Закрепление магистральных трубопроводов анкерными устройствами (стр. 4 из 8)

К у.л – коэффициент надежности при расчете устойчивости положения трубопровода против всплытия (коэффициент устойчивости на всплытие), который принимается по таблице 3;

А – расчетная выталкивающая сила воды, действующая на трубопровод с учетом изоляции и футеровки (Архимедова сила), которая определяется по формуле:

Q – вес единицы длины трубы с учетом изоляции, футеровки и перекачиваемого продукта (на воздухе):

составляющие вышеприведенной формулы определяются по формулам:

Таблица 2

Вид балластировки	Значение Км
Анкерные устройства	1,0

Таблица 3

Тип водоемов	Значение Ку.л
Для болот, водоемов при отсутствии течения воды, пойм рек и периодически заливаемых участков 1%-ной обеспеченности	1,05
Для водных преград шириной зеркала воды до 200 м для трубопроводов диаметром 1000 мм.	1,1
Для всех подводных переходов диаметром 1000 мм. При диаметре менее 1000 мм, но ширине зеркала менее 200 м и горных рек с неустойчивым руслом.	1,15

При балластировке трубопроводов металлическими винтовыми анкерными устройствами расчетное усилие (допускаемая нагрузка) определяется по формуле:

где Zа – число анкеров в одном анкерном устройстве;

Кгр – коэффициент несущей способности грунта, в котором находятся лопасти анкеров; (таблица 4)

ma– коэффициент условий работы анкерного устройства принимается равным 0,5 при Za<2 и 0,4 при Za>2;

Na– максимальная (критическая) нагрузка на один винтовой анкер, завинченный в грунт I группы на глубину не менее 6 диаметров лопасти (таблица 5).

Значение коэффициента КгрТаблица 4

Группа грунта	Грунты	Kгр
I	Мягкопластичные глины и суглинки, пластичные супеси	1
II	Пески мелкие, плотные и средней плотности, маловлажные, влажные и водонасыщенные; полутвердые тугопластичные глины и суглинки.	2
III	Пески гравелистые, крупные и средней зернистости, маловлажные, влажные и водонасыщенные; твердые супеси, глины и суглинки.	3

Максимальная нагрузка на один винтовой анкер N_a, кгсТаблица 5

Da, мм	100	150	200	250	300	400	500	600
Na, H	6500	7500	12500	21000	30000	53000	83000	120000

Несущая способность анкера:

Расстояния между анкерами:

Дополнительно определяется расстояние между анкерами из условия прочности:

где

R2 –расчетное сопротивление трубной стали;

W– осевой момент сопротивления поперечного сечения трубы;

Pпл - распределенная нагрузка на участке, свободном от грузов–(положительная плавучесть);

где Vв - объем воды, вытесненный 1 м трубы с учетом изоляции;

При la>lamax принимается значение lamax.

Несущая способность заглубленного винтового анкера диаметром d, длиной l, заглубленного в грунт с объемным весом γвст, на глубину h, равна:

где

φ –угол внутреннего трения грунта;

α - уголнаклонного троса к горизонту (принимается равным 20-30º);

k – коэффициент запаса, к=1,2.

Параметры анкера и грунта

d, м	0,30
l	2,5
h	1,8
γвст, кН/м³	23,5
с, кПа	16,0
φ, град	14

Несущая способность анкеров со стержневыми оттяжками составляет 150—500 кН, с трубчатыми 300—1500 кН, а с проволочными 500—2500кН.

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