СП 407.1325800.2024 Действует

Земляные работы. Правила проектирования организации строительства и производства работ способом гидромеханизации

Официальный источник:

Искать по тексту документа и следить за изменениями →

– ход компенсатора, м; для стальных труб, равный 0,25 м.

4.5.13 Проектировать пульпопроводы и водоводы следует с условием защиты от гидравлического удара. В трубопроводе с резким повышением давления гидравлический удар возникает перед дюкером, после дюкера, перед перекачивающей станцией, а также после перекачивающей станции:

- при внезапной остановке грунтового насоса земснаряда;

- нарушении правил пуска и остановки грунтового насоса;

- резком закрытии запорной арматуры;

- скоплении воздуха в повышенных участках пульпопровода;

- закупорке грунтом пульпопровода или завале всасывающего устройства;

- резком изменении консистенции пульпы, ее скорости и пульсации давления, разрыве сплошности потока пульпы, срыве вакуума и т.п.

4.5.14 Возникающее при гидравлическом ударе давление Р, Па, в трубах пульпопровода или водовода следует определять по формуле

Р = pСυ, (4.6)

где p – плотность пульпы, кг/м3;

С – скорость распространения ударной волны в жидкости, равная 1300 м/с;

υ – скорость движения жидкости, м/с.

4.5.15 Избыточное давление, возникающее при гидравлическом ударе, в 10 раз и более превышает рабочее – причина аварии земснаряда и его напорного пульпопровода. Значения предельного давления на разрыв основного оборудования гидромеханизации, МПа, приведены в таблице 4.5.

Т а б л и ц а 4.5 – Предельное давление на разрыв основного оборудования гидромеханизации

4.5.16 Для предотвращения гидравлического удара следует:

- избегать резких поворотов и изгибов пульпопроводов. Минимальный радиус поворота согласно СП 45.13330 следует принимать в диапазоне от 3Dн до 6Dн, где Dн – наружный диаметр пульпопровода с отклонением ± 10 %;

- определять номинальную толщину стенок труб пульпопровода расчетом из условия прочности, с учетом гидроабразивного износа и при минимально допускаемой толщине стенки труб не менее 3 мм;

- соблюдать правила эксплуатации гидравлической системы: земснаряд – пульпопровод – перекачивающая станция. Проектировать на перекачивающих станциях обводные линии пульпопровода с возможностью пропуска потока пульпы в обход грунтового насоса перекачивающей станции;

- включать в проект пульпопровода устройства для смягчения гидравлического удара, схемы конструкции которых приведены на рисунке 4.1.

а – сдвоенные уравнительные воздушные колонны; б – предохранительный патрубок; в – демпфер; 1 – пульпопровод; 2 – подкосы; 3 – уравнительные воздушные колонны; 4 – заглушки; 5 – патрубки; 6 – шиберная заслонка;

– крышка; 8 – пружины; 9 – резиновая прокладка; 10 – фланец 7 – крышка; 8 – пружины; 9 – резиновая прокладка; 10 – фланец

Рисунок 4.1 – Устройства для смягчения гидравлического удара

4.5.17 В проекте производства работ и инструкции по производству земляных работ следует указывать, что запуск и остановка грунтовых насосов земснаряда и станции перекачки допускаются только на чистой воде. Продолжительность промывки t, с, определяют по формуле

t =Lтр /υср, (4.7)

где Lтр – длина пульпопровода, м;

υср – средняя скорость воды, м/с.

В местах резких переломов профиля пульпопровода и на входе и выходе дюкеров устанавливают впускные и выпускные клапаны для удаления воздуха (вантузы).

4.5.18 Пересечения пульпопроводами и водоводами действующих автомобильных и железных дорог следует проектировать согласно требованиям СП 34.13330, СП 78.13330, СП 119.13330, СП 447.1325800 и согласовывать с организациями, эксплуатирующими данные объекты.

4.5.19 Пульпопроводы и водоводы на участках пересечения железных и автомобильных дорог следует проектировать в защитных кожухах, конструкцией которых должны быть исключены дополнительные нагрузки и воздействия на трубы, обеспечена безопасная эксплуатация дороги и возможность замены труб при их абразивном износе. Диаметры защитных кожухов для труб пульпопроводов и водоводов приведены в таблице 4.6.

Т а б л и ц а 4.6 – Диаметр кожуха в зависимости от диаметра труб пульпопроводов и водоводов

Диаметр трубы, мм | 219–273 | 325–377 | 426 | 530 | 630 | 720 Диаметр кожуха, мм | 426 | 530 | 630 | 720 | 820 | 920

4.5.20 Длину защитных кожухов, с целью предотвращения размыва дорожных насыпей в случае аварии, следует принимать:

- не менее 25 м от осей крайних путей железной дороги общего назначения;

- не менее 15 м от осей промышленной железной дороги;

- не менее 10 м от бровки насыпи автомобильной дороги.

4.5.21 Угол пересечения магистрального пульпопровода и водовода с сооружением следует принимать близким к прямому и не менее 60°.

4.5.22 При сближении или параллельном следовании пульпопровода или водовода с ВЛ наименьшие допустимые расстояния следует проектировать в соответствии с таблицей 4.7 и согласовывать проектные решения с организациями, эксплуатирующими эти объекты.

Т а б л и ц а 4.7 – Наименьшие допустимые расстояния пульпопровода или водовода с ВЛ

Пересечение или сближение | Наименьшее расстояние по вертикали, м, при напряжении ВЛ, кВ | | | | | | До 20 | 35–110 | 150 | 220 | 330 | 500 От провода ВЛ до верхней части пульпопровода | 3,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 | 6,6 При параллельном следовании от крайнего провода ВЛ до любой части пульпопровода | Не менее 25,0 | | | | | В стесненных условиях от опоры ВЛ до любой части пульпопровода | 3,0 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 6,0 | 6,5

4.5.23 Для проектирования трассы магистрального пульпопровода или водовода, расположенного вблизи кабельной электролинии, следует указывать глубину заложения кабеля и напряжение тока в нем.

Для продуктопровода (нефтепровода или газопровода) следует указывать его расположение (наземный, подземный), глубину заложения, диаметр труб, а для газопровода – рабочее давление.

4.5.24 Места переходов пульпроводов и водоводов через реки следует выбирать ниже по течению реки от моста, пристани и водозабора. Не допускается располагать такие переходы выше по течению реки и на расстояниях менее:

- 300 м от моста или гидротехнического сооружения;

- 100 м от пристани или речного вокзала;

- 500 м от водозабора при диаметре трубопровода до 500 мм и 1000 м при диаметре более 500 мм.

4.5.25 Пульпопроводы и водоводы при пересечении рек и каналов следует проектировать в виде дюкера (рисунок 4.2).

Дюкеры в зависимости от требований владельцев водотока и органов надзора укладывают по дну или в заранее подготовленную траншею.

1 – вантуз и обратный клапан; 2 – береговой спуск; 3 – трубопровод (дюкер) в траншее; 4 – траншея; 5 – бульдозер-трубоукладчик

Рисунок 4.2 – Дюкер

4.5.26 Дюкер следует проектировать на основании данных инженерно-гидрометеорологических и инженерно-геологических изысканий и технических условий бассейнового управления водного пути, органов охраны вод и рыбного надзора, с которыми проектная документация дюкера должна быть согласована.

4.5.27 Трассу дюкера на судоходных реках следует проектировать на прямолинейном участке с минимальной шириной реки, перпендикулярно к оси течения, участке с пологими берегами, устойчивыми к размыву.

Во избежание повреждения следует проектировать укладку дюкера с заглублением в дно реки (траншею) с прогнозированием возможных деформаций русла и производства дноуглубительных работ. Верх дюкера должен находиться не менее 1 м от естественного дна реки в пределах фарватера.

Укладка дюкеров в период паводка и ледохода не допускается. Способ укладки дюкера в паводок при ширине водотока до 200 м и скорости течения воды не более 0,5 м/с определяют в проекте.

4.5.28 При отсутствии судоходства на водном объекте вместо дюкера из стальных труб на дно реки временно следует укладывать дюкер из гибких труб с шаровыми соединениями (через две-три трубы), которые копируют микрорельеф дна. При пересечении несудоходных рек, проток, стариц небольшой ширины магистральный пульпопровод следует укладывать на плавучих понтонах или по эстакаде (при глубине не более 1,5 м).

При укладке дюкера на эстакады следует проектировать защиту опор эстакады от ледовых нагрузок и воздействий. Эстакадный вариант перехода водного объекта следует использовать только в качестве временного.

4.5.29 Во избежание повреждения дюкера якорями судов трубы следует укладывать с заглублением в дно реки (в траншею) с учетом возможных деформаций русла и перспективных дноуглубительных работ. Верх труб дюкера должен находиться на глубине не менее 1 м от естественного дна реки в пределах фарватера, а на остальных участках на глубине не менее 0,5 м.

4.5.30 Ширину подводной траншеи по дну В, м, при укладке в нее нескольких ниток пульпопроводов (трубопроводов) следует определять по формуле

В = nDн + а(n – 1)+2b, (4.8)

где n – число трубопроводов, укладываемых в траншее;

Dн – наружный диаметр пульпопровода с учетом пригрузки, м;

а и b – расстояния между трубопроводами и трубопроводами и откосами траншеи соответственно, м (таблица 4.8).

Т а б л и ц а 4.8 – Расстояния между трубопроводами и трубопроводами и откосами траншеи

Наружный диаметр трубопровода, мм | а, м | b, м До 530 | 0,7 | 0,5 520–630 | 0,8–0,9 | 0,6–0,7 720–820 | 1,0–1,2 | 0,7–0,8 920–1020 | 1,3–1,5 | 0,8–1,0

4.5.31 Объемы земляных работ подводной траншеи следует определять с учетом технологических переборов грунта по СП 45.13330 и очистки траншеи от илистых наносов перед укладкой в нее труб дюкера. В таблице 4.9 приведены заложения откосов подводной траншеи; в таблице 4.10 – предельное заложение откосов обводненных береговых траншей для укладки дюкера и таблице 4.11 – способы разработки грунтов, которые следует принимать при проектировании и производстве строительно-монтажных работ по укладке дюкера пульпопровода и водовода.

Т а б л и ц а 4.9 – Заложение откосов подводных траншей для укладки дюкера

Т а б л и ц а 4.10 – Заложение откосов береговых траншей для укладки дюкера

Грунт | Заложение откосов при глубине траншеи, м | | до 2,0 включ. | более 2,0 Песок: - пылеватый и мелкий | 1 : 1,5 | 1 : 2 - средней крупности | 1 : 1,5 | 1 : 1,8 - крупный | 1 : 1,25 | 1 : 1,5 - гравийный и галечниковый | 1 : 0,75 | 1 : 1 Суглинки | 1 : 0,67 | 1 : 1,25 Глины | 1 : 0,5 | 1 : 0,75

Результаты расчетов ширины траншеи для укладки пульпопровода по формуле (4.8) с учетом заложения откосов (таблицы 4.9, 4.10) следует сопоставить и, при необходимости, откорректировать в зависимости от способа разработки грунта, приведенного в таблице 4.11.

Т а б л и ц а 4.11 – Минимальная ширина подводной траншеи в зависимости от способа разработки грунта

4.5.32 На участке дюкера следует проектировать гидравлическое транспортирование пульпы по пульпопроводу со скоростью течения выше критической, исключая вероятность заиления. При этом следует предусматривать ускоренную замену труб вследствие абразивного износа, особенно при гидротранспорте гравийно-песчаных грунтов. Дюкеры следует проектировать из труб со стенками толщиной свыше 8 мм.

4.5.33 Диаметр труб пульпопровода на участке дюкера следует принимать меньше диаметра труб берегового пульпопровода на один размер условного прохода во избежание работы пульпопровода на участке дюкера в заиленном режиме. Трубы пульпопровода на участке дюкера следует проектировать электросварными и стыковыми со скосом двух кромок. Для усиления стыков следует применять лепестковые муфты и накладки.

4.5.34 Перекачивающую станцию следует устанавливать на берегу за дюкером во избежание повышенного напора в пульпопроводе и разрыва труб, которые в случае разрыва не ремонтируют, а заменяют на новые.

4.5.35 Способ укладки дюкера следует разрабатывать в ППР.

Проектируют следующие технологические схемы укладки подводных дюкеров (пульпопроводов):

- укладку трубопровода со льда способом свободного погружения;

- протаскивание по дну реки с предварительным монтажом трубопровода на полную длину в створе перехода;

- монтаж пульпопровода на централизованной площадке, буксировка в створ на плаву и погружение на дно.

4.5.36 При погружении со льда дюкер монтируют рядом с прорезью (майной), которую прорубают по оси створа над подводной траншеей. Трубы дюкера сталкивают в прорезь, заливают водой и погружают на дно.

4.5.37 При укладке способом протаскивания по дну реки дюкер, изготовленный на берегу в створе подводной траншеи, перемещают тяговым тросом с помощью тракторов или лебедки с полиспастом, расположенной на противоположном берегу, протягивают по дну реки в траншею.

Расчетное тяговое усилие Р, необходимое для протаскивания дюкера по дну реки, следует определять по формуле

Р = КQfтр = КqтLтрfтр, (4.9)

где К – коэффициент трогания с места, значением от 1,5 до 2,0;

Q – нагрузка (от трубопровода), Н;

fтр – коэффициент трения скольжения трубы о грунт (таблица 4.12);

qт – вес 1 м отрезка трубопровода, Н;

Lтр – длина трубопровода, м.

Т а б л и ц а 4.12 – Коэффициент трения скольжения fтр

Поверхность, по которой протаскивают стальной дюкер | Значение коэффициента трения fтр при скольжении | | по сухой поверхности | в воде Сталь без смазки | 0,20 | 0,44 То же, со смазкой | 0,12 | – Лед | 0,02 | – Суглинок, супесь, мягкий глинистый или илистый грунт | – | 0,32 Мелкопесчаный и галечниковый грунт | – | 0,38–0,42 Плотная скала | – | 0,45 Булыжник и взорванная скала | – | 0,50 Снег | 0,03 | –

Тяговое усилие на крюке трактора (тягача) Р определяют по формуле

Р ≈ 10Qсцfсц, (4.10)

где Qсц – сцепная масса трактора (тягача), принимаемая для гусеничных машин равной 0,9 их массы, для тягачей – 0,75 их массы, кг;

fсц – коэффициент сцепления колес или гусениц с поверхностным покровом, зависящий от вида грунта (таблица 4.13).

Т а б л и ц а 4.13 – Коэффициент сцепления колес или гусениц с поверхностным покровом, зависящий от вида грунта

Для снижения тягового усилия Нл на крюке тягача применяют систему полиспастов, определяя усилие по формуле

Нл = (1+n/К)/1+nР, (4.11)

где n – суммарное число шкивов в блоках полиспаста;

К – коэффициент, принимаемый для стального каната равным 10 и для пенькового – 6;

Р – расчетное тяговое усилие, Н (по тяговому усилию рассчитывают необходимый диаметр каната).

Преимущества укладки дюкера способом протаскивания: возможность выполнения работ в любое время года без остановки судоходства, отсутствие влияния действия волн и ветра, малая продолжительность работ.

4.5.38 При укладке свободным погружением дюкер с заваренными наглухо торцами выводится на плаву в створ траншеи. С одного берегового конца в него закачивают воду, выпуская воздух через вентиль на другом конце, и дюкер погружается на дно реки в подготовленную траншею.

4.5.39 Трубопровод с заглушками по торцам следует перемещать буксирными катерами мощностью не менее 110 кВт. Тяговое усилие Р для буксировки трубопровода следует определять по формуле

Р ≈ 10 f s υ, (4.12)

где f = 0,3–0,4 – коэффициент трения воды о смоченную поверхность;

s – площадь смоченной поверхности трубопровода, м2;

υ – скорость буксировки, м/с.

4.5.40 До и после опускания в траншею пульпопровод на участке дюкера следует испытывать на герметичность путем подачи воды или воздуха давлением, превышающим рабочее на 50 %, но не менее 1 МПа и выдержкой этого давления не менее часа.

4.5.41 После укладки дюкера в траншею следует обследовать его техническое состояние водолазами и составить акт на скрытые работы по СП 48.13330. Затем дюкер и траншею следует замыть грунтом с помощью земснаряда или засыпать грунтом из шаланд с открывающимися створками дна. Береговую часть дюкера следует закрепить анкерными сваями.

4.5.42 В соответствии с [8] места расположения подводных переходов (дюкеров, трубопроводов, электрических и телефонных кабелей) следует обозначать хорошо видимыми с судов береговыми информационными знаками – створными столбами, устанавливаемыми на 100 м выше и ниже (по течению) от перехода на обоих берегах.

В темное время суток знаки следует освещать створными огнями (по одному на каждом столбе), видимыми на расстоянии не менее 4 км.

4.5.43 При пересечении несудоходных рек, проток, стариц небольшой ширины магистральный пульпопровод допускается укладывать на плавучих понтонах или по эстакаде (при глубине водного объекта не более 1,5 м).

Земляные работы способом гидромеханизации в зимний период 4.6 Земляные работы способом гидромеханизации в зимний период

4.6.1 В зимний период грунт средствами гидромеханизации разрабатывают по ППР с обоснованием технико-экономической эффективности. Проектирование и производство земляных работ способом гидромеханизации в зимних условиях при отрицательных температурах наружного воздуха обусловлено специфическими особенностями, в числе которых:

- разработка дисперсных и мерзлых грунтов обводненных карьеров, поверхность которых покрыта льдом;

- разработка гидромониторами и земснарядами мерзлых грунтов и таликов, прочность и устойчивость которых к размыву существенно выше, чем у дисперсных связных и несвязных дисперсных грунтов при положительной температуре;

- гидравлическое транспортирование пульпы при условии возможного промерзания пульпопровода.

Минимальную допускаемую температуру воздуха (не ниже минус 15 °С–20 °С) разработки грунта земснарядом определяют технологией производства работ, оборудованием и местными условиями.

4.6.2 Основное условие технической и экономической эффективности способа гидромеханизации зимой и в северной климатической зоне – проектирование непрерывно-поточной и интенсивной работы средств гидромеханизации.

4.6.3 Подготовительные, организационные и технологические мероприятия, связанные с работой средств гидромеханизации в зимних условиях, следует проводить по ранее разработанному ППР, в соответствии с СП 45.13330.

4.6.4 В проекте производства земляных работ способом гидромеханизации в зимний период следует уменьшать производительность гидромониторов и земснарядов от 10 % до 25 % по сравнению с работой при положительной температуре наружного воздуха, уменьшать выработку на одного рабочего до 20 %, увеличивать затраты энергии и удельные расходы воды от 15 % до 25 % на 1 м3 грунта.

4.6.5 Зимой следует разрабатывать участки грунтового карьера с песком, без негабаритных включений, глинистых и сцементированных прослоек, с максимальной высотой подводного и надводного забоев, вблизи от берега и места укладки грунта.

4.6.6 Подготовительные работы следует выполнять заблаговременно, до наступления морозов. Осенью следует удалить растительный слой грунтового карьера и карты намыва и складировать его в штабель на сухом месте.

4.6.7 Магистральные пульпопроводы следует выровнять в вертикальной плоскости с уклонами для слива воды через выпуски.

4.6.8 До наступления морозов следует подготовить первичное обвалование карты намыва максимально возможной высоты, утеплить земснаряд и пульпопровод.

4.6.9 В календарный план на зимний период следует включить следующие работы:

- возведение насыпей на основаниях из грунтов, физико-механические характеристики которых изменяются незначительно в процессе промерзания и оттаивания;

- разработку выемок в дисперсных связных грунтах глубиной более 3,0 м с перемещением грунта в насыпь или резерв;

- устройство насыпей на болотах;

- укрепление откосов регуляционных сооружений намывом грунта.

4.6.10 Для предохранения грунтов карьера от промерзания на глубину, превышающую предельно допустимую для земснаряда принятой водопроизводительности, м3/ч, следует:

- разрыхлить поверхность карьера на глубину от 0,2 до 0,3 м;

- выполнить снегозадержание;

- устроить морозозащитное покрытие на участке грунтового карьера, предназначенного для работы зимой.

Глубина промерзания грунта, м, при различных способах утепления поверхности территории грунтового карьера приведена в таблице 4.14.

Т а б л и ц а 4.14 – Глубина промерзания грунта

Способ обработки поверхности грунтового карьера | Утеплитель | Глубина промерзания грунта, м, за время, сут | | | | 40 | 60 | 80 При срезке растительного слоя | Утеплитель отсутствует | 1,4 | 1,75 | 1,80 При вспашке на глубину до 0,15 м | Снег до 0,25 м | 1,0 | 1,20 | 1,25 При срезке растительного слоя | Рыхлый грунт и снег до 0,25 м | 0,70 | 1,0 | 1,10 При срезке растительного слоя | Рыхлый грунта 0,50 м, снег 0,25 м | 0,50 | 0,75 | 0,75 При вспашке на глубину 0,25 м | Снег толщиной 0,25 м | 0,45 | 0,60 | 0,75 При вспашке на глубину 0,35 м и бороновании на 0,25 м | Снег толщиной 0,25 м | 0,30 | 0,35 | 0,45 При срезке растительного слоя | Опилки толщиной 0,25 м или шлак – 0,40 м, снег – 0,25 м | 0,0 | 0,30 | 0,35 При срезке растительного слоя | Опилки толщиной 0,45 м или шлак – 0,70 м, снег – 0,25 м | 0,0 | 0,0 | 0,05 П р и м е ч а н и е – Значения приведены для песчаных грунтов и температуры воздуха не ниже минус 25 ºС. | | | |

4.6.11 При проектировании производства земляных работ гидромониторами зимой зумпф землесосной установки для гидравлического транспортирования размытого грунта следует располагать как можно ближе к забою гидромонитора. Грунт гидромонитором следует размывать с близкого расстояния и на узком участке, уменьшая образование наледей.

4.6.12 При разработке гидромониторами дисперсных грунтов в зимнее время в отличие от летнего времени следует увеличивать напор струи у насадки от 30 % до 50 %. Грунт следует размывать со средней скоростью не менее 0,2 м/ч при ширине проходки не более 12 м. При увеличении ширины забоя шаг передвижки гидромонитора уменьшают, а количество передвижек увеличивают.

4.6.13 Технологические или аварийные перерывы в работе зимой следует принимать в соответствии с таблицей 4.15.

Т а б л и ц а 4.15 – Максимальная продолжительность перерыва в работе гидромонитора в зависимости от температуры воздуха

Грунт | Максимальная продолжительность перерыва, ч, при температуре воздуха, °С | | | до минус 10 | минус 10 – минус 20 | ниже минус 20 Продолжительность перерыва из условия недопустимости образования мощного слоя мерзлоты в забое | | | Глина | 4(2) | 3(1,5) | 0,5 (0,2) Суглинок | 5(2,5) | 4(2) | 0,7 (0,3) Супесь | 8(4) | 6(3) | 1(0,5) Песок | 16(8) | 12(6) | 2(1) Продолжительность перерыва между обрушением талого грунта в забой и началом его размыва | | | Связный грунт | 24(12) | 18(9) | 3(1,5) Несвязный грунт | 36(18) | 24(12) | 6(4) П р и м е ч а н и е – В скобках указана продолжительность перерыва при сильном ветре. | | |

4.6.14 Коэффициенты снижения норм выработки гидромонитора при работе зимой приведены в таблице 4.16.

Т а б л и ц а 4.16 – Коэффициенты снижения норм выработки Кнв гидромонитора зимой

Средняя температура наружного воздуха, °C | Количество мерзлого грунта в объеме разработанного грунта, % | Значение Кнв От 5 до 0 | 10 | 0,9 | 11–20 | 0,8 От 0 до минус 10 | 10 | 0,8 | 11–20 | 0,6

4.6.15 В грунтовом карьере зимой вокруг корпуса земснаряда и плавучего пульпопровода с минимальным числом звеньев от 2 до 5 шт, следует поддерживать незамерзающую майну, которую формирует поток воды, истекающий с высокой скоростью из насоса потокообразователя.

Производительность насоса потокообразователя Qпо, м3/ч, следует определять по формуле

СП 407.1325800.2024 Действует

Другие документы по теме «Основания, нагрузки и климат»