Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1 Анализ способов обеспечения устойчивого положения трубопроводов 12
1.1. Обзор способов обеспечения устойчивого положения трубопроводов 12
1.2. Применение анкерных устройств для закрепления трубопроводов 18
1.2.1. Закрепление трубопроводов винтовыми анкерными устройствами. 19
1.2.2. Закрепление трубопроводов свайными раскрывающимися анкерными устройствами 21
1.2.3. Закрепление трубопроводов якорными устройствами 23
1.2.4. Закрепление трубопроводов выстреливаемыми анкерными устройствами 24
1.2.5. Закрепление трубопроводов вмораживамемыми анкерными устройствами 25
1.3. Применение инъекционных анкеров в строительстве 25
1.3.1. Анкеры ИРП фирмы «Солетанш» (Франция) 26
1.3.2. Анкеры ТМ фирмы «Баши» (Франция) 27
1.3.3. Анкеры «Тюбфикс» фирмы «Субсборинг» (Швейцария) 30
1.3.4. Анкеры фирмы ББРВ (Германия) 31
1.3.5. Анкеры ФСЛ фирмы «Лозсингер» (Швейцария) 33
1.3.6. Анкеры фирмы «Фондиза» (Италия) 34
1.3.7. Анкеры «Теселсе» фирм «Тезит» и ЕЛСЕ (Италия) 36
1.3.8. Анкеры «Дивидаг» (ФРГ) 37
1.4. Выводы по главе 1 38
ГЛАВА 2 Экспериментальные исследования по определению удерживающей способности инъекционных анкеров
2.1. Конструкция инъекционного анкерного устройства 40
2.2. Обоснование выбора вяжущих веществ для закрепления инъекционных анкеров 43
2.3. Планирование и проведение эксперимента по определению удерживающей способности инъекционных анкеров 50
2.3.1. Планирование эксперимента 50
2.3.2. Проведение эксперимента 56
2.4. Основные расчетные положения анкеров и их сравнение с результатами эксперимента 62
2.5. Выводы по главе 2 73
ГЛАВА 3 Разработка. методики расчета удерживающей способности инъекционных анкеров 74
3.1. Расчет фильтрации вяжущего вещества в процессе инъектирования 78
3.2. Исследование влияния факторов, не учтенных при выводе формулы для расчета радиуса инъектирования 85
3.3. Расчет радиуса корня инъекционного анкера 88
3.4. Расчет максимальной удерживающей способности инъекционного % анкера 91
3.5. Выводы по главе 3 99
ГЛАВА 4 Разработка технологических решений по закреплению трубопроводов с применением инъекционных анкерных устройств 101
4.1. Область применения 101
4.2 Работы подготовительного периода 102
4.3. Организация и технология строительного процесса 104
4.4. Контроль качества при производстве и приемке работ 116
4.5. Техника безопасности при производстве работ 119
4.6 Охрана окружающей среды 124
4.7 Основные технико-экономические показатели закрепления трубопроводов инъекционными анкерными устройствами 126
4.8. Выводы по главе 4 128
Основные выводы 130
Библиографический список литературы 132
- Применение анкерных устройств для закрепления трубопроводов
- Обоснование выбора вяжущих веществ для закрепления инъекционных анкеров
- Исследование влияния факторов, не учтенных при выводе формулы для расчета радиуса инъектирования
- Организация и технология строительного процесса
Введение к работе
Одним из приоритетных направлений в деятельности нефтяной и газовой промышленности России в последние годы стало развитие нефте- и газотранспортной инфраструктуры, строительство новых трубопроводных систем и капитальный ремонт действующих магистралей.
Осваиваемые и перспективные нефтегазоносные районы страны характеризуются значительной удаленностью от транспортных коммуникаций и районов производства строительных материалов. Трубопроводные трассы проходят в разнообразных топографических, геологических и климатических условиях, пересекают значительное количество малых и больших рек, озер, водохранилищ, болот различного типа.
Несмотря, на. перечисленные условия, при строительстве и ремонте трубопроводных систем предъявляются такие требования, как высокий темп производства работ, ликвидация сезонности, высокий уровень качества, высокая надежность на протяжении всего срока эксплуатации. Выполнение этих требований зависит от принятия оптимальных проектных решений, использования качественных материалов и конструкций, повышения уровня механизации, разработки и внедрения современной технологии производства работ, а также прогрессивных форм организации строительства мощных трубопроводных систем [58].
Одним из условий надежной работы трубопроводных систем является обеспечение устойчивого положения подземных трубопроводов на проектных отметках в условиях обводненной местности. Вопросы обеспечения устойчивости трубопроводов разрабатывались в трудах отечественных ученых: Айнбиндера А.Б., Азметова Х.А., Ахметова Ф.Ш., Бабина Л.А., Березина В.Л., Бородавкина П.П., Бруна А.И., Быкова Л.И., Васильева Н.П., Григоренко П.Н., Дерцакяна А.К., Иванцова О.М., Ильина В.А., Камерштейна А.Г., Кулагина В.П., Минаева В.И., Ничевилова Г.В.,
Телегина Л.Г., Шукаева В.А., Ясина Э.М. и др., а также зарубежных — Арчибальда И.С, Николса Р., Маршалла Р.Г. и др.
К сожалению, требование об устойчивом положении трубопроводов на проектных отметках зачастую не выполняется. Так, например крупнейшее газотранспортное предприятие ООО «Тюментрансгаз» осуществляет свою деятельность на, территории Ямало-Ненецкого, Ханты-Мансийского автономных округов и Свердловской области и эксплуатирует 17 ниток газопроводов, общей протяженностью в однониточном исчислении 26 769,02 км, из которых 60% (более 16 000 км) проходят по болотам и заболоченным равнинным участкам с множеством ручьев и рек. Протяженность участков, находящихся в непроектном положении в результате потери продольной устойчивости и требующих-незамедлительного проведения ремонтных работ, составила: 1997 г. - 77Г км, 1998 г. - 834 км, 1999 г. - 893 км, 2000 г. - 929 км, 2001 г. - 891 км, 2002 г. - 754 км [95].
Самым распространенным способом обеспечения' устойчивости трубопроводов является использование одиночных железобетонных, утяжелителей. Широкое применение железобетонных пригрузов обуславливается прежде всего высокой надежностью по сравнению с другими способами балластировки. Вместе с тем балластировка железобетонными пригрузами является одной из самых трудоемких и дорогих операций при строительстве трубопроводов. Отдаленность мест производства пригрузов увеличивает транспортные и складские расходы и, как следствие общую стоимость строительства. Большой объем перевозки железобетонных пригрузов требует строительства и содержания качественных вдольтрассовых дорог и вообще загружает слабо развитую транспортную инфраструктуру районов строительства трубопроводов [32, 52, 56].
В меньшей степени используются различного рода полимерные контейнерные балластирующие устройства, сплошное обетонирование и анкерные устройства.
Применение анкерных устройств при балластировке трубопроводов позволяет значительно снизить трудоемкость работ и объем грузоперевозок. Недостатком, сдерживающим широкое применение анкерных устройств, является сложность обеспечения надежности на протяжении всего срока эксплуатации [5,6].
В настоящее время основными задачами исследований способов и методов обеспечения устойчивого положения трубопроводов являются повышение надежности, снижение их материалоемкости и трудоемкости при производстве работ.
Цель работы: разработка технологии закрепления трубопроводов на проектных отметках с использованием инъекционных анкерных устройств, направленной на снижение трудоемкости и повышение экономической эффективности.
Задачи исследований:
Анализ существующих способов балластировки и закрепления трубопроводов и конструкций инъекционных анкеров.
Оценка зависимости удерживающей способности инъекционных анкеров от длины анкера, длины инъекционной части анкера, объема закачиваемого вяжущего вещества, расстояния между отверстиями для инъектирования на основе экспериментальных данных.
Разработка алгоритма расчета удерживающей способности инъекционного анкера, включающего расчет размеров заинъектированного тела - корня анкера.
Исследование влияния геометрических размеров инъекционного анкера на,его несущую способность, с последующей разработкой рекомендаций,по совершенствованию конструкции анкеров.
Разработка технологии производства работ по закреплению трубопроводов с применением инъекционных анкерных устройств.
Методы решения задач
При решении поставленных задач и обработке экспериментальных данных использовался алгоритм «Поиск решения» широко применяемый-при решении задач нелинейной оптимизации* Generalized Reduced Gradient (GRG2), разработанный. Леоном Ласдоном (LeonLasdon) и Аланом Уореном (Allan Waren).
Научная новизна:
Получены зависимости удерживающей способности инъекционного анкера от длины анкера, длины инъекционной части анкера, объема закачиваемого вяжущего вещества, расстояния между отверстиями для инъектирования.
Предложен метод расчета радиуса корня инъекционных анкеров в зависимости! от времени инъектирования, учитывающий особенности конструкции анкера и свойства цементирующего раствора.
Проведено исследование влияния геометрических размеров инъекционного анкера на его несущую способность, на основании чего разработаны рекомендации по выбору параметров анкера.
На защиту выносятся экспериментальные исследования по определению удерживающей способности инъекционных анкерных устройств, теоретические выводы, разработанная математическая модель, и метод расчета удерживающей способности инъекционного анкера, эмпирические зависимости удерживающей способности от различных факторов и технологические решения по повышению экономичности работ по закреплению трубопроводов.
Практическая ценность диссертации состоит в том, что-полученные в работе результаты дают возможность использовать предложенную технологию закрепления трубопроводов с целью увеличения экономичности работ по закреплению трубопроводов на проектных отметках.
Реализация работы
Основные результаты работы легли в основу РД 39Р-00147105-028-02 «Инструкция по балластировке трубопроводов с применением анкер-инъекторов». Предлагаемые способ и технология закрепления трубопроводов инъекционными анкерами внедрены ОАО "Востокнефтепроводстрой" и ООО "СМУ-4" при сооружении промысловых трубопроводов.
Апробация работы
Основные положения работы докладывались на следующих конференциях:
учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2005» (г.Уфа, 2005 г.);
9-й Международной научно-технической конференции «Проблемы строительного^омплекса» (г.Уфа, 2005 г.);
учебно-научно-практической конференции «Трубопроводный транспорт-2006» (г.Уфа, 2006 г.);
58-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г.Уфа, 2007 г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 7 работ.
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов; содержит 156 страниц машинописного текста, в том числе 20 таблиц, 44 рисунка и 6 приложений. Библиографический список использованной литературы включает 151 наименование.
Краткое содержание работы
Первая глава посвящена анализу способов балластировки и закрепления трубопроводов на проектных отметках. Проведен литературный обзор исследований по теме диссертации. Показаны существующие на сегодняшний день способы балластировки и закрепления трубопроводов, приведена их обобщающая классификация. Приведена статистика
применения способов балластировки трубопроводов в последние годы. На основе сравнительной гистограммы оптимизации выбора средств балластировки и закрепления трубопроводов сделан вывод, что в общем случае наиболее экономичным способом обеспечения устойчивого положения трубопроводов на проектных отметках является закрепление их анкерными устройствами. Рассмотрены конструкции анкеров применяемых в строительстве. Отмечено, что основным недостатком существующих анкерных устройств является их недостаточная надежность. Сделан вывод, что целесообразна разработка такой конструкции анкерного устройства, которая будет удовлетворять требованиям по надежности, даже за счет незначительного увеличения стоимости и материалоемкости.
Во второй части первой главы рассмотрены использующиеся в строительстве инъекционные анкера. Сделан вывод, что принципы, работы инъекционных анкерных устройств можно использовать при разработке новой конструкции анкерного устройства для закрепления трубопроводов.
Во второй главе описана разработанная конструкция инъекционного анкера. Рассмотрены возможные способы применения вяжущих веществ для закрепления инъекционных анкеров. На основе диаграммы выбора оптимального вяжущего продукта обосновано применение метода цементации при проведении исследований. Приведены методика и результаты экспериментальных исследований по определению удерживающей способности инъекционных анкеров. Рассмотрены основные расчетные положения при закреплении трубопроводов винтовыми анкерами типа ВАУ-1 и инъекционными анкерами и проведено сравнение расчетных значений с полученными экспериментальными: Установлено, что существующая методика расчета удерживающей способности инъекционных анкеров не применима при использовании цементного раствора в качестве вяжущего, следовательно, необходима разработка новой методики.
В третьей главе рассмотрен процесс фильтрации вяжущего раствора в грунт, предложен метод расчета радиуса корня инъекционного анкера.
Построена математическая расчетная модель инъекционного анкера. По построенной модели проведено вычисление несущей способности инъекционных анкеров. Показано, что расчеты по существующим формулам для инъекционных анкеров во всех случаях дают завьппенныи результат, в среднем в 4,4 раза. Расчеты по формулам для винтовых анкерных устройств дают заниженный результат в среднем на 23%. Установлено, что расчеты по предложенной формуле дают ошибку в среднем 15%. Проведено исследование влияния размеров инъекционных анкеров на их несущую способность.
В четвертой главе приведена разработанная технология производства работ по закреплению трубопроводов с использованием инъекционных анекрных устройств. Определена область применения инъекционных анкерных устройств для закрепления трубопроводов. Приведены основные положения по контролю качества, технике безопасности при выполнении работ, а также положения по охране окружающей среды. Приведены основные технико-экономические показатели закрепления трубопроводов инъекционными анкерными устройствами.
Применение анкерных устройств для закрепления трубопроводов
Наиболее распространены винтовые анкерные устройства (ВАУ). Существует много видов этих анкеров. Применяют стальные анкера, они дешевле чугунных. По сравнению с применяемыми ранее чугунными литыми анкерами сварные стальные анкера обладают значительными преимуществами: отсутствие скрытых дефектов в винтовой лопасти, простота процесса изготовления, малая себестоимость, меньшая масса изделия, меньший крутящий момент, необходимый для завинчивания анкеров в грунт.
Длина анкерной тяги определяется заглублением анкера. Анкерная тяга приваривается к силовому поясу. В конструкции, изображенной на рис. 1.4, исключена необходимость сварки на трассе. Силовой пояс — полосовая углеродистая или низколегированная сталь.
Для защиты от коррозии винтовая лопасть покрывается резиновой мастикой по грунтовке ГТ-752. Анкерные тяги и силовой пояс изолируются липкими полимерными лентами в два слоя. На тягах и силовом поясе оставляются неизолированными концы длиной 150 - 200 мм. Несущая способность анкерного устройства помимо его конструкции зависит от физико-механической характеристики грунта, глубины погружения винтовой лопасти. Для закрепления винтового анкера необходимо его заглубить в минеральный грунт (по уровню верхней кромки винтовой лопасти) на величину, большую или равную шести диаметрам винтовой лопасти. f
Применение анкерных устройств на участках, подверженных горизонтальным (осевым, поперечным) и вертикальным перемещениям, допускается только после проведения дополнительных расчетов по величинам и характеру возникающих перемещений и усилий на анкерное устройство с учетом типа прокладки.
Конструкция ВАУ-1 предложена ВНИИСТом, изготавливают их согласно ТУ 102-164-89 [39]. Крепление силового пояса на тягах анкера осуществляется путем отгиба на угол более 90 концов пояса с укрепленными на них стальными пластинами. Через отверстия в них пропускаются тяги. Пояс осаживают до плотного прилегания к трубе, после чего концы анкерных тяг отгибаются на 45. При приложении нагрузки отогнутые концы силового пояса разгибаются и «закусывают» анкерные тяги.
Конструкция силового анкерного устройства не предусматривает проведение сварочных и изоляционных работ в трассовых условиях. Диаметр лопастей, применяемых в практике трубопроводного строительства винтовых анкеров достигает 400 мм, развиваемый установками для завинчивания анкеров в грунт крутящий момент - 20 кН м. При необходимости использования винтовых анкерных устройств с диметрами лопастей анкера до 500-550 мм необходимо использование конструкции ВАУ-М, отличающейся от ВАУ-1 изменением прямой режущей кромки заходной части лопасти анкера на серповидную, что сокращает величину крутящего момента в процессе завинчивания анкера в грунт до 30% и обеспечивает возможность использования существующего парка машин [125].
К анкерным устройствам раскрывающегося типа относятся свайные устройства АС-200 и АР-401 (рис. 1.5). Свайное раскрывающееся анкерное устройство АС-200 представляет собой конструкцию из двух анкеров, оснащенных 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. Анкерные устройства АС-200 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 применения [125].
Конструкция свайного раскрывающегося анкера типа АР-401 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. Свайный 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.
Обоснование выбора вяжущих веществ для закрепления инъекционных анкеров
В качестве инъектируемого продукта возможно применение различных типов вяжущих продуктов в зависимости от типа грунта и имеющихся в наличии материалов. В современном строительстве применяют ряд способов которые используют в большей или меньшей степени.
Способ битумизации состоит в нагнетании расплавленного битума, который, остывая, сообщает грунту водонепроницаемость. Битум заполняет большие пустоты и каверны даже при наличии значительных скоростей движения грунтовых вод.
В4 качестве средства для закрепления грунтов применяются вяжущие для магистральных трубопроводов летней и зимней модификации ВМТ-Л и ВМТ-3, выпускаемые производственным объединением Башнефтехимзавода.
Битумные растворы целесообразно применять при больших скоростях притока грунтовых вод. Битумный раствор является наиболее предпочтительным с экономической точки зрения, т.к. применяемая для изоляции трубопровода битумная мастика может применяться и для приготовления битумной смеси, тем самым снижаются транспортные расходы.
В качестве битумного раствора применяется смесь горячего битума марки БН 70/90, нагретого до температуры 140С, и бензина с октановым числом не выше 72, с соотношением компонентов 5:1. Смесь тщательно перемешивается.
Вяжущие продукты на основе нефтяных битумов и мастик являются наиболее приемлемыми с точки зрения технологического выполнения работ. При- их использовании обеспечиваются минимальные затраты труда и средств на приготовление, доставку и инъектирование.
Глинисто-силикатные растворы представляют собой текучие композиции высоко-дисперсных глинистых растворов в сочетании с добавками раствора силиката натрия и соответствующих отвердителей, которые через определенные сроки образовывают в закрепленных грунтах эластичные, безусадочные, водоустойчивые гели.
Метод силикатизации отличается простой технологией, выполняется несложным оборудованием. Важным преимуществом этого способа перед другими является- мгновенный процесс закрепления и быстрое нарастание прочности во времени. Грунт, закрепленный силикатом натрия, приобретает водоустойчивость.
Сущность способа смолизагщи состоит в нагнетании в грунт гелеобразного раствора, состоящего из раствора смолы и отвердителя в виде соляной или щавелевой кислоты. Способ обеспечивает прочное закрепление, придает грунтам водонепроницаемость. Вяжущие на основе карбамидных смол применяются для закрепления сухих и водонасыщенных песков с коэффициентом фильтрации 0,5-20 м/сут.
В качестве вяжущего применяется водный раствор смольг 22-25% концентрации с добавкой в 3-5% раствора соляной-кислоты.
Растворы, приготовленные на основе эпоксидных смол, имеют хорошую проникающую способность, прочность, сцепление с окружающим грунтом. Но из-за высокой стоимости их используют только в тех случаях, когда другие растворы не эффективны при замоноличивании. Как правило, используются цементные растворы. Вязкость их тем, выше, чем выше пористость грунта. Это условие необходимо соблюдать для того, чтобы, избежать седиментации, ухудшения пропитки грунта и других нежелательных явлений.
Цементация грунтов как способ представляет собой заполнение пустот разрыхленного грунта цементным или цементно-глинистым раствором, образующим со временем твердый цементный или цементно-глинистый. камень. В результате этого повышается несущая способность грунта [113].
В качестве инъектируемого в грунтовый массив продукта могут быть также использованы цементно-бентонитовые и цементно-песчаные растворы. Подбор состава растворов выполняет лаборатория в соответствии с имеющейся маркой цемента.
Проведенные исследования показали, что добавка бентонитовых глин в значительной степени улучшает качество цементационных работ, поэтому в настоящее время применяется цементация с добавкой 5% бентонита.
Цементно-песчаный раствор М450 имеет соотношение компонентов-(цемент : песок : вода) в частях по массе 1,0 : (1,0... 1,5) : (0,4...0,7). Цементно-бентонитовый раствор имеет соотношение компонентов (цемент : бентонит : вода) в частях по массе 1,0 : (0,3...0,4): (0,4...0,7). Растворы должны иметь плотность по ареометру АГ-2 1,95...2,07г/см , подвижность по конусу АзНИИ 13-17 см и водоотделение не более 2% [94].
Исследование влияния факторов, не учтенных при выводе формулы для расчета радиуса инъектирования
При выводе формулы (3.20) предполагалось, что инъекционная часть анкера бесконечно длинная, т.е. L » R. В действительности же в некоторых случаях используют относительно короткие корни анкеров, т.е. L R. В этом случае необходимо учитывать, что часть раствора будет поступать в области выше и ниже инъектора, что приведет к некоторому уменьшению радиуса корня R и увеличению его длины L. В экспериментах данной работы наименьшая длина инъекционной части анкера составляла L = 0,5 м при D 0,18 м. Поэтому проявление этого эффекта маловероятно.
Вторая особенность, которая ранее не учитывалась, связана с ограничениями принятой модели при малых объемах закачиваемого раствора. На рис. 3.4 показано, как изменяется форма корня анкера при малых дозах раствора. Модель описывает случай, когда граница фильтрации имеет цилиндрическую форму, что как видно на рис. 3.4, не выполняется при малых объемах закачиваемого раствора.
Этот случай можно рассмотреть отдельно, приняв в качестве модели истечение из малого отверстия в бесконечное пространство. С помощью рассуждений, приведенных выше для цилиндрического случая, для сферического источника можно получить следующую зависимость где Го - радиус сферы, принимаемой равным радиусу инъекционного отверстия. Модель работает до тех пор, пока радиус границы фильтрации R не станет равным расстоянию между отверстиями L (рис. 3.4, 2 ).
Расчеты показывают, что интервал времени, в течение которого фильтрация идет в соответствии с зависимостью (3.27) составляет не более 15 секунд (рис. 3.5).
С учетом объемов цементного раствора, закачиваемых в экспериментах (20 - 50 л), можно утверждать, что подобная модель будет адекватна лишь очень небольшую часть общего времени закачки раствора (15 с из 1 - 10 минут), после чего процесс фильтрации приобретет рассмотренную выше цилиндрическую симметрию.
Третьей особенностью фильтрации, также не учитываемой моделью, является неравномерное распределение (растекание) раствора по массиву грунта. В работе [78] показано, что при значительной структурированности грунта имеет место фрактальность фильтрации, что приводит к изменению коэффициента фильтрации: Рис. 3.5. Расчетная функция R = R(t) при фильтрации из малого отверстия радиусом Ro= 0,005 м. Давление Р0 = 0,78 МПа, К = 6,14 м/сут (7Д 10"5м/с), р = 1400 кг/м3. Кф(г) = Г, (3.26) где Ко - стандартный, без учета структурированности коэффициент фильтрации, 0 - показатель степени, определяющий фрактальные свойства грунта. Поскольку эксперименты проводились на песчаном грунте, для которого не характерно образование пространственных структур, данной особенностью можно пренебречь.
Четвертая особенность фильтрации связана с силами межмолекулярного взаимодействия между молекулами в растворе и грунте. В частности, возникновение этих сил приводит к тому, что фильтрация не происходит, пока градиент давления не превзойдет некоторый пороговый уровень [20,98].
Закон Дарси нарушается с уменьшением скорости фильтрации. Природа этих аномалий связана с влиянием сил молекулярного взаимодействия частиц и породы, а также наличием вязко-пластических свойств у воды при течении в ультратонких поровых каналах. Влияние этих факторов на характер фильтрации обусловливает наличие некоторого начального градиента напора, ниже которого фильтрация отсутствует. Эта величина получила название начальный градиент фильтрации. Величина начального градиента является нижней границей применимости закона Дарси в обычной- форме. С этим явлением приходится обычно сталкиваться при исследованиях процесса, фильтрации через слабопроницаемые породы: глины, суглинки, торфы др. Так, по данным лабораторных исследований С.А. Роза [114] начальный градиент у глин достигает значения-H/h = 15 - 40. Этой особенностью для песчаных грунтов, на которых проводились эксперименты, также можно пренебречь.
Последней особенностью фильтрации является возможность появления трещин в грунте. При использовании достаточно1 высокого давления (8 атм) и метода погружения анкера в грунт вдавливанием при котором происходит уплотнение и. упрочение грунта вблизи тела анкера, появление трещин имеет высокую вероятность.
Организация и технология строительного процесса
Для организации труда рабочих, выполняющих разметку мест установки анкеров, выгрузку и раскладку на берме траншеи анкеров и комплектующих элементов (соединительных поясов, защитных ковриков и футеровочных матов) предусматривается применение плетевоза Урал-43204.
Основные показатели производительности труда: Выработка: звена в смену (8 ч), комплектов 88,66 на 1 чел,- смену, комплектов 44,33 Затраты труда на один комплект, включая время на ПЗР (5 %) и отдых (10 %), чел.- ч 0,18 продолжительность процесса на один комплект, ч 0,09 численность рабочих в звене, чел. 2
До начала работ по выгрузке и раскладке анкеров и комплектующих элементов на берме траншеи (вдоль участка трубопровода) необходимо анкеры и комплектующие элементы погрузить на сани и доставить к месту выгрузки и раскладки.
Выполнение работ осуществляется с привлечением следующих исполнителей: машинист трактора 6 разряда (Mi) - 1 чел.; трубоукладчик 4 разряда (Ть Тг) - 2 чел., а также орудий труда: машины, оборудование, инструмент, приспособления, инвентарь (таблица 4.8).
Работы по разметке мест для погружения анкеров, выгрузке и раскладке анкеров и комплектутощих элементов на берме траншеи (вдоль участка трубопровода) выполняются в соответствии со схемой (рисунок 4.2, таблица 4.3).
Работы выполняются в следующей технологической последовательности: - разметка мест установки анкеров; - выгрузка и раскладка анкеров на берме траншеи; 108 - выгрузка и раскладка комплектующих элементов на берме траншеи; - обслуживание трактора; - перемещение к следующему месту установки анкеров. Погружение анкеров в грунт
Для организации труда рабочих, выполняющих погружение анкеров в грунт предусматривается применение сваебойной машины Э-652Б.
До начала работ по внедрению анкеров в грунт дна траншей необходимо: - произвести разметку и обозначение мест установки анкеров в соответствии с проектом; - разложить подготовленные для погружения анкеры в обозначенных местах. Основные показатели производительности труда: Выработка: звена в смену (8 ч), пар анкеров 42 на 1 чел.- смену, пар анкеров 14 Затраты труда на одну пару анкеров, включая время на ПЗР(5 %) и отдых (10 %), чел.- ч 0,58 продолжительность процесса на одну пару анкеров, ч 0,19 численность рабочих в звене, чел 3
Выполнение работ осуществляется с привлечением следующих исполнителей: машинист анкерного вращателя 6 разряда (М2) - 1 чел.; трубоукладчик 4 разряда (Тз, Т4) - 2 чел., а также орудий труда: машины, оборудование, инструмент, приспособления, инвентарь. Технические характеристики сваебойного агрегата Э-652Б представлены в приложении Г.
Работы по внедрению анкеров в грунт дна траншеи выполняются в соответствии со схемой (рисунок 4.6, таблица 4.10) в следующей последовательности: - запасовка тяги анкера в штангу вращателя; - погружение анкеров в грунт; — вытаскивание штанги вращателя из грунта; — переезд к следующему месту установки анкеров.
Работы необходимо производить при наименьшем уровне грунтовых вод. При большой обводненности траншеи её необходимо осушить при помощи водоотливной установки АВ70А. При проведении этих работ в зимнее, время необходимо проверить возможность сброса воды (до её замерзания) по отводным каналам.
Внедрение производится на глубину расположения прослойки слабых несвязных грунтов (при её наличии). При отсутствии прослойки слабых несвязных грунтов внедрение инъекционных анкеров производится до глубины 4 ... 8 м в зависимости от характеристик грунта.
