Технология и организация работ по строительству объектов природообустройства

ТЕХНОЛОГИЯ 
И ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ 
ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ОБЪЕКТОВ 
ПРИРОДООБУСТРОЙСТВА 

Практикум 

для студентов 
среднего профессионального образования по специальности 
«Природоохранное обустройство территорий» 

Москва 
Берлин 
2020 

УДК 628.1(075) 
ББК 38.761я723
 Т38 
Составитель: 
Дьяков Владимир Петрович 

Рекомендовано к изданию 
на заседании кафедры техносферной безопасности 
и природообустройства (протокол № 8 от 20.02.2020 г.) 

Рецензенты: 
Ткачев А. А. — д. т. н., проф., зав. кафедрой  
гидротехнического строительства НИМИ ДГАУ; 
Ольгаренко И. В. — д. т. н., проф., зав. кафедрой 
мелиорации земель НИМИ ДГАУ 

 Технология и организация работ по строительству объектов : 
Т38 природообустройства : практикум / сост. В. П. Дьяков — Москва ; 

Берлин : Директ-Медиа, 2020. — 98 с. 

ISBN 978-5-4499-1309-8

Рассмотрены вопросы производства работ при строительстве основных 
элементов орошаемых участков - напорных трубопроводов закрытой ороси-
тельной сети и лотковых каналов открытой оросительной сети. 
Учебно-методическое издание предназначено для практических занятий 
со студентами среднего профессионального образования очной и заочной форм 
обучения специальности 20.02.03 «Природоохранное обустройство террито-
рий» при изучении междисциплинарного комплекса МДК.01.02 «Технология и 
организация работ по строительству объектов природообустройства» и состав-
лении индивидуальных заданий и выпускных квалификационных работ. 
Текст приводится в авторской редакции. 

УДК 628.1(075)
ББК 38.761я723

ISBN 978-5-4499-1309-8
© Дьяков В. П., составление, 2020
© Издательство «Директ-Медиа», оформление, 2020

 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Устойчивое сельскохозяйственное производство в аридных и полуарид-
ных районах страны невозможно без проведения оросительных мелиораций. 
В условиях рыночной экономики их эффективность во многом обуславливается 
экономным расходованием воды при орошении, широким внедрением прогрес-
сивных способов полива. Этому в значительной мере способствует конструк-
ция оросительной сети в виде трубопроводов, облицованных каналов и 
каналов-лотков. 
На современных орошаемых участках при поливах дождеванием закры-
тая оросительная сеть представлена напорными трубопроводами различного 
порядка. Коэффициент полезного действия сети при этом достигает 98 %. Со-
гласно СП 100.13330.2016 «Мелиоративные системы и сооружения» для её 
строительства, как правило, следует применять неметаллические трубы: пласт-
массовые, асбестоцементные и железобетонные. Металлические трубы разре-
шается применять только в неблагоприятных геологических условиях (карст, 
слабые, просадочные и заторфованные грунты) и при строительстве маги-
стральных трубопроводов с рабочим давлением свыше 1,5 МПа. 
При поверхностных поливах в сложных топографических (косогорные 
участки) и геологических условиях (скальные, просадочные и сильнофильтру-
ющие грунты) открытая оросительная сеть проектируется в виде лотковых ка-
налов. Коэффициент полезного действия сети при этом достигает 95 %. 
Каналы-лотки применяют при расходах от 100 до 1500 л/с при уклонах местно-
сти менее 0,002, где невозможно использовать самотечно-напорные ороситель-
ные трубопроводы. Лотковые оросительные каналы строят по типовым 
проектам с использованием унифицированных деталей, изготовляемых на заво-
дах железобетонных изделий. 
Строительство современных орошаемых участков требует значительных 
капиталовложений. Снижение величины капитальных вложений в строитель-
ство и дальнейших эксплуатационных затрат возможно на стадии проектирова-
ния производства работ. Для этого в проекте следует предусматривать: 
– применение современных материалов и методов монтажа закрытой оро-
сительной сети; 
– комплексная механизация земляных работ и сокращение затрат ручного 
труда; 
– технико-экономическое обоснование принятых технических и техноло-
гических решений; 
– применение организационно-технологических моделей в форме цикло-
грамм и линейных графиков производства работ; 
– соблюдение действующих норм по охране окружающей среды с целью 
обеспечения сложившегося экологического баланса территории. 

1. ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ 
ЗАКРЫТОЙ ОРОСИТЕЛЬНОЙ СЕТИ 

1.1. Определение размеров временных земляных сооружений 

При проектировании закрытых напорных трубопроводов определяются 
геометрические размеры поперечного сечения траншеи, устанавливается уклон 
дна траншеи. 

Минимальная глубина заложения труб должна быть на 0,5м больше рас-

четной глубины проникания в грунт нулевой температуры. Это положение учи-
тывается для трубопроводов, работающих и в зимнее время: 

hmin= hпр + 0,5 м., 
(1) 

где hпр — глубина промерзания грунта, которая определяется по данным наблю-
дений ближайшей к месту строительства метеорологической станции или по 
карте изолиний (рис. 1) для связных грунтов, м. Для несвязных грунтов к глу-
бине промерзания, определённой по картам изолиний, следует применять коэф-
фициент 0,7. 

Полученная таким образом минимальная глубина траншеи проверяется на 

допустимую минимальную высоту засыпки над верхом трубы: 

Δh= hmin – Дн, 

где Дн — наружный диаметр трубопровода, м. [5, 8]; 

Δh — допустимая высота засыпки над трубой, м. 

Допустимая высота засыпки Δh, определяемая по условиям прочности ма-

териала труб при перемещении над трубой строительных или сельскохозяй-
ственных машин, принимается для железобетонных и металлических 
трубопроводов не менее 0,5м, а для остальных — не менее 1 м. 

Оросительные трубопроводы являются трубопроводами сезонного дей-

ствия, в зимнее время не функционируют и проектируются с минимальной глу-
биной, определяемой по минимальной допустимой высоте засыпки из условий 
прочности материала труб: 

hmin= Δh + Дн. 
(2) 

На площадях, где имеют место тяжелые связные грунты в виде суглинков и 

глин, допустимый минимальный запас Δh принимается не менее 1 м для труб из 
любых материалов, так как здесь периодически проводится рыхление грунтов 
на глубину до 0,8 м. 

Дно траншеи проектируется с учетом характера поверхности по трассе 

трубопровода, ориентируясь на минимально возможные объемы земляных ра-
бот. Минимальными объемы земляных работ будут тогда, когда дно траншеи 
проектируется параллельно поверхности земли. Это возможно в том случае, ес-
ли рельеф местности спокойный и на профиле имеется не более 2–3 переломов 
линии дна траншеи на каждый километр длины трубопровода. В противном  
 

Рис. 1. Карта глубин промерзания связных грунтов 

случае дно траншеи спрямляется при условии выдерживания минимальной глу-
бины траншеи, что приводит к некоторому увеличению объемов земляных ра-
бот. Однако, так как в точках изменения уклонов дна траншеи необходимо 
устраивать бетонные упоры, в большинстве случаев идут на некоторое увеличе-
ние объемов земляных работ за счет спрямления дна траншеи. 

Линия дна траншеи на продольном профиле проектируется путем анализа 

различных вариантов её расположения при незначительном увеличении глубин 
выемки по трассе трубопровода. Для этого на продольном профиле трубопровода 
в точках явно выраженных понижений местности откладывается вниз от линии 
поверхности земли минимальная глубина траншеи hmin. Затем проводится 
линия дна траншеи так, чтобы увеличение глубин на профиле было несущественным 
и во всех точках выполнялось условие: 

hтр ≥ hmin 

Крутизна откосов траншей (m), устраиваемых без крепления стенок в 

грунтах, находящихся выше уровня подземных вод, назначается по 
СНиП 12-03-2001 в зависимости от вида грунта и максимальной глубины 
выемки согласно продольному профилю (табл. 1). 

Таблица 1 
Наибольшая крутизна устойчивых откосов временных земляных сооружений 
в грунтах естественной влажности 

Виды грунтов
Коэффициент заложения откосов при глубине 

выемки, м, не более

1,5
3
5

Насыпные неуплотненные 
Песчаные и гравийные 
Супесь 
Суглинок 
Глина 
Лессы и лессовидные

0,67 
0,5 
0,25 
0 
0 
0

1 
1 
0,67 
0,5 
0,25 
0,5

1,25 
1 
0,85 
0,75 
0,5 
0,5

 
Минимальная ширина траншеи по дну принимается наибольшей из числа 
величин, удовлетворяющих следующим требованиям: 

– под все трубопроводы, кроме магистральных, с откосами 1:0,5 и круче — 
по СП 45.13330.2017 (табл. 2); 

– под трубопроводы, кроме магистральных, с откосами положе 1:0,5 — не 

менее наружного диаметра трубы с добавлением 0,5 м при укладке отдельными 
трубами и 0,3 м — при укладке плетями или секциями; 

– разрабатываемых одноковшовыми экскаваторами — не менее ширины 

режущей кромки ковша с добавлением 0,15 м в несвязных и 0,1 м в связных 
грунтах; 

– разрабатываемых траншейными многоковшовыми экскаваторами — не 

менее номинальной ширины копания. 

Ширина траншей для трубопроводов диаметром свыше 3,5 м устанавливается 
в проекте с учетом технологии устройства основания, монтажа, изоляции 
и заделки стыков. 

Таблица 2 
Ширина траншей под трубопроводы 

Способ укладки трубопроводов 

Ширина траншей (м.) без учета креплений 

при стыковом соединении

сварном 
раструбном 

муфтовом, 
фланцевом, 
фальцевом 
для всех 
труб и раструбном 

для керамических 
труб

1. Плетями или отдельными секциями при 
наружном диаметре труб, Дн, м:  

до 0,7 включ.

 
Дн + 0,3, но не 
менее 0,7 

 
 
— 

 
 
— 

     св. 0,7 
1,5Дн 
— 
— 

2. То же на участках, разрабатываемых траншейными 
экскаваторами под трубопроводы 
диаметром до 219 мм, укладываемые без 
спуска людей в траншеи (узкотраншейный 
метод)

Дн + 0,2 
— 
— 

3. То же на участках трубопровода, пригру-
жаемого железобетонными пригрузами или 
анкерными устройствами

2,2Дн 
— 
— 

4. То же на участках трубопровода, пригру-
жаемого с помощью нетканых синтетических 
материалов

1,5Дн 
— 
— 

5. Отдельными трубами при наружном диаметре 
труб Дн, м, включ.:  

до 0,5

 

Дн + 0,5

 

Дн + 0,6

 

Дн + 0,8

от 0,5 до 1,6
Дн + 0,8 
Дн + 1,0 
Дн + 1,2 

„ 1,6 „ 3,5
Дн + 1,4 
Дн + 1,4 
Дн + 1,4 

При параллельной прокладке нескольких трубопроводов в одной 
траншее расстояния от крайних труб до стенок траншей определяются 
также по СП 45.13330.2017 (актуализированная версия СНиП 3.02.01-87), 
а расстояния между трубами устанавливаются проектом. 
Таким образом минимальная ширина траншеи по дну определяется по 
двум зависимостям: 

bmin1 = Дн + Δb1   и    bmin2 = bк + Δb2, 
(3) 

где Δb1 — запас ширины траншеи по дну, который определяется по СП 
45.13330.2017 для поперечных сечений с m ≤ 0,5 (табл. 2), а для траншей 

с откосами m>0,5 Δb1=0,5 м при укладке отдельными трубами и Δb1=0,3 
м, при укладке трубопроводов плетями или секциями из нескольких труб; 

bк — ширина режущей кромки ковша одноковшового или ширина 

отрываемой траншеи для многоковшового экскаватора, м (табл. 5, 6); 

Δb2 — запас ширины на обрушение стенок траншеи, м. При использовании 
одноковшовых экскаваторов Δb2 =0,15 м для несвязных и Δb2 =0,1 м 
для связных грунтов. При использовании траншейных многоковшовых 
экскаваторов Δb2 =0. 

Для последующих расчетов в качестве минимальной ширины траншеи 

по дну используются большее из полученных двух значений величины bmin. 

ПРИМЕР 1 

Запроектировать траншею в тяжёлых суглинистых грунтах для оросительного 
напорного трубопровода 1.1 Кр из асбестоцементных труб 
класса ВТ-12 Ду=500 мм при возможности использования в качестве землеройных 
машин экскаваторов обратная лопата ЭО-3322Б с ёмкостью ковша 
0,5 м3 и ЭО-4121А с ёмкостью ковша 0,65 м3 и траншейного роторного экскаватора 
ЭТР-223А. 

 
Так как оросительные трубопроводы в зимний период освобождаются 

от воды, условие промерзания грунта при определении минимальной глубины 
заложения труб не учитывается. Во внимание принимается только 
минимально допустимая высота засыпки трубопровода Δh для обеспечения 
прочности труб при воздействии статических и динамических нагрузок 
машин и механизмов, находящихся на поверхности: 

hmin = Δh + Дн = 0,55+1,0 = 1,55 м, 

где 
Дн ≈0,55 м — наружный диаметр обточенных концов асбестоцементных 
труб условным проходом Ду=500 мм [5, 8]; 

Δh = 1,0 м. — величина засыпки над верхом трубы. Обеспечивает ее 

сохранность при перемещении строительной и с.-х. техники и в случае глубокого 
рыхления тяжелых суглинистых грунтов.  

При проектировании дна траншеи строится продольный профиль по трассе 
трубопровода 1.1 Кр (рис. 2) и в точках видимых понижений местности откладывается 
вниз минимальная глубина hmin = 1,55 м и проводятся прямые 
линии дна так, чтобы глубина выемки по длине трубопровода увеличивалась не 
очень существенно, но нигде не встречались бы точки с глубинами hтр < hmin. В 
примере рассматриваются два варианта линий дна траншеи, хотя их может быть 
и больше. Один вариант с переломом по дну в створе СС' (рис. 2), другой — с 
переломом в створе ДД". Визуальная оценка позволяет отдать предпочтение варианту 
по линии А'С'Д''F", т.е. с переломом в створе ДД". Когда возникают сомнения 
в оценке вариантов, находится среднеарифметическое значение глубины 
для строительного участка (или участков). Для линии C'F' 

hср1 = 
4

'
'
'
'
ff
ее
дд
cc
h
h
h
h
+
+
+
=
4
80
,1
55
,1
55
,1
55
,1
+
+
+
=1,61 м, 

a для линии С'Д''F'' 

hср2 = 
4

''
'
''
'
ff
ее
дд
cc
h
h
h
h
+
+
+
=
4
55
,1
55
,1
62
,1
55
,1
+
+
+
=1,57 м. 

Левая часть профиля от створа АА' до створа СС' в обоих случаях одинакова, 
поэтому предпочтение и отдаётся линии А'Д''F'', где объемы работ будут 
меньше, так как hср2 < hср1. 

На профиле определяются с учетом вертикального (М 1:100) и горизонтального (
М 1:25000, М 1:10000, М 1:5000, М 1:1000) масштабов отметки дна 
траншеи в створах АА', ДД" и FF"(они равны соответственно 4,54 м; 5,19 м; 
5,94 м). По разности отметок в двух смежных створах траншеи и расстоянию 
между ними вычисляются уклоны дна: 

iА'Д'' = 
725
54
,4
19
,5
−
=0,0009; 

iД''F'' = 
250
19
,5
94
,5
−
=0,003 

и заносятся в соответствующую строку боковика продольной профиля. Остальные 
отметки дна траншеи вычисляются по зависимости: 

∇B' = ∇А' + iA'Д''×LА'В', 

где 
∇А' — отметка дна траншеи в предыдущем створе АА', м; 
∇B' — искомая отметка дна траншеи в створе ВВ', м; 
iA'Д'' — уклон дна траншеи на расчетном участке; 
LА'В' — расстояние между створами, м. 

∇B' = 4,54 + 0,0009×300 = 4,81 м. 

Остальные отметки во всех точках перелома поверхности земли и дна 

траншеи определяются аналогичным образом. Глубины траншеи вычисляются 
как разность между отметками поверхности земли и дна траншеи в рассматри-
ваемом створе. Наибольшая глубина траншеи в примере равна hмакс=1,76 м (см. 
рис. 2). Для максимальной глубины траншеи свыше 1,5 м в пределах до 3,0 м 
коэффициент заложения откосов при тяжелых суглинистых грунтах согласно 
СНиП 12-03-2001 составляет m = 0,5 (см. табл. 1). 

Минимальная ширина траншеи по дну определяется по зависимостям: 

bmin1 = Дн + Δb1=0,55+0,8=1,35 м 

и 

bmin2 = bк + Δb2=0,9+0,1=1,0 м, 

где 
Δb1=0,8 м — запас ширины траншеи по дну, который определяется 

по СП 45.13330.2017 как для траншеи с откосами крутизной m = 0,5 
(см. табл. 2). При этом учитывается, что асбестоцементные трубы соеди-
няются на асбестоцементных муфтах и укладываются в траншею отдель-
ными трубами; 

bк=0,9 м — ширина режущей кромки ковша экскаватора обратная 

лопата с ёмкостью ковша q = 0,5 м3 (см. табл. 4); 

Δb2=0,1 м — запас ширины траншеи на обрушение её стенок при 

работе экскаватора обратная лопата в связных (тяжёлый суглинок) грунтах. 

В дальнейших расчётах используется большая из двух величин: 

bтр= bmin1=1,35 м. 

При использовании экскаватора обратная лопата с ёмкостью ковша 

q = 0,65 м3 первое выражение для определения минимальной ширины 
траншеи по дну не изменяется, а второе выражение равно:  

bmin2 = bк + Δb2=1,05+0,1=1,15 м, 

следовательно ширина траншеи по дну также равна: bтр= bmin1=1,35 м 

При разработке грунта в траншее многоковшовым экскаватором 

ЭТР-223А второе выражение для определения минимальной ширины 
траншеи по дну будет равно: 

bmin2 = bк + Δb2=1,5+0=1,5 м., 

а ширина траншеи по дну в этом случае составит bтр= bmin2=1,5 м. 

Траншея, отрываемая специализированными многоковшовыми экс-

каваторами, имеет прямоугольный или трапецеидальный профиль. Во 
втором случае откосы боковых стенок образуются ножевыми или цепны-
ми отксообразователями и имеют крутизну до 1:0,25. По условиям без-
опасности производства работ откосы траншеи должны быть не круче 
1:0,5 и, следовательно, работа экскаватора с ножами-откосниками не це-
лесообразна, т. к. ведёт к снижению производительности машины, но не 
обеспечивает требуемую СНиП 12-03-2001 устойчивость откосов. 

Таким образом, устройство экскаватором ЭТР-223А траншеи без 

креплений не допустимо по условиям безопасности производства работ. 
Обеспечить устойчивость откосов возможно путём временного крепления 
вертикальных стенок траншеи прямоугольного сечения. 

Размеры кавальеров растительного и минерального грунта устанавлива-

ются по параметрам осреднённого поперечного сечения траншеи. Одним из та-
ких параметров является средневзвешенная (по объёму) глубина выемки 
минерального грунта: 

hср.взв. = 

.
.

1
)
1
(
1
2

гр
мин

n

i
i
i
i
i

W

W
h
h
∑
=
+
−
+
+

, 
 (4) 

где 
hi — глубина выемки минерального грунта в i — ом створе по длине тру-

бопровода, м;