Министерство транспортного строительства

 

Всесоюзный проектно-технологический институт транспортного строительства ВПТИТРАНССТРОЙ

 

 

ТЕХНОЛОГИЯ СООРУЖЕНИЯ ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ ИЗ ГОФРИРОВАННОГО СТЕКЛОПЛАСТИКА ОТВЕРСТИЕМ 1,5 м

 

Москва 1988

 

Технология сооружения бесфундаментной водопропускной трубы из гофрированного стеклопластика отверстием 1,5 м разработана отделом проектирования и внедрения технологии строительства инженерных сооружений института «ВПТИтрансстрой» при участии институтов ЦНИИС и «Ленгипротрансмост» на основании заказа 92/87 от февраля 1987 г., ГУЖДС Севера и Запада Минтрансстроя.

 

Ответственный исполнитель Т.А. Герасимова

Редактор Е.П. Сорокина

Содержание

 

ВВЕДЕНИЕ

Разработанная технология предназначена для использования при разработке проектов производства работ и организации труда при сооружении сборных водопропускных труб из гофрированного стеклопластика под насыпями железных и автомобильных дорог в условиях Севера и Западной Сибири для районов, расположенных в обычной климатической зоне, для районов с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 40 °С, в том числе и в районах распространения вечномерзлых грунтов.

Схемы сооружения водопропускной трубы из гофрированного стеклопластика диаметром 1,5 м приведены в Приложении (Рис. 1-6).

водопропускные трубы - наиболее распространенный вид искусственных сооружений, составляющий около 90%, общего количества искусственных сооружений, предусмотренных при строительстве дорог, и до 15% стоимости всей дороги. Только силами строительных организаций Минтрансстроя при строительстве железных и автомобильных дорог ежегодно сооружают до 1200 водопропускных труб.

Создание новых конструкций, отличающихся пониженной материалоемкостью, трудоемкостью и себестоимостью, дальнейшее развитие производственной базы по изготовлению труб, совершенствование технологии их изготовления и строительства является важной государственной задачей, решение которой будет способствовать успешному выполнению двенадцатой пятилетки.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Сложные географические, гидрологические, и климатические условия северных районов предопределили настойчивый совместный поиск проектировщиками, строителями, эксплуатационниками, учеными и специалистами научно-исследовательских институтов решений трудных инженерных задач.

1.2. Институты ЦНИИС Минтрансстроя (руководитель темы Е.А. Антонов) и "Ленгипротрансмост" разработали конструкцию и технологию изготовления сборных гофрированных водопропускных труб из стеклопластика, собираемых из элементов 100-процеитной заводской готовности.

Выпущена следующая конструкторская документация:

"Трубы водопропускные из гофрированного стеклопластика для железных и автомобильных дорог"

Выпуск 0. Материалы для проектирования

Выпуск 1. Элементы. Рабочие чертежи. Шифр 653 РЧ, Ленгипротрансмост, 1986 г.

Технические условия ТУ 1783-86

"Элементы гофрированные стеклопластиковые водопропускных труб для железных и автомобильных дорог", Ленгипротрансмост, 1986 г.

1.3. Конструкции водопропускных труб из гофрированного стеклопластика предназначены для применения под насыпями железных и автомобильных дорог, расположениях в обычной климатической зоне и в районах с расчетной температурой наружного воздуха ниже минус 40 °С, в том числе и в районах распространения вечномерзлых грунтов.

1.4. Водопропускные трубы из гофрированного стеклопластика применяют на периодически действующих водотоках без процессов наледеобразования независимо от коррозионной активности грунтов и водотоков, а также при отсутствии карчехода и селевого потока.

1.5. На косогорах стеклопластиковые трубы применяют при по перечном уклоне лотка трубы не более 0,03.

Допускается применение труб в теле насыпи на каменной подсыпке. Применение такой конструкции в насыпи железных дорог должно быть согласовано с МТС. Конструкция подсыпки и гидравлический расчет отводящего русла принимают по типовой документации серии 3.501.3-133.

1.6. В районах с расчетной температурой наружного воздуха минус 40 °С и ниже водопропускная способность пластиковых труб определена: под автомобильную дорогу - по безнапорному и полу напорному, режиму протекания яри пропуске расчетного расхода; под железную дорогу - по безнапорному режиму протекания при пропуске расчетного и наибольшего расходов. Наибольшие скорости в выходном сечении должны быть не более 6 м/с.

1.7. Коэффициент шероховатости поверхности труб из гофрированного стеклопластика с защитным лотком из бетона или асфальтобетона принят 0,016 (по Павловскому).

Данная технология разработана на основе опыта сооружения сборных гофрированных бесфундаментных водопропускных труб

из стеклопластика и предусматривает сооружение водопропускной трубы отверстием 1,5 м, длиной 25,05 м, под насыпь железной дороги высотой 4,2 м (рис. 1).

1.9. Водопропускную трубу возводят до отсыпки земляного полотна и укладки пути.

Укрепление русла у входного и выходного отверстий трубы в технологии не предусмотрено.

1.10. В комплекс работ, рассматриваемых технологией сооружения гофрированных водопропускных труб ив стеклопластика, не включены следующие работы:

устройство временных сооружений и дорог;

доставка необходимых машин, механизмов, конструкций, инструмента и приспособлений, обеспечивающих непрерывность технологического процесса;

сооружение линии электроснабжения и устройство освещения.

Рис. 1. Схема устройства трубы отверстием 1,5 м в северном исполнении под железную дорогу:
1 - граница засылки трубы; 2 - цементно-грунтовая подушка; 3 – гравийно-песчаная подушка

Чертеж заимствован из рабочего проекта Ленгипротрансмоста "Трубы водопропускные из гофрированного стеклопластика для железных и автомобильных дорог", лист 653РЧ. 030

1.11. Привязка, технологии сооружения сборной гофрированной водопропускной трубы к местным условиям строительства заключается в уточнении объемов в зависимости от длины трубы с соответствующей корректировкой затрат груда и материально-технических ресурсов.

2. ТЕХНОЛОГИЯ И ОРТМШЗЩЯ СООРУЖЕНИЯ ГОФРИРОВАННОЙ ВОДОПРОПУСКНОЙ ТРУБЫ ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА

2.1. До начала сооружения трубы необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

отсыпать и спланировать строительную площадку, достаточную по размерам для свободного маневрирования машин и механизмов и размещения конструкций;

закрепить на местности проектной организацией и сдать по акту строительной организации точку пересечения оси трассы дороги и продольной оси трубы;

устроить дороги и подъезды к объекту строительства;

доставить и разместить на строительной площадке конструкции, инструмент и приспособления.

2.2. Указания по технологии работ

2.2.1. В районах Севера в летнее время, чтобы не нарушать мохорастительный покров, подъезды к строительной площадке устраивают на грунтовых подсыпках толщиной не менее 0,5 м.

Для устройства строительной площадки грунт отсыпки доставляют самосвалами, разравнивают, уплотняют и планируют бульдозером.

После отсыпки строительной площадки завозят необходимые конструкции и оборудование для сооружения водопропускной трубы.

Все погрузо-разгрузочные работы выполняют при помощи автомобильного крана KC-3571.

2.2.2. Котлован под основание трубы, запроектированный с расчетом на сохранение грунтов основания в мерзлом состоянии, следует разрабатывать при установившейся среднесуточной температуре воздуха ниже 0 °С. Разработку этих котлованов в летнее время разрешается проводить в виде исключения при соответствующем технико-экономическом обосновании.

В зимний период котлованы разрабатывают без крепления, используя естественное промораживание грунтов.

В вечномерзлых грунтах котлованы без креплений разрабатывают в устойчивых маловлажных грунтах в тех случаях, когда исключается возможность оттаивания грунтов в период работ, а также поступление в котлован поверхностных или грунтовых вод.

В период отрицательных температур наружного воздуха разрешается разрабатывать котлован глубиной до 4 м без устройства креплений с промораживанием грунта стен, если при этом обеспечивается безопасность работы в котловане.

Рыхление и разработку грунта в котловане для устройства гравийно-песчаной подушки под средние звенья трубы производят трактором ДЭТ-250 М, оборудованным рыхлителем ДП-9С и бульдозером Д-572С.

Для устройства цементно-грунтовых подушек под оголовки трубы грунт рыхлят клин-бабой, а затем разрабатывают бульдозером. Грунт и шлам, удаляемый при устройстве котлована, следует транспортировать в низовую сторону на расстояние 10-20 м, не нарушая естественных условий водотока.

В котлованах на вечномерзлых грунтах дно дорабатывают с сохранением грунтов основания в мерзлом состоянии. Сразу после оформления актом приемки котлована в оголовках трубы устраивают противофильтрационные экраны и параллельно заполняют котлован под средние звенья трубы гравийно-песчаной смесью.

Дренирующий грунт под оголовки трубы отсыпают автомобилями-самосвалами непосредственно в котлован.

Грунтоцементную смесь для противофильтрационных экранов приготовляют непосредственно в котловане перелопачиванием одной части цемента и шести частей грунта.

Гравийно-песчаную смесь транспортируют на объект автомобилями-самосвалами, разгружают в котлован, разравнивают бульдозером и уплотняют слоями толщиной 15-20 см прицепным виброкатком или гружеными автосамосвалами.

Гравийно-песчаную подушку устраивают переменной толщины вдоль оси трубы с учетом строительного подъема. На талых слабых и слабых в оттаявшем состоянии вечномерзлых грунтах основания, а также на сильно сжимаемых грунтах, подстилаемых более прочными, толщину гравийно-песчаной подушки определяют расчетом с соблюдением требований СНиП 2.05.03-84.

Строительный подъем для труб, расположенных на скальных и других несжимаемых грунтах можно не устраивать.

На вечномерзлых грунтах основания строительный подъем назначают с учетом осадки основания за счет протаивания грунтов  в соответствии с методикой, изложенной в ВСН 176-78.

2.2.3. После устройства гравийно-песчаной подушки приступают к монтажу звеньев тела трубы.

Сборку трубы из стеклопластиковых элементов производят в следующей последовательности:

предварительно собирают все звенья при вертикальном расположении продольной оси (гофры элементов параллельны поверхности сборочной площадки). В качестве продольного стыка принят стык "в замок" без применения крепежных деталей, конструкция которого выполнена с использованием технического решения по а.с. № 1105714. В качестве поперечного стыка принят стык "внахлестку";

при сборке первого звена очередной элемент стыковой частью, имеющей прорези, последовательно заводят в стыковую часть предыдущего элемента;

для окончательного смыкания (защелкивания) замков в продольных стыках на первую впадину гофра, лежащего на площадке звена, накидывается трос с натяжным рычагом (рис. 2);

конец троса 2 с помощью серьги 3 и пальцев соединяется с концом рычага 9, другой конец троса с помощью накидной серьги 7 и вставного пальца 8 соединяется с рычагом 9, образуя плечо "а";

поворотом конца рычага 9 в сторону, показанную стрелкой, создается стягивающее усилие. В нижней части звена, для фиксации элементов и исключения самопроизвольной расстыковки при сборке в отверстия, предназначенные для монтажных болтов, вставляют инвентарные скобы 10. Вместо скоб можно устанавливать второй стягивающий трос. После замыкания стыков первое звено трубы устанавливают в горизонтальное положение;

последующие звенья также собирают на площадке, но без замыкания одного из продольных стыков и обжатия. После сборки последующее звено накладывают на предыдущее, замыкают четвертый про дольный стык и с помощью натяжного приспособления окончательно защелкивают замки продольных стыков, а далее соединяют элементы поперечного стыка и устанавливают монтажные накладки и болты (по проекту);

Рис. 2. Схема соединения элементов звена трубы:
1 - элементы (четыре); 2 - трос (цепь); 3, 7 – серьги; 4, 5, 6, 8 - пальцы; 9 - рычаг; 10 - скоба

вдоль оси трубы отдельные звенья объединяют в непрерывную конструкцию с помощью специально спрофилированных торцов элементов на обычных болтах диаметром 12 мм. Количество болтов на стык определено по конструктивным соображениям и принято по четыре болта на каждый торец элемента.

2.2.4. Сборка звеньев в трубу показана на рис.3. В том случае, если проектом предусмотрена установка монтажных болтов на поперечные стыки, их устанавливают головками внутрь сразу при сборке очередного звена» Элементы оголовков монтируют иволге окончательной оборки трубы.

2.2.5. После сборки трубы на подушке проверяют соответствие строительного подъема проектному значению, в случае надобности положение трубы корректируют.

2.2.6. Засыпают трубы в соответствии с требованиями ВСН 176-78 горизонтальными слоями толщиной 15-20 см по всей ширине насыпи с тщательным послойным уплотнением. Отсыпают грунт автомобилями-самосвалами или экскаватором, разравнивают бульдозером. Грунт отсыпают одновременно с обеих сторон трубы, при этом разница в уровнях засыпки должна составлять не более 20 см.

2.2.7. Насыпь над трубой возводят в два этапа. На первом - вокруг трубы отсыпают защитную призму из песчано-гравийной смеси (рис. 4).

Высота призмы должна создавать над трубой защитный слой грунта толщиной не менее 0,5 м, ширина призмы поверху должна быть не менее диаметра трубы + 8 м, а боковые откосы Должны быть не круче 1:1.

Рис.3. Схема оборки элементов грубы: 1 - 12 - последовательность сборки

На втором этапе возводят остальную часть насыпи из тех же грунтов, что и основное земляное полотно.

2.2.8. Непосредственно перед отсыпной первого слоя защитной призмы тщательно подсыпают и подбивают песчано-гравийной смесью нижние пазухи трубы с обеих сторон, обеспечивая боковые откосы подсыпки под углом 40-45° к горизонту. Подбивку осуществляет ручными деревянными трамбовками, рабочий торец которых имеет профиль впадины гофра.

Рис.4. Схема расположения трубы при засыпке: 1 - защитный лоток; 2 - гравийно-песчаная подушка

Трамбовку производят до получения характерного "отказа", при которой дальнейшего уплотнения грунта не происходит, а продолжение трамбования грунта вызывает подъем трубы над основанием.

После отсыпки каждого очередного слоя защитной призмы подбивку пазух трубы производят до высоты защитной призмы, равной половине диаметра грубы.

2.2.9. Грунт в тело насыпи на первом этапе отсыпают автомобилями-самосвалами, послойную планировку грунта производят бульдозером. Послойное уплотнение грунта, исключая зону непосредственной близости от трубы (расстояние от контура машин для отсыпки и уплотнения грунта до вертикальной касательной плоскости к стенке трубы должно быть не менее 30 см), производят гружеными самосвалами или пневмокатками. В непосредственной близости от трубы грунт уплотняют ручным механизированным инструментом (электро- или пневмотрамбовками) параллельно с отсыпкой и уплотнением грунта в боковых призмах.

2.2.10. В призмах грунт уплотняют последовательным перемещением самосвалов или катков с таким расчетом, чтобы колесо по одному следу прошло три - четыре раза. Визуальным признаком достаточного уплотнения считают отсутствие на грунте следа протектора после очередного прохода колеса самосвала или катка.

2.2.11. Степень уплотнения грунта в защитной призме должна быть не менее 95 % его стандартной плотности. Плотность грунта в защитной призме контролируется методом шурфования, принятым для контроля плотности несвязанных грунтов.

Засыпку трубы и уплотнение защитной призмы осуществляют под контролем производителя работ строительной лаборатории.

2.2.12. Проезд автосамосвалов и бульдозеров над трубой и продольную возку грунта осуществляют после возведения защитной призмы, при этом высота засыпки над трубой должна составлять не менее 0,5 м, при высоте слоя не менее 1 м допускают пропуск всех строительных машин.

2.2.13. Опытные стеклопластиковые трубы сооружают в любой время года при условии обеспечения устройства подушки, отсыпки и уплотнения защитной призмы из талой песчано-гравийной смеси.

При этом не допускается наличия мерзлых комьев в песчано-гравийной смеси и смерзание смеси до окончания уплотнения.

2.2.14. До накопления необходимого опыта основные работы по строительству сборных стеклопластиковых труб, а именно, устройство подушки, сборка трубы, отсыпка и уплотнение защитной призмы вокруг нее следует выполнять в присутствии представителей из ЦНИИС.

2.2.15. Насыпь за пределами защитной призмы возводит мехколонна (или аналогичная ей организация) в соответствии с требованиями, предъявляемыми к сооружению земляного полотна.

2.2.16. После возведения и стабилизации насыпи над трубой, но не ранее, чем через шесть месяцев после засыпки трубы, для защиты внутренней поверхности трубы от интенсивного, износа устраивают сборный бетонный лоток.

2.3. Указания по организации работ

2.3.1. Все работы по сооружению водопропускной трубы из гофрированного стеклопластика выполняет комплексное звено в составе пяти человек, в том числе:

монтажники конструкций:

5 разр. - 1, 4 paзp. - 1, 3 разр. - 1,

машинист бульдозера Д-572С   6 разр. - 1;

машинист крана КС-3571          6 разр. - 1.

Кроме того, для обслуживания механизмов привлекают дежурного слесаря 5 разр., а для обслуживания электрооборудования - дежурного электромонтера 5 разр.

2.3.2. В начале производства работ все монтажники конструкций под руководством мастера разбивают и закрепляют на местности ось трубы, размечают контуры строительной площадки и котлована под гравийно-песчаную и цементно-грунтовые подушки, производят высотную разбивку и нивелирование с привязкой к реперу, расположенному вблизи трубы.

В это время машинист бульдозера разравнивает грунт на строительной площадке, а затем приступает к планировке.

По окончании планировки монтажники конструкций выгружают лесоматериал, устраивают навесы, размещают оборудование, инвентарь, приспособления, а затем приступают к устройству цементно-грунтовых и гравийно-песчаной подушек.

2.3.3. После тщательного уплотнения гравийно-песчаной подушки монтажникам 5 и 4 разр. приступают к сборке гофрированной трубы из отдельных звеньев, а монтажник 3 разр. вначале разгружает элементы гофрированной трубы, а затем помогает монтажникам 5 и 4 разр. собирать звенья из отдельных элементов.

После сборки средних звеньев все монтажники собирают элементы оголовков трубы. Перед засыпкой трубы они тщательно подсыпают и подбивают песчано-гравийной смесью нижние пазухи, обеспечивая боковые откосы подсыпки под углом 40-45 к горизонту. Подбивку осуществляют ручными деревянными трамбовками.

Далее все монтажники засыпают трубу горизонтальными слоями толщиной 15-20 см.

Уплотняют грунт гружеными самосвалами или пневмокатком.

В непосредственной близости от трубы грунт уплотняют ручным механизированным инструментом параллельно с отсыпкой и уплотнением грунта в боковых призмах.

Грунт в тело насыпи для устройства защитной призмы отсыпают автомобилями-самосвалами, послойную планировку грунта производит бульдозером.

2.3.6. Не ранее, чем через шесть месяцев после засыпки трубы звено монтажников устраивает бетонный лоток из сборных блоков для защиты внутренней поверхности трубы от интенсивного износа.

 

 

2.4. График сооружения водопропускной труба из гофрированного стеклопластика отверстием 1,5 м

 

Примечания:

1. Цифры над линией указывают число рабочих, в скобках - машинистов, под линиями - продолжительность работа в часах;

2. Условные обозначения:

Время работы машин

 

 

 

2.5. Калькуляция затрат труда и заработной платы на сооружение водопропускной трубы из гофрированного стеклопластика отверстием 1,5 и под железную дорогу

 

2.6. Техника безопасности

При производстве работ по сооружению водопропускной трубы диаметром 1,5 м из гофрированного стеклопластика кроме указаний в СНиП III-4-80 следует выполнять следующие требования:

производить очистку подлежащих монтажу элементов конструкций от грязи и наледи;

удерживать элементы конструкций во время их перемещения от раскачивания и вращения гибкими оттяжками;

обучить всех рабочих комплексного звена работам, которые они должны выполнять и проинструктировать рабочих по технике безопасности;

обеспечить при устройстве бетонного лотка в трубе приточно-вытяжную вентиляцию и электроосвещение места работ с использованием взрывобезопасной арматуры на напряжение 12 В.

Запрещается:

производись погрузо-разгрузочные и монтажные работы при ветре скоростью 15 м/с и более, а также при грозе или тумане, исключающем видимость в пределах фронта работ, в гололедицу;

поднимать краном элементы, засыпанные грунтом, снегом или примерзшие к земле;

оставлять поднятыми на весу элементы конструкций и оборудование во время перерывов в работе;

находиться под монтируемым элементом, под стрелой крана и в зоне его действия;

перемещаться строительным машинам и транспортным средствам, а также размещать грузы в пределах призмы обрушения при разработке котлованов.

3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Таблица 2

4. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ

Таблица 5

4.1. Потребность в основных конструкциях, материалах

Таблица 6

4.2. Потребность в основных машинах, оборудовании, инструменте, инвентаре, приспособлениях

Приложение

Рис.1. Схема строительной площадки;
1 - бульдозер Д-572 С; 2 - вагончик (бытовое помещение); 3 - передвижная ДЗС

Рис.2. Схема установки первого звена и сборки второго
1 - гравийно-песчаная подушка; 2 – сжимное приспособление; 3- -первое собранное звено; 4 - сборка второго звена; 5 - штабель элементов трубы; 6 - цементно-грунтовая подушка

Рис 3. Схема соединения двух звеньев:
1 - гравийно-песчаная подушка; 2 - элементы, подготовленные к сборке очередного звена; 3 - соединение второго звена с первым; 4 - штабели элементов трубы; 5 – цементно-грунтовая подушка

Рис.4. Схема засыпки трубы дренирующим грунтом:
1 – водопропускная труба; 2 – бульдозер Д-572 С; 3 - автосамосвал

Рис.5. Схема уплотнения грунта засыпки трубы пневмокатком: 1 - 16 - последовательность засыпки и уплотнения слоев

Рис.6. Схема расположения блоков лотка

Чертеж заимствован из рабочего проекта Ленгипротрансмоста «Трубы водопропускные из гофрированного стеклопластика для железных и автомобильных дорог», лист 653 Р4 010

Бетон класса В40,  F300,  Vед.  =0,0038 м³

Спецификация блоков на секцию длиной 1х1000 мм

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. СНиП III-4-80 Техника безопасности в строительстве

2. СНиП III-26-80 Бетонные и железобетонные конструкции сборные.

3. СНиП III-43-75 Мосты и трубы

4. "Правила техники безопасности и производственной санитарии при сооружении мостов и труб" М., Оргтрансстрой, 1969 г.

5. "Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов", М., Оргтрансстрой, 1970 г.

6. ВСН 176-78 "Инструкция по проектированию и постройке металлических гофрированных водопропускных труб", М., Оргтрансстрой, 1973 г.

7. Инструкция по безопасному ведению работ для стропальщиков, обслуживающих грузоподъемные краны" ЦТ/3172, 1975 г.

8. "Типовая инструкция по охране труда для машиниста бульдозера", М., ВПТИтрансстрой, 1983 г.