Расчет длины страховочного рельсового пакета

Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. В этой статье узнаем, что такое мульда (геология), определим расчет мульды просадки и разберем методику расчета страховочных рельсовых пакетов при проколе.

Назначение страховочных пакетов из рельсовых звеньев — обеспечение безопасности движения поездов в случаях возможных просадок путевой решетки или образования в земляном полотне воронок, размер которых по верху не превышает расчетного пролета пакета за вычетом длин площадок опирания и берм по 0,5 м перед каждой опорной площадкой.

Деформации сооружений и осадки поверхности могут проявляться на стадиях бурения пилотной скважины и промежуточного расширения вследствие гидравлического разрыва, обвалов стенок, и выноса грунта буровым раствором.

Деформации сооружений и осадки поверхности при строительстве должны предотвращаться:

— Соблюдением технологических параметров бурения;

— Недопущения перерывов в бурении, расширении и протягивании трубопровода;

— Использованием оптимального состава бурового раствора.

Итак, поговорим о методике расчета страховочных пакетов из рельсов и методе расчета мульды оседания.

Для предварительных расчетов наибольшее значение величины осадки поверхности по оси проходки SМАХ в мм, связанное с заполнением грунтом зазора между трубой и стенками расширенной скважины, может быть определено по формуле:

SМАХ = (Vs/B)*10-3, (мм)

Vs — объём осадки поверхности в пределах мульды оседания на единицу длины скважины, м3/м определяется по формуле:

Vs = 0,4*Va, (м3/м)

Примечание — Принимается из условия, что проецируемый на поверхность объем заполнения грунтом кольцевого зазора составляет 40 % от его полного объема.

Что такое мульда? С геологической точки зрения, мульда – вогнутая складка земной поверхности.

Va — объём кольцевого зазора между трубой и стенками расширенной скважины на один погонный метр скважины определяется по формуле:

Va = (π * (dР2 – dП2)) / 4, (м3/м)

dП — диаметр прокладываемого футляра (м)

В — ширина мульды оседания в метрах от оси скважины (см рисунок) определяется по формуле:

B = (dР /2) + ((hС + (dР /2)) *tg(45 – (ϕ/2))), (м)

dР — наибольший диаметр расширения скважины (бурового канала), м

hС — глубина заложения свода скважины от поверхности, м

Распределение осадок поверхности для скважин ГНБ

ϕ — угол внутреннего трения грунта (градусы), при различных грунтовых напластованиях ширина мульды должна определяться с учетом слоистости.

Средний угол внутреннего трения определяется по формуле:

ϕ СР = (Σϕi*hi)/h

Мульда сдвижения земной поверхности — участок земной поверхности, на котором под влиянием отработки полезного ископаемого подземным способом возникли сдвижения и деформации.

Длину мульды просадок определяется по формуле:

L = dР + 2*a = dР + 2*[hc*tg (450–(ϕ СР/2))], (м)

Выполним пример расчета длины рельсостраховочных пакетов и определим какая мульда просадки (мульда оседания) в месте пересечения проектируемым трубопроводом железной дороги. Для расчета мульды просадки при ГНБ используем следующие исходные данные:

Диаметр прокладываемого футляра dП = 0,72 м;

Диаметр расширения скважины (бурового канала) dР = 0,8 м;

Глубина заложения свода скважины от поверхности (от земли до верха трубы) hС = 6,0 м.

Таблица свойств грунтов

Геологический

индекс

Мощность

слоя h, м

Описание

грунтов

Удельный вес

грунта, т/м3

Угол внутреннего

трения ϕ, в градусах

tIV

4,3

Насыпной

грунт

1,8

18

lgIII

1,7

Суглинок

легкий

2,7

25

Итого 4,3+1,7=6,0

Результаты расчета:

1) Va = (π * (dР2 – dП2)) / 4 = (3,14*(0,82 – 0,722)) / 4 = 0,095 м3/м;

2) Vs = 0,4*Va = 0,4 * 0,095 = 0,038 м3/м;

3) ϕ СР = (Σϕi*hi)/h = (18*4,3 + 25*1,7) /6 = 19,980;

4) B = (dР/2) + ((hС + (dР /2)) *tg (45 – (ϕ/2))) = (0,8/2) + ((6+(0,8/2))*tg (45 – (19,98/2)) =

= 0,4 + 6,4*tg35 = 4,88 м;

5) Максимально возможная величина осадки поверхности:

SМАХ = (Vs/B)*10-3 = (0,038/4,88)*10-3 = 7,78 мм;

6) L = dР + 2*a = dР + 2*[hc*tg (450– (ϕ СР/2))] = 0,8 + 2*[6*tg (450 – (19,98/2))] = 9,2 м.

Итог: по ширине мульды просадки выбираем длину страховочного пакета из рельсов (рельсостраховочного пакета) L = 25 м.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *