PROJEKT TECHNOLOGICZNY POSADOWIENIA SEPARATORA SUBSTANCJI ROPOPOCHODNYCH OKSYDAN VL 170/ ,0 HCTC OPIS TECHNICZNY

Transkrypt

1 INWESTOR: Wojskowa Akademia Techniczna Ul. Kalskiego Warszawa ZAMAWIAJĄCY: JEDNOSTKA PROJEKTOWA: ALDAR Artur Soszyński Ul. Skarbka z Gór 51 b lok Warszawa Oksydan Sp. z o.o. Ul. Łużycka Gliwice ZADANIE: Projekt urządzeń oczyszczających wody opadowe i roztopowe tj. osadnika zawiesin i separatora ropopochodnych przed zrzutem wód opadowych i roztopowych z części terenu WAT do kanału Lipkowskiego BRANŻA: KONSTRUKCYJNA TEMAT OPRACOWANIA: PROJEKT TECHNOLOGICZNY POSADOWIENIA SEPARATORA SUBSTANCJI ROPOPOCHODNYCH OKSYDAN VL 170/ ,0 HCTC CZEŚĆ OPRACOWANIA: OPIS TECHNICZNY FUNKCJA: IMIĘ i NAZWISKO NR UPRAWNIEŃ PODPIS PROJEKTANT: Piotr Tomala 697/01/DUW ZESPÓŁ PROJEKTOWY Arkadiusz Marecki - Michał Woch DATA: NR ARCHIWALNY: EGZ.:

2 Autor dokumentacji projektowej: Imię i nazwisko Funkcja / nr uprawnień Data Podpis mgr inż. Piotr Tomala Projektant 697/01/DUW oświadcza, że Projekt technologiczny posadowienia separatora substancji ropopochodnych OKSYDAN VL 170/ ,0 HCTC wykonany w ramach zadania: Projekt urządzeń oczyszczających wody opadowe i roztopowe tj. osadnika zawiesin i separatora ropopochodnych przed zrzutem wód opadowych i roztopowych z części terenu WAT do kanału Lipkowskiego jest wykonany zgodnie z obowiązującymi przepisami, zasadami wiedzy technicznej, jest kompletny z punktu widzenia celu, któremu ma służyć oraz został wykonany prawidłowo i może być skierowany do realizacji. (główny projektant) 2

3 Spis treści I. OPIS TECHNICZNY WSTĘP Uwagi wstępne Przedmiot opracowania Cel opracowania Materiały wyjściowe, przepisy i normy STAN ISTNIEJĄCY Lokalizacja Warunki gruntowo-wodne ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE Konstrukcja separatora Posadowienie separatora Zasypka Odwodnienie wykopu METODY OBLICZEŃ Obliczenia konstrukcji separatora PRZYJĘTE ROZWIĄZANIA Transport i rozładunek elementów separatora Wyposażenie dodatkowe separatora TECHNOLOGIA WYKONANIA Zakres robót Roboty przygotowawcze Posadowienie separatora Montaż separatora Wykonanie zasypki Ruch technologiczny UWAGI KOŃCOWE

4 4

5 5

6 I. OPIS TECHNICZNY 1. WSTĘP 1.1 Uwagi wstępne Obliczenia przeprowadzone na cele niniejszego projektu oraz zawarte w nim wytyczne montażowe zachowują swoją ważność tylko dla konstrukcji zbiornikowych ze stali spiralnie karbowanej i nie mogą być odnoszone do innych materiałów. 1.2 Przedmiot opracowania Przedmiotem opracowania jest technologia wykonania separatora substancji ropopochodnych OKSYDAN-VL o średnicy 2.5m realizowanego w ramach zadania Projekt urządzeń oczyszczających wody opadowe i roztopowe tj. osadnika zawiesin i separatora ropopochodnych przed zrzutem wód opadowych i roztopowych z części terenu WAT do kanału Lipkowskiego. 1.3 Cel opracowania Celem niniejszego opracowania wchodzącego w skład Projektu Technologicznego jest realizacja separatora substancji ropopochodnych OKSYDAN-VL 170/ ,0 o średnicy 2.5m z rur stalowych spiralnie karbowanych. 1.4 Materiały wyjściowe, przepisy i normy [1] Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane wraz z późniejszymi zmianami (Dz. U. nr 207 poz z 2003 r.); [2] PN-B-03020:1981 Grunty budowlane - Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowane; [3] PN-S-02205:1998 Drogi samochodowe Roboty ziemne wymagania i badania; [4] PN-88/B Grunty budowlane Badania próbek gruntu; [5] PN-85/S Obiekty mostowe. Obciążenia; [6] Wiłun Z. -Zarys geotechniki, WKiŁ, Warszawa 2001 r.; [7] BS 8006:1995 Code of practice for strengthened/reinforced soils and other fills ; [8] CAN/CSA S6 06, CHBDC: Buried structures, Canadian Standards Association [9] Aprobata Techniczna IBDiM Nr AT/ Rury stalowe, spiralnie karbowane wraz z łącznikami HEL-COR oraz HEL-COR Pipe-Arch; [10] Geotechniczne Warunki Posadowienia opracowane przez firmę ENVIGEO Michał Stępień, ul. Kamińskiego 20A lok. 24, Warszawa. 6

7 2. STAN ISTNIEJĄCY 2.1 Lokalizacja Separator będzie zlokalizowany na terenie kompleksu Wojskowej Akademii Technicznej w Warszawie, w jego północno zachodniej części. 2.2 Warunki gruntowo-wodne W poziomie dna separatora (rzędna n.p. 0 Wisły) stwierdzono występowanie gruntów niespoistych w postaci piasków drobnych wraz z domieszką piasków pylastych, średnio zagęszczonych/zagęszczonych. Poziom zwierciadła wód gruntowych znajduje się na rzędnej m n.p. 0 Wisły. W obliczeniach przyjęto możliwość wahań poziomu zwierciadła wód gruntowych +/-0,5m (zgodnie z [10]). 3. ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE 3.1 Konstrukcja separatora Separator zaprojektowano jako zbiornik podziemny wykonany z rur stalowych spiralnie karbowanych o średnicy 2500mm, o profilu karbu 125x26mm, grubości blachy 3,5mm zabezpieczonych antykorozyjnie obustronnie powłoką cynkową grubości 42µm oraz powłoką polimerową o grubości 250µm. Zaprojektowane zabezpieczenie antykorozyjne pozwala na przechowywanie mediów o ph= Do wykonania separatora przyjęto następujące założenia projektowe: średnica rury: 2.5m; materiał do wykonania: rury spiralnie karbowane; ilość sekcji: 1; ilość segmentów w sekcji: 1; długość separatora: 11.15m grubość blachy: 3,5mm; korugacja: 125x26mm; zabezpieczenie antykorozyjne: obustronna powłoka cynkowa grubości 42µm oraz powłoka polimerowa o grubości 250µm, 3.2 Posadowienie separatora Grunt na którym ułożony zostanie fundament kruszywowy powinien zapewnić możliwość uzyskania wtórnego modułu odkształcenia na powierzchni fundamentu kruszywowego E v2 =40MPa oraz wskaźnika odkształcenia I Wymagane jest osiągnięcie wartości nośności charakteryzującej się minimalnym wtórnym modułem odkształcenia w badaniu płytą VSS. W przypadku zastosowania sondy dynamicznej moduł dynamiczny na powierzchni fundamentu kruszywowego powinien wynosić min. 30MPa. 7

8 Na podstawie badań podłoża gruntowego stwierdzono w poziomie posadowienia grunty niespoiste w postaci piasków drobnych z domieszką piasków pylastych, średnio zagęszczonych, o stopniu zagęszczenia Id= , dla których moduł wtórnego odkształcenia E 2 jest większy od 27MPa. Dla tych warunków gruntowych przewidziano wykonanie fundamentu kruszywowego o grubości 30cm. Przed wykonaniem fundamentu separatora należy sprawdzić nośność podłoża i w razie stwierdzenia innych warunków skontaktować się z Projektantem. Podłoże znajdujące się bezpośrednio pod separatorem musi być wykonane z materiału mrozoodpornego. Na fundament kruszywowy o grubości 30cm należy użyć mieszanki żwirowo-piaskowej o maksymalnej średnicy ziaren kruszywa 0-32 mm, nierównomiernym uziarnieniu Cu>4, o ph w zakresie 6-8. Podłoże pod separatorem należy ukształtować w kierunku poprzecznym i podłużnym zgodnie z zaprojektowanym pochyleniem. Górna powierzchnia fundamentu kruszywowego powinna być równa. Fundament kruszywowy należy zagęścić, wymagany wskaźnik zagęszczenia wynosi min. 0,98. Fundament kruszywowy (frakcja 0-32 mm) powinien być wykonany tak, aby górna jego warstwa, o grubości równej wysokości karbu, była luźna i karby mogły się w niej zagłębić (ok. 3-5 cm). 3.3 Zasypka parametry kruszywa na zasypkę: - Wskaźnik różnoziarnistości Cu>4 >4 - Wskaźnik krzywizny 1<Cc<3 1< <3 - Uziarnienie 0/32mm wskaźnik zagęszczenia zasypki I smin =0,98; wodoprzepuszczalność k>6 m/dobę. kąt tarcia wewnętrznego: min Odwodnienie wykopu separatora. Założono, że poziom wody gruntowej zostanie obniżony min. 0,5m poniżej poziomu posadowienia Projekt wykonania oraz zabezpieczenia wykopu wraz z projektem odwodnienia terenu robót opracuje Wykonawca na podstawie warunków lokalnych, rzeczywistego poziomu wód gruntowych, lokalizacji urządzeń obcych, ruchu technologicznego itp. 4. METODY OBLICZEŃ 4.1 Obliczenia konstrukcji separatora Obliczenia wykonano na podstawie normy Canadian Highway Bridge Design Code (CHBDC). Metoda uwzględnia zachowanie konstrukcji w czasie zasypywania i efekt przesklepienia w gruncie. 8

9 Założono, że cechy konstrukcji na długości są identyczne i do analiz przyjęto odcinek o dł. 1m. Przyjęto, że obciążenia działają prostopadle do osi konstrukcji Obciążenia stałe Ciężary własne przyjęto zgodnie z założonymi przekrojami poprzecznymi i ciężarem jednostkowym Obciążenia zmienne Klasa obciążenia: A zg z PN-85/S K=4x200kN q=4kn/m 2 5. PRZYJĘTE ROZWIĄZANIA Separator zaprojektowano z rur stalowych o średnicy wewnętrznej 2500mm i długości 11.15m. Projektowany naziom nad separatorem wynosi ok. 157 cm 160 cm. 5.1 Transport i rozładunek elementów separatora Na plac budowy rury stalowe spiralnie karbowane dowożone są środkami transportu kołowego. W transporcie należy zachowywać warunki bezpieczeństwa podczas załadunku i wyładunku oraz podczas przewozu. Urządzenie powinno być transportowane w pozycji montażu, co zapobiega powstawaniu podczas transportu niebezpiecznych naprężeń oraz uszkodzeń elementów. Podczas transportu oraz składowania elementy powinny być odpowiednio ułożone i prawidłowo zabezpieczone (styropianem, krawędziakami itp.) przed niezamierzonym przesuwaniem się oraz ewentualnym uszkodzeniem. Wytrzymałość taśmy transportowej dostosować do wagi urządzenia. Miejsce rozładunku materiału powinno znajdować się możliwie blisko miejsca montażu urządzenia. Rozładunek materiału powinien być wykonany przy pomocy dźwigu, na zawiesiach parcianych lub za haki przyspawane do urządzenia, chroniąc je oraz jego elementy przed ewentualnym uszkodzeniem. Jeżeli wyładunek nie będzie wykonywany bezpośrednio do przygotowanego wykopu, to urządzenie należy umieścić na stabilnym miękkim podłożu, najlepiej na podkładkach. Dopuszcza się ułożenie urządzenie na wypoziomowanym miękkim podłożu bez kamieni i gruzu itp. ZABRANIA SIĘ toczenia lub ciągnięcia urządzenia po podłożu, ZABRANIA SIĘ zrzucania urządzenia ze środka transportu, lub zrzucania urządzenia do wykopu 9

10 Po rozładunku sprawdzić, czy urządzenie nie uległo uszkodzeniu podczas transportu, czy nie został naruszony korpus. O ewentualnych uszkodzeniach należy niezwłocznie powiadomić producenta (przed montażem). UWAGA: W przypadku wystąpienia uszkodzeń powłoki polimerowej powstałej podczas transportu lub rozładunku, należy wykonać naprawy farbami dopuszczonymi do nanoszenia na powłoki polimerowe i dostarczonymi przez producenta urządzenia. Zalecane jest naprawienie w/w uszkodzeń po ułożeniu urządzenia w wykopie, gdyż podczas montażu mogą również wystąpić drobne uszkodzenia powłoki. 5.2 Wyposażenie dodatkowe separatora 2 kominy rewizyjne z rur stalowych spiralnie karbowanych średnicy 1000mm wraz ze stopniami złazowymi, pozwalającymi na okresową kontrolę separatora; 1 komin rewizyjny rury stalowej spiralnie karbowanej średnicy 1000mm w miejscu układu automatycznego zamknięcia odpływu; króciec wlotowy średnicy 1000mm; króciec wylotowy średnicy 1000 mm Kominy rewizyjne należy wykonać za pomocą systemowych rur spiralnie karbowanych z drabinką do samego dna. Zabezpieczenie antykorozyjne komina analogicznie jak separatora. Kominy rewizyjne zakończone będą żeliwnymi włazami kanałowymi, spoczywającymi na pokrywach żelbetowych opartych na pierścieniach odciążających. W terenie najazdowym należy wykonać pokrywy odpowiadające obciążeniu projektowanym ruchem. 6. TECHNOLOGIA WYKONANIA 6.1 Zakres robót Zgodnie z dokumentacja projektową należy wykonać: roboty przygotowawcze; wykonanie fundamentu kruszywowego; montaż separatora; wykonanie zasypki; roboty wykończeniowe; 6.2 Roboty przygotowawcze Roboty przygotowawcze obejmują ustalenie lokalizacji fundamentu kruszywowego, usunięcie przeszkód, wykonanie wykopu, przygotowanie podłoża, wymianę/ wzmocnienie gruntów nienośnych. Projekt wykonania oraz zabezpieczenia wykopu wraz z projektem odwodnienia terenu robót opracuje Wykonawca na podstawie warunków lokalnych, rzeczywistego poziomu wód gruntowych, lokalizacji urządzeń obcych, ruchu technologicznego itp. 10

11 6.3 Posadowienie separatora Na dnie wykopu należy wykonać podsypkę z mieszanki piaskowo żwirowej grubości 30cm. Górne 5cm podsypki należy pozostawić luźne tak aby umożliwić zagłębienie się karbów rury separatora i połączenia kołnierzowego. Pozostałe 25cm podsypki zagęścić należy zagęścić do wskaźnika zagęszczenia Ismin= Montaż separatora Sekcje separatora składają się z kołowych elementów zakończonych kołnierzowo, które po wykonaniu połączenia w miejscu wbudowania stanowią jedną całość. Króćce rewizyjne separatora posiadają zakończenia kołnierzowe, które służą do połączenia z systemowymi kominami rewizyjnymi. Poszczególne elementy systemu przeznaczone są do zmontowania w miejscu wbudowania i posiadają odpowiednie oznaczenia umożliwiające prawidłowe połączenie poszczególnych elementów w całość. Łączenie elementów wykonuje się za pomocą połączeń kołnierzowych (przygotowanych na etapie produkcji). Przed połączeniem kołnierze należy dokładnie oczyścić z zanieczyszczeń stałych oraz w razie konieczności umyć wodą. Na oczyszczoną powierzchnię jednego z kołnierzy połączenia należy obwodowo wkleić uszczelkę dostarczoną w komplecie wg rysunku zamieszczonego poniżej. W pierwszym etapie łączenia kołnierzy należy założyć kilka długich śrub w celu dociągnięcia kołnierzy do siebie, następnie założyć i dokręcić wszystkie śruby. Przy skręcaniu śruby należy dokręcać naprzemianlegle, a moment dokręcenia śrub powinien wynosić min [Nm]. Rysunek 1 Sposób nanoszenia uszczelek na połączeniu kołnierzowym Uwaga: Połączenia uszczelek w obu rzędach powinny być przesunięte względem siebie. 6.5 Wykonanie zasypki Na zasypkę należy użyć mieszanek żwirowo piaskowych o frakcji 0 32, wskaźniku różnoziarnistości C u >4,0, wskaźniku krzywizny 1<C c <3, oraz wodoprzepuszczalności k>6 m/dobę. Materiał użyty do wykonania zasypki nie powinien zawierać związków organicznych, zmarzlin itp. Materiał zasypki powinien być układany warstwami o maksymalnej grubości 30 cm w stanie luźnym, następnie zagęszczany, natomiast w strefach pachwinowych, ze względu na występowanie dużego parcia rur na grunt, zaleca się układanie zasypki warstwami o maksymalnej grubości w stanie luźnym 11

12 20 cm. Układanie musi być wykonywane symetrycznie, aby wysokość zasypki była taka sama po obydwu stronach separatora, przy czym dopuszcza się różnicę wysokości równą jednej warstwie. Przed przystąpieniem do układania kolejnej warstwy należy upewnić się czy poprzednia została właściwie zagęszczona. Wskaźnik zagęszczenia kruszywa zasypki powinien wynosić: - I smin =0,95 w odległości do 20 cm od ścianki rury, - I smin =0,98 w pozostałym obszarze. Do zagęszczania kruszywa w strefie pachwinowej separatora stosować należy ogólnie dostępny sprzęt do zagęszczania zwracając szczególną uwagę na dokładność wykonania prac. Sprzęt ciężki może pracować w odległości ponad 1,0 m od separatora poruszając się zawsze równolegle do jego osi podłużnej. Nie dopuszcza się pryzmowania kruszywa na zasypkę w bezpośredniej bliskości separatora oraz nie wolno rozładowywać pojazdów z kruszywem bezpośrednio na rury. Zagęszczenie zasypki realizować za pomocą lekkiego sprzętu zagęszczającego (płyty do 600 kg). Nie dopuszcza się pracy ciężkiego sprzętu tj. walców. 6.6 Ruch technologiczny W przypadku konieczności przeprowadzenia ruchu technologicznego nad separatorem należy zachować odpowiednią miąższość naziomu. W trakcie robót ziemnych nie dopuszcza się zatrzymania urządzeń technologicznych i ciężkich pojazdów nad obiektem. Ponieważ obciążenia od ruchu technologicznego na budowie mogą przekraczać projektowane obciążenia eksploatacyjne separatora, nie wolno dopuszczać do poruszania się nad separatorem pojazdów o ciężarze większym niż obciążenie, na które został zaprojektowany separator. Minimalna miąższość zasypki nad separatorem w przypadku lokalizacji w terenie obciążonym ruchem kołowym wynosi 0,6 m. Należy zwrócić szczególną uwagę aby nie doszło do skoleinowania zasypki nad separatorem. 7. UWAGI KOŃCOWE Podczas wykonywania robót związanych z budową należy przestrzegać norm krajowych, wymagań technicznych i ustawowych dotyczących bezpieczeństwa pracy. Wykonawca musi zapewnić uwzględnienie zawartych w przepisach zasad bezpieczeństwa i ochrony zdrowia w procesie budowy z uwzględnieniem specyfiki przyjętej technologii i użytych maszyn. Za bezpieczeństwo i ochronę zdrowia w trakcie budowy odpowiada Kierownik Budowy, który musi spełnić wymagania prawa budowlanego (w szczególności art. 21a pkt. 1 Dz.U.2000 r. Nr 106: Ustawa z dnia 7 lipca

13

14 Analiza siły wyporu zbiornika przy zmiennym poziomie zwierciadła wody gruntowej 1. Dane Rzędna posadowienia zbiornika... rz p := 24.91m Rzędna terenu... rz t := 28.98m Cieżar objętościowy gruntu nad zbiornikiem... γ z := 18.5 kn m 3 Gęstość objętościowa wody... ρ w := 1000 kg m 3 Średnica zbiornika... D := 2.5m Średnica komina nr1... D k1 := 1m Średnica komina nr2... D k2 := 1m Średnica komina nr3... D k3 := 1m Analizowana długość zbiornika... L := 11.15m Analizowana długość zbiornika netto... L n := L D k1 D k2 D k3 = 8.15 m Wysokość naziomu nad zbiornikiem... h c := rz t rz p D = 1.57 m Jednostkowy ciężar zbiornika... m z := 271 kg m Wysokość jednostkowa... s := 0.01m Ilość iteracji... n = 407 Współczynnik odciążeniowy... γ o := 0.9 Współczynnik dociążeniowy... γ d := 1.1 Graniczny współczynnik bezpieczeństwa... γ m := Obliczenia 2.1. Obliczenia pola powierzchni zbiornika zanurzonej w wodzie i := 0.. n H := if i > floor D, D, i s h := 0.5D H i s α := h 2 acos x := D α π ( D) 2 i A := i 360deg x h i i D 2 2 h 2

15 2.2. Obliczenia obiętości zanurzonej części zbiornika V := i A L if H i hi D A L i π H 4 hi D D k1 + D k2 + D k3 otherwise 2.3. Obliczenia siły wyporu F := i γ d ρ w g V i 2.4. Obliczenia siły utrzymującej Siła utrzymująca od naziomu ( ) π 4 F d'i if i floor D := >, m s z L n g γ o + D L h c h c D k1 + D k2 + D k3 γ z γ o..., m z L n g γ o. π ( i s D) ρ w g L D D 4 k1 + D k2 + D k3 γ + D L h d c ( Siła utrzymująca od gruntu w narożach ( ) F d''i := γ z 0.5 D π D 2 L n γ o if i floor 0.5D s ( ) γ z 0.5 D π D 2 L n γ o... if floor D ( i s 0.5D) D A 0.125π D 2 s + ρ i w g L n γ d ( γ z γ o ρ w g γ d ) ( 0.5 D π D 2 ) L n otherwise Wyniki obliczeń częściowych F d'i = F d''i = > i > floor 0.5D s kn kn......

16 Całkowita siła utrzymująca F di := F d'i + F d''i 3. Wyniki obliczeń A = i 0.04 m V = m 3 i F = i F di = kn... kn Siły działjące na zbiornik [kn] Wykres zależności siły wyporu od wysokości zwierciadła wody Siła wyporu Siła utrzymująca Wysokość zwierciadła wody [m]

17 Wykres zależności współczynnika bezpieczeństwa od wysokości zwierciadła wody Współczynnik bezpieczeństwa [-] Podsumowanie Założenia: - naziom h c = 1.57 m Wsp. bezpieczeństwa Wsp. graniczny rzędna poziomu wody gruntowej rz w := 27.3m Wysokość zwierciadła wody [m] - poziom wody gruntowej mierząc od poziomu posadowienia zbiornika h w := rz w rz p = 2.39 m - średnica zbiornika D = 2.5 m Wyniki - obliczeniowa siła wyporu działajaca na zbiornik przy założonym poziomie wody gruntowej F = kn hw s

18 - obliczeniowa siła utrzymująca zbiornik przy założonym poziomie wody gruntowej F d = kn hw s - współczynnik bezpieczeństwa na założonym poziomie wody gruntowej f γ hw m f hw s = γ m = 1.1 warunek = "Warunek spełniony" s