На реконструируемом предприятии могут использоваться действующие инженерные сети для снабжения строительной площадки электроэнергией, теплом, паром, сжатым воздухом и газом. При недостаточной мощности энергетических установок промышленного предприятия или при большом удалении постоянных инженерных сетей от мест проведения работ прокладываются временные инженерные сети с заглублением, по поверхности земли, на имеющихся эстакадах, по опорам, столбам или стойкам, по стенам зданий.
Реконструируемые инженерные сети, необходимые для производственной деятельности предприятия, можно разделить на три группы:
— расположенные вне территории предприятия, соединяющие сети предприятия с магистральными линиями;
— расположенные на территории предприятия;
— разводки внутри цехов и помещений.
При организации перекладки к инженерных сетей с учетом перечисленных групп необходима следующая взаимоувязка и согласование.
Для первой группы кроме дирекции предприятия требуется согласование с местными органами власти. В отношении второй группы необходима увязка с вне-цеховой деятельностью предприятия (движение транспорта, предохранение других инженерных систем, зеленых насаждений и др.) и согласование с дирекцией предприятия. Перекладка инженерных сетей, относящихся к третьей группе, которая осуществляется наиболее часто в связи с заменой технологического оборудования, увязывается с работами в цехах вблизи действующего оборудования, согласовывается с руководством цехов.
Перекладка инженерных сетей при реконструкции производится в следующих случаях:
— при их несоответствии увеличиваемой при реконструкции мощности пред
приятия;
— при изменении трасс, в связи с расширением старых или постройкой новых корпусов;
— для освобождения территории работ.
При организации перекладки инженерных сетей кроме общих особенностей выполнения, присущим всем видам работ в условиях реконструкции, следует также учитывать такие факторы, как большое количество пересечений вновь прокладываемыми линиями ранее проложенных инженерных сетей, необходимость более широкого применения закрытых способов прокладки, устройство в ряде случаев временных переездов для автотранспортных средств и железнодорожного подвижного состава, возможная потребность в ряде случаях переключение действующих инженерных сетей без перерывов в их функционировании.
Прокладка внутренних настенных и расположенных в межферменных пространствах инженерных сетей выполняется по мере готовности соответствующих конструкций. В период подготовки могут проводиться мероприятия по разбивке и за-креп-лению трасс с установкой в необходимых случаях реперов, снятию и обвалованию растительного грунта, обозначению на трассе всех пересекающихся инженерных сетей, защите пересекающихся сетей от повреждений.
При разбивке и закреплении трасс растительный грунт должен срезаться на всей ширине полосы, в пределах которой будут перемещаться средства механизации, участвующие в перекладке инженерных сетей. Толщина срезаемого слоя 12-15 см. Для срезания грунта используются автогрейдеры, которые последовательными проходами одновременно перемещают грунт на одну из сторон от траншеи (рис. 1).
Для обозначения на трассе пересекающихся инженерных сетей предварительно на местности уточняется их положение. Уточнение может быть выполнено одним из следующих способов:
— по смотровым колодцам с помощью вех и реек;
— с помощью специальных приборов (трассоискатели, кабелеискатели, металлоискатели);
— путем отрывки траншей (шурфов).
До начала работ по реконструкции положение вновь прокладываемых инженерных сетей, пересекающих существующие трассы, должно быть уточнено на местности на соответствие указанных в схемах планирования организации земельного участка (СПОЗУ). Такое мероприятие проводится с помощью промеров, с использованием приборов или путем отрывки шурфов и обозначается приколками или столбиками, не нарушаемыми при отрывке траншей.
Отрывка траншей в местах их пересечения с инженерными сетями должна выполняться с соблюдением требований нормативных документов по безопасности выполнения работ и земляных сооружений.
Действующие инженерные сети, вскрываемые при отрывке пересекающих их траншей, должны быть защищены от механических повреждений, связанных с выполнением работ на всех их этапах, а также от охлаждения и замерзания в холодное время года. Способы защиты должны содержаться в проекте производства работ.
Некоторые решения по защите вскрываемых инженерных сетей от механических повреждений изображены на рисунке 2.
Перекладываемые трассы инженерных сетей не следует располагать в непосредственной близости от ранее проложенных из-за того, что могут потребоваться дополнительные ручные земляные работы.
В случае открытой прокладки труб под автомобильными дорогами следует придерживаться одной из следующих схем:
- закрытие движения на дороге и перенос его на временно объездной путь;
- перенос движения на одну из половин проезжей части дороги;
- устройство временного переездного моста.
Если имеются нестесненные условия, то наиболее рациональным является первый способ. Второй способ требует предварительного проведения мер безопасности.
Место, где разбирается покрытие и отрывается траншея, должно быть ограждено. С обеих сторон на установленных правилами дорожного движения расстояниях должны быть установлены общепринятые предупреждающие знаки, а в темное время опасные места оборудуются предупреждающими световыми сигналами.
При третьем способе на месте отрывки траншеи на автодороге предварительно устраивается временный переездной мост. Один из вариантов конструкции такого моста изображен на рисунке 3.
Временный переездной мост состоит из звеньев шириной 2-2,5 м, изготовленных из двутавровых балок с деревянным настилом. К концам звеньев крепятся деревянные въездные панели. При этом способе на дороге также должны быть установлены предупреждающие знаки об устройстве временного моста.
Открытая прокладка инженерных сетей под железной дорогой может быть осуществлена без перерыва в ее эксплуатации на период устройства временного моста или этот перерыв может быть минимальным. Существует несколько вариантов конструкций таких мостов, один из которых — мост из рельсовых пакетов.
При этой конструкции под действующий путь укладываются дополнительные шпалы и пакеты из рельсов, скрепляемые со шпалами с помощью хомутов. Рельсовые пакеты должны быть рассчитаны на восприятие эксплуатационных нагрузок.
После устройства временного моста под путями отрывается траншея с закреплением ее стенок, прокладывается футляр из труб, траншея засыпается с тщательным уплотнением грунта. Затем в футляр укладываются трубы.
В другом варианте под шпалы действующих путей подводятся металлические балки, опираемые на дополнительно подведенные шпалы (рисунок 4). После скрепления шпал пути с балками с помощью хомутов приступают к отрывке траншеи.
Прокладку надземных инженерных сетей, расположенных на опорах или эстакадах, когда не допускается перерыв в работе заменяемых линий, выполняют путем наращивания опор или эстакад по высоте.
Закрытыми (бестраншейными) способами можно прокладывать трубопроводы и кабели под автомобильными и железными дорогами, под другими коммуникациями, а также под зданиями.
Закрытые способы прокладки нельзя применять в грунтах, где имеются каменистые включения, в насыпных грунтах, содержащих твердые предметы (камни, бетон, куски металла, крупные куски дерева и др.). При проведении работ в водонасыщенных грунтах требуется предварительное водопонижение. Основными закрытыми способами являются: продавливание, прокалывание и горизонтальное бурение. На выбор каждого из указанных способов влияют различные факторы:
- грунтовые и гидрологические условия;
- характер сооружений над переходом;
- требования к изоляции трубопроводов;
- длина и точность проходки;
- диаметр прокладываемых трубопроводов;
- экономическое обоснование предполагаемого способа.
Продавливание выполняется с использованием стальных футляров (труб) и состоит в том, что стальной металлический футляр диаметром вдавливается в грунт с помощью гидравлических домкратов, расположенные симметрично по окружности трубы (рисунок 5).
Для того, чтобы уменьшить трение футляра в грунте, конец трубы оснащен ножом. Способ продавливания эффективен для различных грунтов I—IV групп при диаметре продавливаемых трубопроводов от 600 до 1720 мм и длине прокладки до 100 м. При этом способе труба открытым концом продавливаются в грунт, который, попадая в трубу, образует плотную пробку. Грунт внутри трубы разрабатывается различными способами и удаляется из забоя.
Прокол чаще всего применяют для прокладки трубопроводов в глинистых и суглинистых грунтах при диаметре труб до 600 мм. Длина прокладки таким способом достигает 60 м. При этом грунт не разрабатывается, а уплотняется в радиальном направлении вокруг трубы. Для прокола требуются весьма значительные усилия (от 150 до 3000 кН). Для их создания применяют лебедки, тракторы и бульдозеры, а чаще всего ‒ гидравлические домкраты (рисунок 6).
Для уменьшения сопротивления грунта и сил бокового трения на конец трубы устанавливается конусный наконечник, диаметр основания которого на 20 мм больше наружного диаметра прокладываемой трубы. При небольших диаметрах труб конусный наконечник не устанавливают, а прокалывают грунт трубой (с образованием уплотняющего ядра). В этом случае точность прокола получается выше, чем с установленным конусным наконечником, так как при встрече конической поверхности с каким-либо препятствием в грунте (валуны, булыжники и т. п.) наконечник несколько сдвигается от оси и дальнейший прокол происходит по дуге.
Разновидностями способа прокола являются гидропрокол и использование пневмопробойника. Гидропрокол применяется в легкоразмываемом грунте, который размывается специальной насадкой, и в образующуюся пазуху продвигается труба. Недостатком этого способа являются возможные отклонения от оси прокладываемой трубы, а также дополнительные затраты на организацию отвода пульпы. В пневмопробойнике используется сжатый воздух, подача которого осуществляется компрессором (стационарным или передвижным). Небольшие габариты позволяют занести пневмопробойник в труднодоступные места и проводить работы в ограниченном пространстве (подвальном помещении здания, коллекторе и т.п.).
Длина пробиваемых скважины доходит до 15 м (в отдельных случаях до 20 м), диаметр до 250 мм. Труба затягивается в скважину непосредственно пробойником. При работах используются небольшие стартовый и приемный котлованы шириной 0,5 м и длиной 1,5‒2 м. При работе пневмопробойником не образуется грязевых потоков, так как не требуется применение промывочной жидкости (бентонита). Также пневмоударная технология используется там, где нельзя организовать опорную стенку: на открытых пространствах, в больших котлованах (например, котлован реконструируемого здания), при проколе под насыпью. При горизонтальном бурении прямым или вращательным движением задавливают в грунт буровую головку, закрепленную на штанге.
Выдерживать направление проходки помогает локатор, с помощью которого отслеживается и корректируется движение бурового инструмента. После пилотного бурения малым диаметром, обратным движением через скважину пускается расширитель с плетью трубопровода. В зависимости от типа грунта и длины прокола, диаметр скважины может быть увеличен за несколько проходов расширителя. Длина скважины может доходить до 100 м, диаметр до 250 мм. Грунт уплотняется вокруг скважины и не выносится на поверхность. Кроме того бурение сухое, без бентонита. Прокол под объектами этим способом ведется с использованием стартового и приемного котлованов длиной до 3 м.
Использование котлованов при горизонтальном бурении связано с тем, что бурение с поверхности (т.е. без котлованов) горизонтальных скважин длиной до 15 метров экономически не выгодно. Например, для прокола длиной 10 м на глубине 2 м понадобятся длинные заходы по 10 м с обеих сторон. Соответственно, большая часть стоимости работ придется на заходы ‒ наклонные участки прокола, по которым трубопровод заводится на проектную глубину и выводится на поверхность.
В тоже время при некоторых условиях горизонтальное бурение проще и с меньшими затратами производить с поверхности, когда котлованы не могут устраиваться из-за высокого уровня грунтовых вод, а также для организации прокола на небольшой (менее 1 м) глубине.
Все инженерные сети на действующем предприятии перед началом работ по реконструкции и во время их выполнения отключаются только по указаниям и силами эксплуатационного персонала предприятия.
При необходимости перекладки существующих инженерных сетей предварительно производится разбивка и закрепление трасс с установкой в необходимых случаях реперов, обозначение на трассе всех пересекающихся инженерных сетей и их защита от повреждений.
Подземные инженерные сети, проходящие вдоль дорог, прокладываются до устройства дорожных покрытий. При этом могут совмещаться земляные работы по устройству траншей под трубопроводы и корыт под полотном дороги.
Действующие инженерные сети, вскрываемые при отрывке пересекающих их траншей, защищаются от механических повреждений, а также от охлаждения и замерзания в холодное время года.
В рабочей документации указывается фактическое расположение подземных инженерных сетей, места вскрытия шурфов и зоны ручной раскопки траншеи (котлована), а также устанавливаются знаки, указывающие местоположение подземных сооружений и инженерных сетей в зоне работ.