Параметры типового сечения траншеи определяются по четырем условиям:

v    по коэффициенту заложения откосов, m = 0,67;

v    по глубине траншеи, Нтр = 2,0 м;

v    по ширине траншеи по дну;

v    по ширине ковша экскаватора.

Ширина траншеи по дну согласно СНиП 3.02.01-87 должна быть не менее 0,6 м из условия удобства монтажа труб. Для стальных труб ширина траншеи будет равна:

bтр = D + Зм  = 0,3 + 0,6 = 0,9 м,        (4.2)

где bтр  - ширина траншеи, м;

D - диаметр трубопровода, D = 0,3 м;

Зм - запас на монтажные работы, Зм = 0,6 м.

Учитывая размер траншеи по дну можно подобрать такой экскаватор, ширина ковша которого будет меньше ширины траншеи.

Типовое сечение траншеи показано на чертеже (лист   ).

                                                                                                4.3      Способы строительства трубопровода

При строительстве трубопровода применяют траншейный и бестраншейный способы строительства трубопровода.

4.3.1      Траншейный способ

Строительство водопроводов складывается из следующих процессов:

·        геодезическая разбивка трассы трубопровода;

·        завоз материалов и оборудования для строительства;

·        разработка грунта в траншеях по трубы;

·        крепление при необходимости откосов траншей;

·        сварка отдельных труб в звенья нитки трубопровода, гидроизоляция звеньев труб;

·        укладка отдельных ниток трубопровода;

·        первоначальная присыпка трубопровода;

·        предварительное испытание смонтированных участков;

·        засыпка траншей и уплотнение грунта в них;

·        окончательное испытание трубопровода;

·        монтаж вантузов и гидрантов.

Подготовительные работы по трассе водопровода сводятся к расчистке полосы от деревьев, кустарника. Кроме того, на некоторых участках трассы необходимо будет вскрыть асфальтовое покрытие и вывезти его на строительную свалку.

Разработку грунта в траншеях под трубопроводы ведут в соответствие с проектной глубиной залегания труб, Нтр = 2,0 м.

Для разработки грунта в траншеях используют различные машины, начиная с одноковшовых экскаваторов и заканчивая многоковшовыми экскаваторами.

Крепление вертикальных стенок траншей выполняют в неустойчивых грунтах, а также во всех случаях, когда глубина траншеи превышает допустимую по правилам безопасности ведения работ. Для крепления обычно применяют деревянные щиты. В нашем случае крепление траншеи не требуется, т.к. грунты устойчивые.

Сварку труб в звенья проводят на бровке траншеи. Длина свариваемых звеньев (ниток) трубопровода составляет 80…100м.

Монтаж трубопровода выполняют после подготовки и проверки основания. При подготовке и проверке основания предъявляются следующие требования:

v    грунт основания должен быть ненарушенной структуры;

v    дно траншеи должно иметь проектные отметки;

v    каждое звено трубопровода должно плотно соприкасаться с основанием по всей длине;

v    недоборы грунта по дну траншеи до 5…10 см должны быть ликвидированы (обычно вручную с откидкой грунта на участки с уложенным трубопроводом);

v    случайные переборы должны быть ликвидированы засыпкой (песком, щебнем, гравием) с тщательным уплотнением.

Укладку отдельных ниток трубопровода в траншею обычно проводят при помощи нескольких специальных трубоукладчиков. Укладываемые на дно траншеи звенья тщательно центрируют с помощью приспособлений (центраторов) и затем сваривают звенья трубопровода и тщательно изолируют.

Засыпка траншей после монтажа труб выполняется в два этапа. Вначале засыпают приямки, сделанные под стыками для удобства сварки и подбивается грунт под бока труб с тщательным уплотнением. Одновременно засыпают трубы сверху на 0,3…0,5 м, оставляя открытыми все сварочные швы (стыки).

Дальнейшую засыпку (второй этап) проводят после проведения предварительного испытания трубопровода и устранения всех недостатков. Засыпку траншеи ведут послойно с уплотнением грунта механизированными ручными трамбовками.

Испытание трубопровода проводят вначале предварительное, а затем окончательное. Предварительное и окончательное испытания в летнее время проводят гидравлическим способом.

На чертеже (лист  ) показаны основные работы по строительству трубопровода.

4.3.2      Бестраншейный способ.

При пересечении трубопровода с действующими инженерными коммуникациями (дороги, трубопроводы, кабели и т.д.) применяют бестраншейный способ прокладки трубопровода.

Суть всех известных способов состоит в том, что с одной стороны отрывают рабочий котлован, с которой трубу проталкивают под препятствием до выхода в приемный котлован до противоположной стороны.

Бестраншейную прокладку можно осуществить:

а) продавливанием домкратами без выемки грунта (прямой прокол для труб D = 100…150 мм и L £ 30 м);

б) вибропроколом и гидропроколом (D £ 500 мм, L £ 100 м);

в) продавливанием с выемкой грунта механическим или гидравлическим способом (D £ 1200 мм);

г) бурением горизонтальных скважин специальными бурильными установками (D = 1200…1400 мм);

д) устройством подземных выработок способами, применяемыми при строительстве тоннелей (D £ 1400 мм).

Продавливают только стальные и железобетонные трубы. При необходимости укладки труб из других материалов вначале продавливают стальную трубу (кожух), а затем через нее протаскивают рабочую трубу. Такой метод (с кожухом) применяют также иногда при использовании стальных труб при проколе под ответственными сооружениями (дорогами, линиями связи и так далее), так как в этом случае срок службы трубопровода увеличивается. Кроме этого, водопроводные линии, проложенные в кожухе, лучше выдерживают динамические нагрузки. Особенно это важно при проколе под дорогами.

На чертеже (лист    ) показана схема прокола трубопровода под автомобильной дорогой.

                                                                        4.4      Выбор основных машин для производства работ.

Для снятия растительного грунта по трассе водопровода и обратной засыпки траншеи принимают бульдозер ДЗ-8 на базе трактора Т-75.

Для очистки части трассы от асфальта используют отбойные молотки.

Для разработки грунта в траншее с учетом размеров траншеи выбираем экскаватор с рабочим оборудованием обратная лопата марки ЭО-3322А. Его основные параметры:

v    вместимость ковша, q = 0,4 м3;

v    ширина ковша, bк = 0,5 м;

v    высота выгрузки, Нв = 5,2 м;

v    глубина копания, Нк = 5 м.

Для укладки звеньев труб принимаем трубоукладчики ТЛГ-4М.

Для проведения гидравлических испытаний участков трубопровода принимаем гидравлический пресс, который должен обеспечивать испытательное давление:

Рисп = Рраб + Затм = 5 + 3 = 8 атм,       (4.3)

где Рисп  - испытательное давление, атм;

Рраб - рабочее давление, Рраб = 5 атм;

Затм = 3 атм.

                                                                                                                 4.5      Определение количества труб.

Потребное количество труб можно определить по следующей формуле:

Nтр = L/L' = 6400/5 = 1280 штук,       (4.4)

где Nтр  - потребное количество труб, шт.;

L - общая длина водопровода (L = 6400 м);

L' - длина одной трубы (L' = 5 м)

Общая масса труб определяется следующим образом:

Мтр = m × Nтр = 510 кг × 1280 шт. = 652 800 кг » 653т,   (4.5)

Где Мтр - общая масса труб, кг (т);

m - масса одной трубы (m = 510 кг);

Nтр - потребное количество труб, шт.

Для транспортировки труб от склада до приобъектного склада используем бортовые автомобили грузоподъемностью 10т. Для перевозки всех труб на приобъектный склад потребуется следующее количество рейсов:

Nрейс = Nтр /К' = 1280/20 = 64 рейса,  (4.6)

где Nрейс - потребное количество рейсов, рейсы;

Nтр - потребное количество труб, шт.;

К' - количество перевозимых за один рейс труб (К' = 20 шт./рейс).

Определение потребного количества автомобилей, необходимых для перевозки труб. Количество автомобилей определяется по формуле (округляем в большую сторону, чтобы обеспечить необходимый минимум):

Nавт = I/П = 3,78/1,34 = 2,82 Þ 3 автомобиля,      (4.7)

где Nавт - потребное количество автомобилей, шт.;

I - интенсивность движения, то есть необходимое количество рейсов за один рабочий день (одну смену), рейс/смена.

I = ,     (4.8)

где Nрейс - количество рейсов (Nрейс = 64);

Кн - коэффициент неравномерности движения, учитывающий непредвиденные обстоятельства (Кн = 1,3);

t - продолжительность доставки труб на склад (t = 1 месяц или t = 22 рабочих дня), тогда:

I =  = 3,78  ;

П - производительность автомобиля или количество рейсов, которое может выполнить один автомобиль за один рабочий день.

П =  ,       (4.9)

где Тсм - продолжительность одной смены, мин (Тсм = 8×60 = 480 мин.).

Тц - продолжительность одного цикла, мин:

Тц = t1 + t2 + t3 + t4 + t5,

где t1 - время подачи автомобиля под загрузку, t1 = 10 мин;

t2 - время загрузки автомобиля, t2 = 30 мин;

t3 - время груженого хода, мин:

t3 =  =  = 1,67 часа (или 100 мин),  (4.10)

L - расстояние до объекта (L = 50 км);

Vг.х. - скорость груженого хода (Vг.х. = 30 км/час).

t4 - время разгрузки автомобиля (t4 = 30 мин).

t5 - время обратного хода автомобиля, мин:

t5 =  =  = 1,43 часа (или 86 мин),    (4.11)

где Vх.х. - скорость холостого хода (Vх.х. = 35 км/час).

Кз - коэффициент случайных задержек (Кз = 1,4).

Тогда Тц = 10 + 30 + 100 + 30 + 86 = 256 мин.

П =  = 1,34 .

                                                        4.6      Технологический расчет на строительство водопровода.

Технологический расчет выполнен на 1000 погонных метров водопровода. Общая же длина водопровода составляет 6400 м. В расчете определены:

v    объем работ и состав исполнителей, выполняющих данную технологическую операцию;

v    трудоемкость операции в человеко-часах;

v    машиноемкость технологической операции в машино-часах.

При определении количества машино- и человеко-часов были использованы следующие нормативные документы: ведомственные нормы и расценки (ВНиР, выпуск 1), единые нормы и расценки (ЕНиР, сборник 9; ЕНиР, сборник 11; ЕНиР, сборник 22).

Машиноемкость (машино-часы) определялась по следующей формуле:

М-ч = ,        (4.12)

где Vраб - объем работ;

VЕНиР - объем работ, на который дается норма времени (определяем по ЕНиРу);

Нвр - норма времени, необходимая машине для выполнения единицы объема работ (определяем по ЕНиРу).

Количество человеко-часов (трудоемкость) определяем по следующей формуле:

Ч-ч = К × М-ч,       (4.13)

Где К - количество механизаторов, работающих на данной машине;

М-ч - количество машино-часов.

Для работ, выполняемых вручную, количество человеко-часов определяется по формуле:

Ч-ч = ,         (4.14)

Где Vраб - объем работ;

VЕНиР - объем работ, на который дается норма времени;

Нвр - норма времени для рабочего на выполнение единицы работ.

Таблица 4.1 Технологический расчет на строительство водопровода.

Таблица 4.1