Траншея с углами естественного откоса для кабеля

способ прокладки трубопровода в скальных и полускальных грунтах на продольном уклоне

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при прокладке магистральных трубопроводов в скальных и полускальных грунтах с уклоном местности. В способе разрабатывают траншею, подготавливают дно траншеи путем выявления нивелировкой и последующего устранения локальных выступов скальных пород и локальных углублений дна траншеи. Затем выполняют сплошную укладку мешков с песком на подготовленное дно траншеи, установку трубопровода на мешки с песком. Поверх трубопровода формируют охватывающие его перемычки из мешков с песком в форме призм, основания которых вытянуты в сторону уклона. Траншею засыпают минеральным грунтом из отвала, а поверх него — почвенно-растительным слоем грунта. Устройство перемычек из мешков с песком в области между трубопроводом и скальными породами траншеи дает возможность значительно снизить вымывание грунта и, следовательно, снизить повреждение изоляционного покрытия трубопроводов. Кроме того, способ является более быстрым и менее затратным по сравнению с известными из уровня техники способами предотвращения вымывания грунта. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения

1. Способ прокладки трубопровода на дне траншеи в скальных и полускальных грунтах на продольном уклоне, включающий
разработку траншеи,
выявление нивелировкой локальных выступов скальных пород и локальных углублений дна траншеи,
устранение локальных выступов и углублений грунта дна траншеи для подготовки дна траншеи, причем засыпку углублений дна траншеи осуществляют грунтом отвала, содержащим не менее 30% несвязного минерального заполнителя,
сплошную укладку мешков с песком на подготовленное дно траншеи,
установку трубопровода на мешки с песком,
формирование поверх трубопровода охватывающих его перемычек из мешков с песком в форме призм, основания которых вытянуты в сторону уклона, и
засыпку траншеи минеральным грунтом из отвала, а поверх него —
почвенно-растительным слоем грунта.

2. Способ прокладки трубопровода по п.1, отличающийся тем, что устранение локальных выступов и углублений грунта дна траншеи осуществляют навесным оборудованием экскаваторов или накладными зарядами.

3. Способ прокладки трубопровода по п.1, отличающийся тем, что для трубопроводов диаметром от 1000 мм до 1100 мм ширина подготовленного основания траншеи составляет от 2,3 до 2,8 м, а шаг укладки перемычек — от 18 до 22 м.

4. Способ прокладки трубопровода по п.1, отличающийся тем, что укладывают мешки, изготовленные из полиэфирных нитей.

5. Способ прокладки трубопровода по п.1, отличающийся тем, что при разработке траншеи с предварительным рыхлением механизированным способом обеспечивают крутизну откосов 1:0,3.

6. Способ прокладки трубопровода по п.1, отличающийся тем, что при разработке траншеи с предварительным рыхлением буровзрывным способом обеспечивают крутизну откосов 1:0,5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при прокладке магистральных трубопроводов в скальных и полускальных грунтах с уклоном местности.

При прокладке трубопроводов по направлению уклона местности свыше 20% следует предусматривать устройство противоэрозионных экранов и перемычек, выполняемых как из естественного грунта (например, глинистые перемычки), так и искусственных материалов. Это следует, например, из СНиП 2.05.06-85 «Магистральные трубопроводы». Перемычки призваны предотвратить вымывание грунта в области вокруг трубопровода, служащей поддерживающей основой для последнего. Кроме того, вследствие движения твердых частиц грунта при вымывании возможно механическое повреждение внешней оболочки трубопровода — изоляционного покрытия, что сказывается на сроке его службы.

Как правило, в качестве подложки для трубопроводов используются противоэрозионные полотенца, которые, как показывает практика, не обеспечивают должного низкого уровня вымывания грунта.

Из авторского свидетельства СССР № 1651004 (опубликовано 23.05.1991; МПК F16L 1/028) известен способ прокладки подземного трубопровода, включающий рытье траншеи, укладку в нее трубопровода, монтаж гибких ковров, образование поперечных перегородок и засыпку траншеи грунтом. Рытье траншеи производят с образованием поперечных уступов на ее дне и стенках. Гибкий ковер из фильтрующего материала расстилают по профилю дна траншеи. Укладывают на этот ковер трубопровод. После этого укладывают другой ковер из того же материала на трубопровод и стенки траншеи с заведением его в уступы и образованием поперечных перегородок в местах максимального сечения траншеи. Засыпку траншей осуществляют участками в пределах между перегородками последовательно, начиная снизу каждого наклонного участка траншеи, с укладкой поперечных перегородок на торцовую поверхность отсыпанного грунта. Целью изобретения является повышение надежности прокладки трубопроводов на наклонных участках.

Недостатком известного решения является трудоемкость процесса укладки, а также достаточно низкий уровень защиты проложенного трубопровода от вымывания грунта.

Патент РФ на изобретение № 2062936 (опубликован 27.06.1996; МПК F16L 1/028) раскрывает противоэрозионную систему трубопровода, проложенного на склоне местности. Система содержит набор дренажных барьеров, каждый из которых включает полотнищевый фильтр из нетканого синтетического материала и его крапление в траншее. Каждый из полотнищевых фильтров имеет форму обращенной в направлении склона воронки с диаметром отверстия горловины, равным диаметру трубы, при этом продольные кромки полотнища фильтра в горловинной части воронки расположены с перекрытием друг друга, а в приемной части отогнуты для размещения на дне, стенках и бермах траншеи. Крепление каждого фильтра в траншее образовано хомутом, обтягивающим на трубе полотнище по одной из его поперечных кромок, и извлеченным из траншеи или карьера грунтом, размещенным на полотнище внутри горловинной части и на поверхности приемной части воронки. Техническим результатом является упрощение возведения противоэрозионной системы.

Недостатком данного решения также является трудоемкость процесса прокладки трубопровода, включающего установку хомутов. Защита от вымывания грунта по данному решению выше, чем предложенная в А.С. СССР № 1651004, однако не рассчитана на применение в скальных и полускальных грунтах.

В патенте РФ на изобретение № 2218505 (опубликован 10.12.2003; МПК F16L 1/028) раскрывается способ предотвращения размыва грунта засыпки трубопровода на уклонах. На уклоне отрывают траншею, укладывают на ее дно, стенки и бермы противоэрозионные полотенца, выполненные из нетканого синтетического материала, и укладывают на них трубопровод. В отрытой траншее создают фильтры из противоэрозионных полотенец путем формирования из каждого полотенца воронки, горловина которой располагается вниз по склону, охватывает уложенный в траншею трубопровод и закрепляется. Крепление каждого из полотенец осуществляют грунтом засыпки с верха уклона. Отсыпку ведут с образованием угла естественного откоса грунта в зоне воронки фильтра с оставлением свободным нижнего края полотнища. Воронку фильтра формируют перекрытием нижними продольными краями полотенца естественного откоса грунта засыпки и увязывают края полотнища вокруг трубопровода с образованием зазора между горловиной воронки и трубопроводом для пропуска потока грунтовых вод по уклону траншеи и регулирования скорости потока по сечению траншеи. Верхнюю часть воронки, образованную перехлестом продольных кромок противоэрозионных полотенец, располагают выше уровня грунтовых вод в траншее. Результатом является повышение надежности трубопровода за счет предотвращения вымывания грунта сыпки траншеи поверхностными водами.

Данному решению также присущи указанные выше недостатки.

В качестве наиболее близкого аналога исследуемого технического решения может быть выбран способ балластировки подземного трубопровода согласно патенту РФ на изобретение № 2153119 (опубликован 20.07.2000; МПК F16L 1/028). Способ заключается в раскладке по поверхностям уложенного в траншею трубопровода, дна и стенок траншеи гибкого ковра с образованием заполненных грунтом продольных карманов и взаимодействующих с поверхностью трубопровода перегородок со свободными от грунта зонами и последующей засыпке траншеи. В качестве гибкого ковра используют отдельные полотнища, а перегородки образуют после заполнения карманов стягиванием гибкого ковра вокруг трубопровода и защемлением фиксаторами на торцах полотнищ в свободных от грунта зонах. Фиксаторы выполнены в виде грунтозаполняемой емкости, образованной гибким ковром, перекрывающим перегородки, свободные от грунта зоны траншеи и ее бермы, причем гибкий ковер соединяют с перегородками в их верхней части поперечными сварными швами. После засыпки грунт перекрывают сначала продольными кромками ковра с нахлестом, а затем поверх продольных перекрывают поперечными кромками с нахлестом, соединяя поперечные кромки сварным швом. Способ повышает устойчивость грунта в траншее против вымывания, обеспечивает в зоне перегородок балластирующий эффект, увеличивает надежность перегородок и прокладки в целом при эксплуатации.

Наличие перегородок помогает понизить скорость вымывания грунта. Однако недостатком прототипа является сложность и трудоемкость процесса прокладки трубопровода, использование дополнительных средств, предназначенных для фиксирования защитного материала (гибкого ковра).

Задачей рассматриваемого технического решения является упрощение процесса прокладки трубопровода на продольных уклонах с одновременным повышением устойчивости грунта в траншее против вымывания. В результате предотвращения вымывания грунта вокруг трубопровода также повышается уровень защиты изоляционного покрытия трубопровода от воздействия на него движущихся твердых частиц грунта, что особенно актуально при прокладке трубопроводов в скальных и полускальных грунтах.

Поставленная задача решается тем, что способ прокладки трубопровода на дне траншеи в скальных и полускальных грунтах на продольном уклоне включает разработку траншеи, выявление нивелировкой локальных выступов скальных пород и локальных углублений дна траншеи, устранение локальных выступов и углублений грунта дна траншеи для подготовки дна траншеи, причем засыпку углублений дна траншеи осуществляют грунтом отвала, содержащим не менее 30% несвязного минерального заполнителя, сплошную укладку мешков с песком на подготовленное дно траншеи, установку трубопровода на мешки с песком, формирование поверх трубопровода охватывающих его перемычек из мешков с песком в форме призм, основания которых вытянуты в сторону уклона, и засыпку траншеи минеральным грунтом из отвала, а поверх него — почвенно-растительным слоем грунта.

Устройство перемычек из мешков с песком в области между трубопроводом и скальными породами траншеи дает возможность значительно снизить вымывание грунта и, следовательно, снизить повреждение изоляционного покрытия трубопроводов. Кроме того, данный способ является более быстрым и более выгодным с экономической точки зрения по сравнению с известными из уровня техники способами предотвращения вымывания грунта.

Далее изобретение более подробно описывается со ссылкой на чертежи.

На фиг.1 показан общий вид траншеи с уложенным в ней трубопроводом.

На фиг.2 показан поперечный разрез траншеи с уложенным в ней трубопроводом.

На фиг.3 показан вид сверху на траншею с уложенным в ней трубопроводом.

На продольном уклоне (1) вырывают траншею. При разработке траншеи с предварительным рыхлением механизированным способом предпочтительно обеспечить крутизну откосов 1:0,3, а при разработке траншеи с предварительным рыхлением — буровзрывным способом — 1:0,5.

На дне (2) траншеи посредством нивелировки выявляют наличие локальных выступов и локальных углублений (3) скальных пород, требующих устранения. Устранение локальных выступов и углублений (3) грунта дна (2) траншеи может осуществляться навесным оборудованием экскаваторов, таким как скальный ковш, гидромолот, зуб-рыхлитель, фреза и т.п., или накладными зарядами.

Предпочтительно, если для трубопроводов диаметром от 1000 до 1100 мм ширина подготовленного дна (2) траншеи составляет от 2,3 до 2,8 м.

Углубления (3) дна (2) траншеи предпочтительно засыпаются грунтом отвала, содержащим не менее 30% несвязного минерального заполнителя, что обеспечивает большую устойчивость грунта.

По подготовленному дну (2) траншеи осуществляется сплошная укладка мешков (4) с песком. Мешки (4) изготавливаются из полиэфирных нитей по ГОСТ 30090 (длина 80 см, ширина 46 см, масса с песком 50 кг), что гарантирует срок их службы не менее 40 лет, а наполнение их песком является экономически выгодным.

На подготовленное дно (2) траншеи с мешками (4) с песком укладывают трубопровод (5), заключенный в изоляционное покрытие (6).

Далее поверх трубопровода (5) осуществляют укладку охватывающих его перемычек (7) из мешков (4) с песком. Перемычки (7) укладываются в форме призм, основания которых должны быть вытянуты в сторону уклона для увеличения устойчивости. Предпочтительно, если для трубопроводов диаметром от 1000 до 1100 мм шаг L укладки перемычек (7) составляет от 18 до 22 м. Высота перемычек (7) предпочтительно выбирается такой, чтобы заглубление от поверхности (8) земли составляло примерно 0,3 м.

Далее производят засыпку траншеи минеральным грунтом (9) отвала. Засыпка должна производиться бульдозером или одноковшовым экскаватором при работе с анкеровкой механизмов, причем грунт засыпки до верха траншеи не должен содержать твердых включений размером более 300 мм.

Поверх минерального грунта (9) насыпают почвенно-растительный слой (10) грунта.

Заявляемый способ обеспечивает высокую степень защиты от вымывания грунта в области вокруг трубопровода, проложенного в скальных и полускальных грунтах, и, следовательно, его большую устойчивость и защиту от абразивных частиц грунта. Кроме того, использование в качестве перемычек, защищающих от вымывания, мешков с песком является экономически выгодным и не требует применения дополнительных средств, для их фиксации в траншее, типичных для прототипа и других, известных из уровня техники решений.

Траншеи для водопровода

При организации водоснабжения дома, после приобретения необходимого оборудования и надежного насоса, встает вопрос о подведении коммуникаций непосредственно к жилью. Как правило, в наших суровых условиях прокладка труб производится в грунте. В статье рассматривается правильные приемы организации таких работ.

Траншеи для прокладки трубопроводов бывают трех типов: прямоугольного сечения с отвесными стенками, трапецеидального сечения с наклонными стенками и смешанного типа (рис. 1).

Прямоугольные траншеи

Прямоугольные траншеи с отвесными стенками имеют минимальный объем земляных работ, небольшую ширину в плане, что облегчает производство работ в пределах уличных проездов. К недостаткам таких траншей следует отнести необходимость устройства крепления стенок, которое предотвращает возможность обрушения стенок и обеспечивает безопасность работающих в траншее людей.
Рытье траншей без крепления отвесных стенок допустимо в грунтах естественной влажности и при отсутствии грунтовых вод. При этом глубина выемки не должна превышать:
— в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах — 1 м;
— в супесных и суглинистых грунтах — 1,25 м;
— в глинистых грунтах — 1,5 м.

Рис. 1. Поперечные сечения траншей:
А — прямоугольная;
Б — трапецеидальная;
В — комбинированная

Выбор типа крепления траншеи находится в зависимости от характера и состояния грунта, глубины и ширины траншеи, близости к траншее тех или иных подземных и надземных сооружений, возможных сотрясений от динамической нагрузки и метода производства земляных работ. Необходимо всегда иметь в виду, что устойчивость одних и тех же грунтов может меняться в зависимости от ряда условий.

Например, глинистые грунты нормальной влажности достаточно устойчивы, но, будучи смочены водой, создают большую нагрузку на крепления траншеи. Траншеи в скальных грунтах могут разрабатываться на значительную глубину без всякого крепления. Однако и скальные грунты могут представлять опасность при наличии наклонных инородных прослоек, расположенных под углом более 30° к горизонту.

Сухие гравелистые и песчаные грунты легко осыпаются внутрь траншеи даже через небольшие щели в креплении, образуя за ними опасные пустоты и каверны. Это диктует необходимость тщательного крепления боков траншеи и не позволяет углублять траншею в сыпучих грунтах без немедленного соответствующего крепления.

Из всего вышесказанного нетрудно сделать вывод, что своевременное и правильное раскрепление стенок траншей является чрезвычайно важным фактором, обеспечивающим предотвращение аварийных ситуаций и требований безопасного производства работ. Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и характера грунтов, приведены в таблице .

Конструкции креплений, зависящие от глубины траншеи и характера грунтов

Горизонтальное крепление траншеи вразбежку

Применяется в плотных грунтах и состоит из горизонтальных досок, установленных с прозорами 25-30 см и более (в зависимости от устойчивости грунта и местных условий) (рис. 2).

Рис. 2. Горизонтальное крепление вразбежку:
1 — горизонтальные доски;
2 — прозоры;
3 — вертикальные стояки;
4 — поперечные распорки

Горизонтальные доски раскрепляются вертикальными стояками из досок и поперечными распорами. Для крепления применяют доски толщиной 40-50 мм. Длина горизонтальных досок обычно составляет 4,5-6,5 м. При глубоких траншеях удобней применять доски длиной 4,5 м, так как опускание более длинных досок в траншею занимает много времени и может вызывать обрушение стенок до их раскрепления. Длина поперечных распорок, поддерживающих крепление, должна обеспечить плотное прижимание досок к стенкам траншеи.

Сплошное горизонтальное крепление применяется в слабых осыпающихся грунтах или при близком расположении траншей с ответственными сооружениями. При горизонтальном креплении верхняя бортовая доска должна выступать над поверхностью земли для предотвращения попадания в траншею камней, комьев грунта и т.п. Чтобы предохранить распорки от перекоса и выпадания после их установки, под ними к стоякам пришиваются бобышки. Забивка распорных досок значительно облегчится, если с их торцов снять фаски.

Вертикальное крепление

Рис. 3. Сплошное вертикальное крепление:
1 _ бобышка;
2 — распорка;
3 — доски толщиной 50 мм;
4 — накладка;
5 — гвозди

Применяется при разработке глубоких траншей в слабых сыпучих грунтах или вблизи ответственных надземных или подземных сооружений (рис. 3). Сплошное вертикальное крепление состоит из вертикально поставленных досок толщиной 50 мм, прижатых к стенкам траншеи брусчатыми или дощатыми рамами при помощи распорок.

В этом случае траншею копают с одновременным осаживанием вертикальных досок. По мере углубления траншеи внутри устанавливаются дополнительные рамы, расстояние между которыми по вертикали зависит от грунта и местных условий и в среднем составляет 1,2 м.

Для предотвращения оседания рам под ними пришивают бобышки либо устанавливают короткие стойки из досок или бревен, длина которых равна расстоянию между рамами. Многоярусное вертикальное крепление применяется при разработке глубоких траншей в слабых грунтах.

Траншеи с откосами

Траншеи с откосами не требуют крепления и позволяют широко использовать механизацию земляных работ. Объем земляных работ на один погонный метр траншеи с откосами значительно увеличивается. Кроме того, этот вид траншей требует немалой земельной полосы, учитывая большую их ширину поверху. При производстве работ в пределах автомобильных проездов, имеющих дорожное покрытие, раскопка траншей с откосами может оказаться экономически невыгодной из-за большого объема работ по разборке и восстановлению дорожных покрытий. Значительный объем вынутого грунта при небольших габаритах проезда создает затруднения для размещения его в отвале и может потребовать частичной временной вывозки грунта с обратной подвозкой для засыпки. Поэтому в стесненных городских условиях чаще всего применяют траншеи с отвесными стенками. Ширина откоса зависит от плотности грунта.

Смешанный тип траншей

Смешанный тип поперечного сечения траншей применяется при разработке грунта на большую глубину и при наличии грунтовых вод, уровень которых выше проектных отметок дна траншеи. В этом случае верхняя часть траншеи до уровня грунтовых вод роется с откосами, а нижняя часть в пределах грунтовых вод — с отвесными стенками. Этот вид траншей может оказаться целесообразным при наличии широких незамощенных проездов, свободных от подземных сооружений.

Ширина траншеи

Ширина траншеи принимается, исходя из условий минимального объема работ, в зависимости от диаметра прокладываемого трубопровода, глубины его заложения, геологических условий и принятого метода производства работ. Ширина по дну траншеи (без учета крепления) должна приниматься согласно техническим условиям. Наименьшая ширина траншей в свету между досками крепления, а также между основаниями откосов должна составлять не менее 0,7 м, а при механизированной разработке траншей — соответствовать размерам режущей кромки рабочего органа землеройной машины.

Глубина траншеи

Минимальная глубина заложения труб с учетом динамической нагрузки с поверхности земли (при перемещении транспорта) составляет приблизительно 1,0 м до верха трубы. При определении глубины заложения труб в первую очередь ориентируются на опыт эксплуатации водопровода. Обычно глубина заложения водопроводных сетей должна быть немного больше глубины промерзания грунта в данной местности.

Для ориентировочных расчетов глубину заложения водопроводных труб диаметром до 500 мм можно принимать:
Н = Нпр + 0,3 м,
где Нпр — глубина промерзания грунта в метрах.
Для северных районов РФ глубину заложения металлических труб принимают приблизительно 3-3,5 м; для средней полосы 2,5-3 м; для южных регионов — 1,25-1,3 м до низа трубы.

Обеспечение уклона траншей

Водопроводные и канализационные трубы укладывают с определенным уклоном, обозначенным в проекте на продольном профиле. Уклон напорным водопроводным трубопроводам придается таким, чтобы оставалась возможность их опорожнения. При правильном уклоне трубопровода становится невозможным скопление воздуха в его внутренних полостях. Канализационные трубопроводы являются самотечными, и уклон, с которым они укладываются, является очень важным фактором для их работы. От уклона зависит пропускная способность канализационного трубопровода и обеспечение его самоочищаемости, то есть предотвращение выпадания осадков из протекающей сточной жидкости. Особое значение имеет выполнение проектных уклонов для районов с плоским рельефом, где уклоны приходится проектировать весьма малые.

При неточном производстве работ могут иметь место участки с нулевым и даже с обратным уклонами, что создает большие затруднения в эксплуатации канализационной сети. Для обеспечения правильности уклонов прокладываемых трубопроводов большое значение имеет качественное выполнение работ по планировке дна траншеи по проектным отметкам. Для контроля уклона дна траншеи после окончания работы экскаватора на траншее устанавливают обноски. Обноска представляет собой доску толщиной 40-50 мм, врезанную и прочно пришитую к вкопанным по бокам траншеи столбикам. К обноске, с ее низовой стороны, прочно пришивается брусочек-полочка. Верхнюю грань этого брусочка устанавливают по уровню в строго горизонтальном положении. Обноски устраивают обычно над смотровыми колодцами, расстояние между которыми на канализационной сети обычно не превышает 50 м.

При прокладке коллекторов с малыми уклонами расстояние между обносками должно составлять не более 25-30 м. Зная отметку полки обноски и проектную отметку дна траншеи под обноской (из рабочего профиля), определяют величину h2, которая отмеряется от верхней грани полки. При этом получают проектную отметку дна траншеи под данной обноской. Между проектными точками под обносками через каждые 2-3 м при помощи визирок забивают колышки, верх которых находится на проектных отметках.

При разработке траншеи большую роль играет качество подготовки основания, на которое укладывают трубы. В системах водоснабжения трубопроводы укладывают на естественное или искусственное основание. Тип основания выбирают в зависимости от гидрогеологических условий, размеров и материала укладываемых труб, конструкции стыковых соединений, глубины укладки, транспортных нагрузок и местных условий. При естественном основании трубы укладывают на грунт ненарушенной структуры, обеспечивая поперечный и продольный профиль основания по проекту.

При этом по всей длине трубы должны плотно прилегать к основанию. Во избежание недопустимых просадок прочность основания должна быть достаточной для уравновешивания активных сил, то есть внешних нагрузок, действующих на трубу. При несущей способности грунтов менее 0,1 МПа (1 кгс/см2) необходимо устраивать искусственное основание. Для увеличения плотности грунтов оснований широко применяют метод уплотнения.

Несущая способность труб в значительной мере зависит от характера их опоры на основание. Так, трубы, уложенные в грунтовое ложе с углом охвата 120е, выдерживают нагрузку на 30-40% большую, чем трубы, уложенные на плоские основания. При укладке труб на искусственное основание с углом охвата 120е несущая способность труб повышается в 1,7 раза и более по сравнению с укладкой на плоское грунтовое основание. Таким образом нетрудно сделать вывод, что устройство основания является одним из главных факторов, обеспечивающих долговечность и надежность эксплуатации трубопроводов.

С увеличением диаметра трубопроводов это условие приобретает еще более важное значение, поскольку стоимость таких сооружений возрастает. Для создания искусственных оснований гравийно-щебеночного типа по дну траншеи рассыпают слой сухого щебня или гравия, выравнивают его, а после укладки труб подбивают пазухи щебнем или гравием, устраивая требуемое ложе по диаметру трубы. В процессе подготовки основания необходимо проверить соответствие проектным данным продольного и поперечного уклонов. Для этого выполняют нивелирование дна траншеи. Глубину и угол обхвата ложа необходимо проверять шаблоном.

Засыпка траншей

В зимний и весенний периоды засыпка нижней части траншеи на высоту 30-40 см производится немедленно после укладки труб. Засыпка нижней части траншеи на высоту не менее 0,5 м должна производиться исключительно талым грунтом с тщательным уплотнением пазух. Засыпка верхней части траншеи при расположении ее в пределах автомобильных переездов, имеющих дорожное покрытие, тоже должна производиться талым грунтом для предотвращения последующих осадок дорожного покрытия. При засыпке верхней части траншеи, проходящей по незамещенным проездам, допускается к укладке мерзлый грунт в количестве не более 15% от общего объема засыпки.

Перед засыпкой траншея должна быть очищена от снега. Важным моментом является засыпка нижней части траншеи, где уложен трубопровод. В процессе засыпки необходимо принимать меры для сохранения стыковых соединений, изоляции уложенных труб от повреждения сбрасываемым грунтом. Засыпка нижней части траншеи на высоту 0,25-0,30 м должна производиться вручную.

При мелких траншеях грунт сбрасывают сверху осторожно и не на сами трубы, а сбоку, в угол, чтобы удар приходился на стенки траншеи. При засыпке глубоких траншей для предохранения уложенных труб от повреждения камнями и комьями слежавшегося грунта на нижний ярус распорок укладываются доски, прикрывающие трубы.

Грунт для засыпки нижней части траншеи должен быть освобожден от камней, комьев и других примесей. Засыпка нижней части траншей должна производиться одновременно с двух сторон уложенного трубопровода слоями 0,15-0,20 м, так как односторонняя засыпка может сдвинуть трубопровод. Для уплотнения грунта в пазухах траншеи применяются деревянные либо пневматические трамбовки.

После засыпки и уплотнения грунта в пазухах траншеи дальнейшая засыпка на 0,25-0,30 м выше шелы-ги труб может производиться без уплотнения (за исключением случаев, когда срочно требуется восстановить полотно проезжей части дороги).

Механизация работ по засыпке траншей без уплотнения может быть осуществлена при помощи бульдозера или экскаватора. При прокладке трубопроводов по замощенным уличным проездам засыпка должна производиться послойно с тщательным уплотнением грунта для предотвращения последующих просадок дорожного покрытия. Горизонтальное крепление траншеи разбирается постепенно по мере засыпки грунта, начиная снизу.

Количество одновременно удаляемых досок по высоте не должно превышать трех, а в сыпучих или неустойчивых грунтах — одной. При разборке крепления сквозные стояки каждый раз отпиливают на ширину снимаемой Доски. Вертикальное и шпунтовое крепление извлекают после засыпки траншеи.

Земляные работы

1. виды земляных сооружений

2. Классификация и основные строительные свойства грунтов

При строительстве зданий и сооружений выполняются различные виды земляных работ: планировка площадки, рыхление твердых или мерзлых грунтов, заглубление фундаментов, обратная засыпка, устройство постоянных, временных и вспомогательных сооружений. На рис. 5.1, а, б, в — поперечные профили выемок; г, д — сечения подземных выработок; е, ж — профили насыпи; з, и — обратная засыпка.

Постоянными называют земляные сооружения, которые после строительства эксплуатируются: каналы, дороги и т. п. Временные сооружения после производства работ ликвидируются: котлованы под фундаменты, траншеи под трубопроводы и т.д. Кюветы, водоотводные канавы и т.п. являются вспомогательными земляными сооружениями.

Временные выемки шириной до 3 м и длиной, значительно превышающей ширину, называются траншеями. Выемку, длина которой не превышает десятикратной ширины, называют котлованом. Котлованы и траншеи имеют дно и боковые стенки или откосы. Временные выемки под транспортные магистрали, шахты, штольни и т.п. земляные сооружения, закрытые с поверхности, называются подземными выработками.

После устройства подземных сооружений и частей зданий грунт укладывают в пространство между боковой поверхностью сооружения и откосом котлована. Такую работу называют обратной засыпкой «пазух».

По трудоемкости выполнения земляные работы составляют до 20 % всей трудоемкости возведения здания, поэтому земляные работы всегда стремились механизировать. В настоящее время до 97 % объемов земляных работ в строительстве комплексно механизированы, однако при мелких рассредоточенных объемах работ, устройстве фундаментов в стесненных условиях, зачистке дна и откосов котлованов, устройстве дренажных канав в гористой местности еще применяется ручной труд. Поэтому основная задача при выполнении земляных работ — полностью исключить ручной труд.

Рис. 5.1. Виды земляных сооружений: / — поперечные профили выемок: а — траншея прямого профиля; б — котлован (траншея) трапецеидальной формы; в — профиль постоянной выемки; II — сечения подземных выработок: г — круглой; д — прямоугольной; III — профили насыпи: е — временной; ж — постоянной; IV— обратная засыпка: з — пазух котлована; и — траншеи; 1 — бровка откоса; 2 — откос; 3 — берма; 4 — основание откоса; 5 — дно выемки; 6 — банкет; 7 — нагорная канава

2. Классификация и основные строительные свойства грунтов

По своему строению грунты можно разделить на сцементированные (или скальные) и несцементированные.

Скальные грунты состоят из каменных горных пород, с трудом поддающихся разработке взрыванием или дроблением клиньями, отбойными молотками и т.п. Скелет несцементированных грунтов обычно состоит из песчаных, пылеватых и глинистых частиц, в зависимости от содержания которых грунты называются: песок, супесь (супесок), суглинок, глина (табл. 5.1).

В зависимости от содержания глинистых частиц глину называют тощей или жирной, в зависимости от трудоемкости разработки — легкой или тяжелой. Особо трудоемкая для разработки глина называется ломовой.

Параметры разрабатываемых траншей.

ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ

При строительстве трубопроводов земляные работы включают отрывку линейных траншей, обратную засыпку траншей и рекультивацию земель. 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.

Параметры разрабатываемых траншей.

Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливаются в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.

В соответствии со СНиП 2.05.06-85* глубина траншеи для трубопроводов диаметром менее 1000мм применяется не менее h_т=D_н+0,8м, для трубопроводов диаметром 1000мм и более – не менее h_т=D_н+1,0м. Ширина траншеи по дну для трубопроводов диаметром до 700мм принимается не менее В=D_н+0,3м, для трубопроводов диаметром 700мм и более – не менее В=1,5·D_н. Для трубопроводов диаметром 1200 и 1400мм при рытье траншей с откосами круче 1:0,5 ширину траншей по дну допускается уменьшать до В=D_н+0,5м.

Профиль траншеи в соответствии со СНиП 12-04-2002 может быть прямоугольным или трапецеидальным (рис.) Выбор профиля зависит от вида грунта, глубины траншеи, типа применяемых экскаваторов. Так, в суглинках и глинах при глубине траншеи до 1,5м допускается прямоугольный профиль с откосами 1:0, в остальных случаях крутизна откосов изменяется от 1:0,25 до 1:1,25. При отрывке траншеи роторным экскаватором с откосниками формируется комбинированный профиль траншеи.

Рис. Профили траншей:

а – с вертикальными откосами; б – комбинированная; в – с наклонными откосами.

Обеспечение устойчивости откосов крайне важно во всех случаях, когда работы выполняются в котловане или траншее с вертикальными стенками. При этом всегда возникает вопрос, до какой глубины можно сохранять вертикальный откос без применения ограждающих конструкций.

Критическая глубина траншеи, на которой удерживается вертикальный откос, определится в соответствии с теорией механики грунтов следующим выражением:

(1)

Из формулы (1) видно, что при C_гр=0 Z_кр=0. Следовательно, в мало связных грунтах, например, песчаных, котлованы и траншеи нужно (и можно) разрабатывать только с наклонными стенками или, если есть необходимость в вертикальном откосе, устанавливать крепления.

Примечания:

1. При напластовании различных видов грунта крутизну откосов назначают по наименее устойчивому виду от обрушения откоса.

2. К неслежавшимся насыпным относятся грунты с давностью отсыпки до двух лет – для песчаных; до пяти лет – для пылевато-глинистых грунтов.

Если же сцепление С_гр#0, но на поверхности грунта у бровки откоса имеется нагрузка q (например, работающий экскаватор), то в зависимости от значения С_гр предельное значение нагрузки q должно быть менее, чем

. (2)

При q=q_пр критическая высота вертикального откоса h_кр=0

При условии работающей вблизи открытой траншеи техники (см. рис.а) для определения критической глубины вертикального откоса можно использовать следующее выражение:

(3)

γ_ест – удельный вес грунта в естественном состоянии; С_гр – сцепление грунта; φ_гр – угол внутреннего трения грунта; а – расстояние от края вертикального откоса до гусеницы трубоукладчика; q – давление от гусениц трубоукладчика.

Согласно СНиП 12-03-2001 перемещение, установка и работа машины, транспортного средства вблизи выемок (котлованов, траншей, канав и т.п.) с неукреплёнными откосами разрешаются только за пределами призмы обрушения грунта на расстоянии, установленном организационно-технологической документацией.

При отсутствии соответствующих указаний в проекте производства работ минимальное расстояние по горизонтали от основания откоса выемки до ближайших опор машины допускается принимать по таблице.

Глубина траншеи при прокладке кабеля в земле

Подводя электричество к зданию, силовой кабель можно прокинуть по столбам либо проложить в грунте. Второй способ надёжнее, особенно в дачных кооперативах. Там часто нет охраны, кроме шлагбаума, и провода легко украсть. Поэтому лучше проложить их в грунт, рассчитав глубину траншеи под кабель.

Прокладка кабеля на приусадебном участке

Параметры кабельных траншей

При земляном способе протяжки силовых кабелей, для укладки надо нарезать траншеи. Снизу выстилается дренажный материал, а сверху засыпается мелкозернистым грунтом без камней и строительного мусора.

На какую глубину закладывают кабель

Глубина закладки зависит от мощности линии. Эти соотношения указаны в таблице:

Другие требования к прокладке электрического провода в земле

Есть иные правила, которые необходимо соблюдать при подземной прокладке кабеля.

• Одно из них –расстояние от кабеля до фундамента, которое в свету не должно быть менее 60 см.

Схема прокладки кабеля вдоль фундамента

• Следующее правило касается параллельной прокладки линий.

Расстояние между ними зависит от напряжения:

Принцип монтажа маслонаполненного кабеля

• В зоне зелёных насаждений кабель нужно прокладывать так, чтобы от него до стволов деревьев было не меньше двух метров.

По согласованию с владельцем насаждений расстояние можно уменьшить только укладкой подкопом, в защитных трубах. По отношению к кустарникам достаточно соблюсти 75 см.

Расстояние до зелёных насаждений

• Линии до 35 кВ должны пролегать не ближе 1 м до канализационных (в том числе дренажных), водопроводных труб.
• В случае с газопроводами это зависит от давления в трубах. Граница – 0,588 МПа: до этого значения выдерживается 1 м, выше – 2 м.

Варианты прокладки рядом с теплопроводом

• Когда электрическая трасса параллельна теплопроводу, расстояние между внешними стенками не должно быть меньше 2 метров. Теплоизоляция второго должна быть такой, чтобы температура прогретой земли не превышала 10 градусов для низковольтных линий, и 5 для высоковольтных.
• Если закладка делается параллельно с автодорогой или проездом, траншею роют с внешней стороны кювета или подошвы насыпной подушки на расстоянии 1 м. При наличии бордюрного камня, оно увеличивается до 1,5 м.

Условия защиты кабельной трассы

На всём протяжении траншеи кабель должен быть защищен от механических повреждений:

1. Сверху, внутри траншеи — ж/б плитами, если напряжение более 35 кВ.
2. Сверху, внутри траншеи — один слой полнотелого глиняного кирпича поперёк кабельной трассы (кирпич силикатный использовать нельзя) – при напряжении 20-35 кВ.
3. Сбоку, вдоль трассы – если траншею рыли узкой фрезой (250 мм и меньше).
4. Можно не защищать (за исключением городских сетей), если минимальная глубина заложения составит 1 метр, а мощность меньше 20 кВ.
5. Низковольтные кабели (менее 1 кВ) защищают только там, где вероятнее могут производить раскопки.

Схема укладки кабеля в готовую траншею

сигнальной лентой;

гофротрубой.

• места пересечения электролиний с трубопроводами;
• участки 2х2 м над кабельными муфтами;
• подходы к подстанциям в радиусе 5 м.

Если используется сигнальная лента, то укладывают ее на 25 см выше покрова кабеля. Если кабель один, ленту укладывают вдоль оси.

В остальных случаях края должны захватывать пространство не меньше 5 см в стороны от крайних кабелей.

Процесс подземной прокладки кабеля

Работы начинают так же, как и строительство здания – с расчистки и разметки территории. Разбивку осей траншей делают в соответствии с чертежами, отмечая линии вехами или колышками через каждые 50 м.

При разбивке трассы идет поиск заложенных ранее сооружений, на которые нет технической документации. Делается это с помощью шурфования грунта и кабелеискателями.

Особенности разбивки

Проще при разбивке любого объекта использовать постоянные ориентиры вроде существующих сооружений: столбы ЛЭП, дороги, здания, колодцы.

Если их нет, привязку делают так:

1. Копают два котлована для установки смотровых колодцев.
2. По центру одного из них ставят трёхметровую веху с красным флажком.
3. Через 40 или 50 м (чтобы они оставались в поле зрения) устанавливают ещё одну веху.
4. Вехи соединяют линией, на которой ставят ещё одну, промежуточную.

Пример разметки вехами

Колышки обозначают ось трассы. От неё в обе стороны откладывается расстояние, равное половине ширины траншеи, и натягивается шнур вдоль одного из краёв.

Если есть постоянный ориентир, разбивку можно делать без визуализации вехами. Отмерив от ориентира нужное расстояние, просто размечают двумя параллельными линиями границы траншеи краской или отбойным шнуром.

Как готовят траншею

Вручную копают только при малых объёмах работ, а также при доводке траншеи до проектных габаритов. В остальных случаях копка механизирована траншеекопателями либо экскаваторами.

При ручной разработке грунта траншею роют так, чтобы стенки были слегка наклонными. Это предохраняет их от осыпания. Ширина верхней части зависит от глубины и угла наклона стенок.

Размер траншеи в сечении

Поверхность грунта перед рытьём зачищают, с неё удаляют посторонние предметы, камни и строительный мусор. Землю сбрасывают вдоль одной бровки траншеи, в 30 см от края. Крупные включения складывают дальше – в 100 см.

Дно выработки должно быть ровным, а перед раскаткой кабеля его засыпают слоем песка примерно на 10 см. Поверх него идёт ещё одна постель – из рыхлой земли.