Закрепление магистральных трубопроводов анкерными устройствами (стр. 5 из 8)

Б.Закрепление трубопроводов в зимний и летний периоды строительства

Анкеры погружаются в грунт в летнее время, как правило, после укладки трубопровода в траншею. В зимний период установку анкеров, в основном, осуществляют сразу же после разработки траншеи. При этом выполняется комплекс мероприятий, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия трубопровода при укладке последнего в траншею. Закрепление трубопровода необходимо производить после укладки его на проектные отметки. Соединение силовых поясов с анкерными тягами следует осуществлять путем их сварки или с помощью самозаклинивающихся устройств.

При производстве работ по установке анкерных устройств на трубопроводе необходимо соблюдать следующие допуски:

1. Глубина установки анкеров в грунт менее проектной не допускается. Возможно перезаглубление анкеров до 20 см;

2. Увеличение расстояний между анкерными устройствами по сравнению с проектными не допускается.

3. Возможно сокращение расстояний между указанными устройствами до 0,5 м;

4. Относительные смещения анкеров между собой в устройстве не должны превышать 25 см;

5. Расстояния от трубы в свету до анкерной тяги не должны превышать 50 см.

Постоянные анкеры не следует применять в грунтах, обладающих сильной и очень сильной агрессивностью к бетону. Постоянные анкеры, как правило, следует конструировать со свободной тягой в заделке (тип II), так как в этом случае при работе анкера цементный камень в заделке работает на сжатие, что исключает появление трещин в цементном камне и, как следствие, предохраняет анкерную заделку от коррозии.

Инъекция может осуществляться при помощи инъекционной трубки, манжетной колонны или через обсадные трубы. Инъекционные трубки следует выполнять из цельнотянутых стальных труб, рассчитанных на давление 10 МПа, с проходным отверстием диаметром не менее 8 мм. Отверстия в трубке для инъекцирования раствора должны иметь диаметр 6-8 мм. Наиболее эффективный способ закрепления оттяжек опор без нарушения естественной структуры грунта — применение винтовых анкеров. Интенсивно внедрять винтовые анкера на строительстве линий электропередач стали в 1960-1965 гг., но основное внимание при разработке уделялось винтовым сваям, так как они давали большой экономический эффект при применении в фундаментах. Конструкция винтовых свай представляла собой чугунную лопасть, укрепленную на железобетонном стволе кольцевого сечения. Крутящий момент на сваю передавался с помощью металлического ключа, расположенного в теле сваи. Винтовая часть была одновитковой, ее лопасть имела постоянную ширину s пределах витка и значительную толщину в корне консоли. Для завинчивания требовалась пригрузка осевой силой и значительная величина {10-13 тем) крутящего момента. При завинчивании свай специальной установкой МЗС-13 было много неполадок, конструкция свай требовала доработки. Использование винтовых свай такой конструкции не дало ожидаемого эффекта и было признано нецелесообразным. Интерес проектировщиков к винтовым анкерам возник вновь, после того, как в институте ВНИ-Иземмаш была разработана установка, получившая шифр «Анкер». Этой установкой можно было не только завинчивать анкера, но и бурить лидерные скважины.

Рис.9 Винтовой анкерс конической частьюдля обычного грунта.

1-рым-упор;2-цилиндрический ствол;3-винтовая лопасть;4-конический наконечник.

До настоящего времени многие специалисты считали применение винтовых анкеров нецелесообразным, так как при завинчивании их с помощью ключа нарушается естественная структура грунта, снижается несущая способность, в результате возрастает деформативность анкерного закрепления. Однако, экспериментальные исследования, выполненные в СЗЭСП, подтвердили высокую несущую способность винтовых анкеров при их малой деформативности. Анкер такой конструкции внедряется в грунт практически без пригружающей силы и имеет хорошее зацепление с грунтом благодаря описанной конфигурации винтовой лопасти. Для захвата ключом при погружении анкера в грунт на стволе предусмотрен рым, с которым соединяется U-образный болт.

Использование предлагаемого анкера (Рис.9) дает возможность значительно упростить механизм завинчивания (за счет исключения пригрузки) и снизить требуемую мощность. Для вечномерзлых грунтов разработаны много-витковые анкеры с лопастью малой ширины. Анкер, имеющий уменьшенную ширину (и соответствующую толщину) лопасти, завинчивается при минимальном крутящем моменте также без дополнительной пригружающей силы. Завинчивание анкеров обеспечивает наибольшую их несущую способность, поскольку нарушения природной структуры грунта практически не происходит. Необходимая для передачи усилия на грунт площадь лопасти достигается путем увеличения количества витков.

Закрепление газопроводов при помощи вмораживаемых анкерных устройств типа ДАУ и ВАУ-В рекомендуется применять на участках вечной мерзлоты (преимущественно в низкотемпературных, твердомерзлых песчаных и глинистых, устойчивых в реологическом отношении грунтах), включая болота с мощностью торфа не более глубины траншеи, при условии, что несущие элементы вмораживаемых анкеров должны находиться в вечномерзлом грунте в течение всего срока их эксплуатации.

Длина части вмораживаемого анкера, взаимодействующая с вечномерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода должна быть не менее двух метров (СНиП 2.02.04-87).

Конструкция ограничителя усилий должна обеспечивать работоспособность анкера в течение всего периода эксплуатации газопровода на переходах через болота и в течение 3-7 лет на участках, сложенных минеральными грунтами.

Закрепление газопроводов винтовыми анкерными устройствами ВАУ-1 и ВАУ-М может осуществляться в условиях обводненной и заболоченной местности, а также на переходах через болота с мощностью торфяной залежи, не превышающей глубины траншеи. При этом подстилающие болота грунты должны обеспечивать надежную работу анкеров.

ВАУ (Рис.10) применяются для закрепления трубопроводной нитки, прокладываемой наземно, в насыпях и подземно на заболоченных и периодически затопляемых участках с устойчивыми подстилающими грунтами, обеспечивающими закрепление в них винтовых анкеров и установку анкерных устройств.

Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1 или ВАУ-М устанавливаются (замыкаются) на уложенном в проектное положение газопроводе.

Винтовые анкеры погружаются в грунт установками типа ВАГ в летнее время, как правило, после укладки газопровода в траншею. В зимний период установку анкеров в основном осуществляют сразу же после разработки траншеи. При этом выполняется комплекс мероприятий, обеспечивающий сохранность изоляционного покрытия газопровода при укладке последнего в траншею.

Установка винтовых анкеров в грунт (если допущено промерзание траншеи) выполняется после размораживания мерзлых грунтов в основании траншеи или после его механического рыхления.

Минимальная глубина заложения винтового анкера в грунт принимается равной шести диаметрам его лопасти.

Контроль за несущей способностью винтовых анкерных устройств осуществляется посредством проведения контрольных испытаний анкеров выдергивающей нагрузкой в соответствии с требованиями ГОСТ 5686-78 на величину, указываемую в проекте. Число испытываемых анкеров определяется требованиями рабочих чертежей в зависимости от конкретных грунтовых условий на участках анкерного закрепления газопровода.

Винтовые анкерные устройства предназначены от всплытия трубопроводов диаметром от 325 до 1420 мм, прокладываемых в условиях обводненной и заболоченной местности, а также на переходах через болота.

Рис.11.Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1

Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1 (Рис.11) изготавливают по ТУ 102-164-89. ВАУ-1 состоит из двух винтовых лопастей, двух анкерных тяг с наконечниками и силового пояса.

1 – Газопровод;

2 – Тяга анкера с наконечником;

3 - винтовая лопасть;

4 - силовой соединительный пояс.

Рис.12. Винтовые анкерные устройства ВАУ-М

Винтовые анкерные устройства ВАУ-М (Рис.12) с измененной режущей кромкой заходной части винтовой лопасти, обеспечивающие сокращение величины крутящего момента при их завинчивании в грунт, изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление.

1 – Газопровод;

2 – Тяга анкера с наконечником;

3 - винтовая лопасть;

4 - силовой соединительный пояс.

Для возрастания эффекта погружения анкера, целесообразно предусмотреть вспомогательный режущий элемент. Вспомогательный режущий элемент выполнен в виде пропеллера (части винтовой лопасти), жестко прикрепленного перпендикулярно оси ствола к внутренней поверхности полого ствола анкера.

Сопротивление анкеров выдергиванию зависит также от режима завинчивания. Сопротивление анкеров будет большим, если они завинчиваются без проскальзывания (когда заглубление анкера на оборот равно шагу винтовой лопасти). Постановка режущего элемента внутри ствола улучшает режим завинчивания, при этом межвитковые промежутки грунта не разрыхляются, а уплотняются лопастью анкера, что дает возможность распределять нагрузку на суммарную опорную поверхность всех наружных лопастей.

Вмораживаемые анкерные устройства дискового типа (Рис.13) изготавливают по ТУ 102-455-88. Анкерное устройство дискового типа состоит из двух тяг с круглыми дисками, расположенными на расчетном расстоянии друг от друга, двух ограничителей усилий и силового пояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случае закрепления газопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.