История строительства крупнейшего в мире нефтепровода “Дружба”

Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливают в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.

Ширина траншей по дну устанавливается СНиП и должна быть не менее D+300 мм для трубопроводов диаметром до 700 мм (где D - условный диаметр трубопровода) и 1,5 D - для трубопроводов диаметром 700 мм и более с учетом следующих дополнительных требований:

oдля трубопроводов диаметром 1200 и 1400 мм при рытье траншей с откосами не круче 1:0,5 ширину траншеи по дну допускается уменьшать до величины D+ 500 мм;

oпри разработке грунта землеройными машинами ширина траншей должна приниматься равной ширине режущей кромки рабочего органа машины, принятой проектом организации строительства, но не менее указанной выше;

oширина траншей по дну при балластировке трубопровода утяжеляющими грузами или закрепления анкерными устройствами должна быть равна не менее 2,2D, а для трубопроводов с тепловой изоляцией устанавливается проектом, на участках трубопровода балластируемого грунтом с использованием нетканого синтетического материала - 1,60.

Глубину траншеи устанавливают из условий предохранения трубопровода от механических повреждений при переезде через него автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин и назначают равной: для трубопроводов диаметром D до 1000 мм - D+0,8 м; для трубопроводов диаметром 1000 мм и более 0+1 м; для болотистых грунтов, подлежащих осушению, D+1,1 м; для песчано-барханных грунтов D+1 м от нижних межбарханных оснований; для скальных и болотистых грунтов при отсутствии проезда автотранспорта, строительных и сельскохозяйственных машин D+ (0,6-0,8) м.

Крутизна откосов траншей должна приниматься в соответствии со СНиП 3.02.01-87, а разрабатываемых на болотах - в соответствии с таблицей: 

ТорфКрутизна откосов траншей, разрабатываемых на болотах типаIIIIII (сильно обводненные)Слабо разложившийся1:0,751:1-Хорошо разложившийся1:11:1,25По проекту

В илистых и плывунных грунтах, не обеспечивающих сохранение откосов, траншеи разрабатываются с креплением и водоотливом. Виды крепления и мероприятия по водоотливу для конкретных условий должны устанавливаться проектом.

Разработку траншей на болотах следует выполнять одноковшовыми экскаваторами с обратной лопатой на уширенных или обычных гусеницах, драглайнами или специальными машинами.

Методы разработки грунтов определяют в зависимости от параметров земляного сооружения и объемов работ, геотехнических характеристик грунтов, классификации грунтов по трудности разработки, местных условий строительства, наличия землеройных машин в строительных организациях.

При разработке и засыпке траншей для пересчета объемов работ разрыхленного грунта на объем в плотном состоянии при невозможности замера последнего. Грунт замеряется, и оплата производится как за его разработку в плотном теле. Различают два вида разрыхления: первоначальное и остаточное. Первоначальное разрыхление образуется в момент разработки грунтов, а остаточное остается в земляном сооружении после уплотнения его естественным путем.

Подсчет объема земляных работ при разработке траншей с откосами ведется по формуле 

,

, 

где В1 - ширина траншей по верху;

В2 - ширина траншеи по низу; - длина траншеи;- коэффициент откоса.

При разработке траншей землеройными машинами, в частности одноковшовыми экскаваторами, в грунтах, имеющих различные напластования, объем земляных работ подсчитывают для каждого вида грунта (по трудности разработки) отдельно по формуле: 

, 

где F1 и F2 - площади крайних поперечных сечений;- расстояние между поперечными сечениями.

При разработке траншей роторными экскаваторами для получения ровной поверхности дна выполняется предварительная планировка микрорельефа полосы трубопровода бульдозером на ширину, равную гусеничному ходу экскаватора, предназначенного для разработки траншеи, но не менее 3 м. Сменные темпы земляных, изоляционно-укладочных работ в целях предотвращения деформации профиля траншеи в слабых грунтах, а также смерзания отвала грунта в зимнее время, должны быть одинаковыми при минимальном интервале (технологическом разрыве) между этими работами, определяемым ППР.  

Наибольшая допустимая крутизна откосов траншей и котлованов в грунтах естественной влажности

ГрунтыОтношение высоты откосов к его заложению при глубине выемки, м1,535Насыпные1 : 0,671 : 11 : 0,25Песчаные и гравелистые влажные (ненасыщенные)1 : 0,51 : 11 : 1Глинистые:супесь1 : 0,251 : 0,671 : 0,85суглинок1 : 01 : 0,51 : 0,75глина1 : 01 : 0,251 : 0,5лёссовый сухой1 : 01 : 0,51 : 0,5Моренные:песчаные и супесчаные1 : 0,251 : 0,571 : 0,75суглинистые1 : 0,21 : 0,51 : 0,65Скальные:на равнине0,20,20,2в горахПо проектуПо проектуПо проекту

Разработка траншей в задел допускается только в устойчивых грунтах в летнее время. Во избежание обвала вынутого грунта, а также обрушения стенок траншеи ближняя кромка основания отвала вынутого грунта должна располагаться не ближе 0,5 м от края траншеи. Рыхление скальных грунтов взрывным способом производится до их повреждения, рыхление мерзлых грунтов допускается и после вывоза труб на трассу.

Переборы грунта при разработке траншеи ликвидируются подсыпкой мягкого грунта и его уплотнения. Основания под трубопроводы в скальных и мерзлых грунтах выравнивают слоем мягкого грунта толщиной не менее 10 см над выступающими частями основания.

При сооружении трубопроводов больших диаметров (1020, 1220, 1420 мм), проводится нивелировка дна траншеи по всей длине трассы: на прямых участках через 50 м; на вертикальных кривых принудительного гнутья через 2 м; при сооружении трубопроводов диметром менее 1020 мм только на южных участках трассы (вертикальных углах поворота, участках с пересечённым рельефом местности), а также на переходах через железные и автомобильные дороги, овраги, ручьи, реки и другие преграды, на которые разрабатываются индивидуальные рабочие чертежи.

Засыпка трубопровода производится непосредственно вслед за отпуском и установкой балластных грузов или анкерных устройств. При засыпке грунтом, содержащим мерзлые комья, щебень, гравий и другие включения размером более 50 мм в поперечнике, изоляционное покрытие предохраняют от повреждений присыпкой мягким грунтом на толщину 20 см над верхней образующей трубы или устройством защитных покрытий. Мягкая подсыпка дна траншеи и засыпка мягким грунтом трубопровода, уложенного в скальных, каменистых, щебенистых, сухих комковатых и мерзлых грунтах, допускается по согласованию с проектной организацией и заказчиком заменять сплошной надежной защитой.  

Земляные работы при сооружении магистральных трубопроводов выполняются с соблюдением следующих допусков (в см):

Половина ширины траншеи по дну по отношению к разбивочной оси+20,-5Отклонение отметок при планировке полосы для работы роторных экскаваторов-5Отклонение отметок дна траншеи от проекта при разработке грунта: землеройными машинами буровзрывным способом -10 -20Толщина слоя присыпки из мягкого грунта над трубой (в скальных и мерзлых грунтах)+10Общая толщина слоя засыпки над трубопроводом+20Высота насыпи+20,-53.2 Разработка траншей в нормальных условиях и в мерзлых грунтах в зимнее время 

Методы разработки траншей определяются в зависимости от:

oзаданных размеров и профиля траншеи для укладки конкретного трубопровода; вида и состояния грунтов на участке работ;

oхарактера рельефа местности; степени обводненности участка; наличия соответствующих комплексов землеройных машин и технико-экономических показателей их применения. Разработку траншей роторными траншейными экскаваторами выполняют:

oна прямолинейных участках со спокойным рельефом в талых грунтах до V категории включительно;

oв мерзлых грунтах при глубине промерзания до 1-1,2 м (а при использовании ЭТР-254 на всю глубину копания);

oна криволинейных участках - с радиусом естественного изгиба.

Разработку траншей одноковшовыми экскаваторами выполняют на прямолинейных участках с водонасыщенными и сыпучими грунтами, болотах, переходах через естественные и искусственные препятствия, криволинейных участках с радиусом кривых 30..50 диаметров трубы, в скальных и мерзлых грунтах после их предварительного рыхления.

Разработку траншей в талых грунтах и грунтах с промерзанием верхнего слон до 1 м можно также осуществлять комбинированными методами с применением комплексов машин, состоящих из бульдозеров, тракторных разрыхлителей, роторных или одноковшовых экскаваторов. При комбинированном методе траншею разрабатывают бульдозерами на глубину до 1 м, а .1:11 ем экскаваторами до проектной глубины. В сильно сыпучих барханных песках, когда изоляционно-укладочные колонны могут работать только в самой траншее (ширина которой составляет 6 м и более), разработку таких траншей осуществляют с помощью мощных бульдозеров по продольно-поперечной схеме. В зависимости от размеров траншей, расположения отвала и условий работы, рытье траншей осуществляют лобовым или боковым забоями.

Одноковшовые экскаваторы обычно работают захватками: длину каждой захватки выбирают равной дневной производительности экскаватора; экскаватор переходит на новую захватку в конце рабочего дня или во время пересмены звеньев.

Разработку траншей одноковшовыми экскаваторами в обычных условиях выполняют с применением оборудования обратной лопаты. В зимних условиях для разработки траншей в грунтах с промерзанием до 0,3-0,4 м можно использовать эти же экскаваторы. При глубине промерзания более 0,3-0,4 м необходимо предварительно рыхлить верхний мерзлый слой тракторными рыхлителями или взрывным способом. При разработке траншей в талых, сильно обводненных, сыпучих и неустойчивых грунтах используют драглайны.

Расстояние между захватками устанавливается с учетом выполнения полного цикла работ в течение смены и безопасного производства буровзрывных и земляных работ.

Бурение шпуров осуществляется шнековыми мотобурами, перфораторами и самоходными буровыми машинами БТС-60, БМ-276, БМ-253, БМ-254, У111-2Т, МБШ-321 и др. При разработке мерзлого грунта механическим способом используют тракторные рыхлители мощностью 184 260 кВт.

Для разработки мерзлых и плотных грунтов рекомендуется применять комбинированный поточно-механизированный метод, позволяющий наиболее эффективно использовать землеройные машины. При этом могут применяться следующие технологические методы:

oразработки траншей одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами-рыхлителями,

oразработки траншей роторными экскаваторами и бульдозерами;

oразработки траншей последовательно несколькими роторными экскаваторами;

oразработки роторными экскаваторами с применением бульдозеров и одноковшовых экскаваторов.

Метод разработки траншей одноковшовыми экскаваторами и бульдозерами-рыхлителями рекомендуется применять в любых грунтовых условиях (кроме незамерзающих болот), в которых нельзя использовать роторные траншейные экскаваторы, с целью повышения темпов разработки траншей и производительности труда механизаторов в 1,5-3 раза, а также сокращении технологических перегонов и числа перемычек. Наибольшая эффективность применения этого способа достигается при разработке прочных, мерзлых и скальных грунтов с предварительным рыхлением.

Сущность метода состоит в том, что бульдозер-рыхлитель наряду с традиционным назначением, заключающимся в выполнении подготовительных и вспомогательных работ, используется непосредственно для разработки траншеи. При этом способе продольными проходами бульдозера-рыхлителя разрабатывается пионерная траншея, в которой затем перемещается один или несколько одноковшовых экскаваторов, дорабатывающих ее до проектного профиля. Метод разработки траншей роторными экскаваторами и бульдозерами рекомендуется для разработки траншей при прокладке трубопроводов больших диаметров. Применение указанного способа позволяет расширить область применения роторных экскаваторов и обеспечить разработку траншей глубиной более технических характеристик применяемых роторных траншейных экскаваторов; повысить производительность труда комплекса машин. Сущность метода заключается в поточной разработке траншеи землеройными машинами, каждая из которых выполняет определенную операцию, разрабатывая часть профиля траншеи. Вначале роторным экскаватором разрабатываются пионерная траншея заданной глубины, затем эта траншея расширяется продольными проходами бульдозера с образованием траншеи шириной, равной длине его отвала. После этого второй экскаватор перемещается по траншее, образованной бульдозером и дорабатывает ее до проектного профиля.

Для разработки траншей под трубопроводы диаметрами 1220-1420 мм применяют комплекты машин, которые состоят из двух роторных экскаваторов ЭТР-231, ЭТР-253А или ЭТР-254 и бульдозера. Эти комплекты можно применять до освоения экскаваторов с изменяемой шириной гусеничного хода, использование которых позволит разрабатывать траншеи комплектами, состоящими из двух-трех роторных экскаваторов без применения бульдозеров. Для эффективной разработки траншей под трубопроводы диаметром до 1220 мм комплекты машин могут состоять из двух экскаваторов типа ЭТР-204 и ЭТР-223 и бульдозера. Проектный профиль траншеи формируется в процессе прохождения второго экскаватора. Такая технологическая схема позволяет разрабатывать траншеи глубиной, превышающей максимальную глубину копания роторных экскаваторов.

Метод разработки траншей комплектом роторных экскаваторов предусматривает непрерывную поточно-механизированную разработку траншей комплектами роторных экскаваторов, каждый из которых разрабатывает определенную часть профиля траншей. Применение данной технологии позволяет обеспечить заданные темпы разработки траншей; ликвидировать образование технологических перемычек между захватками работы роторных экскаваторов и тем самым высвободить одноковшовые экскаваторы для их разработки; устранить сменные переезды машин с одного участка на другой, что имеет место при обычной технологической схеме разработки; снизить непроизводительные затраты труда и расход ресурсов.

В мерзлых и вечномерзлых грунтах в зимних условиях траншею с применением комплексов роторных экскаваторов разрабатывают по следующим трем схемам:схема - при плотности, мерзлого грунта до 250-300 ударов по плотномеру ДОРНИИ применяют последовательный метод с использованием нескольких роторных экскаваторов, т. е. поочередный проход нескольких экскаваторов (схема последовательной разработки траншеи для трубопровода диаметром 1420 мм роторным экскаватором ЭР-7Е, ЭТР-231 и ЭТР-253 или одного экскаватора на всю глубину копания траншеи ЭТР-253, ЭТР-254);схема - при плотности грунта до 300-350 ударов по плотномеру ДОРНИИ следует применять комплексный метод (например, роторный универсальный экскаватор ЭТР-231 со сменными роторами для трубопровода диаметром 1420 мм или ЭТР-254-01,а затем ЭТР-254 или ЭТР-307); эта схема состоит из следующих операций:

первым экскаватором отрывают пионерную траншею; вторым экскаватором расширяют траншею и углубляют ее;

третьим экскаватором расширяют траншею до проектного профиля;схема - при плотности грунта более 300 ударов по плотномеру ДОРНИИ во II схему должны быть дополнительно включены два-три рыхлителя марки ДП-9С, Д-9 или Д-652А для предварительного рыхления мерзлого грунта траншеи.