Бестраншейная (закрытая) прокладка трубопроводов

Введение

 

В строительстве важное значение имеет применение современных технологий, которые сокращают сроки и стоимость строительства, уменьшают долю ручного труда и повышают качество строительно-монтажных работ.

Бестраншейная (закрытая) прокладка трубопроводов является одним из эффективных способов строительства инженерных коммуникаций при их пересечении с различного рода препятствиями: автомобильными и железными дорогами, городскими улицами и т. п.

При открытом способе производства работ приходится прекращать или ограничивать движение транспорта, строить объезды, перекладывать существующие коммуникации, нарушать благоустройство территорий.

При бестраншейной прокладке трубопроводов указанные недостатки отсутствуют. Этот способ может быть эффективно использован при сооружении магистральных, разводящих и внутриквартальных инженерных сетей.

Сочетание теоретических знаний с практическими навыками обеспечивает высокое качество подготовки инженеров-строителей, занимающихся городским строительством и хозяйством.

Целью курсовой работы является закрепление теоретических знаний студентов по двум разделам программы дисциплины «Технология и организация в городском строительстве и хозяйстве»: «Средства механизации и автоматизации строительных, ремонтных и эксплуатационных работ» и «Технологии строительных процессов», в частности, по оборудованию и технологиям для бестраншейной прокладки трубопроводов инженерных коммуникаций.

Из известных способов бестраншейной прокладки трубопроводов (прокол, продавливание, шнековое бурение, технология горизонтального направленного бурения, микротоннелирование и др.) для курсовой работы в качестве основных приняты два: прокол и продавливание (другие способы прокладки трубопроводов студенты могут использовать по индивидуальному заданию).

Прокалывание грунтового массива осуществляют трубой, снабженной глухим наконечником, который вдавливается в грунт и образует в нем скважину. При этом происходят сдвиг грунта и его уплотнение.

При продавливании труба вдавливается в грунт открытым концом, снабженным ножевым устройством. По мере вдавливания грунт из внутренней полости трубы удаляют.

Для осуществления процессов прокалывания и продавливания используют силовые установки статического или комбинированного статико-динамического действия.

Бурошнековые установки базируются на принципе устройства скважин шнековой разработкой и транспортировкой грунта - шнек передает вращающий момент от приводного узла на режущий орган и транспортирует разработанный в забое грунт в рабочий котлован.

Исходные данные

1. Условныйдиаметр рабочего трубопровода инженерной сети: 400 мм
2. Глубина заложения трубопровода: 3 м
3. Длина бестраншейного перехода: 40 м
4. Тип грунта: глина
5. Район проведения работ: Санкт-Петербург
6. Сезон проведения робот: летнее время
7. Начало проведения работ: 1 июня
8. Окончание проведения работ: по календарному графику

 

Выбор необходимого оборудования

 

1. Для начала, исходя из исходных данных, в зависимости от диаметра рабочего трубопровода инженерной сети подберем наружный диаметр трубы-кожуха, используя для подбора (таб. №2 методических указаний).

Наружный диаметр трубы-кожуха принимаем – 720 мм

2. На основании диаметра трубы-кожуха , выбираем способ бестраншейной прокладки трубопровода. Внашем случаи принимаем способ прокладки путем продавливания грунта вдоль длины перехода.
3. На основании выбранного диаметра трубы-кожуха , способа прокладкии длины перехода, с помощью графика статических сил (рис.2 методических указаний)определяем статическую вдавливающую силу необходимую для продавливания трубы-кожуха, равную 2000 кН.
4. Учитывая необходимую статическую силу, выбираем тип гидродомкрата, используя (таб. №3 методических указаний) ГД-500/600.

 

Таблица 1

Параметры	Ед. Изм.	Тип гидродомкрата
		ГД-500/600
Усилие, развиваемое штоком	кН	5000
Рабочее давление жидкости	МПа	39
Ход штока	мм	600
Диаметр цилиндра	мм	350
Длина цилиндра	мм	980
масса	кг	990

 

5. Для продавливания труб-кожухов применяют силовые установки с механизированной разработкой грунта. Силовую установку подбираем с учетом внешнего диаметра трубы-кожуха по (таб. №4 методических указаний).

 

Таблица 2

Показатели	Ед. Изм.	Тип установки
		В-37
Диаметр трубы-кожуха	мм	630,720,820,920,1020,1420
Предельная длина перехода	м	60
Максимальная длина секций труб- кожухов	м	12
Габаритные размеры установки: Длина Ширина Высота	мм	14160 2490 2980
Общая масс установки	кг	23000
Характер силового воздействия		Статическая сила
Механизм силового воздействия		Два гидродомкрата
Устройство для разработки грунта		Ударно-вибрационный грейфер

 

Определение размеров рабочего и приемного котлованов. Расчет глубина рабочего котлована

 

 

Рис.

 

 

Вшо - ширина силового оборудования равная 2490 мм

Вшп – ширина, превышающая ширину силового оборудования равная 1500 мм

 

 

Lдо - длина силового оборудования равная 14160мм

Lдп – длина,превышающая длину силового оборудования равная 1000 мм

 

Расчет глубина приемного котлована

 

Глубина приемного котлована принимается такой же как и рабочего для обеспечения удобства проведения работ.соответственно Нкот. приемный=4,1м

 

5. Расчет объёмов рабочего и приемного котлован

 

 

Рис.

 

Расчет объёмов рабочегокотлована

 

 

Таблица. Свойства грунтов

№ п/п	Наименование показателя	Едн. Изм.	значение
1	Группа грунта по трудности разработки: Для экскаватора Для бульдозера Разработка вручную		II I II
2	Средняя плотность в естественном залегании α	Кг/м3	1,70
3	Коэф. первонач. увеличения объёма грунта после разработки Кпр	%	20
4	Коэффициент остат. разрыхления грунта после уплотнения Кор	%	4
5	Значение естественного откоса котлована	1:m	1:0,75
6	Значение откоса насыпи	1:m1	1:1,25

 

с учетом растительного слоя

 

Расчет объёмовприемного котлована

 

a,b для приемного котлована примем самостоятельно с учетом удобства безопасности выполнения необходимых работ. а=4,0м в=2,5м принятые по дну котлована.

 

с учетом растительного слоя

 

 

Расчет объёмов земляных работ. Подсчет объёмов срезки растительного слоя

 

Толщину растительного слоя примем равную h=0,25 м

Площадь снимаемого растительного слоя определяем по размерам нашего сооружения по крайним осям; а=40м, в=37м,

 

S=35,8*64.5+11*33=2672,1м2

 

Подсчет объёмов кавальера и объёмов работ по обратной засыпке грунта

 

После отрывки котлована и установки труб-кожухов остаются пазухи, которые необходимо засыпать, так чтобы грунт пришел в естественное состояние. Но достичь этого практически невозможно даже после тщательного уплотнения.

 

 

Vп –объём пазуха, м3

Vк - объём котлована, м3

Vт – объём трубы-кожуха ,м3

 

 

Vк – объем котлована, м3

Vтр – объем труб с изоляцией, м3,

Кор – коэффициент остаточного разрыхления

 

Объем грунта обратной засыпки для рабочего котлована:

Принимаем слой изоляции 3 см, тогда объем трубы:

 

;

 

для приемного котлована:

 

.

 

Объем грунта кавальеров

 

 

Кп.р – коэффициент остаточного разрыхления рабочего котлована:

 

 

для приемного котлована:

 

∑Vкав=585,8+81,3=667,1м3

 

Объем грунта вывозимого с площадки

Необходимо предусмотреть транспортировку со строительной площадки объёма разработанного грунта, представляющего собой разность между объемов котлованов и обратной засыпки.

 

∑Vвыв =(Vк-Vоз)=(667,1-555,95)=111,15 м3

 

Объем вывозимого растительного слоя грунта

 

 

Выбор комплекта строительных машин

 

В комплект машин разрабатываемой технической карты на зеленные работы в общем случае входят:

1. Бульдозер -для разработки растительного слоя грунта
2. Экскаватор -для отрывки котлована
3. Бульдозер –для обратной засыпки грунта
4. Трамбовка, вибротрамбовка, виброкаток – для уплотнения грунта при обратной засыпке
5. Автосамосвалы –для перевозки грунта

Экскаватор является ведшей машиной в комплекте, поэтому подборный технический расчет следует выполнить именно при выборе этой машине.

 

Выбор одноковшового экскаватора с оборудованием «обратная лопата»

 

Для разработки траншей и котлованов глубиной до 6 метров чаще всего применяются одноковшовые экскаваторы с рабочим оборудованием «обратная лопата». При разработке котлованов объемом до 2500 м3 применяют гидравлические экскаваторы с ковшом емкостью до 1,6 м3. При выборе экскаватора учитывается также тип грунта, глубина заложения и угол откоса. По указанным характеристикам выбираем экскаватор ЭО-6122А: