Размещение анкерных устройств вдоль трубопровода

При определении расстояний (пролётов) между винтовыми анкерными устройствами ограничивающими параметрами являются допустимые напряжения в трубах, допускаемый прогиб трубопровода в пролёте между анкерными устройствами, н6сущая способность анкернкерного устройства.

При определении расстояний между анкерными устройствами при закреплении трубопроводов диаметром529 мм и более основным критерием для назначения пролёта является несущая способность анкера (рис. 7). Допускаемый прогиб во всех случаях не должен превышать 12 — 15 см.

Рис. 7. зависимость расстояния между анкерными устройствами от плотности воды (допускаемое выдёргивающее усилие на анкерное устройство — 1000 кгс)

В процессе строительства трубопровода несущую способность анкеров уточняют по данным опытных выдёргиваний или в зависимости от крутящего момента, развиваемого в процессе завинчивания их в грунт.

Организация и технология производства работ по закреплению трубопровода анкерными устройствами

Организация и технология выполнения работ по анкерному закреплению трубопроводов осуществляются в соответствии с требованиями «Указаний по технологии и организации работ при закреплении магистральных трубопроводов винтовыми анкерными устройствами», разработанных ВНИИСТом. В зависимости от условий и методов прокладки трубопроводов, работы по их закреплению винтовыми анкерными устройствами могут выполняться по трём схемам: закрепление трубопроводов, уложенных в сухие траншеи в условиях периодически обводнённых и заболоченных территорий; закрепление трубопроводов, уложенные в заполненные водой траншеи, в условиях обводнённой и заболоченной местности, а также на переходах через болота; закрепление наземных трубопроводов, прокладываемых в условиях обводнённой и заболоченной местности, а также на переходах через болота.

Закрепление трубопровода винтовыми анкерными устройсивами выполняют специализированные бригады, входящие в состав механизированной изоляционно-укладочной колонны.

Данная бригада выполняет следующие работы: завинчивание анкеров в грунт и обслуживание установки ВАГ — 201, сварку хомута со стержнями анкеров и обслуживание сварочного агрегата АСБ — 1 или СДАУ, монтажные и изолировачные работы, обслуживание битумоплавильного котла ПСТ — 8.

Опыт работ по закреплению трубопроводов винтовыми анкерными устройствами показал, что наиболее целесообразно применять поточно-расчленённый метод ведения работ. При этом комплексная бригада должна быть представлена тремя специализированными звеньями: по проведению подготовительных работ, включая парооттаивание грунта или его механическое рыхление (в зимнее время); по завинчиванию анкеров в грунт; по закреплению трубопровода, включая подразделение по осушению траншей. Разбивка бригады на звенья позволяет завинчивать анкера в зимнее время сразу же за разработкой траншеи, не останавливая прочих работ по анкерному закреплению трубопроводов.

Процесс закрепления трубопроводов на дно обводнённых траншей состоит из четырёх этапов: подготовительного, включающего доставку анкеров на трассу, изоляцию стержней, подготовку футеровочных матов и хомутов, выполнение контрольных выдёргиваний; завинчивание анкеров в грунт; погружение трубопровода на проектные отметки; непосредственного закрепления трубопровода, включающего укладку на него нескольких слоёв бризола, установку футеровочных матов и соединение хомута со стержнями анкеров.

При закреплении трубопровода, проложенного в условиях обводнённой и болотистой местности (в случаях погружения его на проектные отметки путём водоотлива из траншеи или с помощю инвентарных утяжеляющих грузов), неизбежно появляются работы пятого этапа — засыпка траншей грунтом по окончании анкеровки трубопровода.

После централизованного изготовления на заводах или в механических мастерских винтовых частей анкеров и доставки их в район производства работ (на перевалочную базу) организуют приварку этих частей к ранее заготовленным стержням, покрытыи битумно-резиновой или плёночной (поливинилхлоридной) изиляцией.

Места соединения стержней анкера с винтовой частью изолируют битумно-резиновой изоляцией, а затем вместе с хомутами, бризолом и футеровочеыми матами транспортируют к месту установки. Футеровочные маты изготовляют из деревянных реек, толщина которых не должна превышать 30−40мм. Длина мата в зависимости от диаметра трубопроводов и принятых расстояний между винтовыми анкерными устройствами составляет от 70 до 250 см. На трубопроводах диаметром до 529 мм футеровочные маты можно не устанавливать, так как давление на изоляционное покрытие от хомута не будет превышать допускаемого значения. На трубопроводных магистралях больших диаметров футеровочные маты не устанавливают в тех случаях, когда ширина хомута обеспечивает сохранность изоляционного покрытия трубопровода (ширину и толщину хомута определяют расчётом).

Хомуты также необходимо изготовлять в механических мастерских из полосовой стали шириной не менее 60−100 мм в зависимости от действующих на них нагрузок. Толщина хомута во всех случаях должна быть не менее 4 мм. От действия коррозии его нужно защищать битумно-резиновой или плёночной изоляцией.

После выполнения указанных работ и подготовки машин, механизмов и приспособлений для завинчивания анкеров в грунт в наиболее характерных точках перехода (согласно данным проекта) необходимо провести контрольные выдёргивания. На каждом участке перехода, намеченном для испытания, должно завинчиваться не менее трёх контрольных анкеров на глубину, равную 6,8,10 диаметрам лопасти анкера.

Для осуществления контрольных выдёргиваний кран трубоукладчик устанавливают у места проведения работ на расстоянии не менее 1,5 м от бровки траншеи. Затем на грузовой крюк последовательно навешиваюд динамометр и захватное приспособление. В процессе выдёргивания неоходимо обеспечить плавный (без рывков) характер возростания нагрузки на анкер. Предельное усилие определяют по максимальному показанию динамометра. После извлечения анкера из грунта его осматривают с целью установления целостности элементов конструкции. По данным, полученным в результате опытных выдёргиваний анкеров, уточняют глубину заложения их в грунт, а также заданные проектом расстояния между ними. После этого места установки винтовых анкерных устройств фиксируют, и комплекты раскладывают вдоль трубопровода.

В зависимости от диаметра лопасти анкера и развиваемого в процессе завинчивания крутящего момента машины и механизмы для заглубления винтовых анкеров могут быть условно разбиты на три группы: 1 — лёгкие механизмы или приспособления, развивающие крутящий момент до 250 кгс м и позволяющие заглублять анкеры с диаметром лопасти до 250 мм включительно; 2 — машины и механизмы, развивающие крутящий момент до 1000 кгс м и позволяющие заглублять анкеры с диаметром лопасти до 300 мм включительно; 3 — машины, развивающие крутящий момент до 3000 кгс м, позволяющие заглублять анкеры с диаметром лопасти до 500 мм включительно.

К первой группе можно отнести механизмы ВАГ-11, ПЗА-1, ПЗА-11. анкерный вращатель предназначен для завинчивания анкеров диаметром до 150 мм в грунт для закрепления ими от всплытия трубопровода, уложенного в обводнённых траншеях.

Пневматические заглубители анкеров ПЗА-1 и ПЗА-11 позволяют завинчивать анкеры с диаметром лопасти 100−250 мм и представляют собой конструкции, состоящие из рамы, пневматических вращателей и инвентарной штанги.

Механизмы 1 группы могут быть использованы для закрепления винтовыми анкерными устройствами трубопроводов диаметром до 529 мм. Чаще применяют механизмы 11 группы, позволяющие завинчивать винтовые анкеры с диаметром лопасти до 300 мм и с развиваемым крутящим мрментом до 1000 кгс м. К ним следует отнести машину ВАГ-101, представляющую собой нависной гидравлический анкерный вращатель, устанавливаемый в зависимости от условий работы на обычный или болотный трактор (рис 8).

К машинам 111 группы следует отнести разработанные СКБ «Газстроймашина» механизмы ВАГ-201, ВАГ-202, ВАГ-203, способные завинчивать анкеры с диаметром лопасти до 500 мм и развивать крутящий момент до 2000 кгс м.

Были проведены экспериментальные исследования по завинчиванию анкеров на болотах с большой толщей торфянников. Исследования осуществляли по двум схемам, что определялось конструкцией анкеров и соответственно приспособлениями для их завинчивания, которые выполняли в виде навесного оборудования к установке ВАГ-101.

• 1. Анкер представляет собой штангу (диаметр 100 мм, длина 3 м) с приваренной к ней винтовой лопастью. Анкер завинчивают на заданную глубину при помощи наращиваемой штанги, которая после завинчиванияанкера остаётся в грунте. Соединение штанг — резьбовое (рис 9).
• 11. Конструкция винтового анкера не отличается от обычной. Изменена только штанга, которая для обеспечения возможности наращивания стержня анкера до необходимой длины выполнена разрезной.

Исследования показали, что закрепление ирубопроводов анкерными устройствами можно выполнять на болотах с мощностью торфяной залежи до 4−5 м. Завинчивать анкеры следует на глубину, равную 8 диаметрам лопасти анкера, независимо от характеристик подстилающих грунтов (завинчивать анкеры вторф не допускается).

Рис. 9. Схема винтового анкера с разрезной штангоц

• 1 — винтовая лопасть анкера;
• 2 — инвентарная составная штанга;
• 3 — стержень анкера;
• 4 — узел соединения инвентарных штанг;
• 5 — место сварки стержней;
• 6 — нижний узел вращения машины ВАГ — 101.

Рис. 9. Схема завинчивания анкера на переходах трубопроводов через глубокие болот: