1. Порядок проектирования маг тдов
 Скачать 12.69 Mb.
|
|
12. Экскаваторы трубозагубители для укладки трубопроводов без подъемным способом. Трубозаглубитель предназначается для заглубления предварительно уложенного на дно трубопровода. Трубозаглубитель может быть использован для предварительной разработки траншеи. Трубозаглубитель представляет собой рамную конструкцию с гусеничным ходом, на которой смонтированы направляющие устройства, оборудование для разработки грунта. Экскаваторы-трубозаглубители продольного копания. В экскаваторах-трубозаглубителях продольного копания основные рабочие движения грунторазрабатывающих органов выполняются в плоскостях, параллельных оси укладываемого трубопровода. Для отрытия траншеи непосредственно под выложенным трубопроводом такой экскаватор имеет два наклонных зеркально расположенных по отношению друг к другу рабочих органа, разрабатывающих и извлекающих грунт из-под трубопровода с двух его сторон. Экскаваторы-трубозаглубители поперечного копания. В экскаваторах-трубозаглубителях поперечного копания основные рабочие движения грунторазрабатывающих органов выполняются в плоскости, перпендикулярной к оси укладываемого трубопровода или под углом к ней. Подводные трубозаглубители. Машины, предназначенные для разработки подводных траншей непосредственно под выложенным по дну трубопроводом, называются подводными трубозаглубителями. Для успешной работы подводного трубозаглубителя поверхность уложенного по дну трубопровода должна быть обетонирована. Подводный трубозаглубитель состоит из энергетической базы и рабочего органа. Энергетическая база предназначена для снабжения энергией рабочего органа и обеспечения передвижения по трубопроводу. В качестве ее используются существующие плавучие средства, оборудованные насосами необходимой подачи и рабочего давления для привода рабочего органа, оперативными лебедками для обеспечения перемещения и лебедкой для подъема рабочего органа на поверхность. Рабочий орган трубозаглубителя предназначен для выполнения основной операции — заглубления трубопровода. Применяются два типа рабочих органов — фрезерно-гидравлический и гидро-эжекционный 13 Машины для засыпки траншей. Основные требования. Траншею после укладки в нее изолированного трубопровода засыпают грунтом. Засыпка траншеи является одной из важных технологических операций, от качества выполнения которой в значительной степени зависит срок службы трубопровода. Для того чтобы не повредить изоляцию трубопровода, первый покрывающий его слой грунта должен быть мягким, не содержащим крупных камней' или мерзлых комьев. Засыпка траншеи должна производиться по возможности равномерно, без мгновенного сбрасывания большого объема грунта, что может привести как к повреждению изоляции, так и к смещению участков трубопровода к стенкам траншей, вызывающему возникновение в трубопроводе дополнительного изгибающего момента, ухудшающего доследующее его напряженное состояние в период эксплуатации. Траншее-засыпатель скребковый ТС предназначен для засыпки траншеи с уложенным в нее трубопроводом на заболоченных участках трассы с грунтами, обладающими низкий несущей способностью, а также в лесистой и горной местности, где размеры строительной полосы не позволяют производить работу бульдозером. Кроме своего основного назначения трапшеезасыпатель этого типа может быть использован в качестве грузоподъемного крана, а также для рыхления мерзлого грунта клин-бабой. Для непрерывной засыпки траншеи размельченным грунтом был создан шнековы траншеезасыпатель с рабочим органом в виде горизонтального шнека. Вал шнека вращается в подшипниковых опорах, укрепленных по краям отвала, напоминающего бульдозерный. Отвал вместе со шнеком, цепной передачей и редуктором привода шпека, которые тоже крепятся к отвалу (с левой его части по ходу движения), представляет собой навесное оборудование, навешиваемое на базовый трактор, аналогично отвалу бульдозера. Траншеезасыпатель роторного типа, так же как и шнекового, является машиной непрерывного действия и предназначен для засыпки траншеи (после укладки в нее трубопровода) разрыхленным грунтом. Он может быть использован также для присыпки дна траншеи с целью создания мягкой подушки перед укладкой трубопровода в траншею. 14. Машины для бестраншейной прокладки трубопроводов. Принята следующая классификация методов бестраншейной прокладки трубопроводов: прокол; продавливание; проталкивание; бурение. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, а следовательно, и свою область рационального применения. При проколе грунт разрушается непосредственно конусным наконечником, которым снабжена в этом случае труба-кожух. При продавливании грунт поступает в трубу (кернообразование) и разрушается ручным или механизированным способом уже внутри нее, а в остальных случаях проходки — перед забойным концом трубы-кожуха. Машины для бестраншейной прокладки труб методами прокола. Процесс прокола характеризуется вдавливанием в грунт металлической трубы, снабженной на забойном конце конусным наконечником. Наконечник смещает грунт в радиальном направлении, образуя вокруг передвигающейся трубы уплотненную зону, радиус которой зависит от свойств грунта и диаметра наконечника. Машины для прокладки труб методом статического прокола. Напорные усилия создаются домкратами, лебедками или тракторами посредством блочно-талевой и якорной систем или упорной стенки. По обе стороны насыпи отрывают рабочий и приемный котлованы длиною соответственно от 8 до 13 и от 2,5 до 4 м. В торцовой части рабочего котлована сооружают прочную упорную стенку из деревянных брусьев или бревен. Боковые стенки котлована крепят досками. На его дно вплотную к упорной стенке устанавливают домкратное оборудование, состоящее из одного или нескольких гидравлических домкратов, смонтированных на специальной раме. На поверхности вблизи рабочего котлована располагают гидравлический насос высокого давления с приводом, а также сварочный аппарат грузоподъемные и прочие устройства, необходимые в процессе. Машины для бестраншейной прокладки труб методом вибрационного прокола. Суть его состоит в том, что на вдавливаемую в грунт трубу в процессе прокола кроме статической действует вибрационная нагрузка. При этом к основному оборудованию, применяемому для прокола, добавляется вибратор, встроенный в рабочую головку или присоединяемый к наружному концу трубы. Машины для бестраншейной прокладки труб методом виброударного прокола. Метод виброударного прокола заключается в проходке горизонтальных скважин путем радиального уплотнения грунта конусным наконечником под действием виброимпульсов, сообщаемых наконечнику вибромолотом горизонтального действия. Машины для бестраншейной прокладки труб методами продавливания. Принцип продавливания применяется при прокладке труб-патронов большого диаметр. Под действием осевого напорного усилия труба-патрон внедряется в грунтовой массив. При этом ее забойный конец не снабжается глухим наконечником, а остается открытым. Основная масса грунта входит в трубу, и лишь сравнительно малая его часть, соответствующая кольцевому сечению, подвергается уплотнению по периметру забойного торца трубы. По мере погружения внутренняя полость трубы заполняется грунтовым керном, длина которого увеличивается с возрастанием заглубления. Машины, прокладывающие трубы проталкиванием. Для снижения усилий проходки и ее интенсификации иногда применяют гидромеханическую разработку и транспортировку грунта. С этой целью на забойном конце прокладываемой трубы устанавливают конусный наконечник, вершина которого заканчивается соплом, через которое на грунт воздействует струя воды, прокачиваемой через трубу насосом. Вода размывает грунт и транспортирует его на поверхность по кольцевому зазору между трубой и стенками скважины. Оборудование позволяет прокладывать трубы диаметром от 57 до 529 мм на длину до 40 м с усилием до 80—120 кН при Машины для прокладки труб методом бурения. Метод горизонтального бурения — один из наиболее механизированных. Сущность его состоит в механической разработке горизонтальной скважины с одновременной или последующей прокладкой в нее трубы-патрона. 15. Машины и оборудование наклонно-направленного бурения Бестраншейная прокладка трубопроводов под водоемами методом направленного бурения является наиболее перспективной в технико-экономическом и экономическом аспектах. Суть ее, например, при сооружении перехода под рекой, заключается в том, что на одном из ее берегов на расстоянии 40—60 м от линии берега начинают бурение наклонной скважины с одновременной подачей в нее трубопровода. Бурение ведут по кривой (чаще всего по дуге окружности) на 8—20 м ниже дна реки и заканчивают его на противоположном берегу выходом забойной буровой головки на поверхность на таком же примерно расстоянии от линии берега. Глубину бурения выбирают из такого  расчета, чтобы трубопровод оказался расположенным вне зоны возможных русловых изменений. Проходческий комплекс состоит из наклонной буровой вышки, забойной буровой головки, системы определения места положения и пространственной ориентации забойной буровой головки под землей, системы управления направлением ее движения, системы энергообеспечения буровой головки и других механизмов комплекса, комплекта быстросборных инвентарных трубопроводов, располагающихся при бурении внутри прокладываемого трубопровода и служащих для связи забойной буровой головки с системами энергообеспечения и другими системами, системы приготовления и циркуляции глинистого раствора, системы гидроэвакуации грунта и других вспомогательных систем. Наклонная буровая вышка предназначена для последовательного монтажа трубопровода и подачи его в разрабатываемую скважину под определенным углом. Она состоит из якорной рамы, зарываемой в грунт и воспринимающей реактивное усилие подачи трубопровода, и наклонной эстакады, на которой последовательно монтируют трубопровод из отдельных труб, сваривают и изолируют их стыки, а затем усилием гидравлического домкратного механизма подают в скважину Забойная буровая головка в общем случае выполнена в виде цилиндрического корпуса, несколько превышающего в диаметре прокладываемый трубопровод. В передней ее части установлена вращающаяся фреза, оснащенная режущим инструментом, соплами для подачи под давлением воды или глинистого раствора и отверстиями для отсоса образующейся грунтовой пульпы. Метод бестраншейной проходки направленным бурением может быть применен при прокладке трубопроводов и коллекторов под реками, озерами, болотами, различными инженерными сооружениями, в том числе, под другими трубопроводами при обустройстве нефтегазопромыслов, при прокладке трубопровода с берега в открытое море под полосой прибоя, при соединении шельфового трубопровода с береговым. 16. Машины для погружения свай. Сваебойные машины. Существующие сваебойные молоты подразделяются по роду привода на механические или подвесные, пневманические, дизельные и электрические (вибромолоты). По принципу использования энергии привода различают молоты простого и двойного действия. В молотах простого действия энергия привода необходима только для подъема ударной части, а падение ее совершается под действием собственного веса. В молотах двойного действия энергия привода идет и на движение ударной части вниз, увеличивая ее скорость и, следовательно, силу удара. К молотам простого действия относятся механические, дизельные и паровоздушные одиночного действия; к молотам двойного действия — паровоздушные двойного действия. Главным определяющим параметром молотов простого действия является вес ударной части, молотов двойного действия и вибромолотов — энергия удара. Механические или подвесные молоты являются простейшим типом сваебойных молотов. Молот представляет собой чугунную или стальную болванку, имеющую вверху петлю для сцепления с подъемным канатом и направляющие захваты для удержания и направления молота в стрелах копра. Принцип действия молота заключается в попеременном подъеме его с помощью лебедки на некоторую высоту и свободном падении на голову сваи. В паровоздушных молотах в качестве источника энергии используется пар или сжатый воздух с давлением 0,7—0,8 МПа. Паровоздушный молот простого действия с ручным управлением. В молотах простого действия пар или сжатый воздух только поднимает на некоторую высоту ударную часть молота, т. е. цилиндр, затем происходит выхлоп пара или воздуха и цилиндр падает под действием собственного веса, нанося удар по свае. В молотах простого действия с полуавтоматическим управлением в отличие от молотов с ручным управлением выхлоп пара или сжатого воздуха благодаря специальному устройству происходит автоматически. Управление впуском пара в цилиндр молота после выхлопа и удара цилиндра по свае остается ручным. В большинстве конструкций у паровоздушных молотов двойного действия ударной частью является поршень. Молоты двойного действия весьма эффективны при забивке элементов с малым лобовым сопротивлением, каковыми являются деревянный и стальной шпунт, балки, железобетонные трубчатые сваи с открытым концом, металлические трубы. Большим преимуществом молотов двойного действия является их способность забивать сваи под водой. Дизель-молот работает по принципу двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Источником энергии служит маловязкое дизельное топливо. Выпускаются дизель-молоты двух типов — трубчатые и штанговые. Вибромолоты относятся к молотам ударно-вибрационного действия, в которых вертикально направленные колебания, создаваемые вибровозбудителем и передаваемые погружаемой свае, сочетаются с периодическими ударами по ней. Вибромолоты применяются главным образом на забивке металлического шпунта, стальных труб и в отдельных случаях железобетонных свай в слабые грунты. Копры. Универсальным базовым оборудованием для перемещения свай с мест их раскладки к местам погружения, их установки, поддержания и направления, а также для крепления погружателя являются копры, обеспечивающие также передвижение сваебойного оборудования вдоль фронта работ. По степени подвижности рабочего оборудования различают копры универсальные, полууниверсальные и простые. Универсальные копры обеспечивают полный поворот платформы с установленным на ней оборудованием, изменение вылета и наклон копровой стрелы для погружения наклонных свай. Полууниверсальные копры обеспечивают либо только поворот платформы для погружения вертикальных свай, либо наклон стрелы при работе с наклонными сваями. Простые копры, к которым относится обычно копровое оборудование, не имеют механизмов для поворотных (в плане) движений и наклона стрелы. Рабочий процесс копра состоит из его перемещения к месту установки сваи, ее строповки, подтягивания, установки на точку погружения по предварительно выполненной разметке, выверки правильности ее положения, закрепления на свае наголовника, предохраняющего ее от разрушения при ударном погружении, установку на сваю погружателя, расстроповку сваи, ее погружение с последующей выверкой направления, подъем погружателя и снятие с погруженной сваи наголовника. 17. Машины для бурения скважин под свайные опоры трубопровода. Непосредственная забивка свай в мерзлые грунты невозможна, поэтому сваи погружают в предварительно подготовленные скважины, где они вмерзают в окружающий грунт, приобретая таким образом необходимую несущую способность. Известны следующие основные методы разработки скважин в сезонно-мерзлых и многолетнемерзлых грунтах: механические, пневматические, термические, комбинированные и взрывной. К группе механических методов, получивших преимущественное распространение, относятся ударно-канатное, вращательное шнековое, вращательное шарошечное, ударное и виброударное лидерное бурение. К методам термической разработки скважин относятся методы пропаривания и термического бурения. К комбинированным методам относятся следующие: лидирование с пропариванием, лидирование с пневморазработкой и эвакуацией грунта, термомеханический, шарошечный с вибрацией от механических, гидравлических, электромагнитных и других генераторов. Взрывной метод, являющийся по существу комбинированным, предусматривает бурение пионерной скважины малого диаметра, закладку в нее комплекса зарядов взрывчатого вещества и взрыв, в результате которого происходит интенсивное уплотнение грунтовых стенок и формирование таким образом скважины нужного диаметра. Возможность и эффективность использования машин в строительстве магистральных трубопроводов оценивается такими важными технико-эксплуатационными качествами и показателями, как: способность разработки различных грунтов (I—V категории) в талом и мерзлом состояниях; высокие скорости проходки; малое время подготовительно-заключительных и вспомогательных работ; минимально возможная энергоемкость процесса разработки грунта; повышенная проходимость; способность работать в условиях низких температур; маневренность, заключающаяся в легкости установки на скважину; устойчивость при движении по трассе в рабочем положении; долговечность 18. Машины для погружения анкеров. Анкеры предназначены для принудительного закрепления трубопровода на проектных отметках с использованием несущей способности массива грунта, расположенного ниже трубопровода, и выполняются в виде цилиндрического стержня с лопастями в нижней его части. В зависимости от конструкции лопастей различают анкеры раскрывающегося типа (с шарнирным креплением лопастей к стержню) и винтового типа (с лопастью в виде плоского диска с радиальной прорезью, выгнутого по криволинейной поверхности, имитирующей шаг винтовой линии или виток диска). Мощные раскрывающиеся анкеры забивают в дно траншеи по обеим сторонам уложенного в него трубопровода самоходными копрами, монтируемыми на трубоукладчиках и оснащенными дизель-молотами, а затем раскрывают их частичным выдергиванием при помощи трубоукладчиков или снегохоболотоходов, снабженных грузоподъемным оборудованием в виде стрелы, лебедки и полиспаста. Раскрывающиеся анкеры с малой поверхностью лопастей, предназначенные для балластировки трубопроводов малых диаметров, погружают в дно траншеи выстреливанием их из гарпунных пушек или соответствующим образом переоборудованных артиллерийских орудий, установленных на снегоболотоходах. Наибольшее распространение получили винтовые анкеры, завинчиваемые в грунт гидравлическими вращателями. Вращатели представляют собой навесное оборудование к трактору, трубоукладчику или экскаватору, включающее собственно вращатель, поворотную колонну со стрелой, штанги и шарнирную раму, предохраняющую собственно вращатель от поворота в результате воздействия реактивного момента. В зависимости от типа базовой машины состав навесного оборудования может быть несколько упрощен. Основным его элементом является собственно вращатель, представляющий собой двухступенчатый цилиндрический или червячно-цилиндрическии редуктор, приводимый во вращение одним или двумя гидродвигателями, укрепленными на его корпусе. Выходной вал редуктора расположен вертикально и соединен с полой инвентарной штангой, внутрь которой вставляется стержень завинчиваемого анкера. На нижнем конце инвен¬тарной штанги имеются выступы, взаимодействующие с лопастью анкера для передачи ей крутящего момента. К верхней плоскости корпуса редуктора крепится цилиндрическая невращающаяся штанга, проходящая сквозь направляющую втулку, укрепленную на оголовке стрелы. Вертикальное перемещение вращателя со штангами относительно оголовка стрелы осуществляется при помощи каната лебедкой базовой машины или гидроцилиндром. 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. |