Свод правил сооружения магистральных газопроводов

3.2. Закрепление газопроводов анкерными устройствами осуществляют на болотах с мощностью торфяной залежки (Н торф., м), не превышающей величины: Н торф. = 1 + Д тр., (где Д тр. - диаметр прокладываемого газопровода, м) и с подстилающими минеральными грунтами, обеспечивающими надежную работу анкеров, а также в условиях обводненной и заболоченной местности.

Закрепление газопроводов на проектных отметках винтовыми анкерными устройствами ВАУ-1 допускается на участках, сложенных минеральными грунтами, имеющими тенденцию к восстановлению прочностных свойств после разрушения их естественного состояния при условии отсутствия воды в траншее в период производства работ.

Не допускается установка анкерных устройств на участках газопроводов, получающих в процессе эксплуатации продольные перемещения свыше 40 мм.

3.3. Винтовое анкерное устройства ВАУ-1 (рис. 9) состоит из двух тяг с наконечниками, двух винтовых лопастей со втулками и силового соединительного пояса. Конструкция силового анкерного, устройства не предусматривает проведение сварочных и изоляционных работ в трассовых условиях. Диаметр лопастей, применяемых в практике трубопроводного строительства винтовых анкеров достигает 400 мм, развиваемый установками для завинчивания анкеров в грунт крутящий момент - 20 КНЧм.

3.4. При необходимости использования винтовых анкерных устройств с диаметрами лопастей анкера до 500-550 мм необходимо использование конструкции ВАУ-М (рис. 10), отличающейся от широко применяемой изменением прямой режущей кромки заходной части лопасти анкера на серповидную, что сокращает величину крутящего момента в процессе завинчивания анкера в грунт до 30 % и обеспечивает возможность использования существующего парка машин.

3.5. Винтовые анкеры погружаются в грунт в летнее время, как правило, после укладки газопровода в траншею. В зимний период установку анкеров, в основном, осуществляют сразу же после разработки траншеи. При этом выполняется комплекс мероприятий, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия трубопровода при укладке последнего в траншею.

3.6. Установка винтовых анкеров в грунт (если допущено промерзание траншеи) выполняется после размораживания мерзлых грунтов в основании траншеи или после их механического рыхления.

3.7. Минимальная глубина заложения винтового анкера в грунт устанавливается равной шести диаметрам его лопасти.

3.8. Свайное раскрывающееся анкерное устройство АС-200 (рис. 11) представляет собой конструкцию из двух анкеров, оснащенных двумя тягами с раскрывающимися двумя лопастями на каждой и конусами для погружения их в грунт, а также силового соединительного пояса. При необходимости увеличения несущей способности анкерного устройства на каждой тяге могут быть установлены по две пары раскрывающихся лопастей.

3.9. Установка анкеров в грунт производится с помощью инвентарной забивной трубы. При этом анкер помещается в трубу до упора о конус, после чего труба вместе с анкером забивается или задавливается в грунт на проектную глубину. Затем труба извлекается на поверхность, а лапы анкера, благодаря их смещенному центру тяжести от точек опоры, упираются заостренными концами в стенки скважины, образованной инвентарной трубой.

3.10. Раскрытие лопастей анкера может производиться путем принудительного извлечения анкера из грунта на 30-35 см до полного раскрытия лопастей или укладки газопровода в перезаглубленную (на 30-35 см) траншею. В этом случае раскрытие лопастей анкера происходит в результате подъема трубы под действием выталкивающей силы воды.

Анкерные устройства АС-200 характеризуются компактностью, пониженной металлоемкостью и высокой надежностью раскрытия лопастей.

3.11. Анкерные устройства АС-200 могут устанавливаться преимущественно в глинистых и суглинистых грунтах. Область их применения должна регламентироваться актом и протоколом приемочных испытаний, а также нормативными документами на их применение.

3.12. Конструкция свайного раскрывающего анкера типа АР-401 (рис. 12) представляет собой штангу в виде трубы (диаметром 168 мм, с толщиной стенки 8-10 мм), которая снабжена заостренным наконечником, расположенным на забойном конце, и четырех лопастей трапецеидальной формы, которые шарнирно крепятся к штанге, лопасти расположены попарно в два яруса по длине штанги с углом поворота в плане между парами 90°. Свайный раскрывающийся анкер погружается в грунт под действием ударной нагрузки, прикладываемой к оголовнику его штанги, после чего он раскрывается обратным частичным извлечением из грунта с помощью мощного трубоукладчика или специально разработанного для этого механизма.

3.13. Закрепление газопроводов свайными анкерными устройствами типа АР-401 и АР-401В можно осуществлять как в зимних, так и в летних условиях преимущественно на болотах, заболоченных и обводняемых территориях; при этом верхние лопасти анкера после их раскрытия должны находиться в минеральном грунте на глубине не менее 3 метров. Весь комплекс работ выполняется в 3 этапа:

• Подготовительный - расчистка вдольтрассового проезда, устройство “карманов” в отвале грунта, раскладка анкеров и деталей соединения;

• Основной - устройство лидерных скважин, забивка анкеров;

• Заключительный - приведение анкеров в рабочее положение, монтаж соединительных анкерных устройств на трубопроводе.

3.14. Раскрытие лопастей анкера фиксируется по резкому увеличению показаний динамометра при нагрузках от 25 до 40 тЧс, ход анкера составляет 120-150 см.

3.15. Закрепление трубопроводов свайными анкерными устройствами АР-401 осуществляется специальной бригадой, состав которой колеблется в зависимости от сезона производства работ.

Забивка анкеров АР-401 в грунт производится с использованием сваебойного оборудования, например, СП-49 или С-870. При толщине мерзлого грунта более 30 см необходимо предварительное бурение скважин бурильной установкой БМ-802С.

3.16. Учитывая значительную материалоемкость свайных раскрывающихся анкеров АР-401 и АР-401В целесообразность применения их для балластировки газопроводов должна подтверждаться технико-экономическими расчетами.

3.17. Закрепление газопроводов при помощи вмораживаемых анкерных устройств рекомендуется на участках вечной мерзлоты (преимущественно в низкотемпературных твердомерзлых минеральных песчаных и тинистых устойчивых в реологическом отношении грунтах), включая болота с мощностью торфяного покрова не более глубины траншеи, при условии, что несущие элементы вмораживаемых анкеров должны находиться в вечномерзлом грунте в течение всего срока их эксплуатации.

Не допускается применение вмораживаемых анкерных устройств на участках газопроводов, получающих в процессе эксплуатации продольные перемещения более 40 мм.

Для закрепления газопроводов на участках вечномерзлых грунтов могут использоваться вмораживаемые анкерные устройства дискового и винтового типов, а также стержневые анкерные устройства.

Погружение вмораживаемых анкеров в вечномерзлые грунты следует производить буроопускным и опускным способами.

Буроопускной способ целесообразно применять в твердомерзлых грунтах при средней температуре по их глубине -0,5° С и ниже, а опускной - в песчаных и глинистых грунтах, содержащих не более 15 % крупнообломочных включений, при средней температуре по их глубине -1,5 °С и ниже.

Производство работ по бурению скважин осуществляется буровыми машинами, передвигающимися по спланированному (преимущественно за счет подсыпки грунта) дну траншеи, а также с помощью специального навесного оборудования к гидравлическим одноковшовым экскаваторам, выполняющим работы по бурению скважин с бермы траншеи.

Для разработки скважин парооттаиванием используются передвижные паровые котлы с рабочим давлением 1,0 МПа, производительность которых должна обеспечивать работу целесообразного числа одновременно работающих паровых игл, исходя из расчетного расхода пара до 20-25 кг/час на одну работающую иглу.

Установку вмораживаемых анкеров в грунт следует производить в календарные сроки, обеспечивающие смерзание анкеров с грунтом для обеспечения их расчетной несущей способности.

3.18. Анкерное устройство дискового типа (рис. 13) состоит из двух тяг с одним или двумя круглыми дисками на каждой тяге, расположенными на определенном расстоянии друг от друга, двух ограничителей усилий (компенсаторов) и силового соединительного пояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случаях закрепления газопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.

3.19. Анкерные устройства дискового типа ДАУ устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзлом грунте скважины, диаметр которых должен превышать диаметр диска не менее, чем на 3 см при диаметре анкера до 200 мм, и на 5 см- при диаметре скважины свыше 200 мм.

При этом пространство между стенками скважин и анкеров должно быть заполнено грунтовым (песчаным) раствором, состав и консистенция которого подбирается в соответствии с указаниями действующих строительных норм и правил.

3.20. Винтовое вмораживаемое анкерное устройство ВАУ-В (рис. 14) состоит из двух или четырех приваренных к втулкам винтовых лопастей, двух тяг с наконечниками и силового соединительного пояса. Кроме того, составными элементами ВАУ-В являются два ограничителя усилий (при установке анкеров в пучинистых грунтах) и две втулки, одеваемые на тягу поверх нижних лопастей и фиксирующих положение верхних лопастей в случаях, когда каждая тяга оснащена двумя винтовыми лопастями, диаметры которых на 2-10 см превышают диаметр скважины.

3.21. Винтовой вмораживаемый анкер устанавливается в заранее разработанную скважину следующим образом: сначала в скважину устанавливается тяга с наконечником, а затем скважина заполняется грунтовым (песчаным) раствором соответствующего состава и консистенции. Сразу же после заполнения скважины раствором, с помощью средств малой механизации или существующих установок для завинчивания анкеров в грунт, одетая на тягу винтовая лопасть завинчивается до упора (наконечника). Затем на тягу устанавливается втулка и вторая винтовая лопасть, которая также завинчивается до упора. Заключительной операцией является установка силового соединительного пояса.

3.22. Винтовое вмораживаемое анкерное устройство обеспечивает значительное повышение его несущей способности по сравнению с ДАУ при равном диаметре и глубине разрабатываемой скважины, за счет значительного увеличения площади винтовой лопасти по сравнению с диском. Кроме того, упрощается технология заполнения скважины грунтовым (песчаным) раствором и повышается надежность работы анкерного устройства.

3.23. Длина части вмораживаемого анкера (ДАУ, ВАУ-В), взаимодействующая с вечномерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода должна быть не менее 2 метров.

Конструкция ограничителя усилий обеспечивает работоспособность анкера в течение всего периода эксплуатации газопровода (на переходах через болота), и в течение 3-7 лет на участках, сложенных минеральными грунтами (до полной стабилизации грунта).

3.24. Вмораживаемое анкерное устройство стержневого типа (рис. 15) состоит из двух тяг, выполненных из арматурных стержней периодического профиля, двух ограничителей усилий (при установке их в пучинистые грунты) и силового соединительного пояса.

3.25. Контроль за несущей способностью анкерных устройств необходимо осуществлять посредством проведения контрольных испытаний выдергивающей нагрузкой на величину, указанную в проекте.

Контроль качества производства работ по закреплению трубопроводов анкерными устройствами различных конструкций осуществляется на разных стадиях: входной, операционный и приемочный контроль.

3.26. В условиях вечной мерзлоты, в том числе полуострова Ямал, ввиду возможности проявления неблагоприятных реологических свойств грунта в результате длительных нагрузок и, как следствие, снижение удерживающей способности дисковых и винтовых вмораживаемых анкеров, необходимо перед массовым применением анкерных устройств (особенно вмораживаемых анкеров стержневого типа) на конкретных трассах провести экспериментальное апробирование этого метода на опытных участках длиной по 0,3-0,5 км с целью определения практической надежности работы вмораживаемых анкеров в конкретных грунтовых условиях.

4. Балластировка газопроводов минеральным грунтом. Комбинированные методы балластировки газопроводов, включая использование геотекстильных синтетических материалов

4.1 Балластировка газопроводов минеральными, склонными к самоуплотнению и самоупрочнению, грунтами засыпки траншеи может осуществляться на участках прогнозируемого обводнения, обводненных и заболоченных территориях, а также на переходах через болота с мощностью торфяной залежи, не превышающей глубины траншеи.

4.2. Использование для балластировки газопроводов больших диаметров минеральных грунтов засыпки траншеи возможно при условиях:

• использования гибких полотнищ из нетканых синтетических материалов (НСМ) в сочетании с минеральным грунтом засыпки;

• использования закрепленных грунтов;

• применения комбинированных методов балластировки минеральным грунтом с железобетонными утяжелителями различных конструкций или анкерных устройств;

• укладки газопровода в перезаглубленную траншею (необходимое увеличение глубины траншеи определяется расчетом);