РАЗДЕЛ 2
ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ТРУБОЗАГЛУБИТЕЛЯ
2.1. В ы б о р р а ц и о н а л ь н о г о т и п а н о ж е в о г о р а б о ч е г о
о р г а н а
Процесс бестраншейной прокладки трубопроводов методом заглубления ножевым трубозаглубителем заключается в разрезании грунта ножевым рабочим органом, его поддержки в раздвинутом состоянии трубоукладочным устройством до тех пор, пока трубопроводная плеть по мере перемещения устройства под ней, опускаясь под действием собственного веса, не достигнет необходимой отметки.
Таким образом, процесс работы трубозаглубителя определяется тремя основными факторами:
- параметрами и свойством материала трубы, условиями ее залегания в грунте;
- геометрическими размерами и формами ножевого рабочего органа;
- длиной и конструктивным исполнением трубоукладочного устройства.
На сегодняшний день при строительстве распределительных газопроводов применяют трубы стальные и полиэтиленовые.
Стальные трубы производятся в соответствии с требованиями ДБН В.2.5-20-2001 "Газоснабжение" по ГОСТ 10704-91 и ГОСТ 8734-75 из стали ст.3 и ст.20.Диапазон диаметров труб и свойства их материала приведены в таблице 2.1.
Величина толщины стенок трубы составляет 3,5?12мм и зависит от номинального наружного диаметра трубы и требуемого давления газопровода: среднего до 0,3МПа или высокого 0,6МПа и 1,2МПа.
Полиэтиленовые трубы поставляются в соответствии с требованиями ТУ ДСТУБ.В.2.7-73-98 "Трубы полиэтиленовые для подачи горючих газов". Их размеры и физико-механические свойства материала представлены в таблице 2.1. При этом для прокладки распределительных газопроводов из полиэтилена используются трубы диаметром до 225мм, [45].
Толщина стенок трубы определяется величиной показателя S D R.
S D R - это стандартное размерное отношение номинального наружного диаметра трубы к номинальной толщине стенки.
Для газовых труб
где - минимальная длительная прочность;
- максимальное рабочее давление, МПа;
- коэффициент запаса прочности, для газовых труб 2,5?2,8.
Для распределительных газопроводов величина S D R принимается равной 11 - для труб, изготавливаемых из полиэтилена с минимальной длительной прочностью 8,0мПа (ПЭ 80) и 17,8 - для труб, у которых 10,0МПа (ПЭ 100).
Трубы изготавливаются мерными - в прямых отрезках длиной от 5 до 24м и длинномерными длиной свыше 24м в бухтах и на барабанах.
Высокая эффективность при строительстве газопроводов ожидается от использования труб из стеклопластика, армированных пластиковых и бислойных труб - комбинация полиэтиленового и стеклопластикового материалов. В этом случае достигается наиболее оптимальное сочетание пластических и упругих свойств трубопроводов с надежной прочностной защитой их по наружи.
Поскольку применение этих материалов при строительстве газопроводов нормативами не подтверждено, то их можно лишь рассматривать, как перспективную тенденцию развития газопроводного трубопроводостроения.
Как видно из таблицы 2.1 трубопроводная плеть, изготовленная из представленных материалов, имеет следующие особенности:
- основной диапазон диаметров распределительных труб находится от 50 до 225мм;
- трубы имеют значительный вес, а контактные нагрузки ограничены, что необходимо учитывать при их подъеме;
- упругие свойства материалов труб имеют большие значения, что в свою очередь приводит к большей длине участка линии прогиба трубопровода при его опускании в траншею;
Таблица 2.1
Газопроводные трубы, отвечающие требованиям ГОСТ 5542-87
Тип трубФизико-механические свойства
Диаметры труб,D, мм Объёмный вес,
кН/м3Модуль упругости , МПаПредел текучести,
кН/м2Стальные
ГОСТ10704-91
ГОСТ8734-757,85·104(2,0-2,1)•10518·10457; 76; 89; 108; 139; 159; 219,273Полиэтилен.
ТУ ДСТУБ.В.2.7-73-980,92·104700
1,9·104 50; 67; 75; 90; 110; 125; 160; 180; 200; 225
- при формировании линии прогиба трубопроводной плети - изгибные напряжения в трубе не должны превышать допустимых значений во избежание ее смятия и поломки.
Несмотря на существенные различия в свойствах полиэтиленовой и стальной трубы, картина процесса укладки трубопроводов принципиально не меняется и по своей сути их можно считать жесткими. Кабель и дренажные трубы, например, принято считать гибкими, так как они имеют возможность сворачиваться в компактные бобины и при укладке в грунт пропускаются практически сразу, непосредственно за ножевым рабочим органом. В отличие от них для жестких трубопроводов необходимо создавать систему опор для формирования линии прогиба, а за ножом протаскивать значительных размеров трубоукладочное устройство, которое должно на всем протяжения прогиба трубы поддерживать грунт в разрыхленном состоянии.
Параметры ножевого рабочего органа определяются необходимостью заглубления трубопровода согласно ДБН на глубину 0,8?1м до верха трубы.
Согласно [19] ширина траншеи, а соответственно ширина ножа должна обеспечивать условия свободного опускания трубы на нужную отметку с определенным зазором, что соответствует ориентировочным расчетам:
=d+(0.05?0.1) ,м.
Характер разрушения грунта с такими параметрами ножевого рабочего органа отвечает условиям теории глубокого резания. При этом, согласно общепринятым представлениям в процессе резания грунта по глубине могут быть выделены две составные зоны:
1 - зона скалывания и вытеснения разрушенного грунта на дневную поверхность;
2 - в нижней части - зона упруго-пластических деформаций грунта, в которой грунт вдавливается в стенки и дно щели.
Линия раздела зон проходит по критической глубине резания ().
Таким образом, при укладке распределительных газопроводов ножевым трубозаглубителем можно выделить следующие особенности, которые необходимо учесть
- Київ+380960830922