Улаштування трубопроводів способом продавлювання

Продавлюванням називають спосіб безтраншейного прокла­дання інженерних мереж, при якому проводиться послідовне вдавлювання в ґрунт сполучених між собою ланок труб з одночасною безперервною або циклічною розробкою ґрунту усередині головної ланки трубо­проводу і видаленням його через трубопровід, що прокладається. Розробка ґрунту попереду труби не допускається.

Продавлюванням ведуть не тільки прокладання сталевих зварних трубопроводів, але й будівництво залізобетонних колекторів і тунелів різного призначення, що складаються з елементів різної форми, які сполучаються в торець без зовнішніх виступних частин. Продав­люванням прокладають у ґрунтах I–III категорії сталеві трубопроводи діаметром 400-2000 мм і залізобетонні футляри діаметром 1000-4000 мм, усередині яких потім прокладають робочі трубопроводи. Середня довжина проходок 70-80 м.

Рисунок 4.4 – Схеми установок для прокладання труб методом

продавлювання: а – продавлювання з ручною розробкою ґрунту;

б – продавлювання установкою з механізованою розробкою ґрунту;

1 – насосна станція; 2 – трубопровід; 3 – робочий котлован; 4 – потік водовідведення; 5 – трубопровід (футляр); 6 – лобова обробка (ніж);

7 – приймальний котлован; 8 – приямок для зварювання труб;

9 – напрямна рама; 10 – натискний патрубок; 11 – натискна заглушка;

12 – гідродомкрати; 13 – башмак; 14 – упорна стінка; 15, 18 – канати;

16 – ролики; 17 – ківш; 19 – барабан-накопичувач; 20 – вирівнювач;

21 – натискні штанги; 22 – траверса; 23 – поворотні фланці;

24 – лебідка; 25 – шпали напрямної рами

Як продавлюючі пристрої застосовують насосно-домкратні установки, що складаються з двох, чотирьох, восьми і більше домкратів потужністю 50-300 т кожний з ходом штоків 1100-2100 мм. Кількість домкратів в установці залежить від діаметра і протяжності трубопроводу, що прокладається. Так, для продавлювання труб діаметром 400-1000 мм застосовують установки з двома гідравліч­ними домкратами (рис. 4.5) (такі ж установки застосовують і для проколу). Установки з чотирьох, восьми і більше домкратів викори­сто­вують для продавлювання трубопроводів діаметром понад 1000 мм.

Рисунок 4.5 – Продавлювання сталевої труби установкою
з двома гідравлічними домкратами

Домкрати закріплюють у спеціальному верстаті, що забезпечує правильність (без перекосу) їх установки і рівномірну передачу зусиль вдавлювання торця трубопроводу. Верстат складається із зварної сталевої рами і дерев’яних вкладишів, в гніздах яких встанов­люються домкрати так, щоб їх подовжні осі та вісь трубопроводу були взаємно паралельні. Крім того, осі домкратів повинні бути строго перпендикулярні до торців ланок трубопроводу і задньої упорної стінки. Зусилля від домкратів передаються трубі, що прокла­дається, через задній її торець за допомогою сталевої натискної рами або сталевого натискного кільця, що рівномірно розподіляє тиск по периметру торця трубопроводу. Передвання вдавлювальних зусиль сталевому трубопроводу можна проводити також через хомути, закріплювані на його бічній поверхні. Для передавання зусиль від домкратів на торець ланки труби після продавлювання трубопроводу в ґрунт на довжину ходу штоків домкратів застосовують натискні патрубки. При прокладанні сталевих трубопроводів найбільш часто використовують натискні патрубки, виготовлені з відрізків труб того ж діаметра, що й діаметр продавлюваної труби. Для передавання зусиль вдавлювання залізобетонним трубам застосовують трубчасті натискні патрубки, виготовлені з товстостінних труб діаметром 150-300 мм. Довжина натискних патрубків повинна дорівнювати або бути кратною довжині ходу штоків домкратів.

Так, для продавлювання ланок труб завдовжки 6 м домкратами з ходом штоків 1,15 м необхідно мати набір натискних патрубків завдовжки 1,0; 2,0 і 3,0 м відповідно.

Перед початком робіт із продавлювання відривають робочий котлован необхідних розмірів, з якого ведеться прокладка трубо­проводу. При розробленні котловану і під час проходки забезпечу­ється водозниження або водовідлив ґрунтових вод. У задньому торці котловану споруджують упорну стінку, яка сприймає реактивні зусилля домкратів через опорну подушку і передає їх ґрунту.

На дні робочого котловану на дерев’яній або залізобетонній основі вмонтовують домкратну установку. Монтаж установки і допоміжних пристроїв, а також подальше обслуговування процесу продавлювання ведеться за допомогою автокрана. Насосна установ­ка, що приводить в дію домкрати, розташовується, як правило, на поверхні землі поблизу котловану. Поряд з домкратною установкою по її осі на дні котловану вмонтовують напрямні пристрої у вигляді двох рейок, кутів або швелерів, укладених на шпали паралельно осі трубопроводу, що прокладається (рис. 4.6).

Напрямні пристрої призначені для точного напряму руху ланок трубопроводу, натискних рам, кілець і патрубків при вдавлюванні. Вдавлювана труба проходить у забій через отвір у кріпленні передньої стінки котловану. Розміри отвору повинні бути дещо більшими за зовнішні розміри сталевого клиновидного ножа, яким оснащений передній торець головної ланки трубопроводу. Щоб уник­нути відхилення трубопроводу від заданого напряму, при прокла­дан­ні перед отвором іноді встановлюють вертикальну напрямну раму.

Рисунок 4.6 – Котлован з установкою для продавлювання

Головну ланку трубопроводу опускають у котлован і встанов­люють на напрямні перед домкратами за допомогою крана.

Положення головної ланки вивіряють геодезичними приладами і починають продавлювання в такій послідовності. Спочатку головну ланку вдавлюють в ґрунт на довжину ходу штоків домкратів. Потім, змінюючи перемикачем напрям руху масла в системі високого тиску, повертають штоки в початкове положення. В проміжок між домкра­тами і торцем труби укладають на напрямні пристрої натискним патрубком, довжина якого дорівнює ходу штоків домкратів, і повто­рюють цикл вдавлювання. Після другого циклу домкратів раніше встановлений патрубок замінюють іншим, довжина якого відповідає вже подвійному ходу штоків домкратів, і т. ін. Процес зміни натискних патрубків повторюється до тих пір, поки вся ланка не буде втиснена в ґрунт. Натискні патрубки видаляють, і в звільнений простір перед домкратами встановлюють на напрямні чергову ланку трубопроводу. Ланку або зварюють з попередньою (при прокладці сталевих трубопроводів), або стикують у паз (при прокладанні залізо­бетонних трубопроводів).

Ґрунт, що входить в трубу через її відкритий кінець, видаляють безперервно або періодично через внутрішній простір труби в робочий котлован ручною розробкою лопатами з короткими держаками (рис. 4.7) і механізованим способом (рис. 4.8).

Видалення ґрунту з труб діаметром 500-800 мм здійснюється переважно гідравлічним способом. Для видалення ґрунту з трубопроводів більшого діаметра використовують вагонетки, бадді, човники, переміщувані за допомогою канатів і лебідок, самохідні електрокари і візки із знімними або саморозвантажними кузовами, стрічкові й скребкові конвеєри змінної довжини, розсовувані у міру збільшення протяжності проходки, і т. ін.

Рисунок 4.7 – Ручна розробка ґрунту

Рисунок 4.8 – Механізована розробка ґрунту

Транспортні засоби завантажують уручну (при діаметрі труб понад 1000-200 мм) або малогабаритними породонавантажувальними машинами. Щільні ґрунти перед вантаженням роздрібнюють за допомогою різальних грат, розміщених зразу ж за ножовим кільцем, розробляють уручну або малогабаритними автоматичними гідро­екскаваторами.

Незв’язні водонасичені ґрунти надходять на транспортувальні засоби самостійно (без застосування ручної праці й машин) через люки сталевих діафрагм, що відділяють ножову секцію від решти секцій трубопроводу. Кількість ґрунту, що надходить регулюється спеціальними затворами.

У робочому котловані ґрунт з горизонтальних транспортувальних засобів перевантажується в приймальні пристрої засобів вертикаль­ного транспорту – елеваторів різних типів, ковшових або клітьових підйомників. У деяких випадках при транспортуванні ґрунту у візках і електрокарах їх знімні кузови прикріплюють до траверсів, підвішених на крюках кранів, і подають вгору через вікно в натискному патрубку.

Для розробки ґрунту і видалення його з трубопроводу дуже часто (особливо в нестійких і водонасичених ґрунтах) застосовують метод гідротранспорту ґрунту, при якому повністю виключається ручна праця. Суть цього способу полягає в такому. Розмивання ґрунту, що надходить у трубу, проводиться в камері направленими струменями води, що виходять під тиском 6–10 кгс/см² (0,59–0,98 МПа) з насадок, розташованих по периметру головної ланки. Камера відок­ремлена від решти частини головної ланки сталевою діафрагмою з дверцятами, що герметично закриваються. Пульпа (розмитий ґрунт) гідроелеватором по пульповоду подається в робочий котлован, а звідти – у відвал.

Можливе також вібровакуумне продавлювання, яке полягає в тому, що із сталевого циліндра з одним днищем, що є основним робочим органом, відкачується повітря, унаслідок чого атмосферний тиск вдавлює циліндр у ґрунт. Завдяки встановленому на циліндрі вібратору швидкість проходки значно збільшується. Проходка цим методом особливо доцільна в піщаних ґрунтах.

Продуктивність установок для проходок способом продавлю­вання залежить від фізико-механічних властивостей ґрунту, діаметра і протяжності трубопроводу, потужності домкратів, швидкості й довжини ходу їх штоків, а також від способу розробки та видалення ґрунту, і складає в середньому 0,5–1,5 м/год, а довжини проходок – 20-60 м.

Основною перевагою способу продавлювання є можливість прокладання сталевих і залізобетонних трубопроводів великих діа­мет­рів у ґрунтах до III категорії включно. До недоліків слід віднести невелику швидкість проходки і можливість пошкодження ізоляції при прокладанні ізольованих робочих трубопроводів.

Дата добавления: 2014-12-16