Строительство ЛЭП на болотах, в слабых и вечномерзлых грунтах отличается от строительства в нормальных геологопочвенных и климатических условиях рядом факторов. Важнейший из них - низкая несущая способность грунтов в летнее время, т.е. в период основного строительного сезона, что вызывает необходимость использования для строительства специальной высокопроходимой техники и устройства для ее прохождения специальных лежневых дорог или зимников. Кроме того, усложняются способы закрепления опор, методы раскатки и подвески проводов. Таким образом, для сооружения ЛЭП в этих условиях требуется гораздо больше трудовых затрат при более коротком строительном сезоне.

Характеристики грунтов

К болотистым и слабым грунтам относят обводненные пылеватые пески (плывуны), обводненные заиленные или заторфованные грунты, торфяники, текуче-пластичные глинистые грунты и др. Несущая способность таких грунтов составляет 10-100 кПа.

Слабые грунты и болота на определенной глубине имеют плотный подстилающий грунт или даже скальное основание. В зависимости от глубины, на которой расположен подстилающий слой, определяется глубина болот, а в зависимости от глубины болот устанавливается способ закрепления опор.

В районах Западной Сибири, где расположены крупнейшие нефтяные месторождения страны, откуда берут начало нефтепроводы, глубина болот достигает 10-12 м.

Вечномерзлыми или многолетнемерзлыми грунтами называют грунты, которые находятся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более. По сравнению с обычными грунтами, содержащими три компонента - твердые минеральные частицы, воду и газы -мерзлые грунты содержат еще четвертый компонент - лед, который придает совершенно новые свойства.

В районах вечномерзлых грунтов расположены основные газовые месторождения Западной Сибири. В этих зонах мощность вечномерзлых грунтов достигает 100- 200м.

В условиях вечномерзлых грунтов оттаивание поверхностного слоя грунта в теплое время года приводит к тому, что его несущая способность снижается, а часто даже полностью теряется. Глубина оттаивания зависит от наличия растительного покрова и его состава, от вида грунта и его влажности, а также от ориентации местности (склона) относительно солнечных лучей. В районах прохождения газопроводов до границы с Уралом глубина оттаивания составляет 2-3 м для песчаных грунтов, 1,5-2,3 м для глинистых и 0,3-0,7 м для торфяных.

Вечномерзлые грунты имеют и еще одну неприятную особенность - пучение, т.е. увеличение объема при промерзании. Пучение грунта обусловлено тем, что объем льда превышает объем находившейся в грунте воды на 9%. Сильнее всего грунт пучится в слое на глубине 40-100 см от поверхности, но заметное пучение происходит и на больших глубинах - до 2 м и более.

Пучение грунтов - процесс в основном обратимый, т.е. при оттаивании грунт снова проседает. Но выжимание опор ЛЭП давлением льда вверх - процесс практически необратимый. Больше того, это выжимание накапливается, что может привести к падениям опор [8].

Транспортные работы в условиях слабых грунтов осложняются трудной проходимостью трассовых проездов и дорог. Строительство ЛЭП на таких грунтах осуществляется, как правило, зимой с устройством временных дорог, называемых зимниками.

Зимник - это сезонная дорога. Прокладывают ее в конце осени, когда начинает замерзание почвы, ручьев и рек. Действует он до весеннего ледохода, т.е. в течение примерно 5-6 мес. Для ускорения промерзаний болот, верхний слой снега счищают болотоходными бульдозерами или просто уплотняют его гусеничными машинами-тягачами, тракторами и бульдозерами.

Прокладывается зимник генеральными подрядными организациями -трубостроителями или специальными подразделениями по инженерной подготовке трассы в непосредственной близости от трассы трубопровода.

Материалы и конструкции для строительства ЛЭП вывозят по зимникам теми же средствами, что и при строительстве в нормальных условиях.

При работе на слабых грунтах и болотах в теплое время года для прохождения транспортных средств устраивают лежневые дороги, для чего вдоль дороги выстилают хворост и лесосечные отходы, поверх поперек оси дороги через 0,5 м укладывают бревна-лаги диаметром 12-14 см и длиной 4-5 м. Затем к лагам крепят при помощи стальных ершей колесопроводы из бревен диаметром 16-18 см, укладываемых вдоль оси дороги. При использовании на строительстве только гусеничной техники колесопроводы не устраивают, но лаги укладывают вплотную друг к другу. Устройство лежневых дорог, как правило, предусматривается проектом и сметами на строительство трубопровода в целом или на строительство вдольтрассовой ЛЭП.

В условиях болот и слабых грунтов транспортные работы проводятся гусеничной техникой с пониженным давлением на грунт, например, болотоходным трактором Т-100 МБ с давлением гусениц на грунт 27 кПа, болотоходом "Тюмень" с давлением на грунт 32 кПА, тягачами-транспортерами ГТ-Т и плавающими тягачами ГАЗ-71. При устройстве лежневых дорог можно использовать автомобили повышенной проходимости "Урал-375", КрАЗ-255, ЗИЛ 131.

Опоры, барабаны с проводом и кабели привозят на волокушах или пенах, которые представляют собой металлические листы, загнутые вверх в передней части. Для жесткости пены к листу приваривают металлические уголки или швеллеры. Спереди, на загнутом конце, устраивают дышло для зацепления пены за тяговый механизм.

Устройство лежневых дорог - дело трудоемкое и дорогое, поэтому материалы и механизмы оказывается рациональнее транспортировать к месту работ при помощи вертолетов.

Все рабочие, участвующие в наземных работах, связанных с вертолетными перевозками, должны изучить специальную инструкцию, пройти практическое обучение и сдать экзамены для получения допуска к таким работам.

Тип вертолета выбирается в зависимости от массы перевозимых материалов и конструкций. Наиболее часто на строительстве ЛЭП используются вертолеты МИ-8.

Все перевозимые грузы должны быть взвешены, если их масса не обозначена на упаковке или на самой конструкции. Строповку грузов следует производить так, чтобы обеспечивалось горизонтальное положение грузов при транспортировке.

Руководить работами по перевозке должен командир полета, по сигналам которого осуществляется взлет вертолетов.

Строительно-монтажные работы при строительстве ЛЭП на болотах и вечномерзлых грунтах отличаются тем, что закреплять опоры в котлованы в этих условиях практически невозможно. Для этого используют сваи, ригели и лежни. Способы закрепления опор определяются проектной организацией в зависимости от характеристик болот и мерзлот и приводятся в проектах линий. При строительстве ЛЭП для трубопроводов в большинстве случаев используют различные варианты сварных закреплений.

В качестве свай применяют отработанные бурильные трубы или отбракованные спиральношовные трубы диаметром 377 мм.

Заглубляют сваи забивкой, задавливанием или вибропогружением в отверстие, выполняемое бурильной машиной.

Для забивки свай можно использовать различные сваебойные установки, однако в этом случае для каждого удара необходимо вторично запускать молот. В автоматическом режиме молот сваебойного агрегата не может работать вследствие того, что сваи из труб не дают достаточного отказа. Кроме того, сваебойные агрегаты довольно массивны, маломаневренны и поэтому не нашли широкого применения.

Специалистами строительно-монтажных организаций сконструированы и изготовлены установки для вибропогружения свай. Одна из таких установок изображена на рис. 46. Установка смонтирована на базе трелевочного трактора ТТ-4, высокая проходимость которого позволяет применять установку для погружения свай в летний период, а зимой - исключить промораживание трассы. В установке используется принцип вибрации, создаваемый двигателем с дебалансами. Вибрация двигателя через наковальню, предохраняющую верх сваи от деформации, передается на сваю, а усилия, возникающие при вибрации, способствуют ее заглублению.

Рис. 46. Вибропогружатель на базе трелевочного трактора:

1 - тяговый трос лебедки; 2 - кронштейн; 3 - двигатель с дебалансами; 4 - наковальня;

5 - направляющая стрела; 6 - свая; 7 - рама

Устройство для погружения свай вдавливанием смонтировано на гусеничном транспортере повышенной проходимости, который одновременно используется как транспортное средство. Для подъема свай и их установки в вертикальное положение применяют смонтированную на платформе крановую установку. Вдавливание сваи осуществляется через наголовник при помощи системы блоков и тросов.

Отверстие для заглубления свай бурят тракторной бурильной машиной при помощи специальных буровых головок с резцами из твердого сплава. Такими буровыми головками можно бурить котлованы диаметром 400 или 600 мм в мерзлом и талом грунте I-III категорий.

Опоры в сваях закрепляют металлическими плиточными ригелями М-11. Ригели закрепляют на опоре после того, как она будет выверена путем раскрепления деревянными клиньями в трубной свае. Затем эти ригели привариваются к торцу сваи по всему ее периметру.

Заземление опоры осуществляется приваркой заземляющего выпуска стойки к трубе.

Раскатывают провода при помощи высокопроходимых трелевочных тракторов, а в весенне-летний период используют плавающий гусеничный транспортер ГАЗ-71.

Для монтажа проводов ЛЭП в заболоченной местности в летний период можно использовать вертолеты.

При организации работ по строительству ЛЭП на болотах, слабых и вечномерзлых грунтах для устройства свайных оснований создается специальное звено, оснащаемое транспортными средствами, крановыми установками и установками для погружения свай.

Бригады, занятые на строительстве ЛЭП, должны быть обеспечены утепленными вахтовыми машинами или передвижным отапливаемым помещением - вагончиком, тепляком и др.