Прокладка газопроводов в пучинистых и насыпных грунтах

Наружные газопроводы находятся вне зданий и прокладываются в самых разных грунтовых условиях. Во многих случаях требуются специальные решения, обеспечивающие надежную работу сооружения в период эксплуатации. Ранее было рассказано, как строить газопроводы в просадочных, засоленных, элювиальных и набухающих грунтах. Далее расскажем о прокдадке газовых сетей в пучинистых и насыпных грунтах.

Пучинистые грунты

Морозное пучение приводит к увеличению объема грунта при его промерзании. При этом находящие в грунте фундаменты или подземные сооружения выпирает. Опоры поднимает вверх, они отклоняются от вертикали (рис.1). Трубы под землей может просто порвать, обычно по сварным соединениям.

Рис. 1 Пучение опоры

Грунты с большим количеством мелких фракций (пылеватые и глинистые грунты), подвержены пучению больше нежели крупнообломочные или песчаные. Это связано с их высокой водоудерживающей способностью и капиллярной активностью.

Но главный фактор, определяющий степень пучения, — наличие воды в грунте. Чем больше воды в порах, тем серьезнее будет объемное расширение при замерзании. Вода поступает в грунт:

• из атмосферных осадков;

• из грунтовых вод;

• при капиллярном поднятии;

• при инфильтрации талых вод.

По степени пучинистости грунты подразделяют на 5 типов (таблица 1).

Таблица 1

При строительстве подземных газопроводов в пучинистых грунтах важнейшая задача — не допустить попадания в траншею воды при строительстве и эксплуатации. Для защиты газопроводов от морозного пучения применяют два основных метода:

• укладка в траншею ниже уровня промерзания грунта, что позволяет исключить подъем коммуникации при промерзании верхних слоев. Аналогично выполняется фундамент опор надземного газопровода;

• замена пучинистого грунта на песок, который имеет лучшую дренирующую способность и не расширяется при замерзании.

Рытье траншеи следует выполнять после окончания работ, обеспечивающих предотвращение стока поверхностных вод в траншею как в период строительства, так и в период эксплуатации.

Рытье траншей следует выполнять с учетом обеспечения полной засыпки газопровода после окончания смены. Устройство водонепроницаемого экрана, отмостки и засыпка траншеи должны проводиться согласно проекту.

Насыпные грунты

Техногенные грунты, образующиеся в результате хозяйственной деятельности человека, называются насыпными. Типов насыпных грунтов великое множество. К ним относятся грунты с нарушенной структурой, напластования которых образованы в результате:

• отвалов и отсыпок строительных котлованов;

• намыва;

• вскрышных работ при открытой разработке полезных ископаемых;

• наваливания отходов различных производств;

• сваливания бытовых отходов и т. п.

Рис.2 Планирование территории перед строительством

Насыпные грунты используются для планировки территорий перед их застройкой, возведения земляных сооружений (насыпей дорог, плотин и др.), устройства оснований под фундаменты, обратной засыпки котлованов.

Насыпные грунты имеют различные состав и плотность. Планомерно выполненные насыпи (обратные засыпки котлованов, планировка территорий, подушки под фундаменты, земляные сооружения дорог, плотин и др.) характеризуются однородным составом и сложением, равномерной сжимаемостью (рис.2). Отвалы грунтов и отходов промышленных производств имеют однородный состав и сложение, но неравномерную плотность и сжимаемость. Свалки грунтов и бытовых отходов (рис.3) характеризуются неоднородным составом, неравномерной плотностью, высокой сжимаемостью и повышенным содержанием органических веществ.

Рис.3 Планирование свалки бульдозером

Деформируемость насыпных грунтов зависит от степени однородности их сложения, способа и давности образования, а также состава грунтов и отходов. Исходя из результатов инженерных изысканий определяется подход к строительству газопроводов в насыпных грунтах. В однородных грунтах с высокой плотностью и равномерной сжимаемостью дополнительных мероприятий не требуется. В остальных случаях требуются дополнительные меры, которые предусматриваются в проектах.

Прокладку подземных газопроводов в насыпных грунтах выполняют с учетом их значительной неоднородности по составу, неравномерной сжимаемости, возможности самоуплотнения от изменения гидрогеологических условий, замачивания, а также за счет разложения органических включений.

Если насыпные грунты обладают просадочными, набухающими, пучинистыми свойствами газопроводы прокладывают с учетом требований к этим грунтам. Для наземных газопроводов разрабатывают мероприятия, предусмотренные для прокладки на болотах.

Рис.4 Насыпные грунты с органикой

Если в насыпных грунтах органического вещества содержится больше 10% от объема (рис.4), выполняют полную или частичную прорезку этих грунтов, уплотнение грунтов с помощью трамбовки или намывного грунта. При грунтах с низкой несущей способностью и содержанием органических веществ больше 10% от объема проводят забивку свай в материковый грунт, устраивают распределительную подушку из гнилостойких материалов с предварительным уплотнением основания на глубину согласно проекта, замену грунта.

Допускается не учитывать дополнительную осадку подстилающих грунтов при давности отсыпки насыпей из песков и шлаков более двух лет и пылевато-глинистых грунтов, золошлаков (рис.5) — более пяти лет.

Рис.5 Золошлаковые отходы на ТЭС

При строительстве в неслежавшихся насыпных грунтах после отрывки траншеи основание необходимо тщательно уплотнить на глубину, предусмотренную проектом, с доведением объемного веса скелета грунта на нижней границе уплотненной толщи до 1,6 г/см³.

При строительстве в грунтах с наличием крупных частиц, вкраплений скальных грунтов, кирпичей, металла следует устраивать подушку из песка (кроме пылеватого и мелкозернистого) толщиной не менее 0,2 м.

При строительстве наземных газопроводов на неслежавшихся насыпных грунтах следует перед отсыпкой провести уплотнение грунта под основанием отсыпки на глубину, указанную в проекте.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь