Закрепление магистральных трубопроводов анкерными устройствами (стр. 6 из 8)

1 - газопровод; 2 - тяга; 3 - диск; 4 - ограничитель усилий; 5 - силовой соединительный пояс

Рис. 13. Вмораживаемые анкерные устройства дискового типа

Рис.14. Винтовые вмораживаемые анкерные устройства ВАУ-В

1 - газопровод;

2 - тяга с наконечником;

3 - винтовая лопасть на втулке;

4 - втулка (разделительная);

5 - ограничитель усилий;

6 - силовой соединительный пояс

Винтовые вмораживаемые анкерные устройства ВАУ-В изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление.Анкерное устройство состоит из двух или четырех приваренных к втулкам винтовых лопастей, двух тяг с наконечниками и силового соединительного пояса. Кроме того, составными элементами ВАУ-В являются два ограничителя усилий (при установке их в пучинистых грунтах) и две втулки, одеваемые на тяги поверх нижних винтовых лопастей.

Погружение вмораживаемых анкеров в вечномерзлые грунты следует производить буроопускным и опускным способами.

Буроопускной способ целесообразно применять в твердомерзлых грунтах при средней температуре по их глубине - 0,5 °С и ниже, а опускной - в песчаных и глинистых грунтах, содержащих не более 15% крупнообломочных включений, при средней температуре по их глубине - 1,5 °С и ниже.

Производство работ по бурению скважин осуществляется буровыми машинами.

Винтовой вмораживаемый анкер устанавливается в заранее разработанную скважину следующим образом: сначала в скважину устанавливается тяга с наконечником, а затем скважина заполняется грунтовым (песчаным) раствором соответствующего состава и консистенции. Сразу же после заполнения скважины раствором, с помощью средств малой механизации или существующих установок для завинчивания анкеров в грунт, одетая на тягу винтовая лопасть завинчивается до упора (наконечника). Затем на тягу устанавливается втулка и вторая винтовая лопасть, которая также завинчивается до упора. Заключительной операцией является установка силового соединительного пояса.

Для разработки скважин парооттаиванием используются передвижные паровые котлы с рабочим давлением 1,0 МПа, производительность которых обеспечивает работу одновременно работающих нескольких паровых игл.

Вмораживание анкеров в грунт производят заблаговременно для обеспечения их расчетной несущей способности.

Установку вмораживаемых анкеров в грунт следует производить в календарные сроки, обеспечивающие смерзание анкеров с грунтом для обеспечения их расчетной несущей способности.

Анкерные устройства устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзлом грунте скважины, диаметр которых превышает диаметр диска не менее чем на 3 - 5 см, при этом пространство междустенками скважин и анкеров должно быть заполнено шламом.

Рис.15.Винтовой янкер с коническим Рис.16. наконечником для вечномерзлого Винтовой анкер грунта без конической частидля вечномерзлого

1-полый тонкостенный ствол;

2-конический наконечник;

3-винтовая лопасть;

4-рым-упор

Длина части анкера, взаимодействующая с вечномерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода, составляет не менее 2 м.

Не допускается применение вмораживаемых анкерных устройств на участках газопроводов, получающих в процессе эксплуатации продольные перемещения более 40 мм.

Конструкция винтового анкера без коническойчасти и с конической частью для вечномерзлого грунта (Рис.15; Рис 16) испытана при погружении в твердомерзлые грунты в районе Ямбурга и в настоящее время внедрена при строительстве линий электропередач в условиях Крайнего Севера Тюменской области.

Для возрастания эффекта погружения анкера в грунт, в конструкции предусмотривается 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 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.

Для защиты изоляционного покрытия газопровода от действия железобетонных утяжелителей, металлических соединительных поясов, а также анкерных устройств должны быть использованы футеровочные маты, изготовленные в соответствии с требованиями ТУ 51-05-97.

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.

Анкерные устройства дискового типа ДАУ состоит из двух тяг с одним или двумя круглыми дисками на каждой тяге, расположенными на определенном расстоянии друг от друга, двух ограничителей усилий (компенсаторов) и силового соединительного пояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случаях закрепления трубопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.

Анкерные устройства дискового типа ДАУ устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзлом грунте скважины, диаметр которых должен превышать диаметр диска не менее, чем на 3 см, при диаметре диска анкера до 200 мм и на 5 см - при диаметре диска анкера свыше 200 мм.

При этом пространство между стенками скважин и анкерами должно быть заполнено грунтовым (песчаным) раствором, состав и консистенция которого подбирается в соответствии с указаниями действующих строительных норм и правил (СНиП 3.03.01-83).

Применение анкеров допускается во всех грунтах, за исключением: глинистых текучей, текучепластичной консистенции, торфов, илов.

При закреплении трубопровода анкерными устройствами лопасть анкера не должна находиться в слое торфа, заторфованного грунта или лесса, пылеватого песка или других подобных грунтов, не обеспечивающих надежного закрепления анкера, а также в слое грунта, структура которого может быть подвержена разрушению или нарушению связности в результате оттаивания, размывов, выветривания, подработки или других причин.

Раскрывающееся анкерное устройство (АС-200) представляет собой конструкцию из двух анкеров, оснащенных двумя тягами с раскрывающимися двумя лопастями на каждой и конусами для погружения их в грунт, а также силового соединительного пояса. При необходимости увеличения несущей способности анкерного устройства на каждой тяге могут быть установлены по две пары раскрывающихся лопастей.

Установка лепестковых (раскрывающихся) анкеров в грунт производится с помощью забивной трубы. При этом анкер помещается в трубу, труба вместе с анкером забивается в грунт на проектную глубину. Затем труба извлекается на поверхность, а анкер остается на заданной глубине, так как его лепестки при раскрытии упираются в стенки скважины, образованные трубой. Полное раскрытие лепестков производится при извлечении анкера из грунта на высоту 30-35см. Верхние лепестки анкера после их раскрытия должны находиться в минеральном грунте на проектной глубине. Раскрытие лепестков анкера фиксируется по показаниям динамометра. Анкерные устройства АС-200 (Рис.17.) характеризуются компактностью, пониженной металлоемкостью и высокой надежностью раскрытия лопастей.

Анкерные устройства АС-200 могут устанавливаться преимущественно в глинистых и суглинистых грунтах. Область их применения должна регламентироваться актом и протоколом приемочных испытаний, а также нормативными документами на их применение.

Конструкция раскрывающего анкера типа АР-401 (Рис.18) представляет собой штангу в виде трубы (диаметром 168 мм, с толщиной стенки 8-10 мм), которая снабжена заостренным наконечником, расположенным на забойном конце, и четырех лопастей трапецеидальной формы, которые шарнирно крепятся к штанге, лопасти расположены попарно в два яруса по длине штанги с углом поворота в плане между парами 90°.

1. Трубопровод;

2. Тяга (труба);

3. Раскрывающаяся лопасть;

4. Силовой соединительный пояс.

Рис.18 .Анкерное устройство раскрывающегося типа АР-401, Р-401В

Способ основан на использовании прочностных свойств и продольной жесткости самого трубопровода, позволяющих балластировать его сосредоточенными нагрузками в несколько десятков тонн.

Раскрывающийся анкер погружается в грунт под действием ударной нагрузки, прикладываемой к оголовнику его штанги, после чего он раскрывается обратным частичным извлечением из грунта с помощью мощного трубоукладчика или специально разработанного для этого механизма.

Закрепление газопроводов анкерными устройствами типа АР-401 и АР-401В можно осуществлять как в зимних, так и в летних условиях преимущественно на болотах, заболоченных и обводняемых территориях; при этом верхние лопасти анкера после их раскрытия должны находиться в минеральном грунте на глубине не менее 3 метров. Весь комплекс работ выполняется в 3 этапа:

• Подготовительный - расчистка вдольтрассового проезда, устройство “карманов” в отвале грунта, раскладка анкеров и деталей соединения;