2.5. Пробы грунта для лабораторного анализа его физических свойств (естественная влажность грунта, влажность на пределах пластичности, гранулометрический состав, плотность и др.) отбирают по программе Технических указаний ЦП/4369. По данным анализов грунты классифицируют в соответствии с ГОСТ 25100-82 "Грунты. Классификация".
2.6. После устройства подземного перехода железной дороги трубопроводом в конце зимнего периода проверяют соответствие температуры воздуха в защитной трубе ее расчетному значению. Если измеренная величина превышает расчетную больше, чем на 5%, то принимают дополнительные меры для снижения температуры воздуха в защитной трубе.
Температуру воздуха в защитной трубе (температуру ее поверхности) определяют в конце зимы вытяжными термометрами, размещаемыми внутри трубы. Температура поверхности трубопровода может быть измерена также термометрами, которые устанавливают в скважине, закладывают в сечении по оси трубопровода.
2.7. Организация инженерно-геологических работ на пути, обеспечение безопасности движения поездов, безопасности людей, ограждение сигналами мест производства инженерно-геологических выработок и т.п. определяются совместно ответственными представителями проектной организации и дистанции пути в зависимости от местных условий и объемов работ.
2.8. Проект перехода трубопровода под железной дорогой должен быть согласован главным инженером железной дороги.
На согласование представляют следующие материалы:
- общий вид перехода в плане с указанием точного места перехода (км, пикет, плюс);
- продольные и поперечные профили по осям трубопровода и земляного полотна с соответствующими инженерно-геологическими разрезами и конструкцией перехода;
- теплотехнический расчет трубопровода, пересекающего земляное полотно;
- схемы и графики производства работ с указанием мероприятий по обеспечению безопасности движения поездов во время производства работ.
Согласованные проекты перехода трубопроводов через железную дорогу следует учитывать в специальных журналах с указанием места пересечения (перегон, км, пикет, плюс) и основных характеристик перехода.
Работы в полосе отвода могут производиться только после согласования проекта под обязательным техническим надзором дистанции пути, а при необходимости - дистанции сигнализации и связи и других линейных подразделений железной дороги.
ТРУБОПРОВОДОВ ПРИ ПОДЗЕМНОМ ПЕРЕХОДЕ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
3.1.1. Допустимая глубина заложения трубопровода h и температура воздуха в защитной трубе (кожухе) tk (рис. 1), при которой сезонные деформации пути (морозное пучение грунтов и осадка при оттаивании) не будут превышать установленных норм текущего содержания, определяются в зависимости от климатических условий. Расчетным климатическим параметром является многолетняя средняя сумма градусо-суток отрицательных температур наружного воздуха
![]() в защитной трубе при пересечении земляного полотна
Значения
3.1.2. Температуру грунтов земляного полотна tгр на различной глубине от верха балластной призмы в расчетных климатических районах устанавливают по данным табл. 1.
3.1.3. Расчетную температуру наружного воздуха в период максимального промерзания грунта tпр принимают по табл. 2.
3.2.1. Глубину заложения трубопроводов от подошвы рельсов до верха защитной трубы определяют в зависимости от класса пути, расчетной величины пучения Pр и уровня залегания грунтовых вод (УГВ). Для путей 1 - 3 классов допустимые значения h и tk устанавливают по табл. 3 - 6, 4 - 5 классов - по табл. 7 - 10. Верхнее значение величины в таблицах дано для условий глубокого расположения грунтовых вод (УГВ находится на глубине в полтора раза больше глубины промерзания Zпр), нижнее значение соответствует УГВ < 1,5Zпр.
Таблица 8
Таблица 9
Расчетную величину пучения Pр, глубину залегания грунтовых вод (УГВ) и глубину промерзания грунтов земляного полотна Zпр определяют по материалам инженерно-геологического обследования участка перехода в соответствии с требованиями пп. 2.2 - 2.4 настоящего документа.
3.2.2. Пример. Необходимо определить глубину заложения трубопровода в III климатическом районе,
сутки, под путями 1 класса при расчетной температуре воздуха в защитной трубе tk = 10 °C. Инженерно-геологическим обследованием установлено глубокое залегание грунтовых вод и расчетная величина пучения в пределах 40 - 60 мм. По данным табл. 5 находим расчетную глубину заложения трубопровода до верха защитной трубы h = 4,1 м.4.1. Тепло, поступающее от одного или нескольких рабочих трубопроводов в защитную трубу (см. рис. 1), отводится через массив грунта в окружающую среду. Из уравнения баланса тепла
при заданной температуре транспортируемой жидкости или газа
Расчет выполняется для участка трубопровода длиной 1 м.
4.2. Суммарное термическое сопротивление слоев изоляции и поверхности рабочего трубопровода
где:
4.3. Коэффициент теплопередачи K находят из выражения
где: Bi - безразмерный критерий Био;
![]() 4.4. Глубину заложения трубопровода h определяют путем последовательного приближения. При выбранной ориентировочно величине h по формуле (1) рассчитывают температуру воздуха в кожухе tk. По этому значению tk определяют по табл. 3 - 10 уточненную глубину заложения трубопровода. При расхождении рассчитанного и допустимого значения температур по табл. 3 - 10 более 5% расчет повторяют.
4.5. Пример теплотехнического расчета трубопровода при подземном переходе железной дороги. Проектируется переход железной дороги теплопроводом под путями 2 класса во II климатическом районе. Многолетняя средняя сумма градусо-суток отрицательных температур воздуха
сутки. Рабочий трубопровод диаметром d1 = 200 мм располагается в защитной трубе диаметром 1200 мм. По данным инженерно-геологического обследования земляное полотно сложено суглинками. Грунтовые воды располагаются глубоко. Расчетная величина пучения составляет Pр = 50 мм.Температура теплоносителя в рабочем трубопроводе tT = 95 °C. Он изолирован минеральной ватой слоем 160 мм и асбоцементным покрывающим слоем 20 мм, который армирован металлической сеткой.
Определим суммарное термическое сопротивление изоляции и поверхности рабочего трубопровода по формуле (2), приняв расчетную теплопроводность изоляции по Приложению 14 СНиП 2.04.07-86 "Тепловые сети",
![]() Принимаем первоначально глубину заложения трубопровода h = 5 м. Температура грунта на уровне оси защитной трубы
равна 4,4 °C (см. табл. 1).Из формулы (3) найдем коэффициент теплопередачи K при h/D = 4,17 и критерии Био Bi = 0,55, определенном по графику рис. 2
![]() Из уравнения баланса тепла (1) температура воздуха в защитной трубе
![]() При глубине заложения трубопровода h = 5 м в соответствии с табл. 4 для Pр = 50 мм температура воздуха в защитной трубе должна составлять 10,8 °C. Расхождение с полученной расчетом из уравнения теплового баланса величиной tk = 11,3 °C составляет менее 5%.
Таким образом, проектом принимают глубину заложения трубопровода от верха балластного слоя до верха защитной трубы h = 5 м.
При невозможности устройства подземного перехода на расчетной глубине предусматривают отвод избыточного тепла из защитной трубы вентиляцией или выводят пучинистые грунты земляного полотна из зоны сезонного промерзания оттаивания в соответствии с требованиями Технических указаний ЦП/4369.
5.1. При укладке защитной трубы на меньшей, по сравнению с определенной расчетом, глубине к фронту промерзания будет поступать избыточное количество тепла. Глубина промерзания грунта над трубой уменьшится и на пути образуется пучинная впадина. Для отвода избыточного тепла может быть применена приточно-вытяжная вентиляция. Ее параметры устанавливают из уравнения теплового баланса
где L - количество воздуха, необходимого для отвода избыточного тепла, выделяемого трубопроводами на длине 1 м, м3/ч·м;
5.2. Температуру приточного наружного воздуха в расчетных климатических районах принимают по данным табл. 2. Температура уходящего воздуха равна
5.3. При заданной глубине заложения трубопровода допустимую температуру воздуха в защитной трубе tk принимают в соответствии с требованиями п. 3.2 настоящего документа. Из уравнения теплового баланса (4) определяют количество воздуха L, необходимого для отвода избыточного тепла на длине 1 м.
5.4. Удельную теплоемкость воздуха C принимают равной 0,24 ккал/кг·°C. Его плотность
5.5. Расчетное количество воздуха по всей длине тоннеля - защитной трубы составляет
Kв = L·lпр, м3/ч, (6)
где lпр - приведенная длина системы вентиляции, м:
.l, h1, h3 - линейные размеры системы вентиляции (рис. 3), м;
6.1. При заданных конструктивных параметрах системы вентиляции аэродинамическим расчетом требуется определить возможность работы естественной вентиляции в расчетный период. Расчетная схема представлена на рис. 3. Расчетом устанавливают аэродинамические потери давления на преодоление сил трения и местных сопротивлений по участкам: тоннеле - защитной трубе, приточной шахте, вытяжной шахте.
![]() расчету системы вентиляции защитного кожуха
6.2. Потери давления на каждом расчетном участке
где lуч - расчетная длина участка, м;
Таблица 12
6.3. Скорость движения воздуха в защитной трубе
где: Fж.с. - площадь живого сечения в тоннеле - защитной трубе, м2
Fж.с. = Fk - Fзап,
Fk - площадь поперечного сечения защитной трубы, м2;
Fзап. - площадь поперечного сечения заполняющих защитную трубу коммуникаций, м2.
Значения
приведены в табл. 13.
6.4. Гидравлический диаметр расчетного участка
где Pk - периметр расчетного участка - защитной трубы или шахты, м;
6.5. Суммарные потери давления расчетных участков не должны превышать 90% гравитационного давления
Гравитационное давление
где (h1 + h2/2) - расстояние по вертикали от оси вентилируемой защитной трубы (в сечении по оси земляного полотна) до устья вытяжной шахты, м;
При выполнении условия (10) естественная приточно-вытяжная вентиляция обеспечит расчетный расход воздуха в защитной трубе и температура воздуха здесь не поднимается выше расчетного значения tk, которое соответствует заданной глубине заложения трубопровода.
6.6. Пример теплотехнического расчета трубопровода при подземном переходе железной дороги с отводом избыточного тепла приточно-вытяжной вентиляцией. Железнодорожный путь 3 класса в III климатическом районе пересекает паропровод диаметром d1 = 500 мм с температурой теплоносителя tT = 250 °C. Он располагается в защитной трубе диаметром D = 1400 мм. В земляном полотне, представленном нулевым местом, залегают суглинки. Расчетная величина их пучения при промерзании по материалам инженерного геологического обследования составляет Pр = 70 мм. Грунтовые воды залегают глубоко. В теплоизоляционном покрытии рабочего трубопровода предусмотрены маты минераловатные прошивные толщиной 100 мм с покровным материалом из стеклоткани. Глубина заложения трубопровода принята h = 4,5 м. По табл. 5 определяем, что в данных условиях температура воздуха в защитной трубе не должна превышать 10 °C. Расчетная температура наружного (приточного) воздуха в III районе равна tпр = -10 °C.
Рабочий трубопровод заключают в защитную трубу на протяжении 100 м. Высота приточной и вытяжной шахт над уровнем земли равна, соответственно, 1,5 и 2 м. Сечение каждой из них составляет 2,5 x 2,5 м.
Из уравнения теплового баланса (4) с использованием формул (2) и (5) находим количество воздуха, необходимое для отвода избыточного тепла из тоннеля - защитной трубы на длине 1 м
![]() Общее расчетное количество вентиляционного воздуха, требующееся для отвода избыточного тепла из тоннеля - защитной трубы, составляет
KВ = L(l + h1 + h3)·1,2 =
= 24(100 + 7,2 + 6,7)·1,2 = 3280 м3/ч.
Выполним аэродинамический расчет с целью определения возможности работы вентиляции с расчетным расходом KВ.
Гравитационное давление определяем по формуле (11).
Hест = 7,2(1,347 - 1,165) = 1,310 кгс/м2
Скорость движения воздуха в тоннеле - защитной трубе находим из выражения (8)
V = 3280/3600·3,14(0,72 - 0,352) = 0,79 м/с;
и по табл. 13 определяем
.Гидравлический диаметр тоннеля - защитной трубы составляет по формуле (9)
;гидравлический диаметр шахты
.Потери давления по участкам определяем по формуле (7):
в тоннеле - защитной трубе
Hтон = 0,0405[100(0,055/0,7) + 1] = 0,360 кгс/м2;
в приточной шахте при скорости движения воздуха
![]() HПР.Ш = 0,00175[6,7(0,021/1,92) + 7] = 0,012 кгс/м2;
в вытяжной шахте
HВЫТ.Ш = 0,00175[7,2(0,021/1,92) + 10] = 0,018 кгс/м2.
Суммарные потери давления в системе вентиляции составляют
, что меньше 0,9Hест = 0,9·1,310 = 1,179 кгс/м2.Таким образом, выполнено условие по формуле (10) и температура воздуха в защитной трубе при глубине заложения трубопровода h = 4,5 м не превысит требуемого значения tk = 10 °C. Указанные параметры заложения трубопровода принимаются в проекте перехода через железную дорогу.
В МЕСТАХ РАСПОЛОЖЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ
7.1. Мероприятия по ликвидации пучин, связанных с нарушениями температурного режима земляного полотна трубопроводами, зависят от инженерно-геологических условий и местных условий перехода. Их назначают на основе инженерно-геологического обследования пучинного участка и технико-экономического сравнения вариантов.
7.2. Для проектирования мероприятий по устранению пучин в местах существующих пересечений земляного полотна трубопроводами должны быть получены следующие данные:
- план участка перехода с указанием на нем водоотводов, подземных трубопроводов и других сооружений;
- продольные и поперечные профили пучинных участков с инженерно-геологическими данными и данными по глубине расположения трубопровода, температуре воздуха в защитной трубе, диаметре труб;
- характеристики района по среднемесячному ходу температуры наружного воздуха и глубине промерзания подрельсового основания;
- материалы нивелирования пучинного участка по программе Приложения 1 Технических указаний ЦП/4369;
- заключение об инженерно-геологическом обследовании участка.
Глубину промерзания грунтов земляного полотна определяют бурением по оси пути в период максимального промерзания. Для этого закладывают одну или две скважины на смежном с трубопроводом участке равномерного пучения на расстоянии 50 - 60 м от оси трубопровода, а также не менее двух скважин на пучине (одну скважину в сечении по оси трубопровода и одну - непосредственно за пределами пучинной впадины).
7.3. Для устранения пучин в местах расположения трубопроводов устраивают противопучинные подушки из природных материалов или тепловую изоляцию из пенопласта из расчета полного выведения пучинных грунтов земляного полотна из зоны промерзания-оттаивания. Требования к условиям применения, материалам подушек и тепловой изоляции, а также методы расчета этих конструкций даны в Технических указаниях по устранению пучин и просадок железнодорожного пути ЦП/4369.
7.4. Равномерное промерзание грунтов земляного полотна, при котором сезонные деформации пути не будут превышать установленных норм, может быть достигнуто в местах существующих переходов за счет понижения температуры воздуха в защитной трубе до величины, предусмотренной методикой теплотехнического расчета, приведенной в настоящем документе (п. 3). Для понижения температуры рабочие трубопроводы могут быть покрыты дополнительным слоем изоляции. В защитной трубе при достаточном живом сечении может также дополнительно устраиваться естественная приточно-вытяжная вентиляция с надстроенными над камерами шахтами.
7.5. При отрицательной температуре газа вблизи мест понижения его давления необходимо дополнительно устраивать устройства, обеспечивающие положительную температуру газа на участке подземного перехода газопроводами через железную дорогу во всем годовом цикле.
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/metodika/1/perek.html
На правах рекламы:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||