12. Условия против всплытия и средства балансировки трубопровода в болотах и обводненных условиях.

Участки трубопроводов, прокладываемых в траншее через болота или заливные поймы, а также в обводненных районах, необходимо рассчитывать на устойчивость положения против всплытия по условию:

Q_АКТ - суммарная расчетная нагрузка на трубопровод, действующая вверх (включая упругий отпор при прокладке свободным изгибом), Н; Q_nac - суммарная расчетная нагрузка, действующая вниз (включая собственный вес),Н; к_Н.В - коэффициент надежности устойчивости положения трубопровода против всплытия, принимаемый равным для участков перехода через болота.

Продольная устойчивость трубопроводов, прокладываемых на болотах, обводненных и заболоченных участках трассы, обеспечивается различными средствами балластировки, которые можно разделить на две основные группы. Средства балластировки и закрепления трубопроводов выбирают с учетом гидрологических условий районов прохождения трассы и диаметра трубопровода. При этом необходимо учитывать схему прокладки трубопровода; мощность торфяной залежи; прочностные и деформационные свойства подстилающих фунтов; наличие горизонтальных и вертикальных углов поворота; методы и сезон производства строительно-монтажных работ; температурный режим эксплуатации трубопроводов.

К средствам балластировки первой группы относятся устройства, воздействующие на трубопровод собственным весом: одиночные железобетонные грузы; -групповая установка одиночных железобетонных грузов;- одиночные чугунные грузы; -минеральный грунт засыпки, обычно используется при повышенном заглублении трубопровода, закрепленные гидрофобизированные грунты; -полимерно-контейнерные балластирующие устройства (ПКБУ), заполненные местным или привозным грунтом или щебнем; -минеральный грунт в оболочке из нетканых синтетических материалов; -сплошное обетонирование труб, -анкерные плиты; -комбинированные способы.

К средствам балластировки второй группы относятся анкерные устройства, несущую способность которых определяют свойствами грунтов: -винтовые анкерные устройства (ВАУ);

- раскрывающегося типа;

- выстреливаемые;

- взрывные;

- вмораживаемые;

- свайные консольного типа;

- якорные анкерные устройства;

- козловые анкерные устройства;

- ВАУ с повышенной удерживающей способностью;

- анкер-инъекторы.

На обводненных и заболоченных участках трассы наибольшее распространение получили одиночные железобетонные пригрузы.

13. Прокладка трубопроводов на многолетнемерзлых, просадочных и пучинистых грунтах

Многолетнемерзлые (вечномерзлые) грунты занимают сравнительно большую территорию - 23% земной поверхности (в России -47% - это районы Крайнего Севера, Кавказ, Южный Урал и др.). Особенностями строительства и эксплуатации трубопроводов в районах распространения многолетнемерзлых грунтов, определяющими технологические и конструктивные решения, являются отрицательные Т окружающей среды (воздух, грунт) и резкое изменение физико-механических свойств большинства грунтов при их оттаивании.

Грунты всех видов называются мерзлыми, если они имеют отрицательную или нулевую Т и содержат в своем составе лед; эти грунты называются многолетнемерзлыми (вечномерзлыми), если они находятся в мерзлом состоянии в продолжение многих (от трех и более) лет. В районах распространения многолетнемерзлых грунтов поверхностный слой грунта, подвергающийся сезонному промерзанию и оттаиванию, называется сезоннопромерзающим - оттаивающий летом и промерзающий зимой, но без слияния с толщей многолетнемерзлого грунта; сезоннооттаивающим - оттаивающий летом и промерзающий зимой до полного слияния с толщей многолетнемерзлого грунта.

В многолетнемерзлых грунтах естественны такие особенности: наледь - выход в зимнее время речной или другой воды на поверхность земли; солифлюкция - медленное вязкое течение грунта по склону рельефа, вызванное процессом сезонного его промерзания-оттаивания; термокарст - провальные формы рельефа, образующиеся вследствие оттаивания подземного льда и льдистых вечномерзлых грунтов; пучение - увеличение в объеме слоя влажного грунта в процессе его промерзания, проявляющееся в подъеме поверхностного слоя; морозобойные трещины - вертикальные трещины, в грунте образующиеся вследствие его сезонного промерзания или резких и больших температурных колебаний в зимнее время. Глубина сезонного оттаивания изменяется от 0,2 до 3,5 м (максимально - супесь без растительного покрова), сезонного промерзания - от 0,6 до 5 м.

Проектирование трубопроводов, предназначенных для прокладки в районах вечномерзлых грунтов, следует осуществлять в соответствии с требованием СНиП 2.02.04-88. «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах», при этом при выборе трассы следует избегать участки с подземными льдами, наледями и буграми пучения проявлений термокарста, косогоров с льдонасыщенными, глинистыми и переувлажненными пылеватыми грунтами. Первый принцип, при котором вечномерзлые грунты (ВМГ) следует использовать в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего заданного периода эксплуатации тр-да. С целью уменьшения воздействия морозного пучения на тр-ды или на их опоры заменяют грунт, устраивают компенсационные участки, проводят техническую мелиорацию грунтов, прокладку тр-дов с учетом ожидаемых деформаций, применяют противопучинистые устройства для обеспечения устойчивости положения тр-дов. Выбор конструктивной схемы прокладки на участках многолетнемерзлых грунтов во многом будет предопределяться просадочностью этих грунтов при оттаивании. Категории тр-дов, прокладываемых на ВМГ, принимают в зависимости от категории просадочности ВМГ при оттаивании и способа прокладки тр-дов. При прокладке тр-дов на косогорах с поперечным уклоном более 8° предусматривают срезку или подсыпку грунта и устройство полок. При этом срезку ВМГ допускается осуществлять только на непросадочных или малопросадочных участках при отсутствии мерзлотных процессов. На участках ВМГ, где возможно развитие мерзлотных процессов, необходимо для устройства полок проводить подсыпку грунта с проведением спец мероприятий по повышению устойчивости полок. С целью уменьшения напряжений в тр-де при его непрерывных осадках предусматривают специальные мероприятия: устройство теплоизоляции, замену грунта, укладку тр-да с учетом ожидаемой деформации, применение опор для фиксации положения тр-да, применение геотекстильных материалов, охлаждение грунта или перекачиваемого продукта, прокладку «труба в трубе».