Классификация дюкеров по разным признакам

Раздел 1. Классификация дюкеров  
     Дюкер (нем. Duker, лат. ducere - проводить) - напорный трубопровод, прокладываемый  под каналом, речным руслом, (рис.1.1-а,б), под дорогой (рис.1.1-в), по склонам и дну глубокой долины (оврага) (рис.1.2), для пропуска пересекающего их водотока (канала). Дюкеры устраивают при сооружении каналов, водопроводов, канализации и т.п.
     
     						а)
      
     						б)
      
     						в)

     Рисунок 1.1 Засыпные дюкеры
     а)дюкер под каналом ; б) дюкер под рекой; в) дюкер под дорогой.
     Hc-статический напор ;to-минимальная глубина засыпки;
     1-горизонтальная труба ; 2 – решетка; 3-подводящий канал;
     4-отводящий канал; 5- рабочий мостик ; 6- водобойные колодцы; 
     7- грязевики; 8- шандорный паз.
     
     Дюкеры наряду с акведуками и трубами относятся к проводящим сооружениям, которые устраивают по трассе канала при встрече препятствий в виде рек, долин, других каналов, оврагов, дорог, косогоров, гор; в тех случаях, когда обойти их с помощью канала либо невозможно, либо дорого. Выбор экономически оптимального типа водопроводящего сооружения осуществляется на основе технико-экономического сравнения вариантов. Дюкер оказывается дешевле акведука при пересечении каналом глубоких и широких долин и при пересечении судоходных рек, когда строительство акведука сопряжено с созданием высоких мостовых опор по условиям выдерживания габаритных размеровдля пропуска судов.
     Конструктивно дюкер состоит из входного участка, напорных труб и выходного участка.
      
Рисунок 1.2 Открытый дюкер
1-трубы; 2- верховой оголовок; 3- низовой оголовок;
4 – эстакада; 5 – шпунт; 6 – опоры.
     Дюкеры классифицируют по разным признакам[10]. Ряд этих классификаций можно представить в следующем виде:
А) По назначению:
 - дюкеры, как пропускные (проводящие) сооружения. Они являются переходными участками каналов, соединяющими их части до и после пересекаемого препятствия;
-дюкеры-регуляторы. Используются как для пропуска воды, так и для регулирования подачи воды в отводящий канал, питающий потребителей.
Б) По расположению к пересекаемому водотоку (препятствию):
- засыпанные дюкеры, размещаемые под каналом, водотоком, дорогой и т.п. Они бывают криволинейными (рис.1.1-а,б) и колодезными (рис.1.1-в).Последние используются при небольших расходах. Засыпка железобетонных и стальных труб уменьшает температурные напряжения и деформации. Глубина засыпки определяется так, чтобы верхняя грань трубы дюкера была ниже минимальной отметки дна пересекаемого водотока на 0,5 ?1,0 м. При укладке труб дюкера под каналом они не должны выступать выше отметки дна канала, которое на участке длиной не менее двух глубин канала должно иметь крепление перед и за трубами. Минимальное заглубление дюкера под дорогой и другими препятствиями зависит от класса дороги и определяется необходимостью защиты от динамических нагрузок;
- открытые дюкеры. Устройство этого типа дюкеров бывает экономически оправдано при пересечении каналом (водотоком) глубоких и широких рек, долин, оврагов (рис.1.2). Дюкер в таких условиях прокладывают по склону долины и проводят через русло водотока по мосту или эстакаде с низкими опорами. В этих дюкерах возникает проблема фильтрационной устойчивости склонов долин,которая решается устройством на входном и выходном участках дюкера развитых сопрягающих стенок, противофильтрационных элементов (удлиненный понур, шпунтовый рад и т.п.).
В) По числу ниток:
- дюкер одноочковый. В большинстве случаев строится как регулятор. Он обязательно имеет резервное водосбросное сооружение ;
- дюкер двухочковый. Одна нитка в работе, а другая в резерве. Обе нитки могут быть использованы для пропуска максимальных расходов;                                          - дюкер многоочковый. Его строят на магистральных каналах .для пропуска больших расходов и при процуске расходов, изменяющихся в широких пределах.
Г) По материалу:
- бетонные. Применяются при небольших значениях напора, определенного относительно оси горизонтальной части напорных труб Н(рис.1.1-в), примерно при Н ?3 ?5 м. Они обычно имеют круглое сечение;
- железобетонные (монолитные и сборные). Широко применяются, обычно при Н ? 30 м, но в отдельных случаях и при больших (примерно Н ?50? 60 м). Для сборных железобетонных дюкеров используют унифицированные круглые и прямоугольные элементы, размеры которых утверждены ВО "Союзводопроект"и использованы для типового проектирования дюкеров оросительных систем. Круглые дюкеры имеют диаметр от d = 500 мм до d = 1400 мм, а прямоуголь-ные имеют отверстия с высотой h= 2000 мм и шириной b = 1500, 2000, 2500 мм (в свету);
- деревянные. Они применяются при больших напорах Н?  90 ? 100 м, имеют круглое поперечное сечение диаметром d = 1,0 - 2,0 м. Деревянные дюкеры имеют некоторые преимущества по сравнению с дюкерами из других материалов; они дешевле,в них легко выполняются закругления, для них не опасны температурные деформации и в гидравлическом отношении в них меньше потери вследствие малой шероховатости. Однако они имеюти существенные недостатки: дефицит материала, промораживание при небольшой скорости и т.д.
- стальные. Стальные дюкеры круглого сечения применяются довольно редко, при больших напорах ( Н > 50 м) или на газопроводах, нефтепроводах и в сейсмических районах;
- комбинированные из нескольких материалов. Например, в верхней части из железобетона, а в нижней из дерева, чтобы деревянная часть дюкера работала под напором не меньше 5-6 м с целью пропитки клепок водой во избежание быстрого гниения дерева.
Д) По гидравлической работе:
- напорные. Верхняя кромка входного отверстия (шелыга) дюкера затоплена на величину ?h0 (рис.1.3-а), которая определяется гидравлическим расчетом [11]и минимальное значение которой по условиям недопущения образования воронок должно быть не меньше 1,5 V2 /2g, где V - средняя скорость воды в трубе дюкера.

Рисунок 1.3 Возможные режимы течения в дюкерах
а) полностью напорное течение; б) частично напорное течение;
?ho-необходимое подтопление кромки входа; Hc-статический
(действительный) напор; H’c – статический (фиктивный) напор

- частично напорные. Уровень воды в верхнем бьефе ниже верхней кромки 
входного отверстия дюкера, что наблюдается при пропуске малых расходов (рис. 1.3-б). В этом случае возможно образование прыжка в начальной наклонной части дюкера, для предотвращения которого принемаются дополнительные конструктивныеустройства на входном и выходном участках дюкера. Классификация этих устройств приведена ниже.
Е) По конструкции входного участка:
     Входной участок дюкеров представляет собой сопрягающее сооружение (канал и дюкер) в виде стенок с открылками постоянной высоты или ныряющей и участка канала с усиленным креплением железобетонными или бетонными плитами. Входной участок открытых докеров для обеспечения фильтрационной устойчивости склонов долины (или оврага) обязательно должен иметь противофильтрационные устройства ( понур, зубья, шпунтовую стенку и т.п.).
     На входном участке дюкера размещают затвор или предусматривают установкушандора для регулирования процускной способности докера и для его опорожнения при очистке, инспекции и ремонте. Для задержания плавающего мусора перед входом в дюкер устанавливают решетку.
     Для уменьшения потерь напора входной участок больших дюкеров (с расходом более 10? 15 м3/с) выполняют с плавным очертанием сопрягающих конструкций. Дюкеры, предназначенные для пропуска небольших расходов воды, часто выполняют с входным участком упрощенной (без округлений) конструкции, что связано с удобством производства работ, уменьшением трудозатрат.
     При пропуске расходов меньше расчетных на участке канала, примыкающем к дюкеру, образуется кривая спада, что приводит к увеличению скорости движения воды и к опасности размыва ложа канала. В целях стабилизации скоростей и уровней воды в канале при изменении расходов входной участок дюкеров может оборудоваться порогом, щелевым водосливом (рис. 1.4), затвором, решеткой или спицами.
      
Рисунок 1.4Некоторые конструктивные решения для борьбы
 с размывающими скоростями в подводящем канале
   _ _ _ _- уровень воды без устройства порога или щелевого водослива;
_____-уровень воды после устройства порога или щелевого водослива; 
1 – порог; 2 – щелевой водослив.

     При пропуске расхода меньше расчетного входной участок и начальный (подающий) участок докера может работать как быстротокс образованием гидравлического прыжка в трубе, что вызывает необходимость учитывать значительные пульсационные нагрузки на стенки и стыки труб[14].
     Для недопущения прыжка в дюкере  плавное сопряжение дна канала с дном нисходящей трубы (рис.1.5-а) или выполняют входной участок с водобойным колодцем (рис.1.5-в,г). Оба этих конструктивные решения 
наиболее эффективны, когда отметка уровня воды в начале дюкера близка к отметке дна подводящего канала.

Рисунок 1.5Некоторые конструкции входа и выхода для борьбы с прыжком в дюкере
а,в,г) входные участки; б) выходной участок; I-подводящий канал; 2-отводящий канал; 3-решетка; 4-спицы; 5-шандорный паз; 6-рабочий мостик; 7-водобойный колодец; --- необходимое подтопление в случае напорного режима течения.

Ё) По гидравлическому режиму подводящего и отводящего водоводов:
- дюкер, соединяющий две части открытого (безнапорного) канала (рис. I.I, 1.2, 1.3);
- дюкер, соединяющий два заглубленных безнапорных  трубопровода, что встречается в дюкерах на канализационных и санитарных сетях;
- дюкер, соединяющий два напорных трубопровода, что встречается в нефтепроводах и газопроводах[17]. Напорные, подводящий и отводящий, трубопровода могут переходить в открытые каналы (в безнапорное течение).
З)По конструкции выходного участка:
- устройство спиц или щита в выходном оголовке дюкера (рис.1.5-б), что создает добавочное сопротивление и приводит к подпору уровня воды в начале дюкера до уровня воды  подводящего канала. Эта конструкция используется в целях предотвращения прыжковых явлений в дюкере в случае пропуска маленьких расходов. Она проста, но требует управления и соответствующего надзора за сооружением (если щит не автоматизирован);
- устройство на выходе из дюкера наклонного участка с обратным уклоном, когда отметка дна нижнего бьефа выше нижней кромки выходного отверстия дюкера;
- устройство за сооружением водобойного колодца,когда требуется гашение энергии потока, выходящего из дюкера. Это конструкция редко применяется, т.к. дюкер является низконапорным сооружением и скорости в выходном сечении, как правило, незначительны;
- устройство в выходном участке противосбойного сооружения в виде бычка-растекателя, что дает равномерное распределение потока по ширине отводящего канала.

1.1 Конструкции дюкеров
    Конструктивные элементы входных, выходных и трубчатах участков дюкеров предлагаются в разработанных типовых проектах, в зависимости от напоров, расходов и области применения.
    В Ташкенте институтом " Средазгипроводхлопок" для условий Средней Азии были запроектированы переезды-дюкеры на лотковых распределительныхканалах при уклонах меньше критических.Пропускная способность этих дюкеров достигает Qмакс=2,1м3/с. В зависимости от расчетного расхода определяются геометрические параметры дюкера и лотков (подводящего и отводящего). Трубы этого  типа дюкеров имеют диаметр от 80 до 140 см. Гидравлические перепады при пропуске расхода Q=2,1 м3/с через лоток с глубиной 100 см и дюкер с диаметром d= 120 см достигают максимальной величины(Нс)макс = 64 см, а при пропуске расхода Q=0,1 м3/с через лоток с глубиной 60 см и дюкер с диаметромd= 100 см не превышают 1,0 см, (Нс)мин=  1,0 см. 
    Дюкеры на лотковых каналах выполняют колодезными. Колодцы составляются из двух сборных блоков, нижний из которых работает как приямок-грязевик. Размеры колодцев определяются из условия удобства при очередной инспекции, ремонте или опорожнении грязевиков. Трубчатая часть дюкера состоит из двух секций или больше в зависимости от расстояния между колодцами (от габаритов пересекаемого препятствия).
    Дюкеры-переезды на лотковых каналах просты по конструкции,дешевые и не требуют сложной при строительстве и эксплуатации механизации (нет затворов)[19].
   На оросительных сетях иногда требуется регулирование подачи воды из одного канала в другой. В таких случаях строят дюкеры-регуляторы, которые в принципе ничем не отличаются от обычных дюкеров, только они обязательно оборудуются затвором на входном отверстии.
     Московский институт "Союзгипроводхоз" им. Б. Е. Алексеевского разработал проектные решения для строительства дюкеров и дюкеров-регуляторов с расходом воды до 10 м3/с и напором до 10 м . В связи с увеличением расхода по сравнению с дюкерами на лотковых каналах требуется большой напор. Один из такихдюкеров представлен на рис.1.6, где расчетный расход Q =9,1 м3/с и напор Нс = 80 см.
      
 Рисунок 1.6 Дюкер-регулятор с расходом воды до 10 м3/c с напором до 10м.
 
     Дюкеры и дюкеры-регуляторы выполняют из сборных железобетонных труб. Они характеризуются небольшим уклоном нисходящей трубы дюкера ( i? 0,25), которая сопряжена с подводящим участком канала, имеющим тот же уклон. Таким образом обеспечиваются условия для уменьшения потери напора на вход и избежания прыжковых явлений в дюкере. Для регулирования подачи воды входное отверстие дюкера оборудовано затвором.
     Институтом Грузгипроводхоз были предложены типовые проектыдля дюкеров пропускной способности от 2 до 20 м3/с и напором до 1,0 - 1,5 МПа. Докеры этого типа имеют входной колодец (рис. 1.7), оборудованный перед входом в дюкер глубинным затвором для регулирования расхода в дюкере. Этим затвором можно также создать необходимый напор для
промывки наносов. В конце дюкера имеется выходной колодец меньшей глубины, в котором можно гасить избыточную энергию потока, выходящего из дюкера.

Рисунок 1.7 Дюкеры пропускной способности с 2 до 20 м3/с
с напором до 1,0-1,5 Мпа (I,0-I,5м)трехочковый дюкер d=1000 мм (1200 мм).

     Трубчатая часть дюкера состоит из несколько секционных железобетонных труб, имеющих диаметр от 50см до 160см и общую длину от L=82м до L=1600м .
     В случае частичного открытия глубинного затвора, с целью держать необходимый уровень во входном колодце, за ним может образоваться вакуум, что приводит к вибрации затвора и его выходу из строя.Для борьбы с вакуумом за затвором устанавливается труба диаметром d=25мм для его срыва.
    Перед входным и за выходным колодцами могут устанавливаться шандоры для выполнения инспекции и ремонта колодцев. Участок подводящего канала,примыкающий к входному колодцу имеет небольшой уклон (i<0,2). С помощюшандоров можно увеличить глубину воды в канале и уменьшить скорость течения, а ,следовательно, избежать возможного размыва дна канала[20].
     Дюкеры этого типа не требуют строгого режима заполнения их водой, т.к. образование гидравлических прыжка и удара не имеет места (впервые заполняются трубы дюкера, только после этого поднимается вода в колодцах). Производство работ в этих дюкерах сложнее чем в других типах и в них требуется больше механизации для подъема глубинного затвора.
    Другие (нетиповые) конструкции дюкера нашли место в практике. По условиям строительства и эксплуатации дюкер может соединить два самотечных трубопровода, что можно встретить при пересечении естественных или искусственных препятствий канализационными и санитарными сетями. В таких случаях дюкер состоит из напорных трубопроводов диаметром более 150 мм, верхней камеры и нижней камеры. В верхней камере дюкера находится две отделений: первое-мокроеотделение и второе-сухое отделение. В пределах мокрого отделения самотечная труба переходит в открытый лоток, в конце которых перед трубопроводами дюкера устанавливают  затворы-шиберы.мокроеотделение подтопляется при больших расходах сточной воды, если снижается пропускная способность дюкера или во время его промывки, подтопление может отрицательно влиять на работу отводящей сети (самоточные трубопроводы могут работать полным сечением, что приводит к уменьшению скорости и отложению наносов).Уровень допустимогоподтопления подводящейсети можно определить путем анализа работы выше лежащих участков коллектора [21]. В сухом (во втором) отделении размещают  напорные трубопроводы дюкера с устройством задвижек, которые при наличии двух перекрывающих устройств в верхней камере, повышают надежность работы в том  случае если выйдет из строя одна из линиитрубопровода. Нижную  камеру дюкера устраиваютс одним отделением, в котором напорные водоводы соединяются с открытыми лотками, на стыке этого переходаустанавливаються щитовые затворы.
    Сооружение дюкера на каналах может сопровождаться устройством переходных напорных трубопроводов (подводящего и отводящего) большего диаметра, как это совершенно при пересечении канала Москва-Волга с рекой Клязьмой. Там был построен железобетонный дюкер диаметром 2,5 м. Подход к дюкеру со стороны левого берега осуществлен двумя трубопроводами диаметром 3,5 м. На правом берегу также уложен трубопровод, переходящий в открытый канал в две нитки.Сопряжение труб дюкера диаметром 2,5м с трубопроводами диаметром 3,5 м осуществлено на левом берегу посредством конического звена длиной 10м, а на правом берегу переход устроен в верхней массивной опоре.
    Насосная установка для откачки воды из труб дюкера находится в колодце сложной формы на левом берегу в переходном коническом звене.
    Для того ,чтобы исключить возможность просачивания загрязненных вод р.Клязьмы через бетонные трубы дюкера, наряду с высоким качеством бетонных работ и применением наружной гидроизоляции, внутри труб устроена металлическая «рубашка». Эта конструкция-единственный в России пример применения металлических оболочек при строительстве железобетонных напорных трубопроводов в дюкерах.
    Конструкция этого дюкера характеризуется надежностью и простатой в эксплуатации, но она сложна по производству.
    Дюкеры на каналах могут быть совмещены с перегораживающими и водосбросными сооружениями. Эта комплексная конструкция имела место в дюкере на Донском магистральном канале.Для этой же цели на входном оголовке дюкера предусмотрены два вида затворов: одни для регулирования расходов и уровней воды в канале, другие-для сброса воды в балку, которую пересекает дюкер.
    Эта конструкция дешевле берегового водосброса и проще,но требует дополнительных мер для защиты дюкера от возможных влияний потока на быстротоке,лежащем над ним.Этого можно добиться посредством наружной бетонной рубашки и устройством гасителей энергии.













Раздел 2. Методы прокладки дюкера через водное препятствие
2.1 Методы прокладки дюкера
     При устройстве подводных переходов открытым (с прокладкой в траншее) способом сроки, очередность работ,общие объемы, и состав подготовительных работ учитываются в проекте организации строительства (ПОС) до начала производсва работ на переходах. Также параметры строительства, с учетом данных о водных объектах, уточняются генеральным подрядчиком при составлении проекта производства работ (ППР). Габариты траншей (ширина, глубина, уклон откосов)  на трубопроводных  переходах через водные объекты,принимютсяисходя из морфологических и гидрогеологических характеристик береговой  и подводной частей реки, рельефа местности, устойчивости  береговых склонов, методов  разрытия  траншей и прокладки  трубопроводов, сроков строительства и сметы на земляные работы и т.д. 
Прокладку трубопроводов выполняют  следующими методами:
     Методом горизонтального буренияявляетсяразработка  грунта в забое с помощью устройства  скважины диаметром  больше, чем прокладываемый трубопровод. Данным способом выполняют  подводные переходы с диаметром труб до 1720 мм, нарасстояние  70-80 м. Но этот метод  неэффективен при наличии обводненных и сыпучих грунтов.
     Методы Щитовой  и штольневой  прокладки трубопровода применяюткогда  необходимовыполнение  переходов водоводов, коллекторов и тоннелей больших  диаметров на большом расстояний.

2.2 Способы прокола
     Исходя из видов  нажимных приспособлений, которые передают усилие на укладываемую  трубу, бывает  несколько видов прокола трубопроводов: посредством  лебедок, домкратов, трубоукладчиков, тракторов,  бульдозеров,грунтопрокалывающих станков и т.д. При  продавливании в грунт  трубопроводов, чтобы снизить  силу трения и уменьшить  сопротивление, на переднем конце труб закрепляют специальные наконечники. Больше всех распостранено расширительные пояса с заглушками и конусные наконечники. Если длина прокола небольшая, то  трубопровод надавливают  открытым концом [24].
     Конструкцию и марку  механизма с необходимым  усилием продавливания  выбираютимея ввиду категорию грунта, длину и диаметр прокладываемого трубопровода. Расчетом определяют нажимное усилиекоторое необходимо  для проталкивания  в грунт  прокладываемого трубопровода.
     Примерные значения  нажимных усилии, необходимые  для проталкивания  труб (футляров) разного диаметра при прокладке на длину до 50 м, выбираем  по графику. Следющим шагом является определение необходимого числагидродомкратов для установки на  силовом агрегате и выбор типа упорной стенки.
     Для продавливания трубопроводов интенсивнее используютсянасоснодомкратныенажимные агрегаты,которые вмещают в себя один или два гидравлических домкратана совместной раме типа ГД-170,в каждом нажимное  усилие равна 170 тс. Свободный ход домкратных штоковдостаточно большая (до 1,15?1,3 м). Раму сустанавленными на нее домкратами опускают на дно рабочего котлована, с которого производят работы. У рабочего котлована  на земле устанавливают  гидравлический насос высокого давления - до 30 МПа (300 кгс/см2).
     Вдавливание трубы происходит разными  циклами  посредством переключения домкратов на прямое и  обратное движение. Усилие от  домкратов на трубопровод  передается с помощью  наголовника,который состоит из  сменныхудлинительных нажимных патрубков, зажимных хомутов или  шомполов. Когда используются  нажимные удлинительные патрубки длиной 1, 2, 3 и 4 м,  после продавливания трубопровода в грунт на росстоянии хода домкратовогоштока (допустим, 1 м), шток возвращается  в изначальное положение и в освободившееся  пространство вставляют новый патрубок, длину которого  удвоивают и так продолжается до тех пор, пока не закончиваетсяпродавливание одного  звена трубы (примерно- 6 м).Потом  к немуприваривают следующее  звено трубы и вышеперечисленную последовательность работы повторяют до тех пор, пока не закончится продавливание  всей трубы.
     
     
     
     
     
     
     
     
     Когда применяют шомпол, токак происходит  вдавливание звена,вместе с обратным ходом домкратных штоков шомпол выдвигается обратно, в следуюшее  отверстие переставляется стержень, и цикл повторяется, пока весь отрезок трубы  не вдавится в грунт.В дальнейшем к нему приваривают очередное  звено и вдавливают посредством шомпола и т.п. С использованием  домкратов можно выполнять проколы только  в грунтах с  песчаным и глинистым составом.




Рисунок 2.1. Методы прокола труб
     
     
     
     
     На рисунке 2.1(а)выставлена частоприменяемая схема бестраншейной прокладки трубопроводов (футляров) методом  прокола, при котором используется гидродомкратная установка и комплектудлинительных нажимных патрубков. Эти агрегаты комплектуют  сами строительные организации.
     Бестраншейная прокладка стальных трубопроводов диаметром 104?630 мм на расстоянии до 80 м в грунтах I —IV групп (без крупных включений) выполняется с помощью установки ГПУ-600 (рис. 2.1(б).Агрегат  работает по варианту "шагающих домкратов", это  сократит время рабочего такта. После  включения маслостанциигидродомкраты надавливаютна нажимную плиту с трубопроводом для прокола на расстояние хода штока домкратов (для этого случая-1,2 м). Впоследствии, после завершения рабочего такта, подвижный упор высвобождают и обратным ходом домкратов подтаскивают его вслед за прокладываемым трубопроводом. Вышеперечисленные операции повторяются до полного вдавливания в грунт первого отрезка прокладываемой трубы, после чего подвижный упор, домкраты и нажимная плита возвращаются в начальноеположение. После первого цикла монтируют второйотрезок трубы, и процессповторяют до полного продавливания трубопроводов[25].
     Гидропрокол-способ  прокладывания трубопроводов,где  используется кинетическая энергия водяной струи, выпускаюшиесяпод давлением из специальной конической насадки расположенной перед трубой. Выходящая под давлением из насадки струя воды, в грунте размывает проем диаметром до 500 мм, в котором продавливают  трубопровод. От скорости струи ,категории проходимых грунтов и напора воды зависит удельный расход воды.
     В горизонтальную скважину вода подается под напором центробежными насосами, а откачка воды из котлована происходит грунтовыми насосами. От свойств грунтов  и диаметра трубопроводов зависит длина продавливания. Максимальную длину скважин 30?40 м достигают припродавливаниитрубопроводов диаметром 100?200 мм, а для трубопроводов  диаметром 400?500 мм -до 20 м. Гидропрокол целесообразно применять в легко размываемых (песчаных, супесчаных) грунтах; в глинистых грунтахпрохождение затруднительна.
     Во времягидропроколаперед лебедкой подается трубопровод, при этом координируются скорость образования проема со скоростью подачи трубы. В случае ,когда  скорость подачи трубы превышает скорость выработки скважины, конусная насадка может застрять в грунте, и наоборот  при малой скорости подачи трубы , в скважине образуютсявыемки. При производстве работ гидропроколомнеобходимо часто проверять уклон трубы, поскольку при небольшом отклонении произойдет  изменение трассы прокола.
     Гидропрокол  характеризуетсявысокой скоростью  образования скважины (около 30 м/в смену) и простотой ведения работ, относительно других видов проколов. Недостатками метода  являются относительно небольшая длина проходки (до 20?30 м), возможные отклонения трассы прокола от проектной оси и непростые  условия работы в связи собразованием загрязнненных условиив рабочем котловане.Исходя из вышесказанного, гидропрокол  применяют для бестраншейной прокладки трубопроводов  в условиях, когда объект обеспечен  водоснабжением и имеется возможность  сброса отработанной загрязненной воды около места  производства работ.
     В песчаных, супесчаных и плывунных грунтах бестраншейную прокладку труб производят методомвибропрокола. В аппаратах для вибропроколаиспользуются возбудители направленных колебаний. Данным методом прокладывают  трубыдиаметром до 500 мм нарасстояние 35?60 м. Скорость проходки при этом состовляет около 20?60 м/ч.
     Эффективным методом прокола служит  ударно-вибрационная вдавливающая установка УВВГП-400 разаботанная ВНИИГС. При работе данной  установки продавливаемую трубу (футляр),на одном конце которого  закреплен наконечник, вторым  концом вставляют в наголовник вибромолота (рис. 2.1-в). С помощью  ударных импульсов совместно со статическим вдавливанием звено трубопровода  постепенно входит в грунт.
     Существует  универсальная виброударная установка УВГ-51разработаннаяМИНХиГП им. Губкина, предназначенная  для прокладки трубопроводов диаметром до 530 мм методом прокола и диаметром 530?1020 мм методом виброударного продавливания.
     Если требуется  высокая точность проходки методом прокола (выдерживанием заданной оси трубопровода) выполняют протаскивание труб (диаметром до 300 мм и длиной до 30 м) через пионерные скважины посредством лебедки и каната[26].
     Пневмопробойник запускают в грунт со стороны  входного приямка в сторону  приемного ,для устройства скважины. Двигаясь,пневмопробойникуплотняет грунт передним коническим концом, раздвигает его вразные стороны, и пробивает  скважину. Для более точного устройства скважины в сложных грунтах и при большой протяженности  проходки к пневмопробойникуприкрепляют специальную насадку -удлинитель. Если обеспечить точную установку в приямке пневмопробойника, то  отклонение скважины от проектной трассы на длине 20 м, не будет превышать  0,2?0,3 м по вертикали и 0,05?0,1 м по горизонтали.
     Когда посредством пневмопробойника (рис. 2.1, г) производят прокол стальных трубопроводов,тоих используют как ударный узел, который присоединяется к заднему торцу трубы и забивает ее в грунт. На переднем стороне трубопровода закрепляют  конусный наконечник. При этом справедливы два варианта технологии производства работ: когда забивают трубопроводы в грунт и забивают их в пионерскую скважину (в глинистых грунтах). Когда  забивают  трубопроводы  в грунт,пневмопробойник подсоединяют  к заднему торцу трубы при помощи  переходной втулки. По мере  забивки труб сварные стыки усиливаются  продольными накладными пластинами (для разных диаметров  4?6 шт.) длиной 200?300 мм, которые расположены по окружности равномерно. При стыковке необходимо обращать внимание на соосностьзвеньев труб.
     Пневмопробойником заменяютпроложенные ранее старые  трубы находящиеся в скважине, новыми трубами того же или большего диаметра. Для проведения замены, первое звено  новой трубы присоединяют к старому и продавливают (если у них разные диаметры- с использованием  конического переходника), и по мере выхода старой  трубы в приемный приямок ее отрезают и удаляют. Пневмопробойником также возможно извлечь из грунта стальные трубопроводы  диаметром до 800 мм. Во время  извлечения труб из грунта пневмопробойникслужит  в качестве ударного механизма, которая прикреплена к передней стороне трубы посредством  специального приспособления.
     Методыпроизводства  земляных работ на русловых,береговых и пойменных участках подводных переходов вычисляется проектом исходя из сезонности работ ,состава грунтов, рельефа поймы  и берегов , обводненности участков, наличия землеройныхмашин  и т.д. Во время работымеханизмов на откосахнеобходимо учесть вероятность их скольжения или опрокидывания по склону и обеспечить защитные меры для устойчивой работы. 
     Методыустройства подводных траншей через водные преграды намечаются с учетом характеристики грунтов находящихся на дне, скорости течения, ширины реки и пр. Разрытие траншей  выполняют одноковшовые экскаваторы, которых устанавливают на временных сооружениях-дамбах, понтонах или  перемычках. Такжедля работ в подводных условиях применяются грунтососные , гидромониторные и канатно-скреперные малогабаритные установки. Для разработки траншей на реках с плотными грунтами на дне и глубиной воды до 0,5 м, допускается использовать экскаватор, который оборудован обратной лопатой и способен перемещаться по дну реки. 
     В процессе строительстваподводных переходов применяеться метод разрытия  подводных траншей  и  выемки грунта из-под заранее подготовленного на дно трубы, для его последующей подсадки. Очередность технологических процессов необходимо указать  в технологической карте. Важно отметить , что подводная часть трубопроводной сети не должна быть соединена во время укладки  с береговой сетью  трубопроводов. 
     Допуск  к  выполнению буровзрывных работ и сроки их производства зависит от требований  рыбоохранных, природоохранных и других организаций и необходимо согласовывать с ними технологию таких работ. Мощность  заряда, которая справиться с задачей рыхления грунта при разработке подводных траншей,определяют  путем  расчета, учитывая глубину траншей, физико-механическиесвойства  грунтов, толщину слоя воды и т.д.
     Методы отсыпки траншей и закрепления грунта в водном пространстве в каждом случае определяютсяпроектом индивидуально и учитываются в Проекте производства работ.
     У каждой технологииесть свои преимущества и недостатки. 
     Машины и механизмы для подземного бурения в основном производится за границей и их стоимость высокая. Не каждая строительная организация может позволить себе их приобрести. Помимо того, пока еще не наработан  достаточный опыт работы на малых речных переходах, но  применение этого метода требует высокой  оценки.
     
     
     
     
     
     
     
     

     
     
     
     
     
     
     
     
     
Раздел 3. Расчет и конструирование дюкера
   Конструкция дюкера собрана из следующих частей: напорные трубопроводы, верхная (ВКД) и нижная (НКД) камера.
   На основании [1, п. 4.36–4.37], при пересечении водных преграддюкеры принимают в две (и более) рабочие линии, из стальных груб диаметром ?150 мм, с усиленной антикоррозийной изоляцией. Обе нитки дюкера - рабочие.
   Допускается прокладка дюкера с одной рабочей и одной резервной трубопроводами:
- в случае, когда  расход сточных вод не обеспечивает расчетных скоростей вдюкере;
- в случае, когда расчетные потери в дюкере больше, чем перепад между ВКД и точкой подключения дюкера к коллектору на противоположном берегу реки;
- в случае, когда в подводящем коллекторе передВКД  большие скорости;
-в случае, когда, согласно [1, п. 4.37], при аварии одна линия дюкера не может пропустить весь расчетныйрасход.
Во время  проектированиядюкеров [1, п. 4.38] необходимо учесть:
- глубину заложения подводной части трубопровода, считая до верха трубопровода, не менее чем на 0,5 м ниже дна реки, а в пределах фарватера на судоходных водных объектах – не менее 1м;
- угол наклона восходящей части дюкера – не более 200 кгоризонту;
- расстояние между нитками дюкера в свету – не менее 0,7–1,5 м. Дюкеры располагаются в местах с неразмываемымустойчивым руслом, на участках с минимальной шириной реки. Трубопроводы дюкера прокладываются перпендикулярно руслу реки. Исходя из  движения воды в подводящей трубе и глубины его заложения  перед дюкером (ВКД) рассматривают два режима работы дюкера: самотечно-напорный инапорный.
    Самотечно-напорный дюкер (рис.3.1) сооружается на самотечной водоотводящей сети при переходе через водный объект. В напорном режиме дюкер работает полным сечением. Он содержит входную (верхнюю), выходную (нижнюю) камеры и напорные трубопроводы. Верхняя камера дюкера (ВКД) состоит из двух отделений: мокрое и сухое, которые разделены водонепроницаемой







Рис.3.1. Схема самотечно-напорного дюкера 
перегородкой (рис.3.1и3.2).	В	мокром	отделении	самотечный трубопровод переходит в открытые лотки[27]. В лотках ,для перекрытия потока воды, предусматривают	затворы	(шиберы).		В сухом отделении размещаются напорные трубы с задвижками, посредством  которых можно отключить любой из трубопроводов 

     Рис. 3.2. Верхняя камера дюкера при самотечно-напорном режиме
дюкера.
	Размеры камер дюкера в плане зависят от количества и диаметра трубопроводов. В камере расстояние между трубами равна  не менее 400 мм, ширина боковых проходов равна  не менее 250 мм (для труб диаметром более 500 мм эти расстоянияудваиваются).

     Высота камер не менее 1800мм, считая от бермы лотка до перекрытия, и  обеспечиваетразмещение задвижек и затворов, также она должна быть удобной для обслуживания. Каждое отделение ВКД имеетгорловину и заканчиваться люком с крышкой. Нижняя камера дюкера (НКД) устраивают в виде одного отделения (рис. 3.1 и 3.3), где напорные трубопроводы переходят в открытые лотки, в начале которых устанавливаются щитов.......................