Земляные работы

Категории грунтов. Основные виды земляных работ. Размеры траншеи в зависимости от диаметра и категории грунта. Техника, применяемая для производства земляных работ. Технологии выполнения земляных работ в различных условиях прохождения трассы. Расчёт объёмов и сроков выполнения земляных работ. Контроль качества земляных работ. Документация на земляные работы.

При выполнении земляных работ на строительстве линейной части магистральных» трубопроводов осуществляют рытьё (разработку) траншеи роторными и одноковшовыми экскаваторами, засыпку уложенного в траншею трубопровода бульдозерами или роторными траншеезасыпателями; обвалование прокладываемого наземно трубопровода одноковшовыми экскаваторами; отсыпку насыпей с использованием одноковшовых экскаваторов, автосамосвалов и бульдозеров; устройство полок, срезку косогоров (в составе подготовительных работ); рекультивацию; устройство нагорных канав (при прокладке нефте- и нефтепродуктопроводов) на косогорах; разработку (устройство) котлованов при монтаже линейной арматуры; засыпку ряжей при надземной прокладке трубопроводов; устройство и разбор временных перемычек при сооружении переходов трубопроводов через малые реки, ручьи и овраги; разработку урезов и подводные земляные работы при прокладке переходов трубопроводов через крупные водные преграды. Помимо этого выполняют взрывные и буровзрывные работы, работы по рыхлению и резке мерзлых грунтов, бурение скважин в многолетнемерзлых грунтах.

К земляным работам относят разработку траншей для трубопровода бульдозерами в песчаных барханах, послойную разработку траншеи с использованием роторных и одноковшовых экскаваторов, бульдозеров и разработку траншеи-канавы навесными и прицепными канавокопателями при прокладке трубопроводов с частичным заглублением, прокладку тоннелей в горных условиях, намывку насыпей земснарядами, направленное бурение (или проколы) при строительстве переходов трубопроводов через естественные и искусственные преграды.

К началу работ по рытью траншеи необходимо иметь ППР земляных работ, при разработке которого использованы типовые ТК. Перед разработкой траншеи осуществлены расчистка и планировка трассы; разбивка оси траншеи и закрепление её на местности; устройство подъездов для доставки экскаватора на объект и его обслуживания. Траншеи для магистральных трубопроводов в нормальных гидрогеологических условиях в летнее время в грунтах I-IV категорий в основном разрабатывают роторными экскаваторами. В местах границ захваток для работы роторных экскаваторов, горизонтальных и вертикальных углов поворота трубопровода, на переходах через естественные и искусственные препятствия, в мягких грунтах с включением валунов, на обводненных грунтах и болотах, в разрыхленных мерзлых и скальных породах для этой цели используют одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой.

Грунт, разрабатываемый из верхних слоев, следует укладывать в отдельные части отвала с постепенным приближением зоны разгрузки к бровке траншеи. Грунт, вынутый из траншеи и уложенный в отвал, размещается на расстоянии не менее 0,5 м от бровки траншеи

При засыпке трубопровода необходимо соблюдать следующие правила:

· при наличии горизонтальных кривых сначала засыпают криволинейный участок (от середины в обе стороны), а затем остальную часть трубопровода;

· на участках с вертикальными кривыми трубопровода (в оврагах, балках, суходолах и т. п.) засыпку производят с двух сторон понижения (сверху вниз);

· на участках захлёстов засыпку выполняют таким образом, чтобы перемещение бульдозера, а следовательно, и направление отсыпки осуществлялось с двух сторон (по длине не менее 300 м) к границам разрыва, необходимого для монтажа трубопровода.

Избыточный грунт при засыпке траншей нужно разравнивать пологим валиком, при определении высоты которого учитывают осадку.

Во многих случаях при разработке траншеи и засыпке уложенного в неё трубопровода проектом предусматривают работы по рекультивации плодородного слоя почвы. Их выполняет поточным методом звено, оснащённое бульдозерами. При срезке плодородного слоя ширину полосы рекультивации принимают равной сумме ширины траншеи поверху и зоны расположения отвала минерального грунта. После срезки плодородного слоя восстанавливают разбивку оси траншеи. Грунт складируют и хранят так, чтобы исключалась возможность ухудшения качества плодородного слоя (смешивание его с минеральным грунтом, загрязнение плодородного слоя почвы и др.), размыва и выдувания.

В отдельных случаях плодородный слой почвы одноковшовыми экскаваторами из отвалов грузят на автосамосвалы и вывозят к местам складирования.

Методы проведения земляных работ и выбор используемых для этих целей машин зависят от природно-климатических условий, в первую очередь грунтовых и рельефных.

Параметры земляных сооружений, применяемых при строительстве магистральных трубопроводов (ширина, глубина и откосы траншеи, сечение насыпи и крутизна её откосов и др.), устанавливают в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, способа его закрепления, рельефа местности, грунтовых условий и определяют проектом. Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливают в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.

Минимальная ширина траншеи по дну устанавливается СНиП и принимается равной D +300 мм для трубопроводов диаметром до 700 мм (где D – условный диаметр трубопровода) и 1,5 D для трубопроводов диаметром 700 мм и более с учетом следующих дополнительных требований:

- 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;

- допускается принимать ширину траншей равной ширине рабочего органа землеройной машины, но не менее указанной;

- ширина траншеи по дну на кривых участках под гнутые или сварные отводы должна быть равна двукратной величине по отношению к ширине на прямолинейных участках для обеспечения вписания трубопровода в кривую траншею;

- ширина траншеи по дну под балластными грузами или анкерными установками должна быть не менее 2,2 D, на участках трубопровода балластируемого грунтом с использованием нетканого синтетического материала, 1,6 D.

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

Крутизна откосов траншей под трубопровод и котлованов под трубопроводную арматуру принимается по СНиП 2.05.06-85*.

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

При разработке и засыпке траншей для пересчета объёмов работ разрыхленного грунта на объём в плотном состоянии при невозможности замера последнего используют коэффициенты разрыхления.

Различают два вида разрыхления: первоначальное и остаточное.

Первоначальное разрыхление образуется в момент разработки грунтов, а остаточное – в земляном сооружении после уплотнения его естественным путём.

При разработке траншей роторными экскаваторами для получения ровной поверхности дна выполняется предварительная планировка микрорельефа полосы трубопровода бульдозером на ширину, равную гусеничному ходу экскаватора, предназначенного для разработки траншеи, но не менее 3 м.

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

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

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

Методы разработки траншей определяются в зависимости от заданных размеров и профиля траншеи для укладки конкретного трубопровода; вида и состояния грунтов на участке работ; характера рельефа местности; степени обводнённости участка; наличия соответствующих комплексов землеройных машин и технико-экономических показателей их применения.

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

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

Бурение шпуров осуществляется шнековыми мотобурами, перфораторами и самоходными буровыми машинами БТС-60, БМ-276, БМ-253, БМ-254, УШ-2Т, МБШ-321. При разработке мерзлого грунта механическим способом используют тракторные рыхлители мощностью 184-260 кВт. Для разработки мёрзлых и плотных грунтов применяют комбинированный поточно-механизированный метод, позволяющий наиболее эффективно использовать землеройные машины.

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

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

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

В мёрзлых и вечномерзлых грунтах в зимних условиях траншею с применением комплексов роторных экскаваторов разрабатывают по следующим трём схемам:

I схема – при плотности мёрзлого грунта до 250-300 ударов по плотномеру ДОРНИИ применяют последовательный метод с использованием нескольких роторных экскаваторов, т. е. поочередный проход нескольких экскаваторов (схема последовательной разработки траншеи для трубопровода диаметром 1420 мм роторным экскаватором ЭР-7Е, ЭТР-231 и ЭТР-253 или одного экскаватора на всю глубину копания траншеи ЭТР-253, ЭТР-254);

II схема – при плотности грунта до 300-350 ударов по плотномеру ДОРНИИ следует применять комплексный метод (например, роторный универсальный экскаватор ЭТР-231 со сменными роторами для трубопровода диаметром 1420 мм или ЭТР-254-01, а затем ЭТР-254 или ЭТР-307); эта схема состоит из следующих операций: первым экскаватором отрывают пионерную траншею; вторым экскаватором расширяют траншею и углубляют её; третьим экскаватором расширяют траншею до проектного профиля;

III схема – при плотности грунта более 300 ударов по плотномеру ДОРНИИ во II схему должны быть дополнительно включены два-три рыхлителя марки ДП-9С, Д-9 или Д-652А для предварительного рыхления мерзлого грунта траншеи. В мёрзлых грунтах любой прочности для всех диаметров трубопроводов траншею разрабатывают также буро-взрывным способом с выемкой разрыхлённого грунта одноковшовыми экскаваторами Э-652, ЭО-4121, ЭО-4123.

Для рыхления грунтов используют шпуровые или скважинные заряды. Бурение шпуров и скважин осуществляют бурильными машинами БМ-276, БМ-253, БМ-254, при малых объёмах – пневматическими перфораторами и мотобурами.

Разработку траншей в мёрзлых грунтах (особенно для трубопроводов малых диаметров) можно осуществлять одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта стоечными тракторными рыхлителями.

В зависимости от несущей способности грунта и объёмов траншеи разрабатывают: на болотах I типа в любое время года и II типа в зимних условиях экскаваторами ЭО-4121, ЭО-4123 с обратной лопатой на уширенных гусеницах или на обычных гусеницах с применением перекидных сланей или щитов; на болотах II и III типов (за исключением сплавинных болот) в летних условиях траншеи разрабатывают специальными болотными экскаваторами (Э-652БС, ЭО-4221, МПТ-72 и др.) или обычными экскаваторами, установленными на понтонах.

Для прокладки магистральных трубопроводов на болотах всех типов методом сплава или протаскивания траншеи разрабатывают взрывным способом. В зависимости от типа и глубины болота, а также степени залесенности трассы применяют способы удлиненных, сосредоточенных или скважинных зарядов. В зависимости от типа болота, способа прокладки, времени строительства и используемой техники различают следующие основные методы земляных работ:

· разработку траншей с предварительным выторфованием;

· разработку траншей с применением специальной болотной модификации и плавающей техники, понтонов, щитов, сланей или пеносаней, снижающих давление на поверхность грунта;

· разработку траншей с применением энергии взрыва;

· разработку траншей в зимнее время.

Схема разработки траншей с предварительным выторфованием применяется на участках с глубиной торфяного слоя до 1 м с устойчивым подстилающим основанием. Ширина образуемой посредством выторфования выемки должна обеспечивать нормальную работу экскаватора для разработки траншеи в минеральном грунте на полную глубину. Траншея устраивается бульдозером или экскаватором на глубину 0,15-0,2 м ниже проектной отметки с учетом возможного оплывания откосов траншеи. Схему разработки траншей с применением специальной техники, понтонов, щитов или сланей применяют на слабонесущих болотах (II и III типов).

Для разработки траншей глубиной до 2,5 м и шириной по верху 6-8 м эффективно использовать скважинные заряды из водоустойчивых ВВ. Этот метод можно использовать на болотах I и II типов, в том числе покрытых лесной растительностью. Скважины (вертикальные или наклонные) располагают вдоль оси траншеи на расчетном расстоянии друг от друга в один или два ряда в зависимости от проектной ширины дна траншеи. Диаметр скважин принимают 150-200 мм. Наклонные скважины под углом 45-60° к горизонту применяют при необходимости направленного выброса грунта на одну из сторон траншеи.

Для прокладки трубопроводов в горных условиях траншеи в скальных грунтах разрабатывают различными способами в зависимости от уклонов трассы и характеристик грунта:

· на участках трассы с продольными уклонами до 15° в грунтах I-IV категории обычно применяют роторные экскаваторы;

· при больших уклонах, как правило, используют одноковшовые экскаваторы и бульдозеры;

· на участках с поперечным уклоном не более 8° допускается применять землеройные машины на гусеничном и пневмоколесном ходу.

На косогорах с уклоном более 8° для устойчивости машин при выполнении строительных процессов устраивают полки со съездами и подъездами.

На полках при продольных уклонах до 35° в грунтах, не требующих предварительного рыхления, используют одноковшовые экскаваторы с обратной лопатой или роторные экскаваторы; при уклонах более 35° применяют бульдозеры, причем ширина траншеи по дну должна быть равна ширине ножа бульдозера.

В скальных грунтах перед разработкой траншеи одноковшовыми экскаваторами необходимо предварительно рыхлить грунт взрывным способом. Рыхление скальных грунтов следует производить до вывоза труб на трассу. Разработка траншеи в скальных грунтах ведётся одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта буровзрывным способом. Рыхление грунта под траншею осуществляется группой зарядов, помещенных в пробуренные шпуры.

На участках трассы, сложенных скальными грунтами, при продольных уклонах до 20° устраивают подушки и присыпки трубопровода, а на участках трассы с продольными уклонами выше 20° производят обычно сплошную футеровку трубопровода деревянными рейками.

Для подсыпки мягкого грунта в траншею применяют бульдозеры, траншеезасыпатели и одноковшовые экскаваторы. По дну траншеи грунт можно разравнивать бульдозером на базе малогабаритного тягача. На участках с крутизной склона более 35°, когда работа одноковшовых экскаваторов крайне затруднительна, траншеи небольшой протяжённости можно разрабатывать бульдозерами лотковым способом послойно сверху вниз.

Засыпают траншеи на крутых подъёмах и спусках, как правило, путём перемещения бульдозеров вдоль или под углом к траншее. При расположении отвала грунта и подошвы откоса в виде полувыемки используют одноковшовые экскаваторы и скребковые траншеезасыпатели.

После окончания земляных работ прилегающая полоса в зоне подвижных песков должна быть обязательно закреплена.

Все работы по строительству трубопроводов в пустынных и песчаных районах следует выполнять преимущественно в осенне-зимне-весенний периоды, а в случае необходимости вести работы в летний период – работать только в вечернее и ночное время. Разрыв между земляными и изоляционно-укладочными работами должен быть минимальным, чтобы избежать выдувания отвала и заноса траншей песком. Траншеи в песчаных грунтах разрабатывают бульдозерами, канавокопателями, одноковшовыми и роторными экскаваторами. В сыпучих грунтах траншеи целесообразно разрабатывать одноковшовыми экскаваторами типа драглайн, оснащенными ковшами увеличенной вместимости.

В плотных закреплённых и влажных грунтах траншеи следует разрабатывать роторными экскаваторами. Разработку траншеи осуществляют комплексом мощных бульдозеров по продольно-поперечной схеме. Траншеи в плотных и влажных песчаных грунтах можно разрабатывать одним бульдозером лотковым способом с перемещением грунта в отвал по кривой.

При устройстве глубоких траншей применяют комбинированный способ разработки грунта, верхний слой до 1-1,2 м разрабатывают бульдозерами, а остальную часть (до проектной отметки) в сыпучих грунтах – одноковшовым экскаватором, а в плотных и влажных песках – роторными экскаваторами.

Земляные и все другие работы по строительству трубопровода на орошаемых землях выполняют в осенне-зимний вневегетационный период и должны быть закончены до начала весенних поливов. Земляные работы на орошаемых землях проводят в определённой последовательности:

· планировка полосы и устройство переездов;

· снятие плодородного слоя и перемещение его в отвал;

· разработка траншей;

· засыпка уложенного в траншею трубопровода;

· восстановление плодородного слоя и поливных борозд.

Для обеспечения проезда транспортных и строительных машин выполняется планировка, которая заключается в срезке имеющихся бугров, гряд и поливных борозд на полосе. Для передвижения машин через оросительные каналы и осушительные коллекторы устраивают переезды, отсыпаемые бульдозерами из местного грунта. После окончания работ земляные перемычки убирают, а грунт перемещают обратно в резерв. Траншеи в грунтах нормальной влажности и плотных устойчивых минеральных грунтах разрабатывают роторными траншейными экскаваторами. Для разработки траншей с откосами во влажных грунтах необходимо использовать роторные экскаваторы, оборудованные откосниками и специальными ковшами с цепными днищами.

Контроль качества земляных работ заключается в систематическом наблюдении и проверке соответствия выполняемых работ проектной документации и соблюдения требований СНиП и технологических карт. Приёмка законченных земляных сооружений осуществляется при сдаче в эксплуатацию всего магистрального трубопровода. Приёмку трубопровода осуществляет специальная государственная комиссия с соблюдением общих правил по организации и приемке работ, по строительству земляных сооружений и по строительству магистральных трубопроводов.

Дата добавления: 2014-01-07