Описание географического положения трубопровода, природнео-климатических условий

 

Проектируемая линия трубопровода находится в континентально-умеренной зоне. Общий характер рельефа местности холмистый, рассеченный оврагами.

Место строительства расположено в зоне с господствующими суглинистыми типами почв, что обуславливается умеренно - континентальным климатом и преобладанием лесостепной растительности. Также есть почвы: суглинистые, глинистые и супесь.

Гидротехнический коэффициент равен 0,82. Для характеристики климатических условий приводятся данные метеостанции табл. 1.

 

Таблица 1 – Данные метеостанции

 

Месяц	Температура, С°			Количество осадков, мм
	средняя	максимальная	минимальная
Январь	-6.8	2,4	-29,6	18,7
Февраль	-1,7	3,6	-23,0	22,6
Март	1,8	12,2	-7,7	22,7
Апрель	5,7	19,6	-10,8	88,5
Май	11,6	25,9	-3,9	12,3
Июнь	17,1	28,1	4,1	90,5
Июль	23,0	36,5	7,7	39,3
Август	17,0	34,5	1,9	9,9
Сентябрь	14,1	29,8	-1,2	64,3
Октябрь	4,3	17,2	-5,3	31
Ноябрь	0,1	9,8	-10,0	32,8
Декабрь	-11,5	1.5	-30,6	29,4

 

Как видно из таблицы средняя температура воздуха осенью составляет 6,2°С, зимой -6,7°С, весной 6,4°С и летом 19,0°С.

Суммарное количество осадков выпавших осенью составило 128,1 мм, зимой - 70,7 мм, весной - 191,3 мм и летом - 139,7 мм. Среднегодовое количество осадков составляет 573 мм.

Устойчивый снежный покров наблюдается в конце третьей декады ноября, и его средняя продолжительность залегания составляет 120 - 130 дней. Средняя высота снежного покрова достигает 60 см.

Преобладающими ветрами зимой являются юго-западный, в летний период - восточный и северо-восточный.

В районе строительства преобладают следующие инженерно - геологические условия: на поверхности находится растительный слой толщиной 0,3 метра, под ним располагаются залегание слоя глины, слоя суглинка и супеси. Приведенные грунты имеют следующие физико-механические свойства:

Растительный грунт имеет в своем составе гумуса от 4 до 22 %. По механическим свойствам приближается к тяжелым суглинкам. Плотность растительного грунта при влажности 20-25 % составляет 1200-1300 кг/м³, а коэффициент разрыхления - 1,3-1,4.

Супесчаные грунты (содержат 3-10 % глинистых частиц) - содержат большое количество пылеватых частиц, малопластичные и при увлажнении легко деформируются. Насыпная плотность 1500-1600 кг/м³, естественная влажность – 10-15 %, коэффициент разрыхления - 1,2-1,3. Число пластичности супеси wn=1-7.

Суглинистые грунты - грунты, содержащие от 10 до 30 % глинистых частиц. Пластичны, обладают большой связанностью в сухом состоянии, но быстро теряют её при увлажнении. Число пластичности суглинка wn=12-17. Удельное налипание КЛ=5-7 кН/м². Коэффициент разрыхления для суглинков Кр= 1,14-1,28. Плотность суглинка при естественной влажности 14-19 % составляет от 1500 до 1600 кг/м³.

 

Общие сведения. Структурная схема земляных работ

 

Подготовительные работы.

Цель подготовительных работ – обеспечение основных видов работ по прокладке трубопровода в установленные сроки.

В состав работ входят:

- расчистка трассы от леса и кустарника;

-срезка крутых продольных склонов;

-проведение защитных противообвальных;

-строительство временных дорог и коммуникаций, баз;

-подготовка строительных площадок;

-снятие плодородного слоя земли.

Транспортные и погрузочно-разгрузочные работы.

При строительстве трубопроводов транспортные и погрузочно-разгрузочные работы включают: выгрузку труб; погрузку труб на автомобильные транспортные средства.

При этом на трассу доставляют и развозят по ней трубы, секции труб, запорную арматуру, железобетонные крупногабаритные изделия, изоляционные материалы, монтажное оборудование.

Секции труб, доставленные к месту производства монтажных работ, как правило, разгружают с транспортных средств трубоукладчиками.

Сварочно-монтажные работы.

При строительстве линейной части магистральных трубопроводов сварочно-монтажные работы выполняют, как правило в два этапа: на первом этапе отдельные трубы с заводской длиной на полустационарных трубосварочных базах сваривают с поворотом в секции. А на втором этапе из этих секций сваривают непрерывную нить трубопровода.

Земляные работы.

Наиболее трудоемкие и дорогостоящие. Для их проведения необходимо подобрать такой комплект машин и оборудования, который при минимальных затратах может выполнить работу. Комплект подбирается в зависимости от вида разрабатываемого грунта, глубины и объема разработки, гидрогеологических и климатических условий.

Принципиальная схема полосы отвода при строительстве магистральных трубопроводов представлена на рисунке 1.

 

 

Рисунок 1 – Принципиальная схема полосы отвода: А - минимальная ширина полосы в которой снимается плодородный слой почвы (ширина траншеи по верху и 0,5 м в каждую сторону)

 

Производство работ по снятию и восстановлению слоя в пределах строительной полосы рекомендуется выполнять в соответствии со специальным проектом рекультивации земель.

В нем должны быть определены:

-границы, в которых необходимо проведение рекультивации;

-толщина снимаемого слоя почвы;

-ширина зоны;

-место расположения отвала для временного хранения грунта;

-методы восстановления ее плодородия;

-допустимое превышение слоя почвы над уровнем ненарушенных земель;

-методы уплотнения грунта после засыпки трубопровода.

К земляным относятся следующие виды работ:

1. срезка плодородного слоя;

2. предварительная планировка площадки бульдозером;

3. разработка грунта в траншее одноковшовым экскаватором;

4. разработка грунта под приямки для сварки труб;

5. подбивка пазух электротрамбовками;

6. обратная засыпка траншеи бульдозером;

7. уплотнение грунта;

8. окончательная планировка строительной площадки бульдозером;

9. рекультивация земли.

В теплое время года снятие плодородного слоя почвы и его перемещение в отвал следует производить роторным рекультиватором (например ЭТР 254-05) или бульдозерами (ДЗ-27С) продольно-поперечными ходами при толщине слоя до 20 см и поперечными - при толщине слоя более 20 см, рис. 2. При толщине плодородного слоя меньше (10-15 см) рекомендуется для снятия и перемещения его в отвал применять автогрейдеры.

 

Рисунок 2 – Снятие плодородного слоя

Схема движения бульдозером – полоса рядом с полосой

Лишний минеральный грунт, образуемый в результате вытеснения объема при укладке трубопровода в траншею, может быть распределен на полосе снятого растительного слоя почвы (перед нанесением растительного слоя) либо вывезен за пределы полосы.

Если проектом предусмотрен вывоз растительного слоя почвы за пределы строительной полосы в специальные временные отвалы, то снятие и транспортировка его на расстояние до 0,5 км может производиться скреперами.

При вывозке грунта на более значительные расстояния (более 0,5 км) чаще всего используются автосамосвалы.

Погрузку растительного слоя на самосвалы рекомендуется выполнять фронтальными погрузчиками или одноковшовыми экскаваторами с рабочим оборудованием «прямая лопата» или грейфер.

Технологические параметры земляных сооружений, такие как ширина, глубина и откосы траншеи, сечение насыпи и крутизна ее откосов, устанавливаются в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, способа его закрепления, грунтовых условий, гидрогеологических и рельефных условий местности.

Глубину траншеи устанавливают из условий предохранения трубопровода от механических повреждений при переезде через него машин и оборудования. Глубина траншеи при прокладке магистральных трубопроводов принимается равной диаметру трубы плюс необходимая величина засыпки грунта над ней. В нашем случае, исходя из условий она должна быть (соответственно СНиП 2.05.06-85) не менее- 1,4 м.

Минимальная ширина траншеи понизу назначается СНиП и принимается не менее:

для 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, где D - условный диаметр трубопровода. Принимаем- 1200+500=1700 мм.

Согласно грунтовым условиям и глубины траншеи – производим разработку с вертикальными стенками без крепления.

При ведении работ поточным методом грунт, вынутый из траншеи, укладывается в отвал с одной (левой по направлению работ) стороны траншеи, оставляя другую сторону свободной для передвижения транспорта и производства строительно-монтажных работ.

При этом отвал вынутого грунта следует располагать не ближе 0,5 м от края траншеи.

.

Планировка строительной полосы при сооружении линейной части магистральных трубопроводов

 

Планировка полосы производится с целью обеспечения прохождения и работы машин, механизмов, оборудования, транспортных средств.

Ширину снятия растительного слоя примем равной 14 м.

Толщина растительного слоя -h_PC=0,3 м.

Длина трассы L=1000 м.

Тогда объем грунта снимаемого с поверхности строительства равен:

V_PC=L×b_PC×h_PC=1000×14×0,3= 4200 м³.

Снятие растительного грунта и возведение земляного полотна дороги будем производить бульдозерами.

Для того чтобы выбрать наиболее оптимальные машины для выполнения работ произведем сравнение одинаковых типов машин и выберем наиболее оптимальное.

Сравним показатели следующих марок бульдозеров: ДЗ - 28, ДЗ - 27С и ДЗ- 110А.

Производительность (эксплуатационная):

                                  (1)

где q – призма волочения, перемещаемая отвалом, м³;

Т_Ц – время цикла, с;

К_П – коэффициент потерь грунта на боковые валики;

К_I – коэффициент, учитывающий влияние уклона пути;

К_В – коэффициент использования времени;

К_Р – коэффициент разрыхления.

Призму волочения, перемещаемого отвалом, определим по формуле:                               (2)

где H_O – высота отвала, м;

b_O – ширина отвала, м;

Объем грунта, перемещаемого отвалом сравниваемых бульдозеров:

ДЗ-28  м³.

ДЗ-27С и ДЗ-110А  м³.

Производительность:

ДЗ-28  м³/ч.

ДЗ-27С и ДЗ-110А  м³/ч.

Определим производительность сменную;

П_СМ=П_Э×t_СМ;                                    (3)

где t_СМ – время смены, ч.

ДЗ-28П_СМ=34,4×8=275,2 м³/смена.

ДЗ-27С и ДЗ-110АП_СМ=29,3×8=234 м³/смена.

Количество дней:

n=V/П_СМ;                                  (4)

где V – объем работ, выполняемых бульдозером.

ДЗ-28  дней.

ДЗ-27С и ДЗ-110А  дней.

Таким образом, сравнивая все эти показатели, мы получили, что наиболее эффективно использовать на данных работах бульдозер ДЗ-28.

Предварительная планировка площадки

Процесс предварительной планировки производится бульдозером.

Схема движения – овальная, рис.3.

Рисунок 3 – Планировка площадки