Справочник по ГОСТам и стандартам
Новости Аналитика и цены Металлоторговля Доска объявлений Подписка Реклама
   ГОСТы, стандарты, нормы, правила
 

СП 107-34-96
Свод правил по сооружению магистральных газопроводов. Свод правил по сооружению линейной части газопроводов. Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках

СП 107-34-96. Свод правил по сооружению магистральных газопроводов. Свод правил по сооружению линейной части газопроводов. Балластировка, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках

 

РОССИЙСКОЕ АКЦИОНЕРНОЕОБЩЕСТВО "ГАЗПРОМ"

СИСТЕМА НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

СВОД ПРАВИЛ СООРУЖЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ

СВОД ПРАВИЛ ПО СООРУЖЕНИЮ ЛИНЕЙНОЙ ЧАСТИ ГАЗОПРОВОДОВ

БАЛЛАСТИРОВКА,ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПОЛОЖЕНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ НА ПРОЕКТНЫХ ОТМЕТКАХ

 

Code of the regulations on contstruction of trunk gas pipelines

СП 107-34-96

Москва

1996

Датавведения 1.10.1996 г.

Разработаны Ассоциацией “Высоконадежный трубопроводныйтранспорт”, РАО “Газпром”, АО “Роснефтегазстрой”, АО ВНИИСТ, АО“НГС-Оргпроектэкономика”.

Согласовано с Минстроем РФ письмом № 13/567 от 7 декабря 1995г.

Под общей редакцией

акад. Б. Е. Патона,канд. техн. наук В. А. Динкова. проф. О. М. Иванцова

1. Балластировка и закрепление газопроводов. Общие положения

1.1. Для обеспеченияустойчивости положения трубопровода в траншее на проектных отметкахпроизводится его балластировка или закрепление.

Для этой цели используются конструкции, создающие давлениена трубопровод (пригрузку), а также конструкции, использующие пассивноедавление (отпор) грунта в основании траншеи.

•  К первому типу конструкций относятсяобетонированные трубы, железобетонные утяжелители различных типов, грунтоваязасыпка, устройства, выполненные из полотнищ нетканых синтетических материалови полимерконтейнеры;

•  Ко второму типу относятся анкерныеустройства различных типов, обеспечивающие закрепление газопровода как в талых,так и в вечномерзлых грунтах.

1.2. Выбор конструкций и способов балластировки изакрепления газопроводов на проектных отметках определяется рабочим проектом сучетом:

•  конкретных инженерно-геологических условийучастков трассы; вида и характеристики грунтов; рельефа местности;

•  схем прокладки трубопровода, расположенияучастков трубопровода в плане и в профиле (наличия и характера горизонтальных ивертикальных кривых);

•  мощности торфяной залежи на участкепрокладки, типа болот и уровня грунтовых вод;

•  методов и сезона производства работ.

1.3. В рабочих чертежах (в проектах) на строительствогазопроводов применяются конструкции и способы балластировки и закрепления,прошедшие приемочные испытания и отвечающие требованиям нормативных документовили стандартов, регламентирующих их изготовление, а также области и способыприменения.

1.4. Следуетиспользовать средства и методы балластировки, обеспечивающие надежностьзакрепления газопроводов на проектных отметках, а также снижение стоимостипроизводства строительно-монтажных работ, сокращение материалоемкости объекта итрудовых затрат.

Организация итехнология выполнения строительно-монтажных работ по балластировке изакреплению газопроводов осуществляется в соответствии со СНиП 3.01.01-85“Организация строительного производства”, ВСН 007-88, ОСТ, ТУ, РД, проектамипроизводства работ (ППР) и настоящим разделом Свода Правил.

1.5. Принеобходимости изменения проектных решений по обеспечению устойчивости положениягазопровода в ходе его сооружения, замена конструкций и способов балластировкии закрепления газопроводов согласовываются с организацией - заказчиком ипроектной организацией.

1.6. Расчетосновных параметров, средств и методов балластировки и закрепления газопроводовна проектных отметках осуществляется в соответствии с прил. 1 “Методика расчетаосновных параметров устойчивости положения балластируемых и закрепляемыхтрубопроводов” настоящего раздела Правил.

1.7. Внастоящих СП рассмотрены различные конструкции и способы балластировки изакрепления газопроводов, оформленные в установленном порядке и получившиеширокое распространение в практике линейного строительства, а такжеперспективные средства и способы обеспечения устойчивости положениягазопроводов на проектных отметках (прил. 2), обеспеченные конструкторскойдокументацией, техническими условиями на изготовление опытных партий и успешнопрошедшие полигонные и трассовые испытания.

Использованиепоследних в практике трубопроводного строительства допускается при условии ихсогласования с проектной организацией и выполнения требований пункта 1.3. СводаПравил.

2. Балластировка газопроводов железобетонными утяжелителями различныхконструкций

2.1. Длябалластировки газопроводов, сооружаемых в сложных условиях, могут бытьиспользованы утяжелители, охватывающие трубопровод по боковым образующим (типаУБО), опирающиеся на него, седловидные (типа УБК) и кольцевые.

2.2.Железобетонные утяжелители типа УБО (охватывающего типа) применяются длябалластировки газопроводов круглогодично - на переходах через болота различныхтипов, на обводненных участках, в поймах рек и на вечномерзлых грунтах, заисключением участков газопроводов, получающих в процессе эксплуатациипродольные перемещения более 40 мм, а при использовании мягких силовых поясов -более 50 мм.

В случаяхприменения утяжелителей в сильно агрессивных грунтах при их изготовлении должныучитываться повышенные требования к бетону в зависимости от вида и степенизасоленности грунтов, а также необходимость вторичной их защиты - нанесенияпокрытий по бетону и металлическим элементам конструкции в соответствии стребованиями СНиП 2.93.11-85.

2.3.Утяжелитель типа УБО (рис. 1) состоит из двух железобетонных блоков и двухметаллических, защищенных изоляционным противокоррозионным покрытием, илимягких, изготовленных из прочного долговечного синтетического материала,соединительных поясов. 

При установкеутяжелителей типа УБО на участках газопроводов, перемещающихся в процессеэксплуатации в продольном направлении на величину более 40 мм, целесообразноустанавливать мягкие соединительные пояса, изготовленные из синтетическихматериалов.

Утяжелителитипа УБО устанавливаются на газопроводе либо по одному через равные расстояниямежду ними, либо групповым методом.

При групповомметоде установки утяжелители укладываются отдельными участками вплотную друг кдругу; при этом общее их количество и расстояния между грунтами должносоответствовать требованиям проекта.

2.4. Длясоздания замкнутого контура при групповом размещении утяжелителей натрубопроводе следует использовать утяжелители типа УБО-М (рис. 2)модернизированные, в которых соединительные пояса устанавливаются в глухиепазы, размещенные на бетонных блоках, или утяжелители УБО-ПМ (рис. 3),представляющие собой разновидность утяжелителя УБО-М, в котором изъята частьбетона, превращающая бетонный блок в емкость для грунта.

2.5. К числуутяжелителей охватывающего типа следует отнести железобетонный утяжелитель типаУБГ (рис. 4), представляющий собой корытообразную емкость, заполняемую грунтомзасыпки и состоящий из трех, шарнирно соединенных между собой прямоугольныхплит, боковые из которых имеют сквозные отверстия или анкерующие элементы,через которые проходят или к которым крепятся два соединительных пояса.

2.6.Отличительной особенностью балластировки газопроводов утяжелителями типа УБГявляется то, что их установка в траншею должна производиться до укладкитрубопровода в траншею, а замыкание под трубопроводом соединительных поясов -после укладки трубопровода на проектные отметки.

2.7.Опирающиеся на трубопроводы железобетонные утяжелители типа 1-УБКм возможноприменять для балластировки газопроводов в зимних и летних условиях напереходах через болота с мощностью торфяной залежи, не превышающей глубинытраншеи, на обводненных и заболоченных участках, в поймах рек и на территориях,сложенных вечномерзлыми грунтами. Не допускается установка утяжелителей научастках газопроводов, получающих в процессе эксплуатации продольныеперемещения более 40 мм.

При установкев сильноагрессивных грунтах к утяжелителям должны предъявляться требования,аналогичные изложенным в п. 2.2.

2.8.Железобетонный утяжелитель типа 1-УБКм (рис. 5) представляет собой конструкциюседловидного типа с клиновидной внутренней поверхностью, образованной двумяцилиндрическими взаимно пересекающимися поверхностями с радиусом, превышающимрадиус трубопровода.

Надлежащаяустойчивость утяжелителей типа 1-УБКм (в т.ч. в процессе эксплуатации газопровода)обеспечивается лишь при наличии минеральных грунтов в основании траншеи. Примощности торфяной залежи, превышающей глубину траншеи, такие грузы в результатеподвижек трубы могут потерять устойчивость.

2.9. К числуутяжелителей опирающегося типа следует отнести железобетонный утяжелитель типаУБТ (рис. 6), в состав комплекта которого входят два трехсекционных блока,каждый из которых состоит из продольной стенки и двух опирающихся натрубопровод, поперечно размещенных диафрагм. При этом поперечные диафрагмышарнирно соединены с продольной стенкой.

2.10.Установка двух блоков утяжелителя типа УБТ на газопровод производитсяпоследовательно с опиранием каждой продольной стенки блока - утяжелителя наоткос траншеи. После установки обеих блоков утяжелителя на трубопровод онисоединяются между собой за строповочные петли диафрагм, и утяжелитель (траншея)заполняется грунтом.

2.11. Монтажутяжелителя типа УБТ осуществляется после укладки газопровода в траншею напроектные отметки. Область его применения определяется требованиями нормативныхдокументов по его применению в трубопроводном строительстве.

2.12. В составработ по балластировке газопроводов утяжелителями рассмотренных выше типоввходят: доставка, разгрузка утяжелителей и раскладка их в местах,предусмотренных проектом; подача утяжелителей к месту монтажа, сборка иустановка комплектов утяжелителей на уложенный трубопровод.

Монтажутяжелителей на уложенный в траншею газопровод рекомендуется выполнятьавтомобильными кранами типа КС-3562А, грузоподъемностью 10 т×с длиной стрелы 10 м иликранами-трубоукладчиками. Для монтажа утяжелителей типа УБО, УБО-М, УБО-ПМ, УБГи УБТ применяются специальные траверсы.

2.13.Погружение трубопровода на проектные отметки в заполненную водой траншеювозможно осуществлять с помощью утяжелителей типа УБО и УБО-М.

2.14.Железобетонные утяжелители типа УТК (рис. 7) рекомендуется применять напереходах через болота и обводненные участки при сооружении их методом сплаваили протаскивания, преимущественно, в летний период. Установка кольцевыхутяжелителей типа УТК (утяжелитель трубопровода кольцевой) на трубопроводосуществляется на специальной монтажной площадке у створа переходанепосредственно перед протаскиванием его через болото, водные преграды илизаболоченные участки.

Технологическийпроцесс по балластировке трубопровода утяжелителями такого типа включает:транспортировку со склада (или полигона ЖБИ) и раскладку полуколецкраном-трубоукладчиком на спусковой дорожке. При этом нижний ряд полуколецукладывается по оси спусковой дорожки, а верхний - вдоль нее; футеровкутрубопровода, укладку плети трубопровода кранами-трубоукладчиками на нижний рядполуколец; укладку краном-трубоукладчиком верхних полуколец на трубопровод;закрепление полуколец между собой с помощью болтовых соединений.

До закрепленияустановочных утяжелителей на трубе проверяется величина зазора междуфутеровочными рейками (матами) пояса крепления и полукольцами. В местах, гдезазоры составляют более 5 мм, под внутреннюю поверхность полукольцаустанавливаются дополнительные рейки соответствующих размеров.

Монтажныеоперации по установке УТК на трубопровод осуществляются с помощьюкранов-трубоукладчиков, входящих в состав бригады, занятой подготовкой кпротаскиванию и самим процессом протаскивания плети газопровода.

2.15.Самозакрепляющиеся утяжелители типа СГ (рис. 8) на газопроводе могутприменяться на участках трассы с грунтами, обладающими слабой защемляющейспособностью.

Самозакрепляющиеся(самозажимные) утяжелители поставляются на трассу в сборном исполнении. Принципработы данной конструкции заключается в следующем: утяжелитель воздействуетсвоей массой на дополнительные грузы 2, шарнирно связанные с основнымпосредством петель 4. Грузы 2, закрепленные гибким стальным поясом 3, плотнопритягиваются при установке к трубопроводу. При этом пояс 3, натягиваясь,охватывает трубопровод по окружности, обеспечивая утяжелителю устойчивость натрубе.

2.16. Дляподготовки плети газопровода для протаскивания через болота или водные преградынавеску утяжелителей типа СГ на трубопровод осуществляют на монтажной площадке,при этом стропы подъемного механизма крепят за внешние петли; в результатенатяжения строп происходит раскрытие кольцевого утяжелителя, который приустановке на трубопровод сжимает его за счет действия распорных пружин исобственной массы и, таким образом, закрепляется на поверхности трубы.

2.17.Целесообразность использования утяжелителя СГ на конкретных участкахгазопровода должна быть подтверждена соответствующими технико-экономическимирасчетами.

3. Анкерное закрепление газопроводов

3.1.Закрепление газопроводов в траншее на проектных отметках в талых грунтах можетосуществляться с помощью винтовых или свайных раскрывающихся анкерныхустройств, а в вечномерзлых грунтах - дисковых, винтовых и стержневых.

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

Закреплениегазопроводов на проектных отметках винтовыми анкерными устройствами ВАУ-1допускается на участках, сложенных минеральными грунтами, имеющими тенденцию квосстановлению прочностных свойств после разрушения их естественного состоянияпри условии отсутствия воды в траншее в период производства работ.

Не допускаетсяустановка анкерных устройств на участках газопроводов, получающих в процессеэксплуатации продольные перемещения свыше 40 мм.

3.3. Винтовоеанкерное устройства ВАУ-1 (рис. 9) состоит из двух тяг с наконечниками, двухвинтовых лопастей со втулками и силового соединительного пояса. Конструкциясилового анкерного, устройства не предусматривает проведение сварочных иизоляционных работ в трассовых условиях. Диаметр лопастей, применяемых впрактике трубопроводного строительства винтовых анкеров достигает 400 мм,развиваемый установками для завинчивания анкеров в грунт крутящий момент - 20КН×м.

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

3.5. Винтовыеанкеры погружаются в грунт в летнее время, как правило, после укладкигазопровода в траншею. В зимний период установку анкеров, в основном,осуществляют сразу же после разработки траншеи. При этом выполняется комплексмероприятий, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия трубопровода приукладке последнего в траншею.

3.6. Установкавинтовых анкеров в грунт (если допущено промерзание траншеи) выполняется послеразмораживания мерзлых грунтов в основании траншеи или после их механическогорыхления.

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

3.8. Свайноераскрывающееся анкерное устройство АС-200 (рис. 11) представляет собойконструкцию из двух анкеров, оснащенных двумя тягами с раскрывающимися двумялопастями на каждой и конусами для погружения их в грунт, а также силовогосоединительного пояса. При необходимости увеличения несущей способностианкерного устройства на каждой тяге могут быть установлены по две парыраскрывающихся лопастей.

3.9. Установкаанкеров в грунт производится с помощью инвентарной забивной трубы. При этоманкер помещается в трубу до упора о конус, после чего труба вместе с анкеромзабивается или задавливается в грунт на проектную глубину. Затем трубаизвлекается на поверхность, а лапы анкера, благодаря их смещенному центру тяжестиот точек опоры, упираются заостренными концами в стенки скважины, образованнойинвентарной трубой.

3.10.Раскрытие лопастей анкера может производиться путем принудительного извлеченияанкера из грунта на 30-35 см до полного раскрытия лопастей или укладкигазопровода в перезаглубленную (на 30-35 см) траншею. В этом случае раскрытиелопастей анкера происходит в результате подъема трубы под действиемвыталкивающей силы воды.

Анкерныеустройства АС-200 характеризуются компактностью, пониженной металлоемкостью ивысокой надежностью раскрытия лопастей.

3.11. Анкерныеустройства АС-200 могут устанавливаться преимущественно в глинистых исуглинистых грунтах. Область их применения должна регламентироваться актом ипротоколом приемочных испытаний, а также нормативными документами на ихприменение.

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

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

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

    Основной - устройстволидерных скважин, забивка анкеров;

    Заключительный -приведение анкеров в рабочее положение, монтаж соединительных анкерныхустройств на трубопроводе.

3.14.Раскрытие лопастей анкера фиксируется по резкому увеличению показанийдинамометра при нагрузках от 25 до 40 т×с,ход анкера составляет 120-150 см.

3.15.Закрепление трубопроводов свайными анкерными устройствами АР-401 осуществляетсяспециальной бригадой, состав которой колеблется в зависимости от сезонапроизводства работ.

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

3.16. Учитываязначительную материалоемкость свайных раскрывающихся анкеров АР-401 и АР-401Вцелесообразность применения их для балластировки газопроводов должнаподтверждаться технико-экономическими расчетами.

3.17.Закрепление газопроводов при помощи вмораживаемых анкерных устройстврекомендуется на участках вечной мерзлоты (преимущественно в низкотемпературныхтвердомерзлых минеральных песчаных и тинистых устойчивых в реологическомотношении грунтах), включая болота с мощностью торфяного покрова не болееглубины траншеи, при условии, что несущие элементы вмораживаемых анкеров должнынаходиться в вечномерзлом грунте в течение всего срока их эксплуатации.

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

Длязакрепления газопроводов на участках вечномерзлых грунтов могут использоватьсявмораживаемые анкерные устройства дискового и винтового типов, а такжестержневые анкерные устройства.

Погружениевмораживаемых анкеров в вечномерзлые грунты следует производить буроопускным иопускным способами.

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

Производстворабот по бурению скважин осуществляется буровыми машинами, передвигающимися поспланированному (преимущественно за счет подсыпки грунта) дну траншеи, а такжес помощью специального навесного оборудования к гидравлическим одноковшовымэкскаваторам, выполняющим работы по бурению скважин с бермы траншеи.

Для разработкискважин парооттаиванием используются передвижные паровые котлы с рабочимдавлением 1,0 МПа, производительность которых должна обеспечивать работуцелесообразного числа одновременно работающих паровых игл, исходя из расчетногорасхода пара до 20-25 кг/час на одну работающую иглу.

Установкувмораживаемых анкеров в грунт следует производить в календарные сроки,обеспечивающие смерзание анкеров с грунтом для обеспечения их расчетной несущейспособности.

3.18. Анкерноеустройство дискового типа (рис. 13) состоит из двух тяг с одним или двумякруглыми дисками на каждой тяге, расположенными на определенном расстоянии другот друга, двух ограничителей усилий (компенсаторов) и силового соединительногопояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случаяхзакрепления газопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.

3.19. Анкерныеустройства дискового типа ДАУ устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзломгрунте скважины, диаметр которых должен превышать диаметр диска не менее, чемна 3 см при диаметре анкера до 200 мм, и на 5 см- при диаметре скважины свыше200 мм.

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

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

3.21. Винтовойвмораживаемый анкер устанавливается в заранее разработанную скважину следующимобразом: сначала в скважину устанавливается тяга с наконечником, а затемскважина заполняется грунтовым (песчаным) раствором соответствующего состава иконсистенции. Сразу же после заполнения скважины раствором, с помощью средствмалой механизации или существующих установок для завинчивания анкеров в грунт,одетая на тягу винтовая лопасть завинчивается до упора (наконечника). Затем натягу устанавливается втулка и вторая винтовая лопасть, которая такжезавинчивается до упора. Заключительной операцией является установка силовогосоединительного пояса.

3.22. Винтовоевмораживаемое анкерное устройство обеспечивает значительное повышение егонесущей способности по сравнению с ДАУ при равном диаметре и глубинеразрабатываемой скважины, за счет значительного увеличения площади винтовойлопасти по сравнению с диском. Кроме того, упрощается технология заполненияскважины грунтовым (песчаным) раствором и повышается надежность работыанкерного устройства.

3.23. Длиначасти вмораживаемого анкера (ДАУ, ВАУ-В), взаимодействующая с вечномерзлымгрунтом в процессе эксплуатации газопровода должна быть не менее 2 метров.

Конструкцияограничителя усилий обеспечивает работоспособность анкера в течение всегопериода эксплуатации газопровода (на переходах через болота), и в течение 3-7лет на участках, сложенных минеральными грунтами (до полной стабилизациигрунта).

3.24.Вмораживаемое анкерное устройство стержневого типа (рис. 15) состоит из двухтяг, выполненных из арматурных стержней периодического профиля, двухограничителей усилий (при установке их в пучинистые грунты) и силовогосоединительного пояса.

3.25. Контрольза несущей способностью анкерных устройств необходимо осуществлять посредствомпроведения контрольных испытаний выдергивающей нагрузкой на величину, указаннуюв проекте.

Контролькачества производства работ по закреплению трубопроводов анкерными устройствамиразличных конструкций осуществляется на разных стадиях: входной, операционный иприемочный контроль.

3.26. Вусловиях вечной мерзлоты, в том числе полуострова Ямал, ввиду возможностипроявления неблагоприятных реологических свойств грунта в результате длительныхнагрузок и, как следствие, снижение удерживающей способности дисковых ивинтовых вмораживаемых анкеров, необходимо перед массовым применением анкерныхустройств (особенно вмораживаемых анкеров стержневого типа) на конкретныхтрассах провести экспериментальное апробирование этого метода на опытныхучастках длиной по 0,3-0,5 км с целью определения практической надежностиработы вмораживаемых анкеров в конкретных грунтовых условиях.

4. Балластировка газопроводов минеральным грунтом. Комбинированные методыбалластировки газопроводов, включая использование геотекстильных синтетическихматериалов

4.1Балластировка газопроводов минеральными, склонными к самоуплотнению исамоупрочнению, грунтами засыпки траншеи может осуществляться на участкахпрогнозируемого обводнения, обводненных и заболоченных территориях, а также напереходах через болота с мощностью торфяной залежи, не превышающей глубинытраншеи.

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

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

•  использования закрепленных грунтов;

•  применения комбинированных методовбалластировки минеральным грунтом с железобетонными утяжелителями различныхконструкций или анкерных устройств;

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

•  применения заполненных грунтомполимерконтейнеров различных конструкций.

4.3. Балластировка газопроводов минеральными грунтамизасыпки или комбинированными методами, включая использование полотнищ из НСМ иполимероконтейнеров, может производиться лишь после укладки трубопровода напроектные отметки, при условии отсутствия воды в траншее в процессепроизводства работ (после удаления воды из траншеи техническими средствами), атакже в случаях, когда трубопровод удерживается в проектном положении с помощьюинвентарных утяжелителей повышенной массы. При этом глубина траншеиопределяется проектом, исходя из требований СНиП 2.05.06-85.

Производствостроительно-монтажных работ способами, изложенными в п. 4.2. и 4.3., должноосуществляться в соответствии с требованиями проектов производства работ итехнологических карт, а также настоящего СП.

4.4. Длябалластировки газопроводов с использованием НСМ в зависимости от категорииместности могут применяться различные конструктивные схемы:

•  В условиях обводненнойместности и на участках прогнозируемого обводнения в суглинистых грунтах можетбыть использовано устройство, в котором НСМ укладывается в траншею наустановленный в проектное положение трубопровод и на откосы траншеи; траншеязасыпается грунтом до дневных отметок, после чего полотнище из НСМ перекрываетсверху засыпанный участок траншеи. При этом края полотнища по всей длинеустройства замыкаются (свариваются) над засыпанным трубопроводом, образуязамкнутый грунтовый контур.

•  На участках трасс сложенных,преимущественно, песчаными, вечномерзлыми грунтами и на обводненных территорияхиспользуется устройство (рис. 16) в котором полотнище из НСМ укладывается належащий на дне траншеи (на проектных отметках) трубопровод и на откосы траншеи,закрепляется на бермах траншеи специальными металлическими штырями и засыпаетсяминеральным грунтом с устройством грунтового валика над траншеей и полотнищемиз НСМ (местным или привозным). При необходимости через 10-15м по длинетрубопровода в устройстве должны быть установлены грунтозадерживающиеперегородки, которые по контуру откосов и дна траншеи, а также поверхноститрубопровода, жестко соединены (сварены) с продольным полотнищем из НСМ.

•  На переходах через болота первого типа сустойчивой консистенцией торфа и при укладке трубопровода на минеральноеоснование траншеи устройство из НСМ (рис. 17) выполняется следующим образом:полотнище укладывается на уложенный в проектное положение газопровод и наоткосы траншеи, а после засыпки траншеи (до дневных отметок) минеральнымпривозным грунтом замыкается и сваривается под засыпанным минеральным грунтомтрубопроводом, образуя замкнутый контур, усиленный в поперечном направлении спомощью специальных бандажей.

Бандажи выполняются из резинотканевых материалов илинескольких сваренных между собой полос из НСМ и укладываются на дно траншеи доопуска в траншею трубопровода и замыкаются над засыпанным грунтом газопроводом,охватывая весь грунтовой массив, образованный полотнищем из НСМ.

•  Балластировка газопровода на всех категорияхместности, рассмотренных в п.4.4., может быть обеспечена при использованииследующего метода (рис. 18):

Полотнище из НСМ укладывается в основание траншеи, над трубопроводомна откосы.

Производитсязасыпка траншеи минеральным грунтом (местным или привозным), при этом концыбалластируемого участка, длина которого, как правило, не превышает 25 м скаждого торца, не засыпаются на длине 1,0-1,5 м.

Полотнища из НСМ длиной 25-26 м замыкаются над балластируемымтрубопроводом с перехлестом в сторону технологической дороги не менее 0,5 м; наторцевых участках полотнище укладывается непосредственно на незасыпанныйтрубопровод и закрепляется утяжелителями типа УБО, после чего производитсяокончательная засыпка траншеи с устройством грунтового валика.

4.5. Во всехрассмотренных схемах ширина полотнища из НСМ должна обеспечивать либо замыканиеего над засыпанным трубопроводом, либо закрепление на бровке траншеи.

4.6. Взависимости от вида и состояния грунта газопровод можно балластировать сплошьпо всей его длине или отдельными перемычками. Длина каждой перемычки составляет25-30 м, а расстояние между грунтовыми балластирующими перемычками колеблется впределах до 0,8-1,0 ее длины.

На участкахбалластировки, где возможная (ожидаемая) скорость течения талых воднезначительна (не более 0,2 м/с), закрепление газопровода допускается безустройства вертикальных перегородок-перемычек. На других участках необходимостьсооружения вертикальных перегородок из НСМ определяется с учетом конкретныхинженерно-геологических характеристик трассы.

4.7. Полотнищаиз НСМ для балластирующих устройств сваривают из заготовленных по необходимомуразмеру рулонированных нетканых синтетических материалов. Сварку полотнищвыполняют с помощью теплового нагрева краев свариваемых полос и их стыковки(прижатием).

Процессбалластировки газопроводов грунтом с применением нетканых синтетическихматериалов включает вывозку, разгрузку и раскладку полотнищ вдоль траншеи,размотку и укладку в траншеи, закрепление уложенных полотнищ по краям траншеи,отсыпку балластного грунта, перекрытие балластного грунта и замыкание полотнищиз НСМ; отсыпку и формирование земляного валика.

4.8.Балластировка газопроводов закрепленным грунтом может производиться наобводненных прямолинейных и криволинейных участках при подземном способепрокладки. Балластировку газопроводов закрепленными грунтами следуетпроизводить на участках местности при условии отсутствия воды в траншее впроцессе производства работ. Область применения этого метода ограничиваетсяучастками земель несельскохозяйственного назначения и бросовых земель.Экономическая целесообразность использования данного метода балластировкидолжна быть подтверждена технико-экономическими расчетами.

4.9. Вкачестве утяжелителя (рис. 19 а), как конструктивного элемента в виде элементовперемычек, используются минеральные грунты, закрепленные путем внесения в нихвяжущих компонентов (например, тяжелых крекинг-остатков, битума и т.д.).

Такиегрунтово-битумные смеси, полученные в результате проведения техническоймелиорации, называют закрепленными грунтами.

4.10. Вкачестве средств закрепления и стабилизации строительных свойств грунтов вусловиях обводненной местности рекомендуются использовать модификации тяжелыхфракций продукта МТ-10, представляющего собой смесь зимнего и летнего базовыхкомпонентов (смесь остатка термического крекинга и легкого газойля всоотношении 1:1 или 3:1) с 10 % строительного битума БН-90/10. Добавлениебитума увеличивает прочность и уменьшает водонасыщение закрепленных грунтов.

4.11. Взависимости от вида и состояния грунта рекомендуется применять два вариантаметода балластировки газопроводов с использованием закрепленных минеральныхгрунтов, а именно:

•  устройство перемычек из закрепленного грунтабез использования армирующей сетки:

•  устройство перемычек из закрепленного грунтас применением армирующей сетки.

4.12. Технологический процесс балластировки газопроводовперемычками из закрепленных минеральных грунтов состоит из следующих операций:

•  приготовление грунтовой смеси с добавками(измельчение грунта и смешивание его с нефтебитумом);

•  укладки приготовленной грунтовой смеси втраншею с уложенным в нее газопроводом;

•  уплотнения грунтовой смеси.

4.13. При балластировке магистральных газопроводов большихдиаметров с использованием закрепленного минерального грунта засыпки возможноего применение в сочетании с железобетонными утяжелителями типа УБО и УБО-М(рис. 19б), конструкции которых позволяют повышать величину их балластирующейспособности; при этом утяжелители устанавливаются групповым методом.

4.14. Пригрупповом методе установки утяжелители укладываются отдельными участкамивплотную друг к другу; при этом общее их количество на 1 км газопровода должносоответствовать требованиям проекта.

4.15. Прииспользовании комбинированных методов балластировки газопроводов в сочетании сминеральными грунтами засыпки следует применять утяжелители типа УБО и УБО-М,размещенные групповым методом, или винтовые анкерные устройства ВАУ-1.

Учетбалластирующей способности грунта при групповой установке утяжелителей типа УБОи УБО-М позволяет снизить расход сборного железобетона до 30 % по сравнению сбалластировкой газопровода одиночными утяжелителями. Утяжелитель УБО-Мпозволяет создать по длине газопровода замкнутый контур при групповой ихустановке.

4.16. С цельюпредотвращения выноса (вымывания) грунта из полости группы утяжелителей иобеспечения устойчивости гарантированного объема грунта над трубопроводом (вслучае необходимости) концы групп утяжелителей следует замыкать седловиднымиили клиновидными утяжелителями типа 1-УБКм.

Применениеизложенного в п. 4.15. настоящих СП метода балластировки газопроводовдопускается при выполнении требований п. 4.3. в части погружения трубопровода впроектное положение.

4.17.Максимальное воздействие грунта засыпки траншеи на обеспечение устойчивостиположения газопровода достигается при применении для балластировки утяжелителейтипа УБГ, УБТ и УБО-ПМ, размещаемых на трубопроводе, как групповым методом, таки раздельно. Установка указанных утяжелителей возможна на уложенный в проектноеположение трубопровод.

При этомдопускается наличие воды в траншее не выше средней образующей трубопровода (апри использовании утяжелителей типа УБТ - не выше верхней образующей трубы).

4.18.Минеральные грунты засыпки, укладываемые в утяжелители и траншею прииспользовании комбинированных методов балластировки, должны отвечатьтребованиям, предъявленным к грунтам при укладке их в траншею в различныестроительные периоды.

4.19.Одиночные заполняемые минеральным грунтом полимерконтейнеры требуют меньшегорасхода геотекстильного синтетического материала по сравнению с использованиемполотнищ из НСМ.

4.20.Полимерконтейнерное заполняемое минеральным грунтом балластирующее устройствоПКБУ (рис. 20) представляет собой два контейнера, размещенные по обе сторонытрубопровода, выполненные из прочного и долговечного геотекстильногосинтетического материала, соединенные четырьмя мягкими силовыми лентами и двумяметаллическими распорными рамками.

УстанавливаютсяПКБУ на газопроводах по одному через равные расстояния или групповым способом имогут быть использованы для балластировки газопроводов, прокладываемых вобводненной и заболоченной местности, а также на участках прогнозируемогообводнения.

Допускаетсяприменение ПКБУ на болотах I типа с мощностью торфянойзалежки, не превышающей глубины траншеи, при использовании для их заполненияталого, привозного минерального грунта.

4.21.Одиночный заполняемый грунтом полимерконтейнер из технических тканей ПКР-Ф(рис. 21), формируемый непосредственно в траншее на уложенном в проектноеположение газопроводе с помощью специального устройства, представляет собойутяжелитель седловидного типа и может быть применен на участках местности,указанных в п. 4.20. настоящего СП. Заполнение ПКР-Ф минеральным грунтомосуществляется одновременно с засыпкой траншеи.

4.22.Целесообразность использования одиночных полимерконтейнеров (ПКБУ и ПКР-Ф) длябалластировки газопроводов должна быть подтверждена проведеннымитехнико-экономическими расчетами.

5. Техника безопасности

5.1. Припроизводстве работ по балластировке и закреплению газопроводов железобетоннымиутяжелителями, анкерными устройствами, минеральным грунтом в сочетании сразличными конструкциями, включая НСМ и полимерконтейнеры, следуетруководствоваться правилами техники безопасности, изложенными в СНиП III-4-80, правилами техники безопасности при строительствемагистральных стальных трубопроводов (1982 г.) и другими отраслевымидействующими нормативными документами.

5.2.Строительно-монтажные работы запрещается выполнять без утвержденного вустановленном порядке проекта производства работ, который должен содержатьраздел “Требования безопасности”, в котором должен быть предусмотрен комплексорганизационных и технических мероприятий выполнение которых обеспечиваетбезопасность проведения работ.

5.3. К выполнению работ по балластировке и закреплениюгазопроводов могут быть допущены рабочие:

•  прошедшие предварительный и периодическиймедицинские осмотры в сроки, установленные Минздравом Российской Федерации;

•  достигшие возраста 18 лет и обученныебезопасным методам труда и приемам ведения работ, прошедшие экзаменационнуюпроверку знаний (и инструктаж) методов и приемов ведения работы, обеспеченныеспецодеждой, спецобувью и защитными приспособлениями.

5.4. На местепроизводства работ необходимо иметь отапливаемый вагон-домик, а освещенностьпри работе в темное время не должна быть менее 25 лк.

5.5. Воизбежание неблагоприятного воздействия статического электричества на рабочийперсонал, применяемое оборудование должно быть заземлено, а рабочие местаснабжены резиновыми ковриками.

5.6. Впроцессе работы по балластировке трубопроводов необходимо следить занадежностью стенок и бровки траншеи; при появлении трещин и сколов грунта,которые могут привести к обрушению бермы, следует немедленно прекратить работуи принять меры к недопущению развития таких явлений.

5.7. Припроведении балластировочных работ в пределах призмы обрушения увлажненныхгрунтов не допускается движение тяжелых транспортных средств, а такжескладирование материалов.

ПРИЛОЖЕНИЕ I

МЕТОДИКА РАСЧЕТАОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УСТОЙЧИВОСТИ БАЛЛАСТИРУЕМЫХ И ЗАКРЕПЛЯЕМЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1. Общие положения

1.1. Настоящаяметодика расчета распространяется на магистральные и промысловые трубопроводы,прокладываемые на болотах, в обводненной и заболоченной местности и ввечномерзлых грунтах.

1.2. Проверкуустойчивости положения (против всплытия) трубопроводов следует выполнять всоответствии с настоящим Приложением к Своду Правил.

1.3.Устойчивость положения трубопроводов, прокладываемых на обводненных участкахтрассы, следует проверять для отдельных участков в зависимости от конкретныхусловий строительства и эксплуатации.

1.4.Используемые в расчетах физико-механические и теплофизические характеристикигрунтов определяются на основании результатов изысканий и прогнозированияизменения свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации.

1.5.Устойчивость положения участка трубопровода следует проверять по условию:

,                                               (1.1)

где Qakm - суммарнаярасчетная нагрузка на участок трубопровода, действующая вверх;

Qnac - суммарная расчетная нагрузка,действующая вниз;

kн.в - коэффициентнадежности устойчивости положения трубопровода (против всплытия).

1.6. Суммарнаярасчетная нагрузка Qakm должнавключать в себя упругий отпор при прокладке трубопровода свободным изгибом.

1.7. Суммарнаярасчетная нагрузка Qnac должнавключать в себя собственный вес трубопровода.

1.8. Коэффициент надежности устойчивости положениятрубопровода (против всплытия) следует принимать по табл. 1.1 в зависимости отхарактеристик участка трубопровода.

Таблица1.1

Характеристика участка трубопровода

kн.в

• Пойменный за границами производства подводно-технических работ

1,05

• Русловый через реки шириной до 200 м по среднему меженному уровню, включая прибрежные участки в границах производства подводно-технических работ

1,10

• Через реки и водохранилища шириной свыше 200 м, а также горные реки.

1,15

1.9. Основные параметрыустойчивости положения трубопроводов, определяемые в соответствии с даннойметодикой, базируются на расчете или весовых характеристик балластирующихконструкций, или несущей способности системы “анкерное устройство - грунт”. Вметодике считается, что все применяемые конструкции балластирующих изакрепляющих устройств безусловно удовлетворяют условиям собственной прочностии жесткости.

1.10. В даннойметодике не рассматриваются вопросы прочности, деформативности и общейустойчивости участков трубопроводов, подлежащих балластировке или закреплению.Необходимо отметить, что при поверочных расчетах сложных участков трубопроводов(как многократно статически неопределимых систем) на прочность и устойчивостьтребуется учитывать взаимодействие забалластированного трубопровода с грунтом иподатливость анкерных устройств для закрепляемого анкерами трубопровода. Приэтом возможны случаи, когда интенсивность балластировки (длязабалластированного трубопровода) и шаг анкеров (для трубопровода,закрепленного анкерами), определенные в соответствии с настоящим Приложением,могут оказаться недостаточными. В подобных случаях окончательное решение побалластировке или закреплению трубопровода должно приниматься проектнойорганизацией в соответствии с результатами поверочных расчетов.

1.11. Всевычисления, выполняемые в соответствии с настоящей методикой, следуетпроизводить в единой системе единиц СИ (система интернациональная). Следуетиспользовать основные единицы системы СИ: метр, килограмм, секунду, апроизводные единицы должны быть построены на указанных основных единицах. Такойподход исключает необходимость введения в используемые формулы размерныхкоэффициентов, а также потребность в указании размерностей в применяемыхусловных обозначениях.

2. Балластировка трубопровода отдельными грузами и сплошным обетонированием

2.1. Приравномерной по длине балластировке одиночными утяжелителями или сплошнымобетонированием участка трубопровода, укладываемого способом свободного изгиба,величина нормативной интенсивности балластировки - вес на воздухе  -определяется из условия:

,                                 (2.1)

где nб- коэффициент надежности по нагрузке;

qв - расчетная погонная выталкивающая силаводы;

q - расчетнаяинтенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопровода;

qmp - расчетный погонный собственный веструбопровода;

qдоп - расчетный погонный вес продукта;

gб- нормативная плотность материала пригрузки;

gв- плотность воды.

2.2.Коэффициент надежности по нагрузке nбпринимается равным:

•  0,9 - для железобетонных утяжелителей исплошного обетонирования;

•  1,0 - для чугунных утяжелителей.

2.3. Расчетнаяпогонная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод, должнаопределяться по формуле:

,                                                 (2.2)

где g- ускорение свободного падения;

gв - плотность воды с учетомрастворенных в ней солей;

Dн.и - наружный диаметртрубопровода с учетом изоляционного покрытия и футеровки.

При проектировании трубопроводов на участках переходов,сложенных грунтами, которые могут перейти в жидкопластичное состояние, вместоплотности воды следует принимать плотность разжиженного грунта, определяемую поданным изысканий.

2.4. Расчетнуюинтенсивность нагрузки от упругого отпора при свободном изгибе трубопроводаследует определять по формулам:

• для выпуклыхкривых:

;                                   (2.3)

• для вогнутыхкривых:

,                                                 (2.4)

где ео -модуль упругости стали;

I - момент инерции сечения трубопровода;

b - угол поворота оси трубопровода;

r - минимальный радиус упругого изгибаоси трубопровода.

2.5. Расчетныйпогонный собственный вес трубопровода определяется по формуле:

,                                  (2.5)

где gст - плотность стали;

Dн - наружный диаметр сечения трубы;

Dвн = Dн- 2d - внутренний диаметрсечения трубы;

d - номинальная толщина стенки трубы.

2.6. Расчетныйпогонный вес продукта qдоп длягазопроводов не учитывается., а для нефтепроводов и нефтепродуктопроводовучитывается только в случае, если при эксплуатации исключается возможность ихопорожнения и замещения продукта воздухом. При учете веса продукта должнаприменяться формула:

,                                          (2.6)

где gпр - плотность перекачиваемого продукта;

Dвн - внутренний диаметр сечения трубопровода.

2.7. Присплошном обетонировании трубопровода требуемую минимальную толщину слоя бетона hб следует определять по формуле:

,                                                (2.7)

где  - нормативнаяинтенсивность балластировки, определенная ранее по формуле (2.1);

gб - нормативная плотностьбетона;

Dн.и.- наружный диаметр трубопровода с учетом слоя изоляции.

Полученную по формуле (2.7) толщину слоя бетона следуетокруглить в большую сторону с точностью до 0,005 м.

2.8. Прибалластировке трубопровода отдельными утяжелителями шаг утяжелителей L при их равномерной расстановке (расстояние между осямиутяжелителей) следует определять по формуле:

,                                                      (2.8)

где Qн- нормативный вес одного утяжелителя;

 - нормативнаяинтенсивность балластировки, определенная ранее по формуле (2.1).

2.9. Учет балластирующего воздействия минеральных грунтовзасыпки (до дневной поверхности), используемых для балластировки газопроводов всочетании с утяжелителями различных конструкций при групповом способе ихразмещения, решается проектной организацией, исходя из конкретных грунтовыхусловий и сезона выполнения строительно-монтажных работ.

3. Закрепление трубопровода анкерными устройствами в талых грунтах

3.1. В талыхгрунтах закрепление трубопроводов возможно винтовыми анкерами и свайнымианкерами раскрывающегося типа.

3.2. Расчетнуюнесущую способность одного анкерного устройства Bdследует определять по формуле:

Bd = zmаРа,                                                                      (3.1)

где z- количество анкеров в одном анкерном устройстве;

та- коэффициент условий работы анкерного устройства;

Ра- расчетная несущая способность анкера.

3.3.Коэффициент условий работы анкерного устройства та зависит отколичества анкеров z и соотношения междудиаметром трубопровода Dн имаксимальным линейным размером габарита проекции одного анкера нагоризонтальную плоскость Dанк:

1) При z = 1

или

z = 2 и (Dн/Daнк)> 3:

та = 1;

2) При z ³ 2 и 1 £(Dн/Daнк) £3:

.                                                         (3.3)

При двухлопастях в анкерах раскрывающегося типа в качестве Dанкследует принимать максимальный линейный размер большей по диаметру лопастианкера.

3.4. Расчетнаянесущая способность анкера Ра зависит от несущей способностигрунта основания и определяется из условия:

,                                                    (3.4)

где Fd- несущая способность анкера;

gk- коэффициент надежности анкера.

3.5. Несущаяспособность анкера Fd определяется расчетом или порезультатам полевых испытаний статической нагрузкой согласно СНиП 2.02.03-85“Свайные фундаменты”.

3.6.Коэффициент надежности анкера gk принимается равным:

• 1,40 - еслинесущая способность анкера определена расчетом;

• 1,25 - еслинесущая способность анкера определена по результатам полевых испытанийстатической нагрузкой.

3.7. Несущая способность анкера, определяемая расчетом,зависит от глубины погружения анкера.

В случае, еслиглубина заложения верхней лопасти анкера от уровня дна траншеи составляет от 6до 8 ее диаметров, то несущую способность анкера следует определять по формуле:

,                               (3.5)

где i- номер лопасти анкера;

n - число лопастей по высоте анкера;

gc.i- коэффициент условий работы i-ой лопастианкера;

a1.i, a2.i - безразмерныекоэффициенты;

c1.i - расчетное удельноесцепление пылевато-глинистого или параметр линейности песчаного грунта врабочей зоне i-ой лопасти анкера;

g1.i- осредненное расчетное значение удельного веса грунта;

h1.i - глубина залегания i-ой лопастианкера от дна траншеи.

Аi -площадь i-ой лопасти анкера.

3.8. Число лопастей анкера принимается равным:

п= 1- для винтовых анкеров;

п= 2- для раскрывающихся анкеров.

3.9.Коэффициент условий работы анкера gc.i принимается в зависимости от грунта равным:

Глины исуглинки:

• твердые,полутвердые, тугопластичные и мягкопластичные ... 0,7

•текучепластичные............................................................……..... 0,6

Пески исупеси:

• пескималовлажные и супеси твердые ........................……........ 0,7

• пескивлажные и супеси пластичные ...........................……....... 0,6

• пескиводонасыщенные и супеси текучие .................…............. 0,5

3.10.Безразмерные коэффициенты a1.i, a2.iзависят от расчетного угла внутреннего трения грунта j1.iв рабочей зоне (под рабочей зоной понимается прилегающий к лопасти слой грунтатолщиной, равной Dднк) в соответствиис табл. 3.1.

3.11.Усредненное расчетное значение удельного веса грунта g1.i находится с учетом взвешивающего действия воды по формуле:

,                                                        (3.6)

где gs.i - удельныйвес частиц грунта;

gw.i- удельный вес воды;

ei - коэффициент пористости грунта.

Таблица3.1

j1.i

13

15

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

a1.i

7,8

8,4

9,4

10,1

12,1

15,0

18,0

23,1

29,5

38,0

48,4

64,9

a2.i

2,8

3,3

3,8

4,5

5,5

7,0

9,2

12,3

16,6

22,5

31,0

44,4

Примечания:

•  Характеристики грунтов, указанные в табл.3.1, относятся к грунтам, залегающим над лопастью анкера.

•  Расчетные значения угла внутреннего трения и сцеплениягрунта основания следует определять по указаниям СНиП 2.02.01-83 “Основаниязданий и сооружений”.

•  При промежуточных значениях угла внутреннеготрения грунта, не указанных в табл. 3.1, значения коэффициентов a1.i, a2.i следует определять линейной интерполяцией.

3.12. При глубинах погруженияанкера, меньше указанных в п. 3.7, следует применять только однолопастныеанкеры. В этом случае несущую способность анкера следует определять по формуле:

Fd = gc(g1Vbf + c1Abf cosj1),                                            (3.7)

где Vbf- объем тела выпирания в форме усеченной пирамиды;

Abf - площадь боковойповерхности усеченной пирамиды.

3.13. Для анкеров с круглой лопастью входящие в формулу(3.7) составляющие следует определять по формулам:

;                                     (3.8)

,                                                   (3.9)

где .                                                              (3.10)

3.14.Расстояние между осями анкерных устройств (шаг анкерных устройств) La должно удовлетворять условию:

,                                                         (3.11)

где Bd- расчетная несущая способность анкерного устройства;

В - требуемое расчетное усилие анкерного устройства,приходящееся на единицу длины трубопровода, и определяемое по формуле:

В= kн.в + qизqmpqдоп,                                               (3.12)

в которой все условныеобозначения указаны в п. 2.1.

4. Закрепление трубопровода с помощью дисковых, винтовых и стержневыхвмораживаемых анкеров в вечномерзлых грунтах

4.1. Приведенная в данном разделе методика определениянесущей способности дисковых, винтовых и стержневых вмораживаемых анкеровраспространяется на анкеры указанных конструкций, находящиеся в грунтах сзасоленностью более 0,1 %, в мерзлых грунтах с льдистостью более 0,4 и вбиогенных грунтах.

4.2. Расчетная несущая способность анкерного устройства,состоящего из двух вмораживаемых дисковых, винтовых или стержневых анкеров,определяется по формуле (3.1), в которой следует принять:

z = 2;

mа= 1,0,

а расчетная несущая способностьанкера определяется по формуле (3.4). Значения коэффициента надежности анкера вформуле (3.4) следует принимать в соответствии с п. 3.6.

4.3. Несущуюспособность вмораживаемого дискового, винтового или стержневого анкера Fd следует определять расчетом или наосновании результатов полевых испытаний статической нагрузкой.

4.4. При определении расчетом несущей способности дискового,винтового и стержневого анкера следует пользоваться формулой:

,                           (4.1)

где gс - коэффициент условий работы анкера,принимаемый равным 1,2;

i - номер диска (лопасти);

п -число дисков (лопастей);

Ri - расчетное давление i-ого диска (лопасти) на мерзлыйгрунт или грунтовый раствор;

Ai - площадь i-огодиска или лопасти (за исключением площади сечения стержня);

gaf- коэффициент, зависящий от типа поверхности смерзания;

j - номер слоя грунта;

т -число слоев грунта;

 -расчетное сопротивление j-ого слоя мерзлогогрунта или грунтового раствора сдвигу по поверхности смерзания со стержнем(тягой);

 - площадь поверхностисмерзания j-ого слоя сбоковой поверхностью стержня.

При расчете стержневых анкеров первое слагаемое в формуле(4.1) принимается равным нулю.

4.5. Расчетноедавление i-ого диска на мерзлый грунт или грунтовый раствор принимается равнымдавлению под концом сваи по СНиП 2.02.04-87 “Основания и фундаменты навечномерзлых грунтах”.

4.6. Значение Ri определяется взависимости от грунта (грунтового раствора) и максимальной температуры грунтана уровне диска (лопасти) в соответствии с табл. 4.1. Температура грунтаопределяется на основании теплотехнического расчета для наиболеенеблагоприятного режима и времени эксплуатации трубопровода.

4.7.Расстояние между дисками (лопастями) должно быть не менее 4Dd(л).

4.8. Расчетноесопротивление мерзлого грунта или грунтового раствора сдвигу по поверхностисмерзания со стержнем  принимаетсядля середины каждого j-ого по температуре грунта слоя в соответствии соСНиП 2.02.04-87 “Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах”. Значения  взависимости от грунтов и грунтовых растворов приведены в табл. 4.2 дляльдистости грунтов ii < 0,2. Прильдистости мерзлого грунта 0,2 £ ii £ 0,4 приведенные в табл. 4.2 значения  следуетдополнительно умножать на коэффициент 0,9.

4.9.Коэффициент gaf зависит от поверхностисмерзания стержня с грунтом и принимается равным:

• 0,7 - длягорячекатаного проката;

• 1,0 - для арматуры периодического профиля.

4.10. Несущуюспособность дискового и вмораживаемого анкеров следует также проверять изусловия сдвига по боковой поверхности цилиндрического тела по формуле:

,                                                (4.2)

где  - расчетноесопротивление j-ого мерзлого слоя сдвигу по грунту или грунтовомураствору;

 -площадь поверхности сдвига j-ого слоя.

4.11. Если раствор, заполняющий скважину, отличается отестественного грунта, то вычисление по формуле (4.2) производится для двухслучаев сдвига по боковой поверхности цилиндрического тела с площадью сеченияравной:

• площадидиска (сдвиг по раствору) при расчете дисковых анкеров;

•  площади сечения скважины(сдвиг по грунту - по боковой поверхности скважины) при расчете дисковых ивинтовых анкеров.

4.12.Расчетное сопротивление мерзлого грунта сдвигу  в j-ом слоеследует принимать при температуре, равной температуре в середине этого слоя (поСНиП 2.02.04-87 “Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах”). Для обычныхмерзлых (незасоленных и небиогенных) грунтов значение  приведено в табл. 4.3.

4.13. Для вмораживаемых дисковых и винтовых анкеров несущаяспособность принимается равной меньшему из двух значений, полученных поформулам (4.1) и (4.2).

4.14.Расстояние между осями анкерных устройств для вмораживаемых анкеров должноудовлетворять условиям п. 3.14.

Таблица4.1

Пористость ii;

Глубина

Ri (МПа) при температуре грунта, °С

Грунт

погружения диска, м

-0,3

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

-3,0

-3,5

-4

-6

-8

-10

ii < 0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Крупнообломочные

При любой глубине

2,5

3,0

3,5

4,0

4,3

4,5

4,8

53

5,8

6,3

6,8

7,3

2. Пески крупные и средней крупности

При любой глубине

1,5

1,8

2,1

2,4

2,5

2,7

2,8

3,1

3,4

3,7

4,6

5,5

3. Пески мелкие

3-5

0,85

1,30

1,40

1,50

1,70

1,90

1,90

2,00

2,10

2,60

3,00

3,50

и пылеватые

10

1,00

1,55

1,65

1,75

2,00

2,10

2,20

2,30

2,50

3,00

3,50

4,00

 

15 и более

1,10

1,70

1,80

1,90

2,20

2,30

2,40

2,50

2,70

3,30

3,80

4,30

4. Супеси

3-5

0,75

0,85

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,70

1,80

2,30

2,70

3,00

 

10

0,85

0,95

1,25

1,35

1,45

1,60

1,70

1,90

2,00

2,60

3,00

3,50

 

15 и более

0,95

1,05

1,40

1,50

1,60

1,80

1,90

2,10

2,20

2,90

3,40

3,90

5. Суглинки и

3-5

0,65

0,75

0,85

0,95

1,10

1,20

1,30

1,40

1,50

1,80

2,30

2,80

глины

10

0,80

0,85

0,95

1,10

1,25

1,35

1,45

1,60

1,70

2,00

2,60

3,00

 

15 и более

0,90

0,95

1,10

1,25

1,40

1,50

1,60

1,80

1,90

2,20

2,90

3,50

0,2 £ ii £ 0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Все виды

3-5

0,40

0,50

0,60

0,75

0,85

095

1,00

1,10

1,15

1,50

1,60

1,70

грунтов, указан-

10

0,45

0,55

0,70

0,80

0,90

1,00

1,05

1,15

1,25

1,60

1,70

1,80

ные в поз.1-5

15 и более

0,55

0,60

0,75

0,85

0,95

1,05

1,10

1,30

1,35

1,70

1,80

1,90

Таблица4.2

ГРУНТЫ

Raf (МПа) при температуре грунта, °С

 

-03

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

-3,0

-3,5

-4

-6

-8

-10

Глинистые

,04

,06

,10

,13

,15

,18

,20

,23

,25

,30

,34

,38

Песчаные

,05

,08

,13

,16

,20

,23

,26

,29

,33

,38

,44

,50

Известково-песчаный раствор

,06

,09

,16

,20

,23

,26

,28

,30

,35

,40

,46

,52

Примечания:

1. Припромежуточных значениях температуры, не указанных в табл. 4.2, значение  следуетопределять линейной интерполяцией.

2. Значения Rafдля известково-песчаного раствора даны для раствора следующего состава (на 1 м3):

• пескасреднезернистого ....................................... 820 л;

• известковоготеста с плотностью 1400 кг/ м3 .... 300 л;

• воды .......................................................................230 л.

Осадка конуса- 10-12 см.

При другихсоставах раствора, а также для цементно-песчаного раствора значения Rafследует определять опытным путем.

Таблица4.3

ГРУНТЫ

Rsh (МПа) при температуре грунта, °С

 

-03

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

-3,0

-3,5

-4

-6

-8

-10

Глинистые

,05

,08

,12

,15

,17

,19

,21

,23

,25

,30

,34

,38

Песчаные

,08

,12

,17

,21

,24

,27

,30

,32

,34

,42

,48

,54

5. Балластировка трубопроводов грунтом с применением НСМ

5.1. Балластировка трубопроводов минеральным грунтом сприменением нетканых синтетических материалов (НСМ) разделяется на два вида:

спомощью рулонных НСМ;

• с помощью полимерно-контейнерных балластирующих устройств.

5.2.Удерживающую способность (на единицу длины трубопровода) грунта обратнойзасыпки, закрепляемого с помощью НСМ, qгр.нсмследует определять по формуле:

, (5.1)

где пгр - коэффициент надежности по нагрузке(грунту), принимаемый равным 1,2;

gn - коэффициент надежности по назначению,принимаемый равным 1,2;

Dн - наружный диаметр трубопровода;

- удельный вес грунта засыпки в естественном (необводненном)состоянии;

gsb- удельный вес грунта во взвешенном состоянии;

hв - расстояние от верха засыпки до уровняводы;

ho - расстояние от верха засыпки до оситрубопровода;

k - коэффициент, характеризующий призму выпора грунта;

jгр - угол внутреннего трениягрунта;

сгр- сцепление грунта.

5.3. Входящийв формулу (5.1) коэффициент k, характеризующий призму выпора грунта,следует принимать равным:

k= 1- для трубопроводов 1020 мм £ Dн £1420 мм;

k = Dн /1000 мм (Dн - вмм) - для трубопроводов Dн < 1020мм.

5.4. Удельныйвес грунта во взвешенном состоянии следует определять по формуле:

,                                                           (5.2)

где gs - удельный весчастиц грунта засыпки;

kн.в - коэффициентустойчивости положения трубопровода против всплытия;

е - коэффициент пористости грунта.

5.5. Балластировка минеральным грунтом с помощью НСМ будетдостаточной в случае, если при непрерывном по длине закреплении с помощью НСМнайденная по (5.1) удерживающая способность обратной засыпки будетудовлетворять условию:

qгр.НСМ ³kн.вqв + qизгqmp.                                           (5.3)

Условныеобозначения в формуле (5.3) аналогичны обозначениям, принятым в п. 2.1.

5.6. Приприменении для балластировки трубопроводов ПКБУ, заполненных минеральнымгрунтом, расчетную удерживающую способность на единицу длины группы ПКБУследует определять по формуле:

,                                                        (54)

где п - количествокомплектов ПКБУ в группе;

V -объем одного комплекта;

l -длина группы ПКБУ.

5.7. При использовании для балластировки газопроводовминеральных грунтов, склонных к самоуплотнению и самозакреплению и не теряющихпри нагружении своих прочностных свойств, их балластирующая способность можетопределяться по формуле (5.1) с учетом понижающего коэффициента, равного0,4-0,9, в зависимости от периода (сезона) производства работ и измененияфизико-механических свойств грунтов (наличия посторонних включений).

Минимальнаяглубина траншеи при этом определяется расчетом.

5.8. Возможность учета балластирующего воздействияминеральных грунтов засыпки, используемых для балластировки газопроводов всочетании с полимерконтейнерами (при групповом способе их установки), решаетсяпроектной организацией, а производство строительно-монтажных работосуществляется на конкретном участке в соответствии с требованиями проектапроизводства работ.


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

СПОСОБЫ И УСТРОЙСТВА ДЛЯБАЛЛАСТИРОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ГАЗОПРОВОДОВ В ПРОЕКТНОМ ПОЛОЖЕНИИ

Способ, устройство, тип утяжелителя

Схема

Пояснения к схеме

Основание для применения способа или устройства в строительстве

1. Железобетонный утяжелитель типа УБО

1. Трубопровод

2. Блок утяжелителя

3. Крюк для навески силового соединительного пояса

4. Силовой соединительный пояс

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешен к применению ВСН007-88.

2. Железобетонный утяжелитель типа УБО-М

1. Трубопровод

2. Блок утяжелителя

3. Глухой паз для размещения крюка

4. Крюк для навески силового соединительного пояса

5. Силовой соединительный пояс

Разрешен к применению межведомственной приемочной комиссией. Разработана техническая документация (рабочие чертежи и технические условия на изготовление).

3. Железобетонный утяжелитель тип УБО-ПМ

1. Трубопровод

2. Блок утяжелителя в виде короба

3. Узел для навески силового соединительного пояса

4. Силовой соединительный пояс

Изготовлены опытные образцы. Проведены полигонные и трассовые испытания. Результаты испытаний положительные. Разработана техническая документация (рабочие чертежи и технические условия на изготовление).

4. Железобетонный утяжелитель типа УБГ

1. Трубопровод

2. Приямок в траншее для установки утяжелителя

3. Шарнирно-соединительные плиты

4. Силовой соединительный пояс

5. Дно траншеи

Разрешены к применению межведомственной приемочной комиссией. Техническая документация разработана.

5. Железобетонный утяжелитель типа 1-УБКМ

1. Трубопровод

2. Собственный утяжелитель

3. Строповочные петли

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешен к применению ВСН 007-88.

6. Железобетонный утяжелитель типа УБТ

1. Трубопровод

2. Продольная плита

3. Поперечные диафрагмы

4. Узел крепления поперечных диафрагм после установки блоков утяжелителя на трубопровод

Разрешен к применению межведомственной приемочной комиссией. Техническая документация разработана.

7. Железобетонный кольцевой утяжелитель типа УТК

1. Трубопровод

2. Верхнее полукольцо

3. Нижнее полукольцо

4. Узел крепления полуколец

5. Футеровочный мат

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешен к применению строительными нормами и правилами, а также рекомендациями Р589-86.

8. Железобетонный самозакрепляющийся (самозажимной) утяжелитель типа СГ

1. Трубопровод

2. Собственно утяжелитель

3. Дополнительные грузы

4. Силовой соединительный пояс

5. Петли

Изготовлены опытные образцы утяжелителя. Проведены предварительные испытания конструкции. Результаты положительные.

9. Винтовое, анкерное устройство ВАУ-1

1. Трубопровод

2. Тяга анкера с наконечником

3. Винтовая лопасть

4. Силовой соединительный пояс

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешен к применению ВСН 007-88.

10. Винтовое анкерное устройство ВАУ-М

1. Трубопровод

2. Тяга анкера с наконечником

3. Винтовая лопасть

4. Силовой соединительный пояс

Изготовлены опытные образцы анкера. Проведены полигонные и трассовые испытания. Результаты испытаний положительные. Разработана техническая документация (рабочие чертежи и ТУ на изготовление).

11. Свайное раскрывающееся анкерное устройство АС-200

1. Трубопровод

2. Тяга

3. Раскрывающаяся лопасть

4. Конус

5. Силовой соединительный пояс

Изготовлены опытные образцы анкера. Проведены полигонные и трассовые испытания. Результаты испытаний положительные. Разработана техническая документация (рабочие чертежи и ТУ на изготовление).

12. Анкерное устройство раскрывающегося типа АР-401, АР-401В

1. Трубопровод

2. Тяга (труба)

3. Раскрывающаяся лопасть

4. Силовой соединительный пояс

Разрешены к применению ВСН 007-88

13. Дисковое вмораживаемое анкерное устройство ДАУ-02К

1. Трубопровод

2. Тяга

3. Диск

4. Ограничитель усилий

5. Силовой соединительный пояс

Используются в практике трубопроводного строительства. Разрешены к применению ВСН 007-88.

14. Винтовое вмораживаемое анкерное устройство ВАУ-В

1. Трубопровод

2. Тяга с наконечником

3. Винтовая лопасть на втулке

4. Втулка (разрушительная)

5. Ограничитель усилий

 6. Силовой соединительный пояс

Изготовлены опытные образцы. Проведены испытания моделей анкеров в условиях морозильной камеры. Разработана техническая документация (рабочие чертежи и ТУ на изготовление).

15. Вмораживаемое анкерное устройство стержневого типа

1. Трубопровод

2. Тяга из арматурного стержня периодического профиля

3. Ограничитель усилий

4. Силовой соединительный пояс

Разрешены к применению ВСН 007-88

16. Способ балластировки газопроводов минеральным грунтом засыпки с использованием полотнищ из НСМ (для песчаных грунтов)

1. Трубопровод

2. Полотнище из НСМ

3. Металлический штырь

4. Грунт засыпки

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешено к применению ВСН 007-88.

17. Способ балластировки газопроводов минеральным грунтом засыпки с использованием полотнищ из НСМ (для тинистых и суглинистых грунтов)

1. Трубопровод

2. Траншея

3. Полотнище из НСМ

4. Грунт засыпки

5. Утяжелитель типа УБО

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешен к применению межведомственной приемочной комиссией.

18. Способ балластировки газопровода комбинированным методом с минеральными грунтами засыпки в сочетании с НСМ, утяжелителями различных конструкций или анкерными устройствами

1. Трубопровод

2. Полотнище из НСМ

3. Бандаж

4. Грунт засыпки

Используется в трубопроводном строительстве. Разрешен к применению межведомственной приемочной комиссией.

19. Способ балластировки газопроводов закрепленным грунтом

1. Трубопровод

2. Траншея

3. Закрепленный грунт

4. Рекультивируемый слой грунта

5. Утяжелитель типа УБО

Разрешено к применению ВСН 007-88.

20. Полимерконтейнерное балластирующее устройство ПКБУ

1. Трубопровод

2. Контейнер из технической ткани

3. Распорная рамка

4. Грузовая лента

Используется в практике трубопроводного строительства. Разрешено к применению ВСН 007-88.

21. Одиночный, заполняемый грунтом полимерконтейнер ПКР-Ф

1. Трубопровод

2. Полимерконтейнер

3. Грунт засыпки

Изготовлены опытные образцы, проведены полигонные и трассовые испытания. Результаты испытаний положительные. Разработана техническая документация (рабочие чертежи и ТУ на изготовление).

 


   
Справочник ГОСТов, ТУ, стандартов, норм и правил. СНиП, СанПиН, сертификация, технические условия

Выставки и конференции по рынку металлов и металлопродукции

Установите мобильное приложение Metaltorg: