CC BY
0УДК 621.644 Шаленный М.С., Сайфидинов Б.С.
Шаленный М.С.
магистрант Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина (г. Екатеринбург, Россия)
Сайфидинов Б.С.
канд. экон. наук, доцент кафедры промышленного, гражданского строительства и экспертизы недвижимости Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина (г. Екатеринбург, Россия)
РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ МЕТОДОЛОГИИ ВЫБОРА ТЕХНОЛОГИИ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
Аннотация: в работе приведена концепция методики выбора наиболее рациональной и эффективной технологии прокладки трубопроводов водоснабжения исходя из заданных условий. На первом этапе, для определения открытого или закрытого способа прокладки, выделяются, анализируются и обосновываются наиболее важные факторы, влияющие на выбор. На втором этапе для уточнения определенной закрытой технологии приводится второе дерево решений, ветви которого построены исходя из наиболее значимых по применимости факторов каждой из данных технологий.
Ключевые слова: инженерные сети, укладка трубопроводов, водоснабжение, бестраншейные технологии, методика, выбор, алгоритм.
Чтобы принять решение, какой способ подземной прокладки трубопроводов более рационален и эффективный - закрытый или траншейный,
1888
необходимо определить основные характеристики исходных данных, по которым будет проводиться сравнение:
Перед строительством трубопровода водоснабжения любого назначения или диаметра, возникает вопрос, каким способом прокладки осуществить строительство. В некоторых случаях это бывает вполне очевидно и не вызывает затруднений, но зачастую, для принятия решения необходимо сделать серьезные геологические изыскания, провести анализ ряда факторов, учесть многие характеристики, преимущества и недостатки многих способов. Для упрощения этого процесса предлагается методика выбора технологии прокладки.
Для этого нужно выделить главные факторы, по которым будет проводится сравнение и которые повлияют на результат:
1. Высота укладки от уровня поверхности,
2. Уровень, где пустоты и поры грунта полностью заполнены водой (грунтовые воды),
3. Преграды, включающие в себя водные объекты, автодороги, сооружения, а также твердые включения грунта (валуны итд),
4. Осложненная ситуация строительства.
Разберемся глубже, что именно включают в себе данные факторы проведения работ.
Высота укладки от уровня поверхности закладывается на этапе проектирования и в большей степени рассчитывается исходя их погодных условий данного региона, то есть глубины замерзания грунтового массива. Так же на высоту укладки влияют соседние коммуникации и сооружения.
Например, глубина промерзания для города Екатеринбург составляет для суглинков и глин 1,53 м, а для мелкого песка и супеси 1,86 м [1, прил. А].
Преградой в грунтовом массиве можно считать такие элементы грунта, как валуны крупные (фракция >800 мм), средние (фракция 400-800 мм) и мелкие (фракция 200-400 мм) [2, табл. Б.8].
1889
Под осложненной ситуацией строительства имеется ввиду физические ограничения места для проведения работ, для строительной техники, и кроме этого ограничения, связанные с экологическими нормами:
• Недостаток места для складирования или установки оборудования,
• Активное движение автомашин по пересекаемой улице или на месте ведения подготовительных работ,
• Плотное расположения имеющихся коммуникаций в месте прокладки трубопровода,
• Плотное окружение места ведения работ сооружениями или природными объектами, мешающее подъезду техники,
• Наличие рамок по шумовым загрязнениям.
да _
НАЧАЛО:
Стесненность
Препятствия
Высокая отметка грунтовых вод
Высокая отметка грунтовыхвод
да
да
Уровень укладки > 7 м
Уровень укладки > 7 м
Уровень укладки > 7 м
Уровень укладки > 7 м
да
Закрытый
да
Открытый
Закрытый
Открытый
да
да
Закрытый
Закрытый Закрытый
Открытый
Наличие препятствий
да
Высокая отметка грунтовых вод
В ыс о кая отметка грунто в ых в од
Закрытый
Уровень укладки > 7 м
_Да_
Уровень укладки > 7 м
Уровень укладки > 7 м
да
Закрытый
Открытый
нет да ^_„_^
Закрытый Закрытый Закрытый Закрытый
Рисунок 1. Дерево решений для выбора группы технологий прокладки.
1890
После алгоритма определяется рациональная для конкретной ситуации группа способов строительства трубопровода - открытая или закрытая технология. Данное дерево решений основано на поочередном выборе метода способом прохождения решающих факторов, например:
• высокая отметка грунтовых вод может сильно повлиять на удорожание траншейного строительства из-за необходимости устройства дренажной канализации. Такие работы зачастую становятся по стоимости выше, чем если бы изначально было применен закрытый способ укладки, обычно не требующий водопонижения.
• Уровень укладки трубы ниже или выше отметки 7 метров обусловлен наибольшей приемлемой глубиной строительства траншеи широко распространенными экскаваторами.
Далее, в случае, если определен способ закрытой укладки трубы, представляется возможность с помощью второго дерева решений выявить определенный наиболее рациональный и эффективный метод.
Так же, как и в предыдущем алгоритме, в процессе его прохождения, исходя из выбора варианта условий наиболее важных факторов, не может выявиться методы прокладки которые противоречат друг другу.
Выбор категории грунта обусловлен тем, что технологии прокола и продавливания не применимы в типах грунтов, выше или равные пятому [3, С. 38-39].
Допустимые диапазоны диаметров для различных способов бестраншейной прокладки составляют:
• Для метода горизонтально-направленного бурения: от 25 мм до 2 м,
• Для микротоннелирования: от 200 мм до 4 м,
• Для продавливания: от 400 мм до 3 м,
• Для прокола: от 45 мм до 0,6 м [4, С. 259-260].
Технически возможные диапазоны протяженности укладываемых трубы лежат в пределах:
• Для метода горизонтально-направленного бурения: более 1 км,
1891
• Для микротоннелирования: более 0,5 км,
• Для продавливания: от 400 мм до 3 м,
• Для прокола: от 45 мм до 0,6 м [5, С. 138-139].
А также учитываются примерные расценки на строительство, которые составляют на погонный метр трубопровода диаметром 400 для горизонтально направленного бурения 14000 руб, для микротоннелирования 30000 руб, для продавливания 19000 руб, а для прокола 14000 руб [6].
Рисунок 2. Дерево решений для выбора технологии бестраншейной прокладки.
При наличии результатов геотехнических изысканий для понимания категории проходимых грунтов, а также наличии сведений о содержащихся естественных или искусственных препятствий в виде твердых включений (глыбы, валуны), после прохождения второго алгоритма определится единственный наиболее подходящий для исходных условий способ из группы технологий бестраншейной прокладки. Кроме этого, важно до определения метода прокладки окончательно утвердить диаметр и протяженность трубопровода. Так как при изменении этих характеристик, может оказаться, что выбранным ранее и планируемым способом по техническим причинам
1892
невозможно осуществить прокладку. В связи с этим важно отметить, что представленный метод не отменяет необходимость перед началом работ проведения комплексных изысканий, но дает возможность оперативного и эффективного выбора технологии на основе проверенных данных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. СП 131.13330.2020. Свод правил. Строительная климатология;
2. ГОСТ 25100-2011. Межгосударственный стандарт. Грунты. Классификация;
3. Andréas U. Spécial applications fields of microtunelling equipment. 32nd ISTT Annual International No-Dig Conference and Exhibition. Madrid, Spain. 2014. 68 С;
4. Бородавкин П.П., Березин В.Л. Сооружение магистральных трубопроводов. 407 С;
5. Рыбаков А.П. Основы бестраншейных технологий. Теория и практика. 2005. 295 С;
6. Белякова Е. В., Головин К. А. Современные бестраншейные технологии // Известия ТулГУ. Серия: Естественные науки, 2009. №3. C. 238-245
1893
Shalenny M.S., Saifidinov B.S.
Shalenny M.S.
Ural Federal University named after Boris Yeltsin (Ekaterinburg, Russia)
Saifidinov B.S.
Ural Federal University named after Boris Yeltsin (Ekaterinburg, Russia)
DEVELOPMENT OF THE CONCEPT OF METHODOLOGY FOR SELECTION OF TECHNOLOGY
FOR LAYING WATER SUPPLY PIPELINES
Abstract: the paper presents the concept of a methodology for selecting the most rational and effective technology for laying water supply pipelines based on given conditions. At the first stage, to determine the open or closed installation method, the most important factors influencing the choice are identified, analyzed and justified. At the second stage, to clarify a certain closed technology, a second decision tree is provided, the branches of which are built based on the most significant factors in terms of applicability of each of these technologies.
Keywords: utility networks, pipeline laying, water supply, trenchless technologies, methodology, choice, algorithm.
1894
