ВСН 39-1.9-003-98
ВСН 39-1.9-003-98
ВЕДОМСТВЕННЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ
КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБЫ БАЛЛАСТИРОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ
ПОДЗЕМНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Дата введения 1998-12-01
УТВЕРЖДЕНЫ и ВНЕСЕНЫ ОАО "Газпром"
ВЗАМЕН ВСН 007-88 с изменениями №№ 1 и 2
АННОТАЦИЯ
В Ведомственных строительных нормах регламентированы основные средства и способы обеспечения устойчивости положения подземных газопроводов на проектных отметках. Настоящие нормы распространены на проектирование, строительство и реконструкцию магистральных и промысловых газопроводов, а также газопроводов - отводов, прокладываемых на переходах через болота, в вечномерзлых грунтах, на обводненных и заболоченных территориях, на переходах через малые водные преграды и поймы рек.
Настоящие ВСН разработаны в соответствии с заданием ОАО "Газпром", научно-исследовательскими, проектно-конструкторскими и производственными организациями и согласованы с:
- Управлением проектирования и экспертизы ОАО "Газпром";
- Управлением по транспортировке газа и газового конденсата ОАО "Газпром";
- Управлением науки, новой техники и экологии ОАО "Газпром";
- Управлением капитального строительства ОАО "Газпром";
- Управлением подрядных работ и транспорта ОАО "Газпром";
- Госгазнадзором ОАО "Газпром", а также
- Госгортехнадзором Российской Федерации, письмо № 10-03/519 от 10 октября 1998 г.
В разработке Ведомственных строительных норм принимали участие от АО "ВНИИСТ" - к.т.н. Красулин И.Д., инж. Мухаметдинов Х.К., инж. Белова И.Ф., от ВНИИгаза - д.т.н. Галиуллин 3.Т., д.т.н. Черний В.П., к.т.н. Исмаилов И.А., от ВЭА "Линкон" - к.т.н. Васильев Н.П., инж. Палей Л.А., инж. Рубинов Н.3., от ДОАО "Гипрогазцентр" - инж. Пужайло А.Ф., к.т.н. Спиридович Е.А., к.т.н. Лисин В.Н., от ДОАО "Гипроспецгаз" - инж. Шнееров А.Л., инж. Иванов Ю.Н., от АО "Гипротрубопровод" - инж. Вдовин Г.А., инж. Алимов Б.А., от АО "Гипроречтранс" - к.т.н. Самарин В.Ф., инж. Мысовский К.А., от ЗАО "Стройгазинвест" - к.т.н. Шукаев В.А., от АО "Центртрубопроводстрой" - инж. Щербаков С.М., инж. Ледянкин М.Б., от ОАО "Газпром" - инж. Пугаченко В.Н., инж. Нагорнов К.М., инж. Виноградов А.М.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Ведомственные строительные нормы ВСН распространяются на проектирование, строительство и реконструкцию подземных магистральных и промысловых газопроводов, а также газопроводов - отводов, прокладываемых на переходах через болота, обводненные и заболоченные территории, поймы рек и русла малых водных преград с шириной зеркала воды в межень не более 30 м и глубиной до 1,5 м, а также на вечномерзлых грунтах с льдистостью до 40%.
1.2. Ведомственные строительные нормы разработаны в развитие глав СНиП 2.05.06-85* "Магистральные трубопроводы", СНиП III-42-80* "Магистральные трубопроводы. Правила производства и приемки работ" и свода правил СП 107-34-96 "Балластировка и закрепление, обеспечение устойчивости положения газопроводов на проектных отметках". Нормы регламентируют вопросы балластировки и закрепления газопроводов, куда входят:
- способы и конструкции;
- области применения способов и конструкций;
- основные расчетные положения;
- организация и технология производства работ;
- контроль качества производства работ;
- техника безопасности.
1.3. Для балластировки и закрепления газопроводов должны применяться способы и конструкции, допущенные к применению в соответствии с ГОСТ 15.001-88* и имеющие ТУ на их изготовление.
1.4. Выбор конструкции (грунтозаполняемые контейнерные и железобетонные утяжелители, анкерные устройства, минеральный грунт), а также методы закрепления газопровода производятся проектной организацией, исходя из конкретных условий строительства, материалов инженерных изысканий и расчетных нагрузок, действующих на устройство на основе результатов технико-экономического сравнения возможных вариантов балластировки или закрепления, обеспечивающих устойчивость положения газопровода и его сохранность. Применяемые для изготовления конструкций материалы должны обладать стойкостью по отношению к агрессивным компонентам грунтов.
1.5. Материалы инженерных изысканий для строительства должны содержать сведения, предусмотренные СНиП 11-02-96, в том числе выполненные по специальному техническому заданию, а именно: о коррозионной активности грунтов, включая кислотный показатель рН, определяемый по ГОСТ 9.015-74; агрессивности подземных вод к бетону и коррозионной активности к металлам; годовых колебаниях уровня грунтовых вод; о результатах термометрических наблюдений по периодам года и засоленности вечномерзлых грунтов до глубины распространения колебаний температуры.
1.6. При необходимости изменения проектных решений по обеспечению устойчивости положения газопровода в ходе его сооружения или подготовки к строительству, замена конструкций и способов балластировки и закрепления газопровода согласовывается с организацией-заказчиком и проектной организацией.
2. КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБЫ БАЛЛАСТИРОВКИ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ
ГАЗОПРОВОДОВ
В зависимости от конкретных условий строительства газопровода на отдельных участках трассы, строительного сезона, характеристик грунтов, уровня грунтовых вод и схем прокладки должны применяться следующие конструкции и способы балластировки и закрепления газопроводов:
- при укладке газопроводов методами сплава или протаскивания - сборные кольцевые железобетонные утяжелители;
- при укладке газопроводов с бермы траншеи, на переходах через глубокие болота (с мощностью торфа более глубины траншеи) - железобетонные утяжелители охватывающего типа, а на переходах через болота с мощностью торфа, не превышающей глубины траншеи, на заболоченных и обводненных территориях, включая участки перспективного обводнения - железобетонные утяжелители различных конструкций, анкерные устройства, заполняемые грунтом полимерконтейнеры, а также грунты засыпки, в том числе с использованием полотнищ из нетканого синтетического материала.
2.1. Утяжелители железобетонные сборные кольцевые типа УТК для магистральных газопроводов, изготавливают по ТУ 102-264-81. Они состоят из двух охватывающих трубу полуколец, соединенных между собой посредством стальных шпилек и гаек (рис. 1). Основные размеры утяжелителей типа УТК для труб 1020-1420 приведены в табл. 1 и на рис. 2.
Для изготовления утяжелителей типа УТК применяют бетон класса В 22.5 с объемной плотностью не ниже 2300 кг/м куб.
Таблица 1
Марка |
Размеры, мм |
Масса полу- |
Масса комп- |
||||
утяжелителя
|
R |
Н |
b |
I |
кольца, кг |
лекта, кг |
|
2-УТК-1020-24-2
|
550 |
725 |
195 |
300 |
70 |
2035 |
4087 |
2-УТК-1220-24-2
|
655 |
870 |
235 |
410 |
70 |
2938 |
5893 |
2-УТК-1420-24-2
|
755 |
1015 |
280 |
500 |
80 |
4068 |
8151 |
2.2. Грунтозаполняемые утяжелители типа ПКБУ (полимерно-контейнерные балластирующие устройства) изготавливают по ТУ6-19-210-88. Они представляют собой навесные устройства из технической ткани с металлическими распорными рамками (рис. 3).
Применяемые технические ткани должны соответствовать техническим требованиям, приведенным в приложении, технические характеристики ПКБУ приведены в табл.2.
1. Утяжелитель 2-УТК;
2. Шпилька МС;
3. Шайба МС;
4. Гайка М20
Рис. 1. Железобетонный утяжелитель типа 2 - УТК
Рис. 2. Полукольцо утяжелителя типа 2-УТК
Рис. 3. Схема конструкции полимерно-контейнерного балластирующего устройства:
1 - рамка жесткости; 2 - емкость из мягкой ткани; 3 - нижняя грузовая лента;
4 - верхняя грузовая лента; 5 - противоразмывная перегородка
Таблица 2
Диаметр трубопровода, мм |
Габаритные размеры ПКБУ, мм |
Объем грунта в комплекте, куб.м |
||
|
L |
h
|
I |
|
1420
|
4200 |
1450 |
1600 |
8,0 |
1220
|
3800 |
1250 |
1600 |
6,0 |
1020
|
3100 |
1100 |
1600 |
3,5 |
820
|
3000 |
850 |
1600 |
3,1 |
720
|
2900 |
800 |
1600 |
3,0 |
Рис. 4. Контейнерный утяжелитель типа КТ на газопроводе
Таблица 3
Марка контей- нера |
Диаметр газо- провода, (d тр.) |
Материал контейнера |
Емкость м /к-т |
Вес в воздухе, т/к-т |
Вес в воде, т/к-т |
Размеры в плане на газо- проводе, (I х b), м
|
Примечания |
КТ-1400 |
1420 |
Технич. ткань
|
3,5±0,1 |
5,3±0,3 |
2,8±0,2 |
1,6х3,2 |
ТУ 102-588-91 |
КТ-1200
|
1220 |
- " - |
3,5±0,1 |
5,3±0,3 |
2,8±0,2 |
1,6х2,8 |
ТУ 102-588-91 |
КТ-1000
|
1020 |
- " - |
3,5±0,3 |
5,3±0,3 |
2,8±0,2 |
1,6х2,6 |
ТУ 102-588-91 |
КТ-800Т
|
630-820 |
НСМ |
2,4±0,1 |
4,0±0,2 |
2,0±0,1 |
1,6х2,1-2,3 |
ТУ 102-592-91 |
КТ-500Т
|
377-530 |
НСМ |
1,2±0,2 |
1,8±0,3 |
1,0±0,1 |
1,2х1,3 |
ТУ 102-591-91 |
КТ-300Т
|
219-325 |
НСМ |
0,5±0,2 |
0,8±0,1 |
0,7±0,1 |
1,0х1,1 |
ТУ 102-589-91 |
Рис. 5. Железобетонный утяжелитель охватывающего типа УБО
Таблица 4
Марка груза |
Диа- метр газо- про- вода, мм |
Габаритные размеры, мм |
Объем груза, куб. м |
Масса груза, т при =2,3 т/куб. м |
Макси- мальная вели- чина баллас- тирую- щей способ- ности груза, тс |
Код ОКП |
|||||||||
|
|
Н |
h |
L |
В |
а |
b |
c |
А |
f |
d |
|
|
|
|
УБО-1420
|
1420 |
1600 |
800 |
1200 |
600 |
265 |
150 |
680 |
600 |
200 |
200 |
1,89 |
4,347 |
2,447 |
5853210587 |
УБО-1220
|
1220 |
1400 |
700 |
1350 |
600 |
265 |
150 |
600 |
550 |
200 |
200 |
1,85 |
4,253 |
2,407 |
5853210588 |
УБО-1020
|
1020 |
1100 |
500 |
1500 |
550 |
240 |
150 |
435 |
450 |
200 |
200 |
1,47 |
3,378 |
1,903 |
5853210589 |
УБО-530
|
530 |
700 |
400 |
1000 |
300 |
137 |
100 |
310 |
250 |
250 |
120 |
0,36 |
0,834 |
0,471 |
5853210592 |
2.3. Утяжелители текстильные контейнерного типа (КТ) изготавливают из полимерных материалов в соответствии с ТУ (табл. 3) и регламентом изготовления. Утяжелители представляют собой заполненные минеральным грунтом замкнутые оболочечные конструкции (рис. 4), соединенные между собой неразъемно при изготовлении.
Технические характеристики контейнерных утяжелителей типа КТ приведены в табл. 3.
2.4. Железобетонные утяжелители охватывающего типа УБО изготавливают по ТУ 102-300-81 (с изменениями 1-13).
Утяжелители типа УБО (рис. 5) состоят из двух железобетонных блоков, двух металлических, защищенных изоляционным покрытием или мягких, изготовленных из долговечного синтетического материала соединительных поясов по ТУ на утяжелитель УБО или по ТУ 51-02-96. Технические характеристики на утяжелитель приведены в табл.4.
2.5. Железобетонные утяжелители охватывающего типа УБО-М (рис. 6) изготавливают по ТУ 51-04-97. Технические характеристики утяжелителя приведены в табл. 5.
Отличительной особенностью утяжелителя УБО-М является наличие в каждом из железобетонных блоков глухого паза, в котором размещен стержень для навески соединительных поясов. Отсутствие за пределами блока крюков для навески соединительных поясов повышает надежность конструкции. Мягкие соединительные пояса изготавливают по ТУ 51-02-96.
2.6. Железобетонные утяжелители клиновидного типа 1-УБКМ (рис. 7) изготавливают по ТУ 102-426-86. Технические характеристики на утяжелитель приведены в табл. 6.
2.7. Железобетонные утяжелители типа УБГ* (рис. 8) изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление. Технические характеристики утяжелителя приведены в табл. 7.
________________
*Примечание: Конструкции, обозначенные звездочкой, могут быть использованы для массового применения после регистрации ТУ на их изготовление в установленном порядке.
Утяжелитель типа УБГ представляет собой корытообразную, заполняемую минеральным грунтом емкость и состоит из трех шарнирно-соединенных между собой прямоугольных плит, боковые из которых имеют сквозные отверстия или анкерующие элементы, через которые проходят или к которым крепятся два мягких соединительных пояса, изготавливаемых по ТУ 54-02-96.
2.8. Железобетонные утяжелители типа УБТ* (рис. 9) изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление. Технические характеристики утяжелителя приведены в табл. 8.
________________
*Примечание: Конструкции, обозначенные звездочкой, могут быть использованы для массового применения после регистрации ТУ на их изготовление в установленном порядке.
Заполняемый минеральным грунтом утяжелитель УБТ состоит из двух трехсекционных блоков, каждый из которых состоит из продольной стенки и двух, опирающихся на трубопровод, поперечно размещенных диафрагм, шарнирно-соединенных с продольной стенкой.
2.9. Винтовые анкерные устройства типа ВАУ-1 (рис. 10) изготавливают по ТУ 102-164-89. ВАУ-1 состоит из двух винтовых лопастей, двух анкерных тяг с наконечниками и силового пояса.
2.10. Винтовые анкерные устройства ВАУ-М* (рис. 11) с измененной режущей кромкой заходной части винтовой лопасти, обеспечивающие сокращение величины крутящего момента при их завинчивании в грунт, изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление.
________________
*Примечание: Конструкции, обозначенные звездочкой, могут быть использованы для массового применения после регистрации ТУ на их изготовление в установленном порядке.
Рис. 6. Общий вид утяжелителя УБО-М:
1 - ж/б блок утяжелителя; 2 - соединительный пояс; 3 - монтажная петля
Таблица 5
Марка груза |
Диа- метр газопровода, мм |
Габаритные размеры, мм
|
Объем груза, м |
Масса груза,т |
Макси- мальная величина балласти- рующей способ- ности груза, |
Код ОКП |
||||||
|
|
H |
h |
L |
B |
K |
b |
c
|
|
|
тн |
|
УБО-М-1420
|
1420 |
1600 |
800 |
1200 |
600 |
600 |
450 |
680 |
1,89 |
4,347 |
2,447 |
5853210587 |
УБО-М-1220
|
1220 |
1400 |
700 |
1350 |
600 |
550 |
450 |
600 |
1,85 |
4,253 |
2,407 |
5853210588 |
УБО-М-1020
|
1020 |
1100 |
500 |
1500 |
550 |
450 |
400 |
435 |
1,47 |
3,378 |
1,903 |
5853210589 |
УБО-М-820
|
820 |
1100 |
500 |
1500 |
550 |
350 |
400 |
435 |
1,47 |
3,378 |
1,903 |
5853210590 |
УБО-М-720
|
720 |
1100 |
500 |
1500 |
550 |
300 |
400 |
435 |
1.47 |
3,378 |
1,903 |
5853210591 |
УБО-М-530
|
530 |
700 |
400 |
1000 |
400 |
230 |
250 |
310 |
0,36 |
0,834 |
0,471 |
5853210592 |
Рис. 7. Железобетонный утяжелитель типа 1-УБКМ
Таблица 6
Диа- метр газо- прово- да, мм |
Марка утяжелителя |
Габаритные размеры утяжелителя, мм |
Объем бетона, куб. м |
Масса утяжелителя, кг |
||||
|
|
L |
H |
B |
R |
b
|
|
|
1420
|
1-УБКм-1420-10 |
1000 |
1760 |
2400 |
1100 |
400 |
2,51 |
6020 |
1220
|
1-УБКм-1220-9 |
900 |
1570 |
2000 |
1100 |
290 |
1,69 |
4060 |
1020
|
1-УБКм-1020-9 |
900 |
1370 |
1840 |
1100 |
300 |
1,49 |
3580 |
820
|
1-УБКм-820-9 |
900 |
1120 |
1600 |
1000 |
300 |
1,12 |
2690 |
720
|
1-УБКм-720-9 |
900 |
1030 |
1500 |
800 |
310 |
1,03 |
2470 |
630
|
1-УБКм-720-9 |
900 |
1030 |
1500 |
800 |
310 |
1,03 |
2470 |
530
|
1-УБКм-529-9 |
900 |
760 |
1300 |
800 |
310 |
0,69 |
1660 |
478
|
1-УБКм-529-9 |
900 |
760 |
1300 |
800 |
310 |
0,69 |
1660 |
426
|
1-УБКм-426-9 |
900 |
690 |
1100 |
800 |
250 |
0,55 |
1320 |
377
|
1-УБКм-426-9 |
900 |
690 |
1100 |
800 |
250 |
0,55 |
1320 |
Примечание. Масса утяжелителя определена для плотности бетона 2400 кг/куб.м
Рис. 8. Железобетонный утяжелитель типа УБГ:
1 - газопровод; 2 - приямок в траншее для установки утяжелителя; 3 - шарнирно-соединенные плиты; 4 - силовой соединительный пояс; 5 - дно траншеи
Таблица 7
Марка утяжелителя |
Диаметр трубы, мм |
Масса утяжелителя в воздухе, КТ |
Объем бетона на утяжелитель, куб.м |
Расход стали на утяжелитель, кг |
УБГ-1420
|
1420 |
5610 |
2,43 |
142 |
УБГ-1220
|
1220 |
5610 |
2,43 |
142 |
УБГ-1020
|
1020 |
3450 |
1,50 |
91 |
Примечание. Габариты плиты для утяжелителей типа УБГ-1420 и УБГ-1220 составляют 3000х1500х180 мм, а для УБГ-1020 соответственно 3000х1500х140 мм
Рис. 9. Железобетонный утяжелитель типа УБТ:
1 - газопровод; 2 - продольная плита; 3 - поперечные диафрагмы; 4 - узел крепления поперечных
диафрагм после установки блоков утяжелителя на газопровод
Таблица 8
Марка утяжелителя |
Диаметр трубы, мм |
Масса утяжелителя в воздухе, кг |
Объем бетона на утяжелитель, куб.м |
Расход стали на утяжелитель, кг |
УБТ-1420
|
1420 |
4430 |
1,92 |
280 |
УБТ-1220
|
1220 |
4260 |
1,86 |
278 |
УБТ-1020
|
1020 |
3690 |
1,60 |
255 |
Примечание. Длина продольной стенки утяжелителя - 2000 мм, высота -1800 мм (для балластировки газопроводов диаметром 1420 и 1220 мм) и соответственно 1500 мм для балластировки газопроводов диаметром 1020 мм.
Рис. 10. Винтовое анкерное устройство ВАУ-1:
1 - газопровод; 2 - тяга анкера с наконечником;
3 - винтовая лопасть; 4 - силовой соединительный пояс
Рис. 11. Винтовое анкерное устройство ВАУ-М:
1 - газопровод; 2 - тяга анкера с наконечником; 3 - винтовая лопасть; 4 - силовой соединительный пояс
Рис. 12. Дисковое вмораживаемое анкерное устройство ДАУ-02К:
1 - газопровод; 2 - тяга; 3 - диск; 4 - ограничитель усилий;
5 - силовой соединительный пояс
Рис. 13. Винтовое вмораживаемое анкерное устройство ВАУ-В:
1 - газопровод; 2 - тяга с наконечником; 3 - винтовая лопасть на втулке;
4 - втулка (разделительная); 5 - ограничитель усилий;
6 - силовой соединительный пояс
2.11. Вмораживаемые анкерные устройства дискового типа изготавливают по ТУ 102-455-88. Анкерное устройство дискового типа (рис. 12) состоит из двух тяг с круглыми дисками, расположенными на расчетном расстоянии друг от друга, двух ограничителей усилий и силового пояса. Ограничители усилий в анкерном устройстве применяются в случае закрепления газопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах.
2.12. Винтовые вмораживаемые анкерные устройства ВАУ-В* (рис. 13) изготавливают в соответствии с требованиями ТУ на их изготовление. Анкерное устройство состоит из двух или четырех приваренных к втулкам винтовых лопастей, двух тяг с наконечниками и силового соединительного пояса. Кроме того, составными элементами ВАУ-В являются два ограничителя усилий (при установке их в пучинистых грунтах) и две втулки, одеваемые на тяги поверх нижних винтовых лопастей.
2.13. Для защиты изоляционного покрытия газопровода от действия железобетонных утяжелителей, металлических соединительных поясов, а также анкерных устройств должны быть использованы футеровочные маты, изготовленные в соответствии с требованиями ТУ 51-05-97.
2.14. Для балластировки газопроводов минеральными грунтами в сочетании с полотнищами из нетканого синтетического материала (НСМ) в зависимости от характера грунтов и категории местности могут быть использованы различные конструктивные схемы:
- Схема 1 (рис. 14), в которой НСМ укладывают в траншею на уложенный в проектное положение газопровод. При этом концы полотнищ размещают на берме траншеи, закрепляя их металлическими штырями, после чего траншея засыпается грунтом.
- Схема 2 (рис. 15), в которой НСМ укладывается в траншею на уложенный в проектное положение газопровод и после частичной ее засыпки замыкается над газопроводом, образуя над ним замкнутый контур.
- Схема 3 (рис. 16) представляет собой комбинированный способ балластировки газопроводов с использованием железобетонных утяжелителей охватывающего типа или анкерных устройств.
Таблица 9
Технические характеристики утяжелителей типа ПКУ
Наимено- вание изделия |
Диаметр трубы, мм |
Размеры, мм |
Объем, м |
Масса, кг |
Кол-во силовых поясов, |
||
|
|
Длина
|
Ширина |
Высота |
|
|
шт. |
ПКУ ПКУ (м) |
1420
|
2,3 |
1,0 |
1,65 |
1,83 |
48 |
2 |
|
1220
|
2,1 |
1,0 |
1,45 |
1,6 |
42 |
2 |
|
1020
|
1,7 |
0,8 |
1,25 |
0,86 |
29 |
2 |
|
820
|
1,5 |
0,8 |
1,05 |
0,71 |
24 |
1 |
|
720
|
1,4 |
0,8 |
0,95 |
0,65 |
21 |
1 |
|
530
|
1,0 |
0,6 |
0,7 |
0,25 |
12 |
1 |
|
426
|
0,9 |
0,6 |
0,6 |
0,2 |
10 |
1 |
|
325
|
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,18 |
9,5 |
1 |