Способы строительства подводных переходов условия пРименяемости недостатки преимущества

Если результаты расчета подтверждают возможность всплытия трубопровода, то следует предусматривать:

1. На русловом участке перехода — сплошные (бетонные) покрытия или специальные грузы, конструкция которых должна обеспечивать надежное их крепление к трубопроводу для укладки ПП способом протаскивания по дну;
2. На пойменных участках — одиночные грузы или закрепление трубопроводов анкерными устройствами.

Конструкция отдельных грузов, методы их монтажа и закрепления на трубопроводе должны исключать необходимость последующих водолазных работ.

До начала работ по балластировке одиночными железобетонными грузами необходимо:

• уложить трубопровод в траншею;
• проверить качество изоляционно-укладочных работ;
• обустроить площадку для складирования утяжелителей;
• подготовить к работе машины и механизмы, а также инвентарь, приспособления и средства для безопасного ведения работ.

Работы по балластировке железобетонными грузами выполняются в следующей технологической последовательности:

Устойчивость трубопровода против всплытия. Балластирующие устройства

1. перемещают бетонные блоки;
2. перемещают соединительные пояса, защитные коврики и футеровочные маты для утяжелителей типов УБО , УБК ;
3. устанавливают защитные коврики и футеровочные маты;
4. монтируют утяжелители на трубопровод;
5. изолируют детали утяжелителей (для утяжелителей типов УБО , УБК );
6. возвращаются за следующим комплектом утяжелителей.

В состав работ по балластировке кольцевыми чугунными грузами входят:

1. развозка грузов вдоль плети трубопровода;
2. раскладка грузов по меткам; установка грузов на трубопровод;
3. закрепление грузов на трубопроводе болтовыми соединениями.

До начала балластировки чугунными грузами необходимо:

• закончить футеровку плети трубопровода;
• отметить на трубопроводе места установки грузов маркерами или краской яркого цвета;
• проверить комплектность грузов на приобъектном складе;
• подготовить к работе машины и механизмы.

Применяемые железобетонные грузы условно можно разделить по их конструктивным особенностям на два вида: грузы сборные поясные и грузы моноблочные.

Камеры пуска и приёма средств очистки и диагностики

Камеры пуска и приема (КПП) средств очистки и диагностики обычно проектируются на резервных нитках трубопровода диаметром 219 мм и более, основная же нитка перехода обслуживается камерами пуска и приема основного трубопровода. Камеры пуска и приема средств очистки и диагностики проектируются стационарными или передвижными.

В состав устройства приема и пуска входят:

• камеры пуска, приема очистных и диагностических устройств;
• трубопроводы, арматура и соединительные детали;
• емкость для дренажа продукта из камер приема и пуска;
• механизм для извлечения, перемещения, запасовки очистных и диагностических устройств;
• сигнализаторы прохождения очистных и диагностических устройств;
• приборы контроля давления.

Участки подводного перехода

В зависимости от способов производства работ и предъявляемых требований подводный переход подразделяют на два участка:

Методы закрытой прокладки трубопроводов под автомобильными и железными дорогами

1. Подводный, в пределах которого трубопровод расположен ниже рабочего (строительного) горизонта вод; этот участок наиболее ответственен и труднодоступен для ремонта; здесь требуется производство специальных подводно-технических работ;
2. Пойменный — на обоих берегах реки; этот участок периодически расположен ниже горизонта высоких вод, что затрудняет ремонт трубопровода; земляные работы и укладка трубопроводов при этом производятся, как правило, с применением механизмов, используемых обычно на сухопутной трассе.

По наличию резерва подводные переходы проектируются:

• однониточными;
• двухниточными;
• многониточными.

Прокладка резервных ниток рекомендуется при пересечении судоходных рек, при ширине водных преград 75 м и более в меженный период, а также при прокладке трубопроводов по дну водной преграды без заглубления или в зоне возможных переформирований русла реки.

Кроме того, резервная нитка предусматривается через водные преграды шириной менее 75 м на нефтепроводах, транспортирующих вязкие нефти (нефтепродукты), временное прекращение подачи которых не допускается.

Прокладка подводного перехода через водную преграду шириной свыше 75 м в одну нитку допускается при условии тщательного обоснования такого решения в проекте.

При пересечении водных преград системой трубопроводов одного назначения на каждые две-три нитки трубопроводов обычно предусматривается одна резервная нитка, если это позволяет гидравлический режим.

Для систем трубопроводов с одним и тем же числом резервных ниток необходимость уровня резервирования должна быть обоснована с учетом следующих характеристик:

• надежности ПП на водных преградах;
• гидравлического режима;
• физико-механических свойств грунтов дна и берегов.

Для многониточных систем необходимость строительства дополнительной резервной нитки устанавливается проектом.

Диаметр резервной нитки определяется с учетом гидравлического режима перекачки.

Защита подводных трубопроводов от коррозии

Воздействие на трубопровод окружающей среды вызывает коррозию его поверхности. Различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую.

— самопроизвольное окисление металла под воздействием токонепроводящей среды (воздух, газ и т.д.).

— самопроизвольное разрушение металла при взаимодействии с жидкой токопроводящей средой (электролитом). Примером электрохимической коррозии является ржавление трубопровода, уложенного в воду и заглубленного в грунт. Коррозионное разрушение подводного трубопровода может произойти и от воздействия блуждающих электрических токов, когда подводный переход находится в районе крупного населенного пункта или электрофицированных железных дорог.

Для защиты трубопроводов от химической и электрохимической коррозии применяют специальные изолирующие покрытия и средства электрохимической защиты. Для обеспечения безаварийной работы ПП ПП (более качественной защиты) применяют сочетание активных (электрохимическая защита) и пассивных (наружные и внутренние изоляционные покрытия) способов защиты подводного трубопровода.

Наружные противокоррозионные покрытия подводных трубопроводов должны удовлетворять требованиям, обеспечивающим сохранность покрытия в процессе строительства и эксплуатации подводного трубопровода. Это прежде всего высокая механическая прочность, устойчивость к изменению температур (или пластичность при различных температурах), химическая и биологическая стойкость, водонепроницаемость, высокие диэлектрические свойства, а также хорошая адгезия (прилипаемость к поверхности металла), достаточная долговечность. Кроме того, изоляция должна отвечать требованиям технологии нанесения ее на трубопровод и иметь невысокую стоимость.

В последнее время многие строительные организации в практике строительства подводных переходов используют трубы с внутренними покрытиями, повышающими долговечность и пропускную способность трубопровода. Конструкции покрытий различны и зависят от вида транспортируемого продукта. В связи с тем, что внутренние покрытия контактируют непосредственно с продуктом, к ним предъявляются определенные требования. Эти покрытия должны обладать высокой химической стойкостью, хорошей механической прочностью.

На подводных переходах магистральных трубопроводов применяется усиленный тип изоляции.

К наружным покрытиям должны предъявляться высокие требования, связанные с разнохарактерным воздействием среды:

• хорошая адгезия;
• вязкость;
• пластичность;
• достаточная прочность при транспортировке, укладке и эксплуатации трубопровода;
• хорошая сопротивляемость механическим воздействиям;
• малая влагопоглощаемость и проницаемость;
• высокое электрическое сопротивление и совместимость с электрохимической защитой.

Эти требования должны сочетаться с умеренной стоимостью изоляции и технологичностью ее нанесения на трубы. При выборе изоляционных покрытий учитываются конкретные условия строительства и эксплуатации трубопровода (температура, заглубление в грунт и т.д.).

Берегоукрепительные сооружения

Берегоукрепительные сооружения при строительстве подводных переходов предназначаются для закрепления берегов на участке перехода.

Защита от размывов берегов рек в створах подводных переходов трубопроводов является сложной инженерно-технической задачей, решение которой в существенной мере повышает эксплуатационную надежность подводных трубопроводов.

Берегоукрепление должно учитывать очертание укрепляемого берега в плане и по вертикали, а также гидрологический, гидрогеологический и геологический характеры участка (течение, волнение, ледовые нагрузки, физико-механические характеристики грунтов и характер грунтовых вод), высоту устраиваемого укрепления и наличие местных материалов.

В проекте на берегоукрепительные сооружения за основу принимается пассивная защита берегов (каменно-набросные, из сборных и монолитных бетонных плит, гибких тюфяков, укрепление путем посева кустарников и трав, вертикальные стенки из шпунта, железобетонных свай и свай-оболочек и др.). Типы берегоукрепления и условия их применения.

Конструкцию берегоукрепления выбирают в зависимости от скорости течения, действия ледяного покрова, местных строительных материалов и периода строительства с учетом наиболее полной механизации строительных работ.

Берегоукрепительные сооружения активной защиты (подводные волноломы, траверсы, буны, стенки берегоукрепления) возводят на открытых водоемах, где высота волн достигает 2 м и более.

При устройстве берегоукрепления должны быть обеспечены:

• надежная защита берега от разрушения;
• наименьшая стоимость строительства и трудоемкость работ;
• широкое использование местных и новых синтетических материалов;
• применение сборных железобетонных конструкций из унифицированных, стандартных и типовых элементов с наименьшим числом типоразмеров;
• возведение берегоукреплений преимущественно без водоотлива при наименьшем объеме водолазных работ; − применение прогрессивных методов производства работ при минимальных сроках строительства.

Границы берегоукрепления в районе перехода назначаются на основании процессов формирования русла, его размываемости и прогноза деформации на период срока службы подводного перехода.

Укрепление размываемого берега следует производить по обе стороны до мест, не подверженных такому размыву. При выборе конструкции берегоукреплений необходимо также учитывать значения неразмывающих скоростей течения для грунтов. Допускаемые неразмывающие скорости течения для различных типов грунтов.

Источник proofoil.ru

Методы сооружения подводных переходов

Подготовительные работы перед началом строительно-монтажных работ на переходе выполняются с целью обеспечения беспере­бойного строительства объекта и заключаются, прежде всего, подготовке строительной площадки и обустройстве ее времен­ными и вспомогательными технологическими сооружениями. Та­кими сооружениями являются трубосварочная база, механические мастерские, склады для хранения труб, горюче-смазочных и других материалов, хозяйственные, жилые и культурно-бытовые помещения, внутриплощадочные дороги, стоянки и причалы.

По окончании организационно-технической подготовки при­ступают к выполнению основных строительно-монтажных работ на переходе. В комплекс основных технологических процессов по строительству подводных переходов входят: монтаж и сварка секций в нитку, изоляция и балластировка трубопровода, раз­работка траншей, укладка и засыпка или замыв трубопровода.

Сварочно-монтажные работы на подводных переходах выпол­няют теми методами, которые применяют и на строительстве ли­нейной части магистральных трубопроводов. При сооружении небольших по протяженности подводных переходов применяют ручную сварку труб в плети.

На строительстве переходов значи­тельной протяженности сварку отдельных труб в трехтрубные секции выполняют на специальном стенде с использованием сва­рочных полуавтоматов. На монтажной площадке секции сваривают в одну или несколько плетей в зависимости от ширины водной преграды и длины монтажной площадки. Последняя, как правило, определяется рельефом местности и технологической схемой укладки трубопровода. После сварки плетей проводят их гидрав­лическое испытание.

Плети испытывают либо по одной, либо одновременно по несколько плетей, соединив их в общую магистраль.

Для изоляции труб на переходах применяют в основном антикоррозийные липкие ленты из полимерных материалов. Изоляцию наносят в полевых условиях.

За рубежом на строительстве переходов применяют различные изоляционные покрытия, наносимые как в заводских, так и в полевых условиях. От механических повреждений их защищают, как правило, монолитным бетонным армированным покрытием выполняющим одновременно функцию балласта.

Подводные земляные работы являются наиболее дорогостоящими и трудоемкими в общем комплексе строительства подводных трубопроводов. В большинстве случаев они определяют про­должительность строительства. При ширине зеркала воды от 500 до 1500 м трудоемкость подводных земляных работ составляет до 70%, а стоимость — до 50% базисной стоимости строительства подводного перехода (без стоимости труб). Специфическими осо­бенностями подводных земляных работ при строительстве пере­ходов являются большой диапазон глубин (до 30 м) и объемов работ (от 1 тыс. м 3 до 1 млн. м 3 ), разнообразие грунтовых условий (от илов до скальных грунтов), разбросанность объектов и не­обходимость частых перебазировок землеройной техники и пер­сонала.

Многообразие местных условий обусловливает необходимость применения различных методов и большой номенклатуры тех­нических средств для разработки подводных траншей.

При сооружении подводных переходов заглубление трубопро­водов может осуществляться устройством на дне водоема или реки подводной траншеи до укладки трубопровода или заглублением до проектных отметок уложенного на дно трубопровода посредством удаления из-под него грунта. На переходах через реки трубопроводы заглубляют в основном по первому способу.

Подводные траншеи могут выполняться землечерпательными рефулерными снарядами, канатно-скреперными установками, взрывным способом.

Метод разработки и тип механизированных средств для конкретного участка перехода определяются проектом в зависимости
от объемов земляных работ, вида грунта и его свойств, характеристики водоема, времени года. При разработке песчаных и осыпающихся грунтов применяют траншейный способ. Необходимая ширина траншеиобеспечивается путем ее перезаглубления и последующего резания откосов. Папильонажный способ применяют при разработке связных грунтов.

Разрабатан земснаряд ТЗР-251 раз­ряда «О» для устройства подводных траншей на больших судоход­ных реках, водохранилищах, озерах. Этот земснаряд разборный, несамоходный, оборудован землесосом 80МП500-19 с приводом от дизеля с большим моторесурсом.

Для эффективной работы земснаряда при разработке траншей набольших глубинах на всасывающей линии землесоса устанавли­вают эжектор, питаемый от центробежного насоса, производи­тельностью 450 м 3 /ч при напоре 42 м вод. ст. На земснаряде пре­дусмотрена установка механического рыхлителя фрезерного типа для рыхления плотных грунтов.

Техническая характеристика ТЗР-12 и ТЗР-251

Производительность по грунту I категориим а /ч 50—80 200

Глубина разработки, м ………………. 10—12 25

Категории разрабатываемых грунтов 1—IV 1—IV

Рыхлитель механический с гидроприводом

Способ разработки траншей — Папильонажный или траншейный

Годовая эксплуатационная выработка земснаряда ТЗР-251 по расчетам составляет 150 000 м 3 грунта, что в 2—3 раза больше выработки земснарядов ТЗР-12 и УПГЭУ-ЗМ.

Для разработки подводных траншей на водных преградах малой и средней протяженности, а также на преградах с тяжелыми грунтовыми условиями в ряде случаев целесообразно применять скреперные установки увеличенной производительности с ковшом 3 м 3 и скреперной лебедкой ЛС-301 (рис. 16). Комплект скреперного оборудования вместе с лебедкой ЛС-301 предназначен для разработки подводных траншей в грунтах I—VI.

Рис. 16 – Лебедка ЛС — 301

Техническая характеристика скреперной установки

Тип скрепера…………………………………с откидывающимся днищем

Геометрический объем, м 3 , 3

Производительность при 100%-ном опорожне­нии, м 3 /ч 18

Ширина траншеи по дну, м . . . . 1,6

Тяговое усилие максимальное, тс 20

Масса оборудования, т . . 6,2

При устройстве подводных траншей в скальных грунтах рых­ление грунта производят взрывным способом с применением:

скважинных или колонковых зарядов;

Заглубление уложенного трубопровода до проектных отметок можно выполнять с применением специальных трубозаглубителей или обычных средств гидромеханизации.

Источник infopedia.su

Методы строительства подводных переходов

При прокладке магистрального трубопровода через водные препятствия суши, прежде всего реки, необходимо обеспечить безопасное залегание трубопровода, как на дне, так и на береговых выходах. Обнажение трубопровода, связанное с изменениями рельефа дна и побережья, влечет за собой самые разнообразные опасности — это и критическая деформация, связанная с провисанием трубы, усиление внешней коррозии, внешние воздействия, в частности, во время ледохода или в результате деятельности плавсредств. В связи с этим необходимо просчитывать различные варианты прокладки трубопровода для минимизации возможных рисков.

Решения

Существуют три возможных метода прокладки трубопровода через водные преграды. Самый экзотический — это размещение трубопровода непосредственно в толще вод, либо на специальных опорах, либо на поплавках. Подобный вариант имеет смысл в случае прокладки временного трубопровода, либо трубопровода на большое расстояние, измеряемое километрами. Подобная система сложноприменима для перехода через реки с постоянным и иногда весьма быстрым течением.

На практике выбор делается между двумя другими методами форсирования водных преград — траншейным и бестраншейным. Траншейный метод подразумевает укладку трубы в траншею, выкопанную непосредственно в грунте, в защитном кожухе, в специальном канале, укрытые бетонными защитными плитами. Это наиболее традиционный способ организации подводного перехода.

Данный метод имеет очень долгий срок применения, существует множество практических наработок и технологических приемов. Одновременно существуют принципиальные недостатки данного метода. С точки зрения безопасности функционирования трубопровода, он заглубляется недостаточно, чтобы полностью исключить его размыв. С точки зрения строительства наносится значительный ущерб окружающей среде и, прежде всего, ихтиофауне, поскольку размывается грунтовая толща, выбрасывается в воду значительный объем мути и иногда химических загрязнений, таких как нефтепродукты.

По завершению строительства траншейным методом требуется проводить комплекс работ по рекультивации береговой зоны на большой площади, восстанавливать профиль берегов, благоустраивать территорию.

Бестраншейные методы строительства переходов лишены этих недостатков и ограничений. Основной принцип заключается в создании сквозного миниатюрного туннеля под руслом реки (или иной преградой), в котором и будет находиться трубопровод. Этот мини-туннель может быть создан различными способами: продавливанием или наклонно-направленным бурением, с расширением скважины и без.

Данный метод позволяет провести трассу на глубинах (от поверхности дна) полностью исключающую возможность размыва грунта вокруг трубопровода. На берегу возможна работа на достаточно ограниченных площадках. Поскольку нет работ на акватории, то прокладка переходов не мешает судоходству, рыболовству и не наносит ущерба окружающей среде. Существуют при этом определенные геологические ограничение ограничения по применению данного метода и по предельной длине переходов. Метод также требует применения специальной, дорогостоящей техники, однако, в сумме он оказывается выгоднее традиционных траншейных методов.

Источник discoverrussia.interfax.ru

Бестраншейные технологии строительства подводных переходов магистральных трубопроводов

Существующие траншейные способы сооружения подводных переходов наряду с их достоинством имеют ряд недостатков. Основными недостатками траншейного способа: большой объем земляных и трудоемких водолазных работ; необходимость громоздких утяжелителей или других средств, удерживающих трубопровод в проектном положении.

Механизированная разработка нижних слоев грунта береговых и русловых участков переходов, особенно в сочетании с взрывными работами, наносит ущерб экологическому состоянию водоема. После окончания строительства не восстанавливаются русла реки, происходит заболачивание пойм, обрушение берегов. Эти и другие причины заставляют отыскивать новые методы сооружения подводных переходов. К таким методам относится наклонно-направленное бурение и микротоннелирование.

Наклонно-направленное бурение является одной из перспективных технологий строительства переходов через естественные и искусственные препятствия. Принципиальным отличием этого способа является то, что трубопровод при строительстве и эксплуатации не соприкасается с водной средой, которую он пересекает. Труба заглубляется на русловом участке практически на любую глубину, исключающей последующее внешнее воздействие на него любых прогнозируемых деформациях русла и берегов. При этом обеспечивается полная экологическая безопасность для водоемов при аварийных ситуациях.

Преимущество этого метода также исключение водолазных работ, утяжелителей, берегоукрепительные работы, сохранность дна, отсутствие помех судоходству, минимальный объем вынутого грунта, сокращение сроков строительства, надежная защита от внешних механических повреждений, возможность строительства при отрицательных температурах.

Недостатки: большие единовременные затраты на приобретение оборудования, необходимость глубокого геотехнического бурения и гидрогеологических изысканий, сложность проходки в галечниках, валунных, илистых и карстовых грунтах.

Строительство переходов методом ННБ осуществляется в три этапа:

1 бурение пилотной скважины;

2 расширение скважины;

3 протаскивание трубной плети.

Среди буровых установок НК300/400 (Германия) позволяет бурить диаметром проходки 1500мм при максимальной длине бурения до 1000м. Российская буровая установка позволяет пробурить скважину диаметром 800мм также до 1000м.

Основыне этапы прокладки трубопровода методом наклонно-направленного бурения: а – бурение пилотной скважины; б – поэтапное расширение скважины; в – протаскивание плети рабочего трубопровода; 1 – буровая установка; 2 – буровая колонка из промывочных штанг; 3 – пилотные штанги; 4 – буровая головка; 5 – траектория пилотной скважины; 6 — вертлюг; 7,8,9,10 – расширители разных диаметров; 11 – трубопровод; 12 – оголовок для протаскивания; 13 – роликовая опора; αвх – угол забуривания; αвых – угол входа

Микротоннелирование используется не только при прокладке трубопровода в сильнопересеченной и горной местности, но и при строительстве переходов через естественные и искусственные препятствия. При строительстве Стройтрансгазом трубопровод «Голубой поток» при сооружении двух тоннельных переходов протяженностью 2082 988м был применен тоннельных комплекс «Loval».

Конструкция подводного перехода трубопроводов по методу микротоннелирования: 1 – трубопровод; 2 – тоннель; 3 – датчик изменения давления; 4 – крановый узел; 5 – полиэтиленовая труба; 6 – стальная труба; 7 – пространство, заполненное инертным газом

Для выполнения строительных работ в сложных горных условиях генподрядная организация может привлечь к участию подрядную организацию, специализирующаяся на выполнение указанных работ.

Дата добавления: 2018-08-07 ; просмотров: 478 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник studopedia.net