Все о трубах в строительстве. Строительство водопропускных труб Технология укладки железобетонных труб

Бетонные и железобетонные трубы укладывают на естественное или искусственное основание. Стыки напорных труб (раструбные или муфтовые) заделывают резиновыми уплотнительными кольцами, а безнапорных (раструбные или фальцевые) - смоляной или битумизированной прядью, асбестоцементным или цементным замком, а также асфальтовой мастикой. Перед укладкой труб в траншею их так же, как и муфты, в ходе приемки подвергают наружному осмотру для выявления дефектов и проверки размеров.

Бетонные и железобетонные трубы раскладывают вдоль траншеи различными способами (перпендикулярно к траншее, под углом и др.), выбор которых зависит от типа и грузоподъемности применяемых монтажных кранов.

Монтаж напорных трубопроводов. Напорные трубопроводы монтируют из раструбных и гладких железобетонных напорных труб на муфтовых соединениях, что вносит разнообразие в технологию работ по их прокладке. Монтаж трубопроводов из раструбных труб ведут в такой

последовательности: доставка труб и раскладка их вдоль траншеи, подача их на место укладки, подготовка конца трубы и установка на него резинового кольца; введение его вместе с кольцом в раструб ранее уложенной трубы; придание уложенной трубе проектного положения; окончательная заделка стыка; предварительное испытание готового не засыпанного участка трубопровода (а при трубах больших диаметров только стыковых соединений); засыпка этого участка; окончательное его испытание. Монтаж труб ведут стреловыми кранами, причем трубы с бермы траншеи подают раструбами вперед по ходу монтажа и обязательно против течения жидкости. Перед укладкой первой трубы в начале трассы устанавливают бетонный упор, обеспечивающий устойчивое положение первым двум-трем трубам при их соединении в раструб.

Самая трудоемкая часть работы - соединения втулочного конца трубы с раструбом уже уложенной. Для точности необходимо сделать замеры, а для придания необходимой силы пользуются специальными приспособлениями и техникой.

Монтаж бетонных и железобетонных труб в настоящее время ведут в основном по двум технологическим схемам. При первой применяют навесное оборудование к крану-трубоукладчику для выполнения всех операций: захвата трубы на берме и ее спуска на дно траншеи центровки укладываемой трубы к уложенному участку трубопровода и стыковки труб. Вторая схема предусматривает выполнение центровочных и стыковочных операций перемещающейся по дну траншеи базовой машиной с соответствующим оборудованием. Каждая из этих схем имеет свои области применения, обусловленные длиной и диаметром труб и шириной траншеи.

съемного хомута (см. рис. 19.7, з).

Монтаж трубопроводов с муфтовыми стыковыми соединениями. После центровки и проверки правильности укладки труб по шнуру, отвесу и визирке на концах соединяемых труб делают разметку рисками, определяющими начальное положение резиновых колец, расстояния а и б.

При монтаже труб муфту устанавливают в исходное положение так, чтобы ее торец с рабочей стороны совпадал с нанесенной на трубе риской. Резиновое кольцо размещают около рабочего кольца муфты, которое затем с помощью конопатки вводят в коническую щель муфты

заподлицо с ее торцом. Одновременно на вторую трубу надевают другое резиновое кольцо, размещая его на расстоянии б от ее торца.

Далее с помощью монтажных приспособлений муфту продвигают в сторону стыкуемой трубы с одновременным закатыванием первого резинового кольца. По достижении муфтой на второй трубе риски б от ее торца в щель муфты вводят второе резиновое кольцо, благодаря чему обеспечивается необходимое конечное положение резиновых колец в стыке и его водонепроницаемость. Последовательность монтажа стыков труб с применением безбуртовых и однобуртовых муфт показана на рис. 19.10.

Безнапорные раструбные и муфтовые трубы соединяют с зазором между гладким концом трубы и поверхностью раструба, равным 10 и 15 мм для труб диаметром соответственно 700 и более 700 мм. Монтаж безнапорных трубопроводов из раструбных и муфтовых труб с уплотнением резиновыми кольцами ведут теми же методами, что и напорных. Заделку стыков пеньковой прядью производят путем конопатки раструба на половину его глубины двумя-тремя витками

просмоленной или битуминизированной пеньковой пряди с зачеканкой асбестоцементной смесью (30 % асбеста, 70 % цемента). Монтаж трубопровода из фальцевых безнапорных труб сопряжен с необходимостью заделки фальцевых стыков. Стыки труб диаметром более 1000 мм заделывают по всему периметру пеньковой прядью и затирают цементным раствором состава 1:1с устройством снаружи пояса из этого раствора.

Монтаж труб краном с помощью монтажной скобы ведут в такой последовательности: размечают положение трубы на основании; стропуют трубу и опускают ее в траншею; укладывают трубу на

основание и выверяют ее положение; конопатят смоляной прядью и заделывают цементным раствором; обертывают стык арматурной сеткой и смоноличивают его. Стыки труб диаметром 2000-4000 мм, укладываемых на бетонное и железобетонное основание, заделывают торкретом по арматурной сетке (см. рис. 24.34).

Несмотря на то, что наряду с железобетоном для производства труб сегодня используются и другие материалы, он по-прежнему востребован. При нарушении гидроизоляции таких трубопроводов на помощь приходят материалы системы Пенетрон.

Актуальность проблемы

С превращением небольших городов в мегаполисы в конце XIX века для обеспечения бесперебойной подачи воды появилась потребность в трубах большого диаметра. С развитием производства и усовершенствованием технологического процесса стали выпускать трубы, диаметр которых достигает 1200, 1800 мм и более.

Успешный и продолжительный опыт эксплуатации в инженерных коммуникациях убедительно доказал, что железобетон продолжает оставаться одним из наиболее предпочтительных материалов для производства широкого сегмента труб.

Так, в Западной Европе в канализации пластик используется в основном для труб диаметром до 250 мм при прокладке придомовых сетей. Для магистральных трубопроводов, с диаметром труб от 300 до 600 мм, используются керамика и железобетон, и чем диаметр трубы больше, тем выше доля железобетона. Причина очевидна - нагрузки, которые испытывают магистральные трубопроводы, пластик выдерживает хуже железобетона.

В России железобетонные трубы имеют три основные области применения: напорные водопроводные и водоводные системы и промышленно-бытовая, бытовая, ливневая безнапорная канализация, а также трубопроводные системы инженерных коммуникаций.

Если вода агрессивна к бетону, то, согласно ГОСТ 6482-88 «Трубы железобетонные безнапорные», проектом должны предусматриваться меры защиты. Но на практике этого зачастую не происходит. Если в неагрессивных средах срок службы бетона составляет 50 лет и выше, то в слабоагрессивных он снижается до 20 - 30. В среднеагрессивных средах срок службы еще ниже, в связи с чем следует использовать методы вторичной антикоррозийной защиты.

О резком снижении надежности трубопроводов стали свидетельствовать участившиеся аварии водоводных и канализационных систем. По официальным данным примерно 60% трубопроводов уже подвержены коррозии, а 10% находятся в предаварийном состоянии и требуют ремонта.
Помимо коррозионных процессов, происходящих при эксплуатации трубопроводов, причиной нарушения водонепроницаемости может стать некачественное выполнение герметизации стыкового соединения между трубами.

В качестве герметизирующих материалов по старинке принято использовать пеньку с последующей заделкой цементно-песчаным раствором. При этом, являясь сложной, а главное, ненадежной технологической операцией, такой способ зачеканки требует высокого качества производства работ. Хотя более простым и надежным является находящее все большее применение уплотнение стыковых соединений с помощью резиновых уплотнительных колец.

Во время отсыпки насыпи или при осадке грунта бетонные трубы испытывают значительные деформации, что зачастую приводит к нарушению герметичности стыкового соединения между трубами и последующим протечкам при эксплуатации. Только после нескольких лет эксплуатации, когда стабилизируются процессы осадки и продольные деформации труб, рекомендуется заполнять стыковые соединения цементным раствором.

Ниже приведен альтернативный вариант устройства гидроизоляции стыкового соединения между железобетонными трубами большого диаметра, применяемый как при выполнении ремонтных работ, так и при новом строительстве магистральных трубопроводов. В данном варианте используется бентонитовая саморасширяющаяся прокладка «Пенебар».

Технология выполнения работ

При ремонте железобетонных безнапорных раструбовых труб большого диаметра (диаметр свыше 2400 мм) часто приходится сталкиваться с нарушением герметичности раструбного соединения - резиновый уплотнитель смещается, и вследствие чего наблюдаются протечки в месте контакта смонтированных труб.

I этап: подготовка поверхности

1. С внешней стороны по всей длине стыка между железобетонными трубами выполнить штрабы П-образной конфигурации сечением 70х25 мм с использованием углошлифовальной машины, перфоратора или другого инструмента.

2. Очистить получившуюся штрабу и поверхность бетона с помощью щетки с металлическим ворсом от грязи (при ее наличии), пыли и бетонной крошки. Кромки стыка должны быть структурно прочными и чистыми.

II этап: герметизация стыков

1. Подготовленные штрабы увлажнить.
2. Удалить антиадгезионную бумагу с поверхности гидропрокладки «Пенебар».
3. Уложить гидропрокладку в полость штрабы.
4. Приготовить раствор гидроизоляционного материала проникающего действия «Пенетрон».

5. Прогрунтовать штрабу раствором материала «Пенетрон» в один слой кистью из синтетического волокна.
6. Приготовить раствор шовного материала «Пенекрит». Плотно заполнить им оставшуюся полость штрабы (расход материала 1,5 кг/мп при сечении штрабы 25х25 мм).

7. После затвердевания раствора материала «Пенекрит» тщательно увлажнить поверхность бетона.
8. Приготовить раствор гидроизоляционого материала проникающего действия «Пенетрон» и нанести его в два слоя кистью из синтетического волокна на бетонную поверхность.
9. Первый слой материала «Пенетрон» нанести на влажный бетон (расход материала 600 г/м2). Второй слой нанести на свежий, но уже схватившийся первый слой (расход материала 400 г/м2).

III этап: уход за поверхностью

1. Обработанные поверхности следует защищать от механических воздействий и отрицательных температур в течение 3 суток.
2. При этом необходимо следить за тем, чтобы обработанные материалами системы «Пенетрон» поверхности в течение 3 суток оставались влажными, не должно наблюдаться растрескивания и шелушения покрытия.
3. Для увлажнения обработанных поверхностей обычно используются следующие методы: водное распыление, укрытие бетонной поверхности полиэтиленовой пленкой.

ЕНиР

§ Е9-2-6. Укладка железобетонных и бетонных трубопроводов

Указания по применению норм

Нормами предусмотрена заделка зазоров между упорной поверхностью раструбов и торцами труб в трубопроводах диаметром 1000 мм и св. цементным раствором, В водосточных трубопроводах раструбная рабочая щель на всю глубину заделывается цементным раствором. Глубина заделки раструбных соединений приведена в табл.1.

Таблица 1

Таблица 2

ПРИ УКЛАДКЕ ФАЛЬЦЕВЫХ ТРУБ

Состав работы

3. Устройство монолитного железобетонного пояска на стыках с установкой арматуры и опалубки, укладкой готовой бетонной смеси с уплотнением и последующей разборкой опалубки (для канализационных труб) или устройство бетонного пояска (для водосточных труб).
4. Заделка стыков с внутренней стороны готовым цементным раствором с железнением (в трубах диаметром 1000 мм и свыше).

ДЛЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Таблица 3

ДЛЯ ВОДОСТОЧНЫХ СЕТЕЙ

Таблица 4

Нормы времени и расценки на 1 м трубопровода

ПРИ УКЛАДКЕ РАСТРУБНЫХ ТРУБ

Состав работы

1. Строповка и опускание труб в траншею с перекреплением распор (в траншеях с распорами).
2. Укладка труб на основание по заданному уклону с закреплением на месте подбивкой грунта или готовой бетонной смесью.
3. Уплотнение раструбных соединений пеньковой смоляной или битуминизированной прядью с заготовкой ее и устройство замка из асбестоцементной смеси (при укладке канализационных труб) или заделка раструбной щели на всю глубину цементным раствором (при укладке водосточных труб).
4. Заделка стыков с внутренней стороны (в трубах диаметром 1000 мм и св.) готовым цементным раствором.

ДЛЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Таблица 5

Нормы времени и расценки на 1 м трубопровода

ДЛЯ ВОДОСТОЧНЫХ СЕТЕЙ

Таблица 6

Нормы времени и расценки на 1 м трубопровода

Примечание. При укладке напорных железобетонных раструбных труб с резиновыми уплотнительными кольцами Нормы времени и Расценки табл.5 граф «а» и «б» умножать на 1,15 (ПР-1).

Лекция 29. Монтаж бетонных и железобетонных трубопроводов

ПЛАН ЛЕКЦИИ

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Попов А.И., Ционский А.Л.,Хрипунов В.А. Производство железо­бетонных напорных виброгидропрессованных труб.- М.: Стройиздат 1979.

2. Карты трудовых процессов. Монтаж наружных сетей водопровода и канализации. Ш-10-9.1 и ККТ-Ю.О-З.М.,Стройиздат,1563,1986.

3. ВНИИ Водгео. Руководство по монтажу железобетонных, чугунных,
асбестоцементных трубопроводов. - М.:Стройиздат,1979.

4. Перешивкин АД., Александров А.А., Готовцев В.И. Монтаж напорных
трубопроводов со стыковыми соединениями на резиновых уплотни­телях. - М.:Стройиздат,1986.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

1. диафильм "Устройство наружных трубопроводов из неметаллических
   труб".

2. Плакат "Бетонные и железобетонные трубы".

3. Плакат "Способы монтажа раструбных железобетонных труб и приме­няемые приспособления".

4. Плакат "Устройство трубопроводов из железобетонных труб".

Железобетонные и бетонные трубы , для прокладки напорных водоводов используются виброгидропрессов. и центрифугир. ж/б раструбные трубы 3-х классов (1-го на давление 1,8 МПа, 2-го - 1,3 МПа и 3-го 0,6-0,7 МПа) длиной 5 м и диаметром 500,600,700,800,1000,1200, 1400 до 1600 мм при массе виброгидропрессов. труб от 1,32 до 8,2 т и центрифугир. от 1,43 до 9,63 т.

Для безнапорных трубопроводов применяют бетонные безнапорные трубы диаметром 100-1000мм l=1-2 м, а также ж/б безнапорные трубы диаметром 400,500,600,800,100C,1200,1400,1600,2000,2400 мм и фальцевые диаметром 400,2400,3000,3400,4000 мм. Безнапорные трубы выполняют двух разновидностей – норм. прочности (М), уклад. на глубину до 3-5 м (над верхом) и усиленные (у), укладываемые на глубину до 5-6 м.

Укладывают бетонные и железобетонные трубы на естественное и искусственное основание. Стыки напорных труб устраиваются раст­рубные и муфтовые с водонепроницаемой заделкой их резиновыми уп­лотнителями, а безнапорных - раструбные и фальцевые с заделкой их смоляной или битуминизированной прядью, асбестоцементным или цемент­ным замком, а также асфальтовой мастикой.

Перед укладкой труб в траншею они, также как и муфты, в ходе их приемки должны подвергаться наружному осмотру для выявления возможных дефектов, а также проверке размеров труб. Проверка ка­чества труб заключается в установлении соответствия их основных характеристик ГОСТ и техническим условиям (ТУ).

Раскладка труб вдоль бровки траншеи . Раструбные бетонные и железобетонные, a также другие трубы раскладывают вдоль трассы трубопровода различными способами, выбор которых определяется ти­пом и грузоподъемностью принимаемых кранов, предназначенных для опускания труб в траншею.

Монтаж напорных трубопроводов . Напорные трубопроводы монтируют из раструбных и гладких железобетонных напорных труб, изготовляе­мых на заводах методами виброгидропрессования или центрифугирования и соответствующих по своему качеству предъявляемым требованиям (подробнее см. )

Монтаж трубопроводов из раструбных железобетонных труб ведут в такой последовательности: доставка труб и раскладка их вдоль траншеи, подача их на место укладки; подготовка втулочного конца трубы и установка на него резинового уплотнительного кольца; введение укладываемой трубы втулочным концом с резиновым кольцом в раструб ранее уложенный; придание вновь уложенной трубе проект­ного положения; окончательная заделка стыка; предварительное испытание готового участка незасыпанного трубопровода (а при трубах больших диаметров только стыковых соединений) на герметич­ность; засыпка этого участка с утрамбовкой земли в пазухах; окон­чательное испытание засыпанного трубопровода. Монтаж труб ведут с помощью кранов, пневмоколесных или гусеничных кранов. Трубы с бермы траншеи к месту укладки подают раструбом вперед по ходу монтажа. Перед укладкой первой трубы в начале трассы устанавли­вают бетонный упор, обеспечивающий устойчивое положение первым двум-трем трубам при их соединении.

Рекомендуемая схема расстановки механизмов, рабочих-трубоук­ладчиков и раскладки труб при монтаже трубопровода показана на рис.1,а. При укладке вначале по шаблону отмечают на гладком конце укладываемой трубы глубину заделки ее в раструб уложенной. После установки монтажного крана по середине укладываемой трубы на нее опускают полуавтоматический клещевой захват и производят ее стро­повку. При отсутствии такого захвата трубы стропуют при помощи стропов или траверсы с полотенцами. Затем трубу краном подают в траншею. На высоте 0,5 м от ее дна опускание трубы приостанавли­вают к на гладкий конец ее надевают резиновое кольцо, после чего заводят ее в раструб ранее уложенной трубы и плавно опускают на подготовленное основание. При этом особое внимание уделяют центри­рованию втулочного конца вводимой грубы с резиновым кольцом отно­сительно заходной фаски раструба ранее уложенной трубы.

Для выверки положения укладываемой трубы (рис.1,в) на ее лоток опирают ходовую визирку и затем следят, чтобы верх этой визирки находился на общей линии визирования с двумя неподвижными визирками обноски. После выверки трубы по вертикали с нее снимают захват, освобождают кран для монтажа следующей трубы и приступают к вывер­ке положения трубы в планете. С этой целью устанавливают по отвесу инвентарные вешки: одну на конец укладываемой трубы, а другую - на ранее уложенную. По установленной в колодце или на смонтированном участке трубопровода неподвижной вешке проверяют правильность ук­ладки трубы в плане. При необходимости ее смешают в нужную сторону. После этого с помощью натяжного приспособления вводят до упора гладкий конец укладываемой трубы в раструб ранее уложенной, следя при этом за равномерностью закатывания резинового кольца в раструб­ную щель. Состыковав трубы, снимают натяжное приспособление и под­бивают трубу грунтом на высоту 1/4 ее диаметра с послойным уплотнением его ручными трамбовками.

При монтаже водоводов из раструбных железобетонных труб наибо­лее трудоемким процессом является введение втулочного конца грубы с резиновым кольцом в раструб ранее уложенной. Для облегчения этой операции применяют различные приспособления, устройства и механизмы, определяющие соответствующие способы монтажа трубопроводов. В част­ности используют двух- и трехтросовые наружные натяжные приспособ­ления (рис.2,а,б), реечные или гидравлические домкраты (рис.2,в), внутренние натяжные приспособления, рычажные и шестеренчатые лебед­ки (рис,2, г, д), бульдозеры и экскаваторы (рис.2, е, ж).

Для монтажа труб диаметром 500, 700, 900 мм применяют также универсальное гидравлическое приспособление треста Оргтехводсгрой Главволговодстроя (рис.2,з), которое вначале закрепляют на трубе, а затем вместе с трубой опускают в траншею. После проверки точности центрирования трубы и правильности расположения резинового кольца, трубу под действием хода гидроцилиндра стыкуют с трубопроводом.

При выборе способа монтажа железобетонных труб учитывают нали­чие необходимого оборудования и механизмов, а также местные условия строительства. Монтаж трубопроводов при помощи бульдозера (рис.2,е) может быть осуществлен лишь в том случае, если бульдозер использу­ется и на работах по планировке основания траншеи, т.е. когда воз­можно совместить две рабочие операции. Трестом Центроспецстрой из­готовлен малогабаритный бульдозер на базе трактора Т-54 В с шириной отвала 1,25 м, который используют для монтажа трубопроводов диамет­ром 500 мм и более при одновременной планировке им основания тран­шей. Способ монтажа трубопровода с применением внутреннего натяжно­го устройства может быть рекомендован лишь для труб диаметром 800 мм и более. Монтаж трубопровода при помощи экскаватора (рис.2,ж) ведут при прокладке труб в водонасыщенных грунтах или в стесненных усло­виях строительства, когда отрывать траншеи заблаговременно не пред­ставляется возможным, а экскаватор, расположенный рядом, можно ис­пользовать для монтажа труб. При соединении труб нельзя продвигать гладкий конец в раструб полностью, т.е. до полного упора, а следует оставлять между торцом гладкого конца и упорной поверхностью раст­руба зазор для труб диаметром до 1000 мм - 15 мм, а для труб диа­метром более 1000 мм - 15 мм, Для обеспечения водонепроницаемости стыковых соединений нельзя допускать эллипсности труб, раструбов и муфт или плохого качества поверхности труб и применять некачествен­ные резиновые кольца. Кольца в щели раструбных и муфтовых соединений должны быть обжаты на 40-50 % толщины своего сечения. При нарушении герметичности (водонепроницаемости) стыков устанавливают дополни­тельные резиновые кольца или отдельные их отрезки непосредственно на дефектное место при помощи специального съемного хомута (рис.2, и). При повреждениях или значительных дефектах железобетонных труб их удаляют и заменяют вставками из стальных труб с использованием стальных переходных патрубков

Монтаж трубопроводов с муфтовыми стыковыми соединениями труб имеет ряд отличий. Так, после центровки и проверки правильности укладки груб по шнуру, отвесу и визирке на концах соединенных труб делают разметку рисками, определяющими начальное положение резино­вых колец – расстояния а (360,370) и б (70,80 мм). При монтаже труб муфту устанавливают в исходное положение так, чтобы ее торец с рабочей стороны совпадал с нанесенной на трубе риской. Резиновое кольцо размещают около рабочего конца муфты и затем с помощью ко­нопатки вводят ее в коническую щель муфты заподлицо с ее торцом. Одновременно на вторую трубу надевают также резиновое кольцо и раз­мещают его на расстоянии б от ее торца. Далее с помощью монтажных приспособлений муфту продвигают в сторону стыкуемой трубы и одно­временно закатывают первое резиновое кольцо. По достижении муфтой на второй трубе риски на расстоянии б от ее торца в щель муфты вводят второе резиновое кольцо. В ходе дальнейшего продвижения муф­ты закатывают и это кольцо, благодаря чему достигается необходимое конечное положение резиновых колец на стыке.

Монтаж безнапорных трубопроводов . Осуществляют из бетонных и железобетонных труб на раструбных, муфтовых или фальцевых стыковых соединениях. Стыки раструбных труб уплотняют пеньковой прядью или другими герметиками с заделкой асбестоцементом или резиновыми коль­цами, а фальцевых труб - асфальтовой мастикой, битумно-резиновыми прокладками и другими герметиками с заделкой цементно-песчаным раствором. Безнапорные раструбные и муфтовые трубы соединяют с зазором между гладким концом трубы и упорной поверхностью раструба, равным 10 и 15 мм для труб диаметром соответственно 700 и более 700 мм.

Монтаж трубопроводов из раструбных и муфтовых труб с уплотнением резиновыми кольцами ведут теми же методами, что и напорных водоводов. Заделку стыков пеньковой прядью производят путем конопатки раструба на половину его глубины двумя-тремя витками просмоленной или битуминизированной пеньковой пряди с зачеканной асбестоцементной смесью (30% асбеста,70% цемента).

Монтаж трубопроводов из фальцевых безнапорных труб сопряжен с необходимостью заделки фальцевых стыков. При этом стыки труб диаметром более 1000 мм заделывают по всему периметру пеньковой прядью и затирают цементным раствором состава 1:1 с устройством снаружи пояса из этого раствора. Стыки Мальцевых труб диаметром 2000-4000 мм, укладываемых на бетонные или железобетонные основания, заде­лывают торкретом по арматурной сетке. При этом трубы укладывают в траншею краном при помощи монтажной скобы. Монтаж труб ведут в такой последовательности: размечают положение грубы на основании; стропят трубу и опускают ее в траншею; укладывают трубу на основание и выверяют ее положение; конопатят стык смоляной прядью и заде­лывают цементным раствором; обертывают стык арматурной сеткой и омоноличивают его.

рис.1

а – общая схема организации работ

б – укладка и выверка трубы

1 – трубы

3 – траншеи

4 – приямки для заделки стыков

5 – клещевой захват

6 – ходовая визирка

7 – пришивные визирки

Общие положения. Малые водопропускные сооружения: мосты длиной до 25 м и трубы относятся к числу массовых объектов железнодорож­ного строительства. Количество малых водопропускных со­оружений на I км пути зависит от формы рельефа местности. Так, для железных дорог Урала и Восточной Сибири коли­чество малых мостов (числитель) и труб (знаменатель) состав­ляет: при равнинном рельефе - 0,1/0,24, при холмистом - 0,14/0,53, при горном рельефе - 0,21/0,9 штук/км, а доля их от общего числа водопропускных сооружений N: 26/58, 18/74,6 и 15,5/79,5% соответственно.

Таким образом, в сумме малые мосты и трубы составляют от 84 до 95% N. Возводят малые мосты и трубы по типовым проек­там из конструкций заводского изготовления. Наибольшее распространение в последние годы получили круглые сборные железобетонные трубы отверстиями 1,0, 1,5 и 2,0 м в одно- двух- и трехочковом исполнении; прямоугольные сборные железобетонные трубы отверстиями 1,0; 1,5; 2,0; 3,0, 4,0 м в одно- и двухочковом исполнении; прямоугольные бетонные трубы отверстиями 2, 3, 4, 5 и 6 м; гофрированные металлические трубы отверстиями 1,0; 1,5; 2,0 и 3,0 м.

Труба состоит из входного оголовка, тела трубы и выходного оголовка (рис. 9.4). И оголовки, и тело трубы монтируются из отдельных блоков. Фундаменты бывают трех типов. На прочных основаниях, например скальных, применяют фунда­менты I типа, состоящие только из лекальных блоков (для круг­лых труб) или плит (для прямоугольных труб). На сравнитель­но слабых основаниях устраивают фундаменты из монолитно­го бетона - III типа. В прочих условиях применяют фундаменты II типа, отличающиеся от фундаментов I типа до­полнительным нижним рядом прямоугольных блоков. Фунда­мент под оголовками устраивают на большую глубину. Труба состоит из звеньев длиной 1 м и блоков оголовков. Масса мон­тажных элементов типовых железобетонных труб: блоков фун­даментов 0,75…4 т, звеньев круглых 0,9…4,2 т, прямоугольных 3,5…10,3 т, частей оголовков 2,4…6,9 т. Фундаментные блоки ук­ладываются краном на слой щебеночной (песчано-гравийной) подготовки толщиной 0,10…0,20 м.

Рис. 9.4. Сборные железнобетонные трубы:

а - круглая; б - прямоугольная; / - портальная стенка оголовка; 2 - звенья; 3 - коническое звено; 4 - откосное крыло оголовка; 5 - фунда­ментные плиты оголовка; 6 - щебеночная подготовка; 7 - блоки фунда­мента; 8 - лекальные блоки; 9 - плиты фундамента; 10 - лоток

Металлические бесфундаменптые трубы монтируют из гоф­рированных элементов заводского изготовления, выпускаемых в обычном и северном исполнении. Элементы из стали толщиной 1,5…2,5 мм имеют гофры (гребни) высотой 32,5 мм с шагом 130,0 мм. С помощью болтов элементы объединяют в звенья. Для защиты от коррозии элементы труб покрывают слоем цин­ка и специальными битумными мастиками или полимерными эмалями. Укладывают трубы на песчаную или песчано-гравийную подушку толщиной не менее 0,40 м с размером частиц не крупнее 50 мм. Гофрированные трубы устраиваются, как пра­вило, без оголовков. На концевых участках трубы устраивают противофильтрационные подрусловые экраны - водонепрони­цаемые перемычки из глинистого грунта, глинощебня, бетона и других материалов.

Комплекс работ по строительству водопропускных труб включает: подготовительные работы, устройство котлованов, подготовку оснований под фундаменты, устройство фундаментов, монтаж тела труб, гидроизоляцию. До начала сооружения труб проектная организация должна закрепить в натуре и сдать по акту строительной организации в присутствии заказчика точку пересече­ния оси насыпи и продольной оси трубы, необходимое количество створных знаков, закрепляющих продольную осб трубы и высотный репер (рис. 9.5), расчистить и спланировать строитель­ную площадку, устроить водоотводы и подъезды, завести и раз­местить материалы по заранее разработанному и вычерченному в масштабе 1:500 или 1:200 плану строительной площадки. План строительной площадки (рис. 9.6) составляют на основе решений, принятых в типовом проекте производства работ.

Рис. 9.5. Схема закрепления местоположения трубы на трассе:

1 – выносные столбы (колья); 2 – точка и сторожок с надписью «ось», «пикет» и «плюс»; 3 – репер

Рис. 9.6. План строительной площадки при сооружении прямоугольной трубы:

1 – звенья тела трубы и оголовков; 2 – блоки откосных крыльев; 3 – фундаментные плиты; 4 – ящик с цементом; 5 – бак с водой; 6 – песок; 7 – щебень; 8 – бетономешалка; 9 – электростанция; 10 – вагончик для хранения инструмента; I СТ, II СТ, III CT – места стоянки крана при ведении монтажных работ; α min , α max – минимальный и максимальный углы поворота стрелы крана при монтаже звеньев тела трубы; l стрелы – максимальный вылет стрелы, при котором возможна установка звеньев тела трубы

От оси трубы намечают и закрепляют металлическими колья­ми контур котлована. В зависимости от объемов работ, характе­ра грунтов, формы котлована и других местных условий разра­ботку грунтов в котловане предусматривают: бульдозерами, гидравлическими экскаваторами обратная лопата с ковшом ем­костью 0,15…0,65 м 3 или кранами с грейферным оборудованием. При рытье котлованов под водой и в неустойчивых водонасыщенных грунтах устраивают грунтовые перемычки, бездонные ящики или шпунтовые ограждения с водоотливом. Верх шпун­тового ограждения должен быть на 0,2…0,4 м выше максималь­ного уровня грунтовых вод, а для русловых опор - на 0,7 м выше принятого рабочего горизонта воды в реке. Зимой при ес­тественном замораживании грунтов допускается разработка кот­лованов глубиной до 4 м без крепления. Котлованы разрабаты­ваются с недобором до проектных отметок на 10…20 см. Окончательную зачистку дна котлована производят вручную непосредственно перед монтажом фундамента. Котлованы длиной более 20 м в неустойчивых грунтах и при наличии грунтовых вод разрабатывают посекционно. Дно котлована в продольном направлении под блочный фундамент трубы планируют по дуге окружности. При этом величина строительного подъема зависит от вида грунта и высоты насыпи. Строительный подъем по оси насыпи для оснований из супеси, суглинка и глин принимается равным 1/40, а при песчаных и гравийных грунтах - 1/80 высоты насыпи. После приемки котлована устраивается щебеночная подготовка. Щебень завозят автосамосвалами и выгружают в бадьи, а затем краном в котлован слоем толщиной 10 см и уп­лотняют пневмотрамбовками. Отметки верха щебня проверяют нивелиром. Разравнивают щебень вручную лопатами.

Монтаж железобетонных труб. До начала монтажных работ на расстоянии I м от котлована устраивают обноску из досок и брусьев, обозначая на ней ось трубы, контуры фундамента и другие размеры.

Монтаж труб начинают с монтажа фундамента в направле­нии от выходного к входному оголовку. Вначале укладывают краном нижний ряд блоков фундамента оголовков до уровня подошвы фундамента тела трубы. Затем заполняют песчано-гравийной смесью и заливают цементным раствором скосы мелкой части котлована с более глубокой. Блоки верхней части фундамента укладывают рядами. При секционной разработке котлована монтаж фундамента ведут на всю высоту в пределах секции. Очищенные от грязи блоки укладывают на слой цемен­тного раствора марки не ниже 150 толщиной 1…2 см. Отклоне­ние в рядах по высоте не должны превышать 5 мм. Вертикаль­ные швы между блоками заливаются раствором. В процессе монтажа проверяют горизонтальность рядов в пределах секции и уклон трубы. Засыпку пазух котлована производят после приемки фундамента. Засыпку ведут слоями толщиной 15…20 см с тщательным уплотнением грунта в каждом слое электротрам­бовками. Монтаж фундаментов труб на косогорных участках производится секциями длиной по 3…4 м, начиная с фундамента выходного оголовка

Монтаж оголовков и тела трубы начинают с выходного ого­ловка. Вначале устанавливают блоки оголовка. При установке портальных стенок и откосных крыльев оголовка используются расчалки или инвентарные подкосы. Затем монтируют звенья трубы, используя специальные хомуты или скобы. Круглые зве­нья устанавливают на лекальные блоки. Для обеспечения необ­ходимого зазора 2 см звенья укладывают на деревянные клинья. Раствор с осадкой конуса 11…13 см сначала укладывают и уплот­няют с одной стороны звена, добиваясь появления его с другой стороны. Недостающее количество раствора дополняют.

При укладке звеньев прямоугольных труб необходимо обес­печить их плотное опирание на фундаментные плиты. Нельзя подбивать или подклинивать звенья щебнем. Это может приве­сти к повреждению и даже к разрушению звеньев. Между звень­ями труб оставляют швы шириной 1 см, а между секциями (3…4 звена) - 3 см. Мешающие монтажные петли срезают авто­геном. Срубать и загибать петли запрещается.

Швы между звеньями заполняют паклей, пропитанной биту­мом (рис. 9.7). А затем все швы, кроме деформационных, с внут­ренней стороны заполняют цементным раствором марки 300. С наружной стороны их заливают битумом. Перед гидроизоля­цией производится очистка поверхности трубы.

В качестве оклеенной гидроизоляции применяют ткань, пропи­танную битумом, или стеклосетку, два слоя которой укладыва­ют на слой горячей битумной мастики и ею же покрывают уло­женные слои сверху.

Обмазочная гидроизоляция состоит из двух слоев горячей или холодной битумной мастики толщиной 1,5…3 мм. Ее наносят на загрунтованную лаком поверхность трубы. При производстве ра­бот в зимнее время применяют внутренний обогрев трубы. Торцы трубы закрывают щитами, а ее наружную поверхность утепляют.

Рис. 9.7. Оклеенная и обмазочная гидроизоляция:

а - шов нал звеньями труб; б - межсекционный шов труб на фундамен­тах; 1 - звено; 2 - оклеенная изоляция звена; 3 - битумная мастика; 4 - обмазка; 5 - пакля; 6 - расшивка швов

Смонтированную трубу засыпают грунтом. Высота засыпки должна быть на 0,5 м выше трубы, а ширина поверху - рав­няться ширине блока трубы, крутизна откосов не круче 1:1. За­сыпку ведут слоями с уплотнением грунта электротрамбовками и катками на пневмошинах. В зимнее время толщину засыпки над трубой увеличивают до 1 м и ведут ее талым, а лучше дрени­рующим грунтом. При этом следят, чтобы в грунт засыпки не попали крупные камни, мерзлые комья грунта, льдины и снег.

Укрепительные и отделочные работы производят после от­сыпки земляного полотна до проектных отметок в соответствии с проектом.

Работы по монтажу трубы ведет поточным способом комплек­сная бригада, состоящая из трех звеньев по 4 человека. Первое звено выполняет подготовительные и земляные работы, второе - монтажные, третье - гидроизоляционные и засыпку трубы грун­том. Члены бригады должны владеть несколькими профессиями.

Средства механизации - бульдозеры, самоходные стреловые краны грузоподъемностью до 15 т, бетоносмесители вместимос­тью до 100 л, передвижные электростанции мощностью до 8 кВт, автомобили, насосные установки, передвижные агрегаты для ра­зогрева битума, вибраторы и электротрамбовки, катки и др.

Монтаж металлических водопропускных труб. По спланированному и зачищенному дну котлована отсыпа­ют и уплотняют песчаную подушку шириной на 1 м превышаю­щей диаметр трубы и толщиной не менее 0,4 м (рис. 9.8). Песок из автосамосвалов выгружают в котлован, планируют бульдозе­ром и уплотняют катками или гружеными автосамосвалами.

Рис. 9.8. Отсыпка подушки под металлическую трубу:

а - в два этапа; 6 - с предварительным устройством ложа; в - с отсыпкой нулевого слоя; 1 - часть подушки, отсыпанная до укладки трубы; 2 - то же после укладки; 3 - нулевой слой

В процессе сооружения подушки устраивают необходимый строительный подъем лотка трубы. После устройства основания устраивают противофильтрационные экраны под крайними зве­ньями трубы длиной 2,8 м. Толщина и ширина экранов должны соответствовать размерам подушки. Для образования экранов основание под крайними звеньями разрыхляют, добавляют це­мент, тщательно перемешивают и уплотняют вручную трамбов­ками. Затем производят окончательную планировку основания и, пользуясь обноской, натягивают по оси трубы шнур.

Монтируют трубу из отдельных элементов или после предва­рительной сборки секций, которые собирают либо на централизо­ванной сборочной базе, либо на месте строительства трубы. Дли­на секций определяется возможностями имеющегося в наличии транспорта. При погрузке и разгрузке элементов и секций трубы пользуются пеньковыми канатами, а при стальных стропах - прокладками из брезента, предотвращающими повреждения по­крытия. Запрещается цеплять элементы крюками стропов через имеющиеся отверстия, сбрасывать с высоты пакеты и секции. При сборке трубы из отдельных элементов, имеющих три стандартных элемента в звене, сначала укладывают по оси трубы нижние элементы на длину секции или трубы, соеди­няя их 3…4 болтами. Продоль­ные швы четных звеньев долж­ны находиться на одной линии, а нечетных - на другой (рис. 9.9). Затем монтируют два других элемента звена также на 3…4 болта по середине продольного шва. Центровку отверстий выполняют с помощью ло­миков, вставляя их в рядом расположенные отверстия. Через три звена от собираемого ставят и затягивают все болты. При сборке труб большого диаметра для временного крепления эле­ментов применяют поперечные стяжки.

Рис. 9.9. Размещение стыков элементов 1…6 трубы

При предварительной сборке секций из звеньев элементы ус­танавливают в вертикальные положения и соединяют между собой 3…4 болтами. Собранные звенья соединяют по три, а трехзвенные секции связывают одним промежуточным звеном, получая одну семизвенную монтажную секцию или плеть. Сек­ции трубы краном устанавливают на спрофилированное осно­вание на деревянные подкладки так, чтобы продольные швы соединяемых торцов секций имели одинаковый нахлест и были расположены на одном уровне. Расстояние между торцами сек­ций должно быть равно полезной ширине элемента - 910 мм. Затем секции соединяют между собой стандартными соедини­тельными элементами. Стыки выполняют в нахлестку так же, как при объединении звеньев.

Для придания жесткости по концам трубы устанавливают окаймляющие уголки 40x40x4 мм длиной 4,7 м, которые кре­пятся к звеньям с помощью болтов.

По завершении проверки качества монтажных работ и очис­тки поверхности трубы производится дополнительное гидро­изоляционное покрытие из битумных мастик. На покрытие 1 м 2 поверхности расходуется 0,3…0,4 кг битумного лака и 2…3 кг ма­стики. Грунтовку лаком производят краскораспылителем, избегая сгустков, подтеков и пузырей. Не позднее суток нано­сят слой битумной мастики толщиной 2 мм при помощи пере­движной битумной установки. Качество гидроизоляционных работ оформляется актом. После устранения недостатков, но не позднее трех суток производится засыпка трубы грунтом. За­сыпку гофрированных металлических труб производят песча­ным и крупноблочным грунтом с размером частиц до 50 мм. Засыпку на высоту 0,5 м над верхом трубы делают одновремен­но с обеих сторон одинаковыми слоями с тщательным уплот­нением каждого слоя. Уплотняют грунт машиной виброудар­ного действия. Для лучшего уплотнения грунта вблизи трубы отсыпку ведут наклонными слоями (рис. 9.10). При высоте засыпки над верхом трубы 0,5 м нагрузка от машин, проходящих над трубой, не должна превышать 98 кН, при высоте засыпки 0,8 м - 108…196 кН.

Нормативное время на сборку секций из отдельных элементов - 4,8 чел.-ч на 1 м трубы, на укладку секций на деревянные про­кладки - 1,26 чел.-ч на 1 секцию, на сборку трубы из секций - 6,5 чел.-ч на 1 стык, на установку окаймляющего уголка - 1,4 чел.-ч на 1 оголовок, на устройство дополнительного защитного слоя битум­ной мастикой - 0,3 чел.-ч на 1 м 2 поверхности трубы, на устрой­ство противофильтрационного экрана - 0,99 чел.-ч на 1 м 3 (Е5-3).

Для устройства одной трубы диаметром 1,5 м и длиной 26,5 м потребуется 7 ч, включая разбивочные и подготовительные работы.

Рис. 9.10. Засыпка металлической трубы наклонными слоями и уплотнение:

1 - труба; 2 - линия наибольшего приближения к трубе; 3 - виброудар­ная машина; 4 - пулевой слой