Кейс-стади хеликальных анкеров: Ограничение трубопровода на пойме

На участке трубопровода нужно было уложить 6,2 км газопровода диаметром 20 дюймов через пойму, где уровень подземных вод находится примерно на 600 мм ниже поверхности. Использование бетонных грузовых блоков потребовало бы дренажа, затвердевания и окна сухого сезона, которое уже закрылось. Мы произвели 1480 хеликальных земляных анкеров двух размеров стволов, с горячим цинкованием и соответствующих расчетам подъемной силы. Монтаж проводился в дождливый сезон, и бетон на пойму не попал.

Сводка проекта

Проблема: Земля, которая никогда не подсыхает

Заложенный трубопровод наиболее уязвим, когда он пустой. В насыщенной почве трубопровод диаметром 20 дюймов вытесняет больше воды по объему, чем вес стали, поэтому он стремится подниматься. Обычное решение — масса: бетонные блоки, уложенные над трубой, или бетонное покрытие, нанесенное на заводе. Оба метода работают, и оба предполагают сухую траншею.

Эта пойма не могла предоставить сухую траншею. Уровень подземных вод был близко к поверхности в течение большей части года, а сухой сезон уже был потрачен на получение разрешений. Дренаж означал бы работу насосов в течение месяцев, согласие на сброс воды и отходы, которые не имели места для размещения. Была еще одна забота: если наводнение смывает почву от жесткой бетонной массы, масса остается на месте, пока земля уходит, и трубопровод изгибается между двумя закрепленными точками.

Почему мы выбрали хеликальные анкеры вместо грузовых блоков, бетонного покрытия и винтовых свай

Инженеры контрактора сравнили четыре варианта.

Бетонные грузовые блоки. Исключены. Они требуют сухой траншеи, крана и периода затвердевания, и они не дают никакого эффекта, если эрозия смывает почву под ними.

Труба с бетонным покрытием. Исключена. Покрытие нужно было наносить на заводе и транспортировать сотни километров, а готовая труба слишком жесткая, чтобы следовать движению земли.

Винтовые сваи. Исключены. Они требуют более тяжелого оборудования на мягкой земле, образуют отходы, и откачка в гравийных линзах вдоль маршрута нарушала бы шаг свай.

Хеликальные анкеры. Выбраны. Они вращаются в место установки без воды и затвердевания, их можно проверять на нагрузку в тот же день, а承载 capacity определяется по крутящему моменту установки, а не предполагется.

Цинкованные анкеры, которые мы произвели

Наша завод в Хандане, провинция Хэбэй, произвел все 1480 единиц по одному утвержденному чертежу. Каждый анкер начинается как ствол из углеродистой стали Q235, срезанный по длине круглого или квадратного сечения, с хеликальными пластинами, прессованными и затем сваренными до полной прочности. Каждый сварной шов проверяется перед тем как деталь переходит дальше.

После сварки следует горячее цинкование. Порядок важен, потому что покрытие должно покрывать поверхности пластин и ствол как единую непрерывную слой. В влажной земле покрытие — это вся стратегия против коррозии, поэтому толщину измеряли на образцах из каждой партии. Та же логика управляет выбором между цинкованным и алюминиевым оборудованием в других местах на объекте.

Маршрут требовал двух конфигураций. Более глубокие участки с илом потребовали более длинного ствола с дополнительной хеликальной пластиной. Прочнее глина потребовала более короткий, тяжелее ствол. Удлинительные стволы, муфты и верхние кронштейны поставлялись как единый комплект, маркированные и упакованные в порядке, в котором бригады достигали каждого километража.

Монтаж: Как велось работа

Одна бригада и один гусеничный мини-экскаватор работали перед засыпкой.

Оператор установил головку привода над отмеченной позицией и повернул анкер с низкой, стабильной скоростью, наблюдая за показателем крутящего момента. Удлинительные стволы устанавливались по мере спуска анкера, поэтому глубина оставалась контролируемой, а не предположительной. Когда крутящий момент достиг значения, установленного в проекте, анкер нашел надежный материал, и вращение остановилось. Ствол был срезан до нужной высоты, и кронштейн был закреплен болтами.

Ничего не нужно было затвердевать, поэтому засыпка проводилась в тот же день. Каждый анкер также был соединен с системой заземления трубопровода за один проход, используя землевые стержни и зажимы для земляных штырей, поэтому вторая бригада никогда не имела необходимости повторно открывать траншею.

Тестирование и контроль качества

Перед отгрузкой проводились три проверки. Мы проверяли поступающую сталь на марку и сечение, осматривали каждый сварной шов и измеряли толщину цинкового покрытия на образцах из каждой производственной партии. Единица, не прошедшая любую проверку, не попадала на грузовик.

На месте крутящий момент был зарегистрирован для каждого анкера, что оставляет запись, которую можно сравнить с проектным значением через месяцы. Примерно один процент единиц был проверен на нагрузку как выборочная проверка, и все они выдержали. Исследовательские ямы, открываемые за бригадой, подтвердили, что кронштейны стояли прямо, и засыпка была уплотнена вокруг каждого ствола.

Результаты: Что показывают цифры

Все 1480 анкеров были установлены на пересечении за 19 дней, и трубопровод был закреплен без единого насоса для дренажа на месте. Участок оставался в графике в дождливый сезон вместо ожидания земли, которая никогда не подсыхает.

Первое наводнение после ввода в эксплуатацию прошло через пересечение с целой почвой вокруг каждого кронштейна. Позже обследование не выявило подъемного движения и деформации трубопровода в точках крепления. Если маршрут когда-либо будет переуровнен, анкеры можно пере Натянуть той же головкой привода, что никогда не сможет предложить бетонный блок.

Что этот кейс значит для вашего проекта

Подъемную силу не обязательно решать массой. Ограничение хеликальными анкерами сводит работу к повторяющемуся циклу: вращение, чтение крутящего момента, фиксация глубины, кронштейн, тестирование. Мы производим каждую единицу на нашем заводе, цинкуем ее для земли, в которой она будет находиться, и подбираем ствол и набор пластин под ваш расчет подъемной силы.

Если ваше пересечение находится в пойме, болоте или на земле, которая не подсыхает в вашем графике, отправьте нам данные маршрута и спецификацию трубы. Наша команда подберет размеры анкеров, кронштейнов и покрытия, затем предоставит котировку и отгрузит. Вы также можете обратиться к нашей инженерной команде пока проект ограничения еще открыт.