Главная >
Архив статей нашей рассылки >
Выпуск №15. Статья №2.
Бестраншейные способы прокладки труб
-
-
-
|
Прокладка рабочее трубопровода
в футляре
|
Рабочий трубопровод, размещенный в футляре на участке подземного
перехода, является наиболее ответственным участком водовода, и
поэтому к нему предъявляются повышенные требования, как в отношении
прочности, так и надежности.
Для него применяют стальные трубы с толщиной стенки на 15-25 % больше
толщины стенки основного трубопровода. Монтаж и сварку рабочего трубопровода
выполняют чаще всего непосредственно на месте устройства перехода,
из одиночных труб или плетей длиной до 36 м.
После испытания и устранения дефектов на него наносят слой антикоррозионной
изоляции, для предохранения которой от механических повреждений при
прокладке трубопровода его в пределах футляра футеруют деревянными
рейками.
Укладку рабочего трубопровода в футляре осуществляют способами
проталкивания и протаскивания.
Проталкивание применяют при устройстве переходов из труб диаметром
до 1020 мм.
Для проталкивания труб используют краны-трубоукладчики
грузоподъемностью 12-35 т. Перед проталкиванием на дне котлована делают
направляющую дорожку из шпал, уголков и рельсов, на которую после
смазки солидолом укладывают трубопровод. Далее на торце футляра крепят
оттяжной ролик (блок), через который пропускают тяговый канат с крюком
на конце. Крюк заводят за стенку рабочего трубопровода, а второй конец
каната зацепляют за крюк крана-трубоукладчика. В процессе подъема
крюка канат натягивается и посредством системы запасовки его через
ролик проталкивает рабочий трубопровод в футляр.
Протаскивание рабочего трубопровода применяют при устройстве
переходов из труб диаметром 1220 мм и более. При этом используют тракторы,
краны-трубоукладчики или приводные и ручные лебедки грузоподъемностью
3-5 т. Перед началом протаскивания трубопровода, как и при проталкивании,
устраивают направляющую дорожку и ее смазывают солидолом. Тяговый
трос крепят за специальный наконечник или скобу, приваренные к переднему
концу трубопровода. Коней троса протягивают через оттяжной блок, закрепленный
в котловане со стороны расположения тяговых механизмов, и начинают
протаскиваиие. После прокладки рабочего трубопровода в футляре монтируют
сальники, устраивают колодцы и выполняют другие работы, предусмотренные
проектом.
|
Щитовая проходка тоннелей и коллекторов
|
Щитовая проходка, применяемая при устройстве коллекторов
и тоннелей, предусматривает разработку грунта под прикрытием щита
и закрепление коллектора или тоннеля сборными чугунными, железобетонными
тюбингами или монолитным бетоном, а также керамическими блоками.
Щитовую проходку ведут обычно с помощью проходческого шита, изготовленного
в виде металлической оболочки, диаметр которой равен наружному диаметру
сооружаемого тоннеля.
Конструкции применяемых проходческих
щитов.
Щит состоит из трех основных частей:
- передней — режущей клиновидой формы с козырьком или без
него;
- средней — опорной, где размещаются домкраты;
- задней — хвостовой.
Щит вдавливается в грунт гидравлическими домкратами, а грунт перед
щитом разрабатывают ручным или механическим способом. Сооружение
обделки (стенок) коллектора выполняют в хвостовой части щита.
Для щитовой проходки применяют проходческие щиты нескольких видов
с наружным диаметром 2-5 м, которые в зависимости от способа разработки
грунта в забое и его транспортировки подразделяются на механизированные,
частично-механизированные и немеханизированные.
Механизированные щиты более производительны,
но сложнее в эксплуатации, а немеханизированные отличаются
простотой в управлении и широко применяются при проходке коллекторов
диаметром до 2,5 м.
Немеханизированные проходческие щиты
конструктивно в основном одинаковы, хотя и бывают нескольких разновидностей
— с открытой и закрытой головной частью, жесткими решетками и горизонтальными
полками. В щите с открытой головной частью диаметром 2 м для срезания
грунта и внедрения щита режущая часть оснащена козырьком с клиновидным
ножом. Щит периодически продвигается вперед с помощью гидравлических
домкратов, расположенных по периметру щита и упирающихся своими
штоками в ранее уложенные элементы тоннельной обделки. Опорная часть,
расположенная посредине шита, обеспечивает ему необходимую прочность
и жесткость, а под защитой хвостовой части монтируют одно-два кольца
сборной или сооружают определенный участок монолитной обделки коллектора.
Скорость проходки тоннелей немеханизированными шитами в зависимости
от диаметра выработки, категории грунта, числа и типа домкратов,
мощности насосной установки колеблется от 0,8 до 1,2 м/смен.
Механизированные щиты имеют механизмы для разработки грунта,
укладки блоков и выдачи разработанного грунта на погрузочные средства.
Рабочие органы щитов могут быть, например, роторными, штанговыми,
экскаваторными, гидромеханическими. Чаще применяют щиты с роторными
и экскаваторными рабочими органами. В щите с роторным рабочим органом
в результате его вращения грунт, разрушенный резцами, непрерывно
подхватывается спиральными лопатками и через приемное окно поступает
на ленточный конвейер, а затем в тележки со съемными кузовами. Рабочий
орган с помощью гидравлических домкратов выдвигается вперед на расстояние
до 1 м независимо от движения щита и одновременно с перемещением
конвейера-перегружателя. После разработки забоя на длину одного
кольца обделки рабочий орган отводят назад, щит продвигают вперед
и в хвостовой части с помощью бетоно- или блокоукладчика укладывают
очередное кольцо обделки. Выдача грунта на поверхность и подача
материалов (элементов сборной обделки, цемента и др.) к щиту производятся
средствами горизонтального внутреннего (двухосные тележки со съемными
кузовами, вагонетки, тележки-бл око - возки, электрокары) и вертикального
(клетьевые подъемники, стреловые краны и т.д.) транспорта. Механизированный
щит с экскаваторным рабочим органом разрабатывает грунт по принципу
обратной лопаты. Грунт из ковша выгружается на ленточный конвейер
и затем в тележки внутритоннельного транспорта. Такой шит диаметром
2 м передвигается 16 гидравлическими домкратами грузоподъемностью
по 125 т каждый.
Для проходки тоннелей и коллекторов диаметром 1,8-3,55 м применяют
также механизированные щитовые комплексы типа КЩ диаметром 2,1-4
м.
 |
|
Рис.1, а. Организация стройплощадки.
|
 |
 |
|
Рис.1, б, г, д, е.
|
 |
|
Рис.1,в.
|
Рис.1. Схемы организации площадки при щитовой проходке
тоннеля (коллектора) и щитопроходческих работах:
а — организация стройплощадки ;
6 — проходка немеханизированным щитом с ручной разработкой
грунта ;
в — проходка коллектора диаметром 4,1 м механизированным щитовым
комплексом с обделкой из монолитного пресс - бетона ;
г — монтаж обделки коллектора ;
д — трапециевидные блоки ;
е — железобетонные тюбинги ;
1 — отвал грунта ;
2 — складирование тюбингов ;
3 — растворосмеси - тель ;
4 — бак для воды ;
5 — емкость для цемента ;
6 — рабочее место крановщика ;
7 — кран ;
8 — место сигнальщика ;
9 — табличка с перечнем установленных сигналов ;
10 — компрессор ;
11 — доска замера газа ;
12 — пункт электропитания ;
13 — вентиляционная установка ;
14 — немеханизированный щит ;
15 — вагонетка с бадьями ;
16 — электровоз ;
17 — рельсовый путь ;
18 — насосная установка для откачки воды ;
19 — шахта ;
20 — приямок ;
21 — камера ;
22 — механизированный щит ;
23 — секция опалубки ;
24 — механизм перемещения опалубки ;
25 — цистерна ;
26 — транспортер выдачи грунта ;
27 — вагонетки бункерного типа для загрузки с транспортера
;
28 — бетонопровод ;
29 — механизм передвижения платформы ;
30 — транспортерный мост ;
31 — блоки обделки ;
32 — замковый блок.
Щитопроходческие работы выполняют обычно в три стадии.
На первой (подготовительной) устраивают монтажную или начальную
шахту для опускания щита в забой, подводят электроэнергию, устраивают
вентиляцию и т.п. Прокладывают также пути для откатки грунта, оборудуют
шахтный двор, т. е. стройплощадку (рис. 1, а). В начальной шахте устраивают
свайный упор и монтируют на проектной отметке проходческий щит.
На второй стадии начинают проходку - передвижку щита, включающую
разработку грунта в забое, продвижение щита, монтаж блочной или возведение
монолитной обделки.
На третьей стадии, если тоннель используется как самотечный трубопровод
(канализационный коллектор), внутри него устраивают лоток.
Введение щита в забой. Щит в шахту опускают стреловым краном
и затем внизу устанавливают его в направлении проходки. Непосредственно
в забой щит вводят с помощью гидравлических домкратов, упираемых в
специально устроенную временную опору (упор). В стене шахты в месте
забоя оставляют круглое отверстие диаметром, на 100 мм превышающим
диаметр щита, необходимое для ввода щита в забой. По мере разработки
грунта и продвижения шита устанавливают блочную обделку по всему периметру
коллектора. Когда щит полностью войдет в грунт и будет пройдено первых
10-12 м коллектора, разбирают упор, снимают рамы и распорки. Затем
в основной монтажной или промежуточной шахте оборудуют бадьевое отделение
для подъема вагонеток или их кузовов с грунтом, а также подачи необходимых
материалов для щитопроходческих работ, для чего над бадьевым отделением
устанавливают стреловой кран.
Встречающиеся при щитовой проходке разнообразные гидрогеологические
условия усложняют производство работ, однако в настоящее время разработано
оборудование и имеются способы, позволяющие осуществлять проходку
практически в любых грунтовых условиях. В устойчивых грунтах применяют
механизированные щитовые комплексы типа КЩ с наружным диаметром щитов
1,2; 2,6; 3,2 и 4 м. В твердых грунтах, когда невозможно использовать
комплексы КЩ, проходку ведут немеханизированными щитами с ручной разработкой
грунта (рис. 1, б). Для разработки крепких пород применяют отбойные
молотки либо взрывной метод.
Проходка коллектора включает в себя ряд процессов, в том числе: разработку
пород в забое, передвижку щита, транспортировку материалов, устройство
блочной или монолитной обделки тоннеля, инъекти- рование стыков, вспомогательные
работы по устройству откаточных путей и прокладке коммуникаций. Ведущим
процессом является разработка породы в забое, так как от нее зависит
темп проходки. Трудоемкость проходческих работ в значительной степени
зависит от типа применяемого щита, так как ручная разработка породы
в забое при немеханизированных щитах отличается повышенной трудоемкостью.
Поэтому всегда, когда позволяют грунтовые условия, следует применять
механизированные щитовые комплексы (рис. 1, в). Разработку мягких
пород грунта ведут под защитой козырька и режущей части щита. Грунт
в забое не добирают до конца щита на 10-15 см. Глубина разработки
породы зависит от характера грунтов, условий трассы коллектора, диаметра
и конструкции щита, но обычно разработку ведут на ширину одного кольца
обделки.
В связи с подвижностью грунта и необходимостью сохранности расположенных
над коллектором зданий и сооружений производят крепление лба забоя
(рис. 1, в). Разработку грунта ведут сверху вниз и поэтому сначала
крепление с верхней части забоя снимают, но после разработки грунта
на необходимую глубину лоб забоя снова укрепляют. Затем снимают крепление
в нижней части забоя и разрабатывают здесь грунт с последующим закреплением.
При передвижке шита лоб забоя крепят на всю высоту. Таким же способом
ведут разработку забоя в сыпучих песках.
В водонасыщенных и слабых грунтах щитопроходческие работы значительно
осложняются. В грунтах с умеренным притоком грунтовых вод проходку
ведут с перекрытием лба забоя или, как говорят "с закрытой грудью".
При этом лоб забоя частично или полностью перекрывают шандорами (стальными
щитами), установленными на болтах с внутренней стороны ножевого кольца.
Однако лучше всего борьбу с грунтовыми водами при щитовой проходке
вести способом искусственного осушения забоя легкими или эжекторными
иглофильтрами или погружными насосами в скважинах.
В тех случаях, когда из-за чрезмерно малой величины коэффициента фильтрации
грунтов применить водопонизительные установки не представляется возможным,
или по другим причинам применяют способы разработки грунта в забое
под защитой сжатого воздуха (кессонным способом) или путем замораживания
забоя. При кессонном способе проходки грунтовая вода отжимается
избыточным давлением воздуха, для чего коллектор разделяется на зону
повышенного и нормального давления с помощью воздухонепроницаемых
перегородок и шлюзов, необходимых для прохода людей и транспортировки
материалов и породы.
Обделку тоннелей (коллекторов) устраивают из сборных элементов
(блоков или тюбингов) (рис. 1, д, е), а также монолитного бетона и
железобетона. Обделка из тюбингов, устанавливаемых без связей, наиболее
экономична. Работы по устройству обделки тоннеля начинают с укладки
лотковых блоков, а затем по обе стороны монтируют боковые блоки и
в заключение устанавливают замковый блок (см. рис. 1, г). Блоки можно
укладывать с постепенным убиранием штоков домкратов и освобождением
места для блока нового кольца или с одновременной уборкой штоков всех
домкратов. Каждый блок после укладки обжимают домкратами. При укладке
кольца из 1 трапециевидных блоков некоторых из них не доводят на всю
длину, что облегчает сборку, а после установки замкового блока их
дожимают домкратами вместе с замковым блоком, и далее они служат опорами
домкратов при передвижении щита. В щитах диаметром 3,6 м бло- коукладчик
прикреплен непосредственно к шиту. Укладку тюбингов ведут снизу в
обе стороны вверх до замка. В каждом кольце тюбинги укладывают со
сдвижкой на два отверстия во избежание сквозных продольных швов. Чтобы
кольцо имело правильную форму, между тюбингами и оболочкой щита укладывают
дубовые клинья, убираемые после установки замкового тюбинга. При передвижении
щита происходит обжатие тюбинговой обделки, после чего швы между тюбингами
зачеканивают раствором на расширяющемся цементе.
Устройство обделки из монолитного бетона, особенно из пресс-бетона,
используют все шире. Для получения монолитно-прессованной обделки
из пресс-бетона в хвостовой части шита устанавливают опалубку, за
которую нагнетают бетон. Принцип работы щитового механизированного
комплекса при этом основан на сочетании вдавливания в забой головной
части шита и одновременного прессования бетонной смеси в его хвостовой
части (см. рис. 1, в). Проходческий комплекс состоит из шита (применяются
шиты для проходки монолитной обделки диаметрами 2,1; 2,6; 3,6 и 4,1
м), металлической опалубки, механизма для перестановки опалубки, транспортерного
моста, передвижной платформы с транспортером, бетоноводом и пневмопо-датчиками.
Бетон подают в запалубное пространство через устройство в прессующем
кольце по бетоноводу от пневмоподатчиков. Вначале между стенками опалубки
и шита происходит предварительное уплотнение бетона, а затем при передвижке
шита с отсоединением бетоновода от прессующего кольца — окончательная
перепрессовка бетонной смеси с передачей усилия на породу. Этот способ
позволяет сразу же получить готовую обделку коллектора с гладкой водонепроницаемой
поверхностью, не требующей отделки, в то время как для сборной обделки
необходимо проведение дополнительных отделочных работ.
Прокладка трубопроводов в тоннелях щитовой проходки.
Когда щитовую проходку используют для устройства переходов, в них
прокладывают самотечные и напорные трубопроводы различных диаметров.
Керамические и бетонные трубы укладывают в тоннеле на основание из
тощего бетона. Чугунные и стальные трубопроводы в тоннеле укладывают
методом наращивания. Трубы по тоннелю перемещают на специальных тележках.
|
Основные требования охраны труда при бестраншейной прокладке трубопроводов.
|
При продавливании труб, железобетонных колец и других элементов
с ручной разработкой грунта пребывание рабочих внутри трубопровода
(коллектора) допускается (согласно СНиПу), если их диаметр не менее
1200 мм и длина не более 40 м при длительности непрерывного пребывания
рабочего внутри трубопровода не более 1 ч с интервалами между циклами
работы не менее 30 мин.
Трубопровод протяженностью более 10 м необходимо проветривать
системой принудительной вентиляции.
Продавливание труб с ручной разработкой грунта допускается только
при условиях, исключающих прорыв в забой воды, газов, сточных вод
и при обеспечении с рабочими двусторонней связи. Разработку грунта
внутри трубы допускается вести только при заполнении конца трубы
грунтом не менее чем на длину ножа, за пределами его разрабатывать
грунт вручную запрещается.
Для освещения места работы и сигнализации в подземных выработках
допускается применять сети напряжением не более 36 В, а в стесненных
и влажных условиях - не более 12 В.
При продавливании труб и других элементов рабочим запрещается
находиться вблизи нажимных патрубков.
При щитовой проходе тоннелей (коллекторов) смонтированный
щит, его механизмы и приспособления разрешается вводить в действие
лишь после их приемки по акту. Грунт разрабатывать следует только
в пределах козырька щита. Нельзя передвигать щит на расстояние,
превышающее ширину кольца обделки. В неустойчивых, слабых грунтах
лоб забоя следует крепить временной крепью, а в сыпучих грунтах
надо применять, как правило, щиты с горизонтальными полками, число
которых принимают исходя из условий обеспечения устойчивости откоса
грунта. Передвигать щит разрешается только в присутствии сменного
мастера или производителя работ, не допуская при этом пребывания
людей вблизи забоя. Не допускается применять в одних и тех же
выработках ручную и механизированную откатку. При ручной откатке
на передней стене вагонетки должен быть установлен световой сигнал.
При проходке шахт и тоннелей (коллекторов) должна быть устроена
вентиляция.
Кольца обделки тоннеля следует собирать последовательно с обеих
сторон по одному блоку (элементу). Укладывать каждый последующий
блок разрешается только после надежного закрепления предыдущего.
Все электрические установки и пусковая электроаппаратура на механизмах
и приспособлениях должны быть ограждены и надежно заземлены.
По материалам сайта "SBH COTPAHC"
Источник: Б.Ф. Белецкий, "Технология и механизация строительного производства" 2003
|
Запчасти
Металлоконструкции
Техника
