Бестраншейная прокладка коммунБестраншейная прокладка коммуникаций (стр. 1 )

Бестраншейная прокладка коммуникаций

Строительство инженерных коммуникаций "открытым" способом в городских условиях и при реконструкции промышленных предприятий требует значительных сопутствующих затрат, связанных с необходимостью сохранения действующих инженерных коммуникаций, схем транспорта, контактной и осветительной сети, восстановлением значительных площадей благоустроенной территории и неэффективным использованием высокопроизводительной землеройной техники.

В существующей практике строительства инженерных коммуникаций в условиях городского строительства и реконструкции предприятий все шире применяют способ так называемой бестраншейной прокладки коммуникаций: вместо разработки траншеи по всей длине прокладываемой коммуникации на определенных участках строительства устанавливают в грунт стальные, железобетонные, пластмассовые, асбоцементные трубы требуемого диаметра без вскрытия поверхности, т. е. бестраншейным способом. Затем в этих трубах прокладывают коммуникации.

Такой способ строительства инженерных коммуникаций в сочетании с открытой прокладкой и щитовой проходкой позволяет значительно снизить сопутствующие "открытому" способу затраты на строительство, обеспечить сохранность большинства действующих коммуникаций, схем транспорта, благоустроенной территории и сократить общие сроки строительства.

Бестраншейная прокладка коммуникаций в зависимости от диаметра прокладываемых коммуникаций, их длины и геолого-гидрологических условий строительства может осуществляться одним из следующих способов: проколом, продавливанием, бурением.

При выборе способа бестраншейной прокладки инженерных коммуникаций можно пользоваться данными табл.1. Диаметр и толщину стенки стальных труб для бестраншейной прокладки коммуникаций рекомендуется принимать в зависимости от способа установки труб в грунте (табл.2).

Таблица 1

Области применения способов бестраншейной прокладки труб

#G0Способ прокладки	Факторы, влияющие на выбор средств и способа прокладки
	диаметр скважин, мм	длина скважин, мм	грунтовые условия
Статический прокол	до 400	40-50	Глинистые и песчаные грунты I-IV категорий любой влажности. Лучшие результаты - в глинистых и суглинистых грунтах. В песчаных грунтах требуются большие усилия прокола
Прокол пневмопробойниками	63-400	До 60	То же
Прокол с применением вибрационной техники	270-426	До 50	"
Продавливание с опережающей разработкой грунта		30-80	Любые необводненные грунты I-IV категорий, устойчивые
Продавливание путем извлечения грунтового керна из продавливаемой трубы		25-60	Любые грунты I-IV категорий
Продавливание с применением пневмопробойников	300-600	25-40	То же

Таблица 2

Толщина стенки устанавливаемой (укладываемой) стальной трубы

#G0Способ	Толщина стенки трубы, мм, при наружном диаметре трубы, мм
прокладки	325	377	426	533	630	720	820	920	1020	1220	1420	1720
Открытый	8	9	9	9	10	10	10	10	10	10	11	16
Продавливание (горизонтальное бурение) с опережающей механической разработкой	8	9	9	10	10	10	10	10	11	11	12	16
Прокол, Продавливание без опережающей разработки	9	10	11	12	12	12	12	12	14	14	14	16

Для установки в грунт стальных труб диаметром до 273 мм необходимо использовать бесшовные горячекатаные трубы. Для установки в грунт стальных труб диаметром 325 мм и более необходимо использовать сварные прямошовные трубы (#M12 ГОСТ #S и #M12 -76#S) и сварные спиралешовные трубы (#M12 ГОСТ 8696-74#S).

Усилия, необходимые для установки труб в грунт способом продавливания, ориентировочно можно определить по графикам на рис.1. Для продавливания труб используют домкраты (табл.3).

Рис.1. График изменения усилий продавливанча от горво-техничесшп условий

а, в - при непрерывное удалении грунта без оставления грунтовой пробки; б, г - при удалении грунта с оставлением грунтовой пробки, р - усилие продавливания, кН, L - длина продавливания, м

Таблица 3

Домкраты, применяемые для продавливания труб

#G0Показатели	ГД-170/1150	ГД-170/1600	ГД-400/600
Усилие, развиваемое штоком, кН, при ходе:
	Прямом	1700	1700	500
	обратном	880	490	-
Рабочее давление жидкости, Мпа	30	30	39
Ход штока, мм	1150	1600	600
Диаметр цилиндра, мм	273	270	260, 350
Длина гидродомкрата, мм	1618	2320	980
Масса, кг	547	1070	890

Более точные данные о необходимых усилиях гидродомкратных установок с учетом конкретных инженерно-геологических характеристик грунтов, в которых будет осуществляться прокол или продавливание, дают расчеты.

Усилия Р, необходимые для прокола стальной трубы в грунте, ориентировочно определяют по формуле

,

где R - радиус сечения прокола, см; - коэффициент сопротивления грунта уплотнению, МПа (табл.4); - пористость грунта до прокола; q - масса 1 м, прокалываемой стальной трубы, кг; L - длина прокола, м; - коэффициент трения стали в грунте.

Таблица 4

Величины для расчета усилий

#G0Грунт
Песчаный	0,35-0,5	0,6-0,8	5-6
Глинистый	0,3-0,6	0,5-0,75	1,5-2

Усилие Р, необходимое для продавливания стальной трубы в грунте, ориентировочно определяют по формуле

,

где q - удельное сопротивление вдавливанию ножа в грунт, равное 50-70 кН на 1 м длины режущей кромки ножа для глинистых грунтов, для песчаных грунтов - 70-100 кН, для прочих грунтов - 200-600 кН: - периметр ножа, м; - коэффициент бокового давления грунта, равный для песка 0,35-0,41, для суглинка 0,5-0,7, для глины 0,7-0,74; - масса 1 м трубы, кг; L - длина продавливания стальной трубы, м; - коэффициент трения стальной трубы о грунт, равный для глин 0,4-0,5, для песков 0,6-0.65; P - вертикальное горное давление на 1 м стальной трубы. ; - объемная масса грунта, т/м; D - диаметр продавливаемой стальной трубы, м; - коэффициент крепости грунта.

Инж. предлагает следующие значения:

#G0песок, мелкий гравий, насыпной грунт	0,5
легкий суглинок, сырой песок	0,6
тяжелый суглинок, гравий	0,8
плотный глинистый грунт	1
твердая глина	1,5
мягкий известняк, мерзлый грунт	2
плотный мергель	3
некрепкие песчаники, известняки	4

Для приближенного определения усилия продавливания стальной трубы по общим усредненным данным для различных грунтов можно принять силу трения грунта по поверхности трубы кН на 1 м ее поверхности и общее усилие подсчитать по формуле

,

где j-20-25 кН на 1 м поверхности продавливаемой трубы, D - наружный диаметр продавливаемой трубы, м; L - длина продавливания стальной трубы, м.

По полученным усилиям для прокола и продавливания стальной трубы определяют марку и необходимое число гидравлических домкратов силовой установки и тип упорной стенки.

Бестраншейную прокладку инженерных коммуникаций проводят в такой последовательности:

подготовительные работы, определенные проектом;

разбивка трассы прокладываемой коммуникации, рабочего и приемного котлованов;

устройство рабочего и приемного котлованов;

монтаж оборудования, механизмов в рабочем котловане которыми осуществляется прокол, продавливание или бурение;

установка трубы в грунт или создание отверстия в грунте;

прокладка инженерной коммуникации в установленной трубе или в созданном в грунте отверстии;

восстановительные работы, определенные проектом.

Размеры рабочих котлованов определяют в зависимости от конструкции машин и оборудования, используемого для бестраншейной прокладки труб, длины устанавливаемой в грунт трубы или установленной проектом технологической длины звена трубы, размеров направляющих и стартовых устройств, а также габаритов применяемых упорных стенок. При этом необходимо соблюдать следующие требования: ширина котлована должна быть такой, чтобы расстояние от подошвы откоса котлована или его крепления до наибольшего по ширине оборудования, машины или устанавливаемой трубы было не менее 0,75 м; глубина котлована от низа устанавливаемой в грунт трубы должна обеспечить установку направляющих приспособлений (на 0,3-0,4 м глубже низа наружного диаметра устанавливаемой в грунт трубы).

При устройстве рабочего и приемного котлованов в откосах допустимая крутизна откосов котлованов, разрабатываемых в грунтах естественной влажности, должна соответствовать требованиям #M СНиП #S и #M СНиП #S.

При необходимости устройства котлованов в креплениях чаще всего используют металлическое крепление котлованов двутавровыми балками или стальными трубами 219х12 мм, устанавливаемыми согласно расчету по всему периметру котлована или только в торцевых его стенках (передней и задней); боковые стенки делают в откосах. Реже для этой цели используют железобетонные сваи или железобетонный шпунт.

Металлическое, железобетонное или деревянное крепление котлована по верху раскрепляют горизонтальным поясом-обвязкой с установкой системы поперечных, продольных и угловых распорок.

Для креплений неглубоких (до 3,5 м) котлованов, в которых не требуется устройство упорных стенок, допускается использовать деревянный шпунт.

В зависимости от инженерно-геологических условий котлованы в креплениях разрабатывают с устройством забирки стен из досок.

При необходимости котлованы обустраивают приямками для сварки труб и зумпфами для откачки воды. Приямки и зумпфы выполняют в деревянных креплениях или монолитном железобетоне.

Особое внимание при устройстве рабочего котлована для установки трубы в грунт способом статического прокола и продавливания следует уделять прочности и устойчивости упорной стенки, воспринимающей опорные реакции усилий подачи, развиваемой гидродомкратной установкой.

Условия применения типовых упорных стенок (рис.2) при расстоянии от поверхности земли до оси трубы более 2,4 м зависят от видов грунта и размеров их основных элементов (табл.5).

Рис.2. Типовые конструкции упорных стенок

I, II - для слабых грунтов (=18°); III - для средних грунтов (=18-30°); IV, V - для средних грунтов (=18-30°), VI-VIII - для прочных грунтов (=30°); 1 - отвал грунта; 2 - шпунт металлический; 3 - бревна; 4 - инвентарная опорная плита; 5 - шпунт деревянный; 6 - утрамбованная песчаная засыпка; 7 - металлические трубы; 8 - распорка из швеллеров; 9 - бетон; 10 - деревянные брусья; 11 бетонные фундаментные блоки; А - ширина котлована, h - расстояние от оси продавливаемой трубы; H - глубина котлована; Q - глубина заделки стенки