком промерзании отвала грунта необходимо его предварительно разрыхлить механическим или буровзрывным способом. При засыпке мерзлым грунтом над трубопроводом устраивают грунтовый валик с учетом его осадки после оттаивания.

 

Бурение скважин и установка свай при надземной прокладке трубопроводов

 

3.103. Способ возведения свайных оснований назначают в зависимости от следующих факторов:

мерзлотогрунтовых условий трассы;

времени года;

технологии производства работ и результатов технико-экономических расчетов.

Свайные основания при сооружении трубопроводов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов возводят, как правило, из свай заводского изготовления.

3.104. Возведение свайных оснований осуществляют в зависимости от грунтовых условий следующими способами:

забивкой свай непосредственно в пластично-мерзлый грунт или в предварительно разработанные лидерные скважины (бурозабивной способ);

установкой свай в предварительно оттаиваемый грунт;

установкой свай в предварительно пробуренные и залитые специальным раствором скважины;

установкой свай с использованием сочетания вышеперечисленных способов.

Забивку свай в мерзлую толщу можно осуществлять только в высокотемпературных пластично-мерзлых грунтах, имеющих температуру выше -1° С. Забивать сваи в такие грунты с содержанием крупнообломочных и твердых включений до 30% рекомендуется после бурения лидерных скважин, которые образуются путем погружения специальных труб-лидеров (с режущей кромкой внизу и отверстием в боковой верхней части). Диаметр лидерной скважины - меньше наименьшего размера поперечного сечения сваи на 50 мм.

3.105. Технологическая последовательность операций по установке свай в предварительно разработанные лидерные скважины заключается в следующем:

сваебойный механизм забивает лидер до проектной отметки;

лидер с керном извлекается лебедкой экскаватора, который с трубой-лидером перемещается на следующую скважину, где весь процесс повторяется;

в образованную лидерную скважину свая забивается вторым сваебойным механизмом.

3.106. При наличии в грунтах крупнообломочных включений (более 40%) применять лидерное бурение нецелесообразно, так как значительно возрастает начальное усилие для извлечения лидера и наблюдается осыпание керна обратно в скважину.

3.107. В тяжелых глинах и суглинках применение бурозабивных свай также нецелесообразно ввиду того, что керн в трубе заклинивается и не вытесняется из лидера.

Лидерные скважины могут устраиваться бурением термомеханическим, ударно-канатным или другими способами.

3.108. В тех случаях, когда невозможно применять бурозабивные сваи, их погружают в скважины, предварительно пробуриваемые станками термомеханического, механического или ударно-канатного бурения.

Технологическая последовательность операций при бурении скважин станками ударно-канатного бурения заключается в следующем:

устраивают площадку для установки агрегата, которая должна быть строго горизонтальной. Это важно особенно при бурении скважин на косогорах, где планировка площадки для установки агрегата и для плавного въезда на нее осуществляется бульдозером посредством нагребания снега и поливкой его водой (для намораживания верхнего слоя); в летнее время площадку планируют бульдозером;

бурят скважину диаметром на 50 мм большим, чем наибольший поперечный размер сваи;

заливают скважину подогретым до 30-40° С песчано-глинистым раствором в объеме примерно 1/3 скважины из расчета полного заполнения пространства между сваей и стенкой скважины (раствор готовят непосредственно на трассе в передвижных котлах с использованием бурового шлама с добавкой мелкозернистого песка в количестве 20-40% от объема смеси; воду для желонирования желательно доставлять к передвижным емкостям горячей или подогревать ее в процессе производства работ);

устанавливают сваю в скважину трубоукладчиком любой марки.

При погружении сваи на проектную отметку раствор должен выжиматься на поверхность земли, что служит свидетельством полного заполнения раствором пространства между стенками скважины и поверхностью сваи. Процесс бурения скважины и погружения сваи в пробуренную скважину не должен длиться более 3 сут зимой и более 3-4 ч летом.

3.109. Технология бурения скважин и установка свай с использованием станков термомеханического бурения изложена в "Инструкции по технологии бурения скважин и установки свай в мерзлых грунтах с использованием станков термомеханического бурения" (ВСН 2-87-77, Миннефтегазстрой).

3.110. Длительность процесса смерзания сваи с вечномерзлым грунтом зависит от сезона производства работ, характеристик мерзлого грунта, температуры грунта, конструкции сваи, состава песчано-глинистого раствора и других факторов и должна быть указана в проекте производства работ.

 

Засыпка траншеи

 

3.111. До начала работ по засыпке трубопровода в любых грунтах необходимо:

проверить проектное положение трубопровода;

проверить качество и в случае необходимости отремонтировать изоляционное покрытие;

провести предусматриваемые проектом работы по предохранению изоляционного   покрытия   от   механических   повреждений (планировка дна траншеи, устройство постели, присыпка трубопровода рыхлым грунтом);

устроить подъезды для доставки и обслуживания экскаватора и бульдозера;

получить письменное разрешение от заказчика на засыпку уложенного трубопровода;

выдать наряд-задание на производство работ машинисту бульдозера либо траншеезасыпателя (или экипажу одноковшового экскаватора, если работы по засыпке выполняются экскаватором).

3.112. Засыпать траншею рекомендуется непосредственно после укладочных работ (после балластировки трубопровода или закрепления его анкерными устройствами).

3.113. При засыпке трубопровода в скальных и мерзлых грунтах сохранность труб и изоляции от механических повреждений обеспечивается устройством присыпки над уложенным трубопроводом из мягкого (талого) песчаного грунта на толщину 20 см над верхней образующей трубы, или устройством защитных покрытий, предусмотренных проектом.

3.114. Засыпка трубопровода в обычных условиях осуществляется преимущественно бульдозерами и траншеезасыпателями роторного типа.

3.115. Засыпку трубопровода бульдозерами выполняют: прямолинейными, косопоперечными параллельными, косоперекрестными и комбинированными проходами. В стесненных условиях строительной полосы, а также в местах с уменьшенной полосой отвода работы выполняются косопоперечными параллельными и косоперекрестными проходами бульдозером или роторным траншеезасыпателем.