Технологии строительства дюкеров
Дюкеры используются при строительстве переходов магистральных газонефтепроводов совместно с таким оборудованием для протягивания, как лебёдки тяговые моделей ЛТ302, ЛТ303, ЛП152 и ЛС1001. Основные требования к строительству подводных переходов заключаются в следующем:
дюкеры прокладывают перпендикулярно оси водного потока в две нитки из стальных труб диаметром не менее 150 мм каждая с усиленной антикоррозионной изоляцией, защищенной футеровкой; в местах перехода оба берега укрепляют наброской из камня или плитами из сборного железобетона; угол наклона восходящих частей дюкера должен быть не более 20° к горизонту, а расстояние между нитками в свету — 0,7—1,5 м в зависимости от давления; расстояние по вертикали от возможного размыва дна реки до верха трубы должно составлять не менее 1 м; строительство дюкеров через реки, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения и рыбохозяйственных целей согласовывают с органами санитарно-эпидемиологической службы и охраны рыбных запасов, а через судоходные реки — дополнительно с Министерством речного флота; на границах переходов, определяемых горизонтом высоких вод, устраивают колодцы и переключения с задвижками, а на сетях канализаций, во входных и выходных камерах, равно как и на аварийном выпуске, устанавливают затворы; аварийные выпуски сооружают по согласованию с органами СЭС, охраны рыбных запасов и регулирования использования и охраны вод; отметку планировки у камер перехода берут на 0,5 м выше уровня высоких вод обеспеченностью 3 %; уложенные переходы обследуют водолазы и на основе полученных данных поставляют исполнительную техническую документацию; дюкеры строят согласно ППР, согласованному с органами Министерства речного флота, СЭС и охраны рыбных запасов.
46. Назначение и виды изоляционных работ.
Для защиты трубопроводов, оборудования и строительных конструкций в процессе эксплу атации от воздействия окружающей среды, для снижения потерь теплоты через их поверхности и препятствию распространения тепла, для улуч шения санитарно-гигиенических условий в помещениях, трубопроводы, оборудование и строительные конструкции необходимо подве ргать специальной защите, или изоляции. Сущес твуют следующие виды изоляционных работ :
— гидроизоляционные для защиты поверхн остей зданий, трубопроводов, оборудования от воздействия и проникновения влаги; предуп реждения утечки воды и т. п., наносятся гидрофо бные (водоотталкивающие) покрытия на конст руктивные элементы; — противокоррозионые, для защиты металлических поверхностей от разли чных видов коррозии; —теплоизоляционные, для уменьшения потерь и распространения теплоты через стенки трубопроводов, зданий, оборудов ания; для предотвращения распространения тепла (ТЭЦ от котлов); — звукоизоляционные, для предотвращения распространения звуковых волн, т. е. механического и аэродинамического шума.
47. Виды и порядок испытания.При отсутствии в проекте указаний о способе испытания напорные трубопроводы подлежат испытанию на прочность и герметичность гидравлическим способом. Исп тание напорных трубопроводов всех классов должно осуществляться, как правило, в два этапа:
предварительное испытание на прочность и герметичность, выполняемое после засыпки пазух с подбивкой грунта на половину диаметра н присыпкой труб в соответствии! с требованиями СНнП 3.05-04-85, с оставленными открытыми для осмотра стыковыми соединениями; это испытание допускается выполнять без участия предста вителей заказчика и эксплуатирующей организа ции с составлением акта, утверждаемого главным инженером строительной организации; прие мочное (окончательное) испытание на прочность и герметичность надлежит выполнять после полной засыпки трубопровода при участии представит елей заказчика и эксплуатирующей организации с составлением акта о результатах испытания по форме обязательного приложения 1 к СНиП 3.05.04-85. Оба этапа испытания должны выполняться до установки гидрантов, вантузов, предохранительных и противовакуумных клапанов, вместо которых на время испытания следует устанавливать фланцевые заглушки. Трубопроводы из стальных, чугунных, железо бетонных н асбестоцементных труб, независимо от способа испытания, при длине 1 км следует испытывать за одни прием, а при большей длине — участками длиной не более 1 км. Самотечные трубопроводы (канализационные, ливневые) испытывают гидростатическим давлением столба воды, заливаемой в трубопровод на данном учас тке до верха смотрового колодца. Пневматическое испытание и продувку сжатым воздухом примен яют при строительстве газо-, нефтепро водов и водоводов. Этот вид испытания по сравнению с гидравлическим имеет ряд преим уществ, особе нно в зимних условиях, в безводных районах и для труб больших диаметров. Протяжен ность подле жащего испытанию трубопровода определяют в соответствии с пусковыми схемами. На первом этапе давлением воздуха испытывают отдельные участки трубопровода, обмыливая стыки для выявления дефектов в монтажных швах. Второй этап — испытание на прочность уложенного, заизолированного и засыпанного в траншеях трубопровода. Окончательное испыт ание — на плотность — осуществляют давлением воздуха в присутствии заказчика.
48. Гидравлические испытания напорных труб-в. 1. Предварительное и приемочное гидравли ческие испытания напорного трубопровода на прочность и герметичность следует проводить в следующем порядке. При проведении испытания на прочность: повысить давление в трубопроводе до испытательного Ри и путем подкачки воды поддерживать его в течение не менее 10 мин снизить испытательное давление до внутреннего расчетного давления Рр и, поддерживая его путем подкачивания воды, произвести осмотр трубопро вода с целью выявления дефектов на нем в течен ие времени, необходимого для выполнения этого осмотра; в случае выявления дефектов устранить их и произвести повторное испытание трубопро вода. После окончания испытания трубопровода на прочность приступить к испытанию его на герметичность, для этого необходимо: давление в трубопроводе повысить до величины испытател ьного давления на герметичность Рг; зафиксиров ать время начала испытания Тн и замерить началь ный уровень воды в мерном бачке hн; произвести наблюдение за падением давления в трубопроводе
2. Заполнение трубопровода дополнительным объемом воды при испытании на герметичность требуется для замещения воздуха, вышедшего через непроницаемые для воды неплотности в соединениях; заполнения объемов трубопровода, возникших при незначительных угловых дефор мациях труб в стыковых соединениях, подвижках резиновых уплотнителей в этих соединениях исме щениях торцевых заглушек; дополнительного зама чивания под испытательным давлением стенок асбесто-цементных и железобетонных труб, а также для восполнения возможных скрытых просачиваний воды в местах, недоступных для осмотра трубопровода.
49. Технология «стена в грунте» применяется при возведении заглубленных сооружений в услов иях городской застройки: подпорные стенки, противо-фильтрационные завесы, тоннели мелк ого заложения, котлованы, подземные гаражи, пешеходные переходы, ёмкости для хранения жидкостей и др.). Сущность технологии: в грунте устраиваются выемки и траншеи различной конфигурации в плане, которые заполняются ограждающими конструкциями из монолитного или сборного железобетона; внутреннее земляное ядро разрабатывается землеройными машинами, после чего выполняются основные проектные конструкции. Конструктивно технология «стена в грунте» разделяется на два вида: свайный и траншейный. Свайный – ограждающая констру кция образуется из сплошного ряда вертикальных буронабивных свай. Траншейный способ предусматривает разработку узких траншей специальной землеройной техникой (многоковш овыми экскаваторами, грейфером и др.) с последу ющим армированием и бетонированием траншей. При этом способе может применятся вертикальная установка (монтаж) в траншеи сборных железо бетонных плит. В зависимости от свойств грунта и его влажности применяют два метода возв едения «стен в грунте». Сухой – применяется в сухих, маловлажных грунтах, без применения глинистых растворов. Очерёдность производства работ:1. Разбивка участка на захватки (по произв одительности землеройного оборудования) – 3…6м длиной. 2. Разработка грунта с устройством форшахты (укрепление верха траншеи). 3.Запо лнение выемки проектным материалом (бурона бивные сваи, сборные железобетонные элементы, монолитный бетон с армированием).
Устройство и расчет дюкеров
Дюкеры устраиваются при пересечении водоотводящей сети с реками, оврагами, суходолами, с автомобильными и железными дорогами, расположенными в выемках и т.п.
Схема устройства дюкера через реку приведена на рис.22.
| Рис.22 | Схема устройства дюкера через реку: 1-шиберы; 2-задвижки |
Дюкер – это напорный трубопровод, он работает полным сечением ( 
= 1). Дюкер состоит из верхней (ВДК) и нижней (НДК) дюкерных камер и не менее двух (n ≥ 2) ниток трубопроводов между ними (все нитки труб должны быть рабочими). Трубопроводы дюкера устраивают из стальных труб с усиленной антикоррозийной изоляцией, диаметром не менее 150 мм (d ≥ 150 мм). Скорость движения воды в трубах дюкера должна быть не менее 1м/с (vд ≥ 1м/с). Из рис.22 видно, что трубопроводы дюкера имеют нисходящий, средний и восходящий участки; угол подъема восходящего участка дюкера β должен быть не более 20 о (β ≤ 20 о ). Глубина заложения подводной части дюкера от дна реки до верха трубы должна быть не менее 0,5 м, а в пределах фарватера судоходных рек – не менее 1 м. Расстояние между трубами дюкера в плане должно быть не менее 0,7 – 1,5 м (в зависимости от напора в дюкере и др.особенностей устройства дюкера).
ВДК состоит из двух отделений – мокрого и сухого, отделенных друг от друга водонепроницаемой перегородкой. В мокром отделении ВДК подходящий к ней самотечный трубопровод заменен открытыми лотками, в конце которых перед трубами дюкера установлены плоские затворы – шиберы; в сухом отделении ВДК на трубах дюкера установлены задвижки.
НДК состоит из одного отделения, в котором трубы дюкера заменены открытыми лотками, в начале которых (за трубами дюкера) установлены плоские затворы – шиберы.
Задвижки и шиберы в камерах дюкера нужны для отключения труб дюкера в случае выхода их из строя.
По согласованию с органами, осуществляющими контроль за охраной и использованием водоемов, на дюкерах могут быть устроены аварийные выпуски в водоем; они могут прокладываться либо из ВДК, либо из ближайшего колодца перед ней.
Расчет дюкера производят на пропуск расчетного (максимально секундного) расхода сточных вод, притекающих к ВДК- qрасч.
Расчет ведут в следующей последовательности:
1) назначают число ниток труб дюкера n ≥ 2, все нитки рабочие;
лишь при небольших расходах допускается устройство дюкера с одной рабочей и одной резервной трубами.
2) определяют расход, проходящий по одной нитке дюкера, q, по формуле:
q 
(2.37)
3) по найденному расходу q с помощью расчетных таблиц [4.3] подбирают диаметр труб дюкера d ≥ 150 мм, определяют скорость движения воды в трубе vд ≥ 1 м/с и гидравлический уклон i, т.е. потери напора на 1 м длины трубы дюкера.
Если расход q мал и при нем не удается обеспечить скорость vд ≥ 1 м/с при d = 150 мм, то одну из ниток труб дюкера принимают резервной.
4) определяют потери напора Н в дюкере. Так как дюкер – короткий трубопровод, то потери напора в нем Н определяют не только с учетом потерь по длине труб, но и потерь на местные сопротивления, по формуле:
Н = hl + ∑hместн = il + ∑ξ 
, (2.38)
где hl – потери напора по длине, м; определяются по формуле:
где l − длина труб дюкера (см.рис.22), м;
∑hместн = ∑ξ ;
где ξ − коэффициент местных сопротивлений.
Сумма потерь на местные сопротивления складывается из потерь на входе воды в трубу дюкера hвх, потерь напора на поворотах труб дюкера hпов (2 поворота с углом α и 2 с углом β (см.рис.22) и потерь напора на выходе из труб дюкера hвых, т.е.
Величину местных потерь напора определяют по формулам:
hвх = ∑ξвх ; где ξвх = 0,5;
∑hпов = ∑ξпов = 2ξ90 
;
hвых = ξвых 
, где ξвых = 1, а v1 − скорость в трубопроводе за дюкером; м/с.
Значения коэффициентов местных сопротивлений на повороте 90 о – ξ90 приведено в таблице 2.5 в зависимости от диаметра трубы d
| d, мм | ||||||||
| ξ90 | 0,37 | 0,385 | 0,4 | 0,45 | 0,45 | 0,42 | 0,42 | 0,46 |
5) найдя потери напора в дюкере Н, определяют отметку поверхности воды в НДК – z2 по формуле:
где z1 − отметка уровня воды в трубопроводе при подходе к ВДК, м;
принимается по результатам гидравлического расчета
Далее проверяют работу дюкера в условиях аварии на одной из его труб. В этом случае расход, проходящий по одной нитке дюкера, qав, определяют по формуле:
qав = 
(2.40)
Найдя Нав, определяют отметку уровня воды в ВДК в условиях аварии, по формуле:
Далее проверяют, не произойдет ли в этом случае излив воды из ВДК на поверхность или подтопление трубопроводов, расположенных выше ВДК, что недопустимо; в случае, если это условие не соблюдается, пересчитывают дюкер, принимая одну из его ниток резервной, или увеличивая (если это возможно по допустимым скоростям) диаметр труб дюкера.