Размещение анкерных устройств вдоль трубопровода

4. Размещение анкерных устройств вдоль трубопровода

 

При организации труда рабочих, выполняющих разметку мест установки анкеров, выгрузку и раскладку на бреме траншеи анкеров и комплектующих элементов (соединительных поясов, защитных ковриков и футеровочных матов), предусматривается применение трактора Т-130 с металлическими санями.

Основные показатели производительности труда при разметке мест установки анкеров, выгрузке и раскладке анкеров и комплектующих элементов на берме траншеи:

выработка звена в смену (8 ч), комплектов	- 133,4
на 1 чел,- смену, комплектов	- 44.4
затраты труда на один комплект, включая время на ПЗР (5 %) и отдых (10 %), чел.-ч -	- 0,18
продолжительность процесса на один комплект, ч	- 0,06
численность рабочих в звене, чел	- 3

Работы по разметке мест для завинчивания анкеров, выгрузке и раскладке анкеров и комплектующих элементов на бреме траншеи (вдоль участка трубопровода) выполняются в соответствии со схемой (Рис.6) в следующей технологической последовательности:

- разметка мест установки анкеров;

- выгрузка и раскладка анкеров на бреме траншеи;

- обслуживание трактора;

- перемещение к следующему месту установки анкеров.

До начала работ по завинчиванию анкеров в грунт дна траншей необзодимо:

·          Уложить участок трубопровода в траншею;

·          Произвести разметку и обозначение мест установки анкеров в соответствии с проектом;

·          Поставить и разложить готовые анкеры в обозначенных местах.

Работы по завинчиванию анкеров в грунт дна траншеи выполняются в соответствии со схемой в следующей последовательности:

·          Запасовка тяги анкера в штангу вращетеля;

·          Завинчивание анкеров в грунт;

·          Вытаскивание штанги вращателя из грунта;

·          Переезд к следующему месту установки анкеров.

Расстояния между анкерами в ряду и между рядами зависят от крепости пород, типа анкера, ширины выработки, их определяют расчетом. Однако два анкера диаметром 12 мм нельзя располагать на расстояние ближе, чем 10 диаметров друг от друга, так расстояние между двумя 12-мм анкерами должно быть не меньше 12 см (12х10=120 мм).

5. Организация и технология проведения работ по закреплению анкеров

 

А. Механизация производства работ

 

При производстве работ по установке анкерных устройств на трубопроводе необходимо соблюдать следующие допуски:

·          глубина установки анкеров в грунт менее проектной не допускается. Возможно перезаглубление анкеров до 20 см;

·          увеличение расстояний между анкерными устройствами по сравнению с проектными не допускается. Возможно сокращение расстояний между указанными устройствами до 0,5 м;

·          относительные смещения анкеров между собой в устройстве не должны превышать 25 см;

·          расстояния от трубы в свету до анкерной тяги не должны превышать 50 см.

Механизация закрепления трубопровода анкерными устройствами зависит от их типа, диаметра трубопровода и условий проведения работ. Наибольшее распространение получили винтовые анкеры с диаметром лопасти 150—500 мм, для завинчивания которых используют машины типа ВАГ, МБТА, МЗВК.

Вращатели анкерные гидравлические ВАГ101, ВАГ203, ВАГ204 представляют собой навесное оборудование на тракторах Т-100М или Т-130Г, ВАГ201 — на экскаваторе Э304В, ВАГ202 — на трубоукладчиках Т1224В или Т1530В, ВАГ205 — на трелевочном тракторе ТДТ-55

(Рис.7; Рис. 8)

Рабочим органом машин является вращатель, состоящий из гидравлического двигателя и редуктора. Максимальный крутящий момент, развиваемый вращателями ВАГ202, ВАГ203 и ВАГ204, составляет 19,6 кН/м. К вспомогательному оборудованию, используемому при завинчивании анкеров, относятся траншейный кессон КТ-1, применяемый в обводненных районах для закрепления трубопровода к анкерам хомутами, комплект оборудования КРГ1 с паровой передвижной установкой или паропреобразователь Д-563 для разработки вечномерзлых грунтов перед завинчиванием анкеров. Несущая способность анкерных устройств контролируется динамометром ДКА-351.

Реактивный момент, возникающий при завинчивании анкеров, воспринимается стрелой экскаватора или специальной шарнирной рамой, укрепленной одним концом на корпусе редуктора, а другим — на стреле навесного оборудования.

В комплект машин и оборудования входят также сварочный агрегат АСБ1 или СДАУ для сварки анкеров с хомутом и битумоплавильный котел ИСТЗБ для нанесения защитного битумного покрытия на поверхность хомутов анкеров

Б.Закрепление трубопроводов в зимний и летний периоды строительства

Анкеры погружаются в грунт в летнее время, как правило, после укладки трубопровода в траншею. В зимний период установку анкеров, в основном, осуществляют сразу же после разработки траншеи. При этом выполняется комплекс мероприятий, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия трубопровода при укладке последнего в траншею. Закрепление трубопровода необходимо производить после укладки его на проектные отметки. Соединение силовых поясов с анкерными тягами следует осуществлять путем их сварки или с помощью самозаклинивающихся устройств.

При производстве работ по установке анкерных устройств на трубопроводе необходимо соблюдать следующие допуски:

1.         Глубина установки анкеров в грунт менее проектной не допускается. Возможно перезаглубление анкеров до 20 см;

2.         Увеличение расстояний между анкерными устройствами по сравнению с проектными не допускается.

3.         Возможно сокращение расстояний между указанными устройствами до 0,5 м;

4.         Относительные смещения анкеров между собой в устройстве не должны превышать 25 см;

5.         Расстояния от трубы в свету до анкерной тяги не должны превышать 50 см.

Постоянные анкеры не следует применять в грунтах, обладающих сильной и очень сильной агрессивностью к бетону. Постоянные анкеры, как правило, следует конструировать со свободной тягой в заделке (тип II), так как в этом случае при работе анкера цементный камень в заделке работает на сжатие, что исключает появление трещин в цементном камне и, как следствие, предохраняет анкерную заделку от коррозии.

Инъекция может осуществляться при помощи инъекционной трубки, манжетной колонны или через обсадные трубы. Инъекционные трубки следует выполнять из цельнотянутых стальных труб, рассчитанных на давление 10 МПа, с проходным отверстием диаметром не менее 8 мм. Отверстия в трубке для инъекцирования раствора должны иметь диаметр 6-8 мм. Наиболее эффективный способ закрепления оттяжек опор без нарушения естественной структуры грунта — применение винтовых анкеров. Интенсивно внедрять винтовые анкера на строительстве линий электропередач стали в 1960-1965 гг., но основное внимание при разработке уделялось винтовым сваям, так как они давали большой экономический эффект при применении в фундаментах. Конструкция винтовых свай представляла собой чугунную лопасть, укрепленную на железобетонном стволе кольцевого сечения. Крутящий момент на сваю передавался с помощью металлического ключа, расположенного в теле сваи. Винтовая часть была одновитковой, ее лопасть имела постоянную ширину s пределах витка и значительную толщину в корне консоли. Для завинчивания требовалась пригрузка осевой силой и значительная величина {10-13 тем) крутящего момента. При завинчивании свай специальной установкой МЗС-13 было много неполадок, конструкция свай требовала доработки. Использование винтовых свай такой конструкции не дало ожидаемого эффекта и было признано нецелесообразным. Интерес проектировщиков к винтовым анкерам возник вновь, после того, как в институте ВНИ-Иземмаш была разработана установка, получившая шифр «Анкер». Этой установкой можно было не только завинчивать анкера, но и бурить лидерные скважины.

 

Рис.9 Винтовой анкер с конической частью для обычного грунта.

1-рым-упор;2-цилиндрический ствол;3-винтовая лопасть;4-конический наконечник.

До настоящего времени многие специалисты считали применение винтовых анкеров нецелесообразным, так как при завинчивании их с помощью ключа нарушается естественная структура грунта, снижается несущая способность, в результате возрастает деформативность анкерного закрепления. Однако, экспериментальные исследования, выполненные в СЗЭСП, подтвердили высокую несущую способность винтовых анкеров при их малой деформативности. Анкер такой конструкции внедряется в грунт практически без пригружающей силы и имеет хорошее зацепление с грунтом благодаря описанной конфигурации винтовой лопасти. Для захвата ключом при погружении анкера в грунт на стволе предусмотрен рым, с которым соединяется U-образный болт.

Использование предлагаемого анкера (Рис.9) дает возможность значительно упростить механизм завинчивания (за счет исключения пригрузки) и снизить требуемую мощность. Для вечномерзлых грунтов разработаны много-витковые анкеры с лопастью малой ширины. Анкер, имеющий уменьшенную ширину (и соответствующую толщину) лопасти, завинчивается при минимальном крутящем моменте также без дополнительной пригружающей силы. Завинчивание анкеров обеспечивает наибольшую их несущую способность, поскольку нарушения природной структуры грунта практически не происходит. Необходимая для передачи усилия на грунт площадь лопасти достигается путем увеличения количества витков.

Закрепление газопроводов при помощи вмораживаемых анкерных устройств типа ДАУ и ВАУ-В рекомендуется применять на участках вечной мерзлоты (преимущественно в низкотемпературных, твердомерзлых песчаных и глинистых, устойчивых в реологическом отношении грунтах), включая болота с мощностью торфа не более глубины траншеи, при условии, что несущие элементы вмораживаемых анкеров должны находиться в вечномерзлом грунте в течение всего срока их эксплуатации.

Длина части вмораживаемого анкера, взаимодействующая с вечномерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода должна быть не менее двух метров (СНиП 2.02.04-87).

Конструкция ограничителя усилий должна обеспечивать работоспособность анкера в течение всего периода эксплуатации газопровода на переходах через болота и в течение 3-7 лет на участках, сложенных минеральными грунтами.

Закрепление газопроводов винтовыми анкерными устройствами ВАУ-1 и ВАУ-М может осуществляться в условиях обводненной и заболоченной местности, а также на переходах через болота с мощностью торфяной залежи, не превышающей глубины траншеи. При этом подстилающие болота грунты должны обеспечивать надежную работу анкеров.

ВАУ (Рис.10) применяются для закрепления трубопроводной нитки, прокладываемой наземно, в насыпях и подземно на заболоченных и периодически затопляемых участках с устойчивыми подстилающими грунтами, обеспечивающими закрепление в них винтовых анкеров и установку анкерных устройств.

Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1 или ВАУ-М устанавливаются (замыкаются) на уложенном в проектное положение газопроводе.

Винтовые анкеры погружаются в грунт установками типа ВАГ в летнее время, как правило, после укладки газопровода в траншею. В зимний период установку анкеров в основном осуществляют сразу же после разработки траншеи. При этом выполняется комплекс мероприятий, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия газопровода при укладке последнего в траншею.

Установка винтовых анкеров в грунт (если допущено промерзание траншеи) выполняется после размораживания мерзлых грунтов в основании траншеи или после его механического рыхления.

Минимальная глубина заложения винтового анкера в грунт принимается равной шести диаметрам его лопасти.

Контроль за несущей способностью винтовых анкерных устройств осуществляется посредством проведения контрольных испытаний анкеров выдергивающей нагрузкой в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78 на величину, указываемую в проекте. Число испытываемых анкеров определяется требованиями рабочих чертежей в зависимости от конкретных грунтовых условий на участках анкерного закрепления газопровода.

Винтовые анкерные устройства предназначены от всплытия трубопроводов диаметром от 325 до 1420 мм, прокладываемых в условиях обводненной и заболоченной местности, а также на переходах через болота.

 

Рис.11.Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1

Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1 (Рис.11) изготавливают по ТУ 102-164-89. ВАУ-1 состоит из двух винтовых лопастей, двух анкерных тяг с наконечниками и силового пояса.

1 – Газопровод;

2 – Тяга анкера с наконечником;

3 - винтовая лопасть;

4 - силовой соединительный пояс.

Рис.12. Винтовые анкерные устройства ВАУ-М

Винтовые анкерные устройства ВАУ-М (Рис.12) с измененной режущей кромкой заходной части винтовой лопасти, обеспечивающие сокращение величины крутящего момента при их завинчивании в грунт, изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление.

1 – Газопровод;

2 – Тяга анкера с наконечником;

3 - винтовая лопасть;

4 - силовой соединительный пояс.

Для возрастания эффекта погружения анкера, целесообразно предусмотреть вспомогательный режущий элемент. Вспомогательный режущий элемент выполнен в виде пропеллера (части винтовой лопасти), жестко прикрепленного перпендикулярно оси ствола к внутренней поверхности полого ствола анкера.

Сопротивление анкеров выдергиванию зависит также от режима завинчивания. Сопротивление анкеров будет большим, если они завинчиваются без проскальзывания (когда заглубление анкера на оборот равно шагу винтовой лопасти). Постановка режущего элемента внутри ствола улучшает режим завинчивания, при этом межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а уплотняются лопастью анкера, что дает возможность распределять нагрузку на суммарную опорную поверхность всех наружных лопастей.

Вмораживаемые анкерные устройства дискового типа (Рис.13) изготавливают по ТУ 102-455-88. Анкерное устройство дискового типа состоит из двух тяг с круглыми дисками, расположенными на расчетном расстоянии друг от друга, двух ограничителей усилий и силового пояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случае закрепления газопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.

1 - газопровод; 2 - тяга; 3 - диск; 4 - ограничитель усилий; 5 - силовой соединительный пояс

Рис. 13. Вмораживаемые анкерные устройства дискового типа

Рис.14. Винтовые вмораживаемые анкерные устройства ВАУ-В

1 - газопровод;

2 - тяга с наконечником;

3 - винтовая лопасть на втулке;

4 - втулка (разделительная);

5 - ограничитель усилий;

6 - силовой соединительный пояс

Винтовые вмораживаемые анкерные устройства ВАУ-В изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление. Анкерное устройство состоит из двух или четырех приваренных к втулкам винтовых лопастей, двух тяг с наконечниками и силового соединительного пояса. Кроме того, составными элементами ВАУ-В являются два ограничителя усилий (при установке их в пучинистых грунтах) и две втулки, одеваемые на тяги поверх нижних винтовых лопастей.

Погружение вмораживаемых анкеров в вечномерзлые грунты следует производить буроопускным и опускным способами.

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

Производство работ по бурению скважин осуществляется буровыми машинами.

Винтовой вмораживаемый анкер устанавливается в заранее разработанную скважину следующим образом: сначала в скважину устанавливается тяга с наконечником, а затем скважина заполняется грунтовым (песчаным) раствором соответствующего состава и консистенции. Сразу же после заполнения скважины раствором, с помощью средств малой механизации или существующих установок для завинчивания анкеров в грунт, одетая на тягу винтовая лопасть завинчивается до упора (наконечника). Затем на тягу устанавливается втулка и вторая винтовая лопасть, которая также завинчивается до упора. Заключительной операцией является установка силового соединительного пояса.

Для разработки скважин парооттаиванием используются передвижные паровые котлы с рабочим давлением 1,0 МПа, производительность которых обеспечивает работу одновременно работающих нескольких паровых игл.

Вмораживание анкеров в грунт производят заблаговременно для обеспечения их расчетной несущей способности.

Установку вмораживаемых анкеров в грунт следует производить в календарные сроки, обеспечивающие смерзание анкеров с грунтом для обеспечения их расчетной несущей способности.

Анкерные устройства устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзлом грунте скважины, диаметр которых превышает диаметр диска не менее чем на 3 - 5 см, при этом пространство между стенками скважин и анкеров должно быть заполнено шламом.

Рис.15. Винтовой янкер с коническим Рис.16. наконечником для вечномерзлого Винтовой анкер грунта без конической части для вечномерзлого

1-полый тонкостенный ствол;

2-конический наконечник;

3-винтовая лопасть;

4-рым-упор

Длина части анкера, взаимодействующая с вечномерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода, составляет не менее 2 м.

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

Конструкция винтового анкера без конической части и с конической частью для вечномерзлого грунта (Рис.15; Рис 16) испытана при погружении в твердомерзлые грунты в районе Ямбурга и в настоящее время внедрена при строительстве линий электропередач в условиях Крайнего Севера Тюменской области.

Для возрастания эффекта погружения анкера в грунт, в конструкции предусмотривается вспомогательный режущий элемент. Вспомогательный режущий элемент выполнен в виде пропеллера (части винтовой лопасти), жестко прикрепленного перпендикулярно оси ствола к внутренней поверхности полого ствола анкера.

Сопротивление анкеров выдергиванию зависит от режима завинчивания. Сопротивление анкеров будет большим, если они завинчиваются без проскальзывания (когда заглубление анкера на оборот равно шагу винтовой лопасти). Постановка режущего элемента внутри ствола улучшает режим завинчивания, при этом межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а уплотняются лопастью анкера, что дает возможность распределять нагрузку на суммарную опорную поверхность всех наружных лопастей.

Для защиты изоляционного покрытия газопровода от действия железобетонных утяжелителей, металлических соединительных поясов, а также анкерных устройств должны быть использованы футеровочные маты, изготовленные в соответствии с требованиями ТУ 51-05-97.

Закрепление газопроводов винтовыми анкерными устройствами ВАУ-1 и ВАУ-М может осуществляться в условиях обводненной и заболоченной местности, а также на переходах через болота с мощностью торфяной залежи, не превышающей глубины траншеи. При этом подстилающие болота грунты должны обеспечивать надежную работу анкеров.

Анкерные устройства дискового типа ДАУ состоит из двух тяг с одним или двумя круглыми дисками на каждой тяге, расположенными на определенном расстоянии друг от друга, двух ограничителей усилий (компенсаторов) и силового соединительного пояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случаях закрепления трубопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.

Анкерные устройства дискового типа ДАУ устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзлом грунте скважины, диаметр которых должен превышать диаметр диска не менее, чем на 3 см, при диаметре диска анкера до 200 мм и на 5 см - при диаметре диска анкера свыше 200 мм.

При этом пространство между стенками скважин и анкерами должно быть заполнено грунтовым (песчаным) раствором, состав и консистенция которого подбирается в соответствии с указаниями действующих строительных норм и правил (СНиП 3.03.01-83).

Применение анкеров допускается во всех грунтах, за исключением: глинистых текучей, текучепластичной консистенции, торфов, илов.

При закреплении трубопровода анкерными устройствами лопасть анкера не должна находиться в слое торфа, заторфованного грунта или лесса, пылеватого песка или других подобных грунтов, не обеспечивающих надежного закрепления анкера, а также в слое грунта, структура которого может быть подвержена разрушению или нарушению связности в результате оттаивания, размывов, выветривания, подработки или других причин.

Раскрывающееся анкерное устройство (АС-200) представляет собой конструкцию из двух анкеров, оснащенных двумя тягами с раскрывающимися двумя лопастями на каждой и конусами для погружения их в грунт, а также силового соединительного пояса. При необходимости увеличения несущей способности анкерного устройства на каждой тяге могут быть установлены по две пары раскрывающихся лопастей.

Установка лепестковых (раскрывающихся) анкеров в грунт производится с помощью забивной трубы. При этом анкер помещается в трубу, труба вместе с анкером забивается в грунт на проектную глубину. Затем труба извлекается на поверхность, а анкер остается на заданной глубине, так как его лепестки при раскрытии упираются в стенки скважины, образованные трубой. Полное раскрытие лепестков производится при извлечении анкера из грунта на высоту 30-35см. Верхние лепестки анкера после их раскрытия должны находиться в минеральном грунте на проектной глубине. Раскрытие лепестков анкера фиксируется по показаниям динамометра. Анкерные устройства АС-200 (Рис.17.) характеризуются компактностью, пониженной металлоемкостью и высокой надежностью раскрытия лопастей.

Анкерные устройства АС-200 могут устанавливаться преимущественно в глинистых и суглинистых грунтах. Область их применения должна регламентироваться актом и протоколом приемочных испытаний, а также нормативными документами на их применение.

Конструкция раскрывающего анкера типа АР-401 (Рис.18) представляет собой штангу в виде трубы (диаметром 168 мм, с толщиной стенки 8-10 мм), которая снабжена заостренным наконечником, расположенным на забойном конце, и четырех лопастей трапецеидальной формы, которые шарнирно крепятся к штанге, лопасти расположены попарно в два яруса по длине штанги с углом поворота в плане между парами 90°.

 

1. Трубопровод;

2. Тяга (труба);

3. Раскрывающаяся лопасть;

4. Силовой соединительный пояс.

Рис.18 .Анкерное устройство раскрывающегося типа АР-401, Р-401В

Способ основан на использовании прочностных свойств и продольной жесткости самого трубопровода, позволяющих балластировать его сосредоточенными нагрузками в несколько десятков тонн.

Раскрывающийся анкер погружается в грунт под действием ударной нагрузки, прикладываемой к оголовнику его штанги, после чего он раскрывается обратным частичным извлечением из грунта с помощью мощного трубоукладчика или специально разработанного для этого механизма.

Закрепление газопроводов анкерными устройствами типа АР-401 и АР-401В можно осуществлять как в зимних, так и в летних условиях преимущественно на болотах, заболоченных и обводняемых территориях; при этом верхние лопасти анкера после их раскрытия должны находиться в минеральном грунте на глубине не менее 3 метров. Весь комплекс работ выполняется в 3 этапа:

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

• Основной - забивка анкеров;

• Заключительный - приведение анкеров в рабочее положение, монтаж соединительных анкерных устройств на трубопроводе.

Раскрытие лопастей анкера фиксируется по резкому увеличению показаний динамометра при нагрузках от 25 до 40 т(с, ход анкера составляет 120-150 см.

Закрепление трубопроводов анкерными устройствами АР-401 осуществляется специальной бригадой, состав которой колеблется в зависимости от сезона производства работ.

Забивка анкеров АР-401 в грунт производится с использованием сваебойного оборудования, например, СП-49 или С-870. (Рис.19). При толщине мерзлого грунта более 30 см необходимо предварительное бурение скважин бурильной установкой БМ-802С.

Учитывая значительную материалоемкость раскрывающихся анкеров АР-401 и АР-401В целесообразность применения их для балластировки газопроводов должна подтверждаться

технико-экономическими расчетами.

Забивные анкера, применяются для ответственного монтажа конструкций, кабельных трасс, консолей, ворот, крепления тяжеловесных материалов и оборудования к бетону, естественному камню, полнотелому кирпичу и.т.д. Простой и быстрый монтаж – устанавливается в предварительно просверленное отверстие, соответствующее диаметру и длине анкера, расклинивается специальным инструментом (Рис.20). При забивании анкера в предварительно просверленном отверстии, происходит распирание его сегментов, что предотвращает прокручивание анкера и надежно его фиксирует. При вкручивании болта происходит дополнительное распирание и надежная фиксация.

 

Рис. 20. Схема монтажа

Рекомендуемая нагрузка на забивной анкер, не должна превышать 25% от максимальной нагрузки на вырывание.

Забивные анкеры забивают в вертикальном или наклонном положении рабочую часть анкера, к которой затем крепят анкерную тягу. Часто для увеличения жесткости рабочую часть анкера крепят к анкерной плите. Забивка анкеров в грунт производится с использованием сваебойного оборудования. При толщине мерзлого грунта более 30 см необходимо предварительное бурение скважин бурильной установкой. Забивной анкер – наиболее распространенный и простой тип анкеров, используется практически во всех случаях – анкер забивается в конструкцию и уже в него ввинчивается крепежное изделие.

Буровые анкеры могут быть применены в разнообразных грунтовых условиях, в том числе при неоднородном напластовании грунтов с прослойками твердых включений. Буровые анкеры выполняют во всех типах грунтов, причем анкеры с камуфлетным уширением рекомендуется применять в. грунтах, способных уплотняться при взрыве, анкеры с разбуренным уширением в песчаных грунтах, инъекционные — в гравелистых, песчаных и трещиноватых скальных породах. В песчаных грунтах инъекционные анкеры устраивают следующим образом. После забуривания скважины в нее опускают стержень или проволоку, на которых закреплен резиновый уплотнитель, отделяющий анкерную зону длиной от 4 до 6 м от остальной части скважины. Закрепление трубопроводов инъекционными анкерными устройствами осуществляют на болотах с глубиной, равной или меньшей глубины траншеи, с подстилающими минеральными грунтами, обеспечивающими надежную работу анкеров, а также на пойменных и периодически обводняемых участках.

Способ по закреплению трубопровода выстреливаемыми анкерами предложен для использования его в минеральных грунтах. Сущность основана на том, что анкеры с прикрепленными к ним тягами выстреливаются в грунт гарпунно-китобойной пушкой (Рис.21) с трактора или автомобиля и состоит сз следующих основных частей: ствола, люльки, тормозов отката-накатника, поворотной рукоятки, вилки и тумбы.

Ствол находится в люльки и может в ней передвигаться вдоль своей оси.

Выстреливаемые анкеры представляют собой патрубки длиной 1-1,5 м диаметром до 7 см с прикрепленными к их концам гибкими металлически.ми прутками. Оголовки патрубков имеют острия и лепестки или лопасти, раскрывающиеся при вытягивании патрубков на 15-20 см вверх. Тяги анкеров после подтягивания приваривают к силовому поясу, под который предварительно укладывают прокладку из бризола и футеровочный мат.

Гарпунная пушка установливается на лафете, закрепленном на тракторе или ином транспортном средстве. Рукояткой поворотной вилки осуществляют наводку пушки. Пороховой заряд, энергией которого выталкивается анкер, помещается в латунную гильзу. Снаряжение гильзы производится следующим образом (рис.5): в латунную гильзу закладывают пороховой заряд (330 г ЗМ-ГКП-БМ и 210 г ЗМД-ГКП-БМ) петардой в сторону отверстия под капсюльную втулку; сверху последовательно устанавливают резиновый дискобтюратор, древесноволокнистые пыжи, резиновый дискамортизатор и ввинчивают капсюльную втулку.

Гильзу вставляют в ствол пушки с казенной частью. Канал ствола со вставленной гильзой запирают клиновым затвором. Анкер вставляют в ствол с дульной части до упора в диск-амортизатор. Цилиндрический шток анкера помещается в стволе, а головка с лопастями остается с наружи ствола. Чтобы анкер не выскользнул из пушки до выстрела, его закрепляют вязальной проволокой с помощью захвата, или кольцевого захвата (для анкеров со срезаемыми штифтами). При выстреле ударник разбивает капсюльную втулку, ввинченную в гильзу. Воспламенившись, втулка поджигает пороховой заряд; при сгорании его образуются газы, под давлением которых выталкивается анкер. Анкер входит в грунт, а ствол отходит назад, скользя в люльке, и под действием сжатых пружин возвращается в исходное положение.

При выстреливании патрубок-снаряд погружается в грунт па 3-5 м. С помощью гибких прутков трубопровод закрепляют в необходимом положении.

Недостатком этой конструкции является то, что для выстреливания анкеров базовая машина должна находиться перпендикулярно к оси траншеи, что связано с обязательным наличием челночных подъездов и значительными затратами времени.

Анкер клиновой — это разновидность крепежного материала, применяемая на ответственных участках. Анкер клиновой используется на объектах повышенной нагрузки. Такие анкера забиваются в предварительно заготовленное отверстие, после чего затягиваются гайкой (Рис. 22). Такие анкерные болты оснащены специальным клином, который этапе установки распирается и создает великолепное внутреннее сопряжение. Анкер клиновой изготавливается по технологии холодного проката из оцинкованной (желтопассивированой ) стали. Анкер клиновой с помощью специального клина осуществляет фиксацию в гнезде.

Анкер выполнен в виде резьбовой шпильки с конусообразным хвостовиком на конце, короткой внешней оболочки (гильзы) в виде пояска на хвостовике анкера, гайки и шайбы. При закручивании гайки происходит перемещение шпильки вдоль продольной оси в направлении гайки, хвостовик шпильки при этом начинает распирать внешнюю оболочку в отверстии. От проворачивания в отверстии, гильзу удерживают выступающие по ее периметру специальные упоры.

Анкеры цилиндрические и с камуфлетным уширением применяются в песчаных и глинистых грунтах. Для повышения несущей способности анкера следует выполнять несколько уширений, расстояния между которыми должны удовлетворять условию: l = 3D_y, где D_y - диаметр уширения.

Производство работ по бурению скважин осуществляется буровыми машинами, передвигающимися по спланированному преимущественно за счет подсыпки грунта) дну траншеи, а также с помощью специального навесного оборудования к гидравлическим одноковшовым экскаваторам, выполняющим работы по бурению скважин с бермы траншеи.

Для разработки скважин парооттаиванием используются передвижные паровые котлы с рабочим давлением 1,0 МПа, производительность которых должна обеспечивать работу целесообразного числа одновременно работающих паровых игл, исходя из расчетного расхода пара до 20-25 кг/час на одну работающую иглу.

Основными преимуществами, способствующими широкому внедрению анкерных устройств в трубопроводное строительство являются:

·  быстрота их доставки и установки;

·  возможность заглубления анкера без нарушения грунта;

·  незначительный собственный вес по сравнению с развиваемой удерживаемой силой;

·  небольшая стоимость.

 

В. Контроль качества производства работ по закреплению трубопроводов

 

1.При производстве и приемке работ по балластировке и закреплению газопроводов должны выполняться требования проекта, СНиП 2.05.06-85, ГОСТ, ТУ и проекта по мере поступления ВАУ на трассу трубопровода;

"Магистральные трубопроводы", СНиП III-42-80* "Правила производства и приемки работ. Магистральные трубопроводы" и "Свода правил" СП 107-34-96.

2.При производстве и приемке работ по балластировке и закреплению газопроводов должен осуществляться входной, операционный и приемочный контроль.

3. Входному контролю подвергаются материалы, средства и устройства для балластировки и закрепления газопроводов, которые должны иметь технический паспорт (сертификаты).

4. Импортные материалы, средства и устройства проверяются по показателям, оговоренным в контракте.

5. Материалы, средства и устройства, не соответствующие требованиям проекта, должны быть отбракованы в установленном порядке.

6. Операционный контроль качества выполняемых работ по балластировке и закреплению газопроводов производится согласно требованиям проектов производства работ и технологических карт, утвержденных в установленном порядке.

7. Приемочный контроль качества балластировки и закрепления газопроводов производится с целью проверки соответствия выполненных работ требованиям рабочей документации, технологических карт и проектов производства работ. При этом проверяются:

- общее число установленных на каждом из участков средств балластировки;

- расстояния между утяжелителями (группами), анкерными устройствами и т.п.;

- протяженность участков, закрепленных грунтом с использованием НСМ;

- несущая способность анкерных устройств на отдельных участках по результатам контрольных испытаний выдергивающей нагрузкой (величина нагрузки и число испытаний определяется проектом, но не менее трех штук);

- качество установки футеровочных матов;

- наличие актов на скрытые работы по балластировке и закреплению участков газопровода.

8. Соответствие выполненных работ рабочим чертежам должно быть оформлено актом приемки работ, подписываемым ответственными представителями заказчика и подрядчика.

9. расстояние между ВАУ по проекту с уточнением расстояний от результатов контрольных испытаний;

10. заглубление анкера и качество соединения тяг анкеров с силовым поясом;

11. отклонение оси анкера от вертикали (не должно превышать ±15°);

12. нарушение целостности изоляционного покрытия трубы и элементов анкера на трубопроводе;

13. наличие и правильность установки, футеровочного мата и прокладок;

14. Ежедневно после установки анкерных устройств на трубопровод в течение рабочей смены производитель работ составляет паспорт по установленной форме, в котором регистрирует результаты контроля и предъявляет его на подпись представителю территориальной инспекции по качеству строительства.

15. Все выявленные в ходе контроля дефекты и отклонения от нормативной и проектной документации должны быть исправлены до начала последующих работ;

16. Контроль качества сварных соединений производится внешним осмотром по ГОСТ 3242, неразрушающий контроль проводится по ГОСТ 14782.

6. Мероприятия по охране окружающей среды

 

·          При организации работ по балластировке трубопроводов анкерными устройствами необходимо осуществлять мероприятия и работы по охране окружающей природной среды, которые должны включать рекультивацию земель, предотвращение потерь природных ресурсов, предотвращение или очистку вредных выбросов в почву, водоемы и атмосферу. Указанные мероприятия и работы должны быть предусмотрены в проектно-сметной документации.

·          Производство строительно-монтажных работ в пределах охранных, заповедных и санитарных зон и территорий следует осуществлять в порядке, установленном специальными правилами и положениями о них.

·          На территории строящихся объектов не допускаются непредусмотренные проектной документацией свалка древесно-кустарниковой растительности и засыпка грунтом корневых шеек и стволов растущих деревьев и кустарников.

·          Выпуск воды со строительных площадок непосредственно на склоны без надлежащей защиты от размыва не допускается. При выполнении планировочных работ почвенный слой, пригодный для последующего использования, должен предварительно сниматься и складироваться в специально отведенных местах.

·          Временные автомобильные дороги и другие подъездные пути должны устраиваться с учетом требований по предотвращению повреждений сельскохозяйственных угодий и древесно-кустарниковой растительности.

·          При производстве работ по балластировке трубопроводов инъекционными анкерами должны быть приняты предусмотренные проектом меры по предотвращению загрязнения подземных вод нижележащих горизонтов.

·          Производственные и бытовые стоки, образующиеся на строительной площадке, должны очищаться и обезвреживаться в порядке, предусмотренном проектом организации строительства и проектами производства работ.

·          Попутная разработка природных ресурсов допускается только при наличии проектной документации, согласованной соответствующими органами государственного надзора и местной администрацией.

·          Работы по мелиорации земель, созданию прудов и водохранилищ, ликвидации оврагов, балок, болот и выработанных карьеров, выполняемые попутно со строительством объектов промышленного и жилищно-гражданского назначения, следует производить только при наличии соответствующей проектной документации, согласованной в установленном порядке с заинтересованными организациями и органами государственного надзора.

·          При производстве работ, связанных с вырубкой леса и кустарника, строительство необходимо организовать так, чтобы обеспечить оттеснение животного мира за пределы строительной площадки.

Винтовые анкера, болты, гайки, талрепы имеют антикоррозионные покрытия и не являются загрязнителями окружающей среды. Силовой соединительный пояс изготавливается по ТУ 3663-002-95917936-2007, где в разделе 4 оговорены требования охраны окружающей среды. Винтовые анкеры и стальные комплектующие утилизируются путем переплавки на металлургических предприятиях.

Используемая литература:

 

1. Г.Г. Васильев, В.В. Орехов, М.А. Лежнев. Сооружение и ремонт магистральных трубопроводов. М., 2004 г.

2. В.Н.Железков. Винтовые сваи в энергетической и других отраслях строительства.

3. Н.П. Васильев «Балластировка и закрепление трубопроводов».

Москва, Недра, 1984.

4. Методические рекомендации по установке закладных деталей и анкерных болтов и защите их от коррозии.