Прокладка трубопроводов под реками



СНиП 2.05.06-85 : Переходы трубопроводов через естественные и искусственные препятствия

6.1. К естественным и искусственным препятствиям относятся: реки, водохранилища, каналы, озера, пруды, ручьи, протоки и болота, овраги, балки, железные и автомобильные дороги

6.2. Подводные переходы трубопроводов через водные преграды следует проектировать на основании данных гидрологических, инженерно-геологических и топографических изысканий с учетом условий эксплуатации в районе строительства ранее построенных подводных переходов, существующих и проектируемых гидротехнических сооружений, влияющих на режим водной преграды в месте перехода, перспективных дноуглубительных и выправительных работ в заданном районе пересечения трубопроводом водной преграды и требований по охране рыбных ресурсов.

Примечание: 1. Проектирование переходов по материалам изысканий, срок давности которых превышает 2 года, без производства дополнительных изысканий не допускается.

2. Место перехода следует согласовывать с соответствующими бассейновыми управлениями речного флота, органами по регулированию использования и охране вод, охраны рыбных запасов и заинтересованными организациями.

6.3. Границами подводного перехода трубопровода, определяющими длину перехода, являются:

для многониточных переходов — участок, ограниченный запорной арматурой, установленной на берегах;

для однониточных переходов — участок, ограниченный горизонтом высоких вод (ГВВ) не ниже отметок 10 %-ной обеспеченности.

6.4. Створы переходов через реки надлежит выбирать на прямолинейных устойчивых плессовых участках с пологими неразмываемыми берегами русла при минимальной ширине заливаемой поймы. Створ подводного перехода следует, как правило, предусматривать перпендикулярным динамической оси потока, избегая участков, сложенных скальными грунтами. Устройство переходов на перекатах, как правило, не допускается.

6.5. При выборе створа перехода трубопровода следует руководствоваться методом оптимального проектирования с учетом гидролого-морфологических характеристик каждого водоема и его изменений в течение срока эксплуатации подводного перехода.

Приопределенииоптимального положения створа и профиля перехода расчет следует производить по критерию приведенных затрат с учетом требований, предъявляемых к прочности и устойчивости трубопровода и охране природы.

6.6. Прокладка подводных переходов должна предусматриваться с заглублением в дно пересекаемых водных преград. Величина заглубления устанавливается с учетом возможных деформаций русла и перспективных дноуглубительных работ.

Проектная отметка верха забалластированного трубопровода при проектировании подводных переходов должна назначаться на 0,5 м ниже прогнозируемого предельного профиля размыва русла реки, определяемого на основании инженерных изысканий, с учетом возможных деформаций русла в течение 25 лет после окончания строительства перехода, но не менее 1 м от естественных отметок дна водоема.

При пересечении водных преград, дно которых сложено скальными породами, заглубление трубопровода принимается не менее 0,5 м, считая от верха забалластированного трубопровода до дна водоема.

При глубине подводных переходов, для которой отсутствуют освоенные технические средства разработки траншей, и невозможности переноса створа перехода, что должно быть обосновано проектом, допускается, по согласованию с соответствующими бассейновыми управлениями, уменьшать глубину заложения трубопроводов и укладывать их непосредственно по дну. При этом должны предусматриваться дополнительные мероприятия, обеспечивающие их надежность при эксплуатации.

6.7. Переходы нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через реки и каналы следует предусматривать, как правило, ниже по течению от мостов, промышленных предприятий, пристаней, речных вокзалов, гидротехнических сооружений, водозаборов и других аналогичных объектов, а также нерестилищ и мест массового обитания рыб.

При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается располагать переходы нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через реки и каналы выше по течению от указанных объектов на расстояниях, приведенных в табл. 4*, при этом должны разрабатываться дополнительные мероприятия, обеспечивающие надежность работы подводных переходов.

6.8. Минимальные расстояния от оси подводных переходов нефтепроводов и нефтепродуктопроводов при прокладке их ниже по течению от мостов, пристаней и других аналогичных объектов и от оси подводных переходов газопроводов до указанных объектов должны приниматься по табл. 4* как для подземной прокладки.

6.9. При пересечении водных преград расстояние между параллельными подводными трубопроводами следует назначать исходя из инженерно-геологических и гидрологических условий, а также из условий производства работ по устройству подводных траншей, возможности укладки в них трубопроводов и сохранности трубопровода при аварии на параллельно проложенном. Минимальные расстояния между осями газопроводов, заглубляемых в дно водоема с зеркалом воды в межень шириной свыше 25 м, должны быть:

не менее 30 м для газопроводов диаметром до 1000 мм включ.;

50 м для газопроводов диаметром свыше 1000 мм.

На многониточном переходе нефтепровода и нефтепродуктопровода, на котором предусмотрена одновременная прокладка нескольких основных трубопроводов (основных ниток) и одного резервного (резервной нитки), допускается прокладка основных ниток трубопроводов в одной траншее. Расстояние между параллельными нитками, прокладываемыми в одной общей траншее, и ширина траншеи назначаются в проекте исходя из условий производства работ по устройству подводной траншей и возможности укладки в нее трубопровода.

6.10. Минимальные расстояния между параллельными трубопроводами, прокладываемыми на пойменных участках подводного перехода, следует принимать такими же, как для линейной части магистрального трубопровода.

6.11*. Подводные трубопроводы на переходах в границах ГВВ не ниже 1 % обеспеченности должны рассчитываться против всплытия в соответствии с указаниями, изложенными в разд. 8.

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

на русловом участке перехода — сплошные (бетонные) покрытия или специальные грузы, конструкция которых должна обеспечить надежное их крепление к трубопроводу для укладки трубопровода способом протаскивания по дну;

на пойменных участках — одиночные грузы или закрепление трубопроводов анкерными устройствами.

6.12. Ширину подводных траншей по дну следует назначать с учетом режима водной преграды, методов ее разработки, необходимости водолазного обследования и водолазных работ рядом с уложенным трубопроводом, способаукладки и условиями прокладки кабеля данного трубопровода.

Крутизну откосов подводных траншей следует назначать в соответствии с требованиями СНиП III-42-80*.

6.13. Профиль трассы трубопровода следует принимать с учетом допустимого радиуса изгиба трубопровода, рельефа русла реки и расчетной деформации(предельного профиля размыва), геологического строения дна и берегов, необходимой пригрузки и способа укладки подводного трубопровода.

6.14. Кривые искусственного гнутья в русловой части подводных переходов допускается предусматривать в особо сложных топографических и геологических условиях. Применение сварных отводов в русловой части не рекомендуется.

Примечание. Кривые искусственного гнутья на переходах должны располагаться за пределами прогнозируемого размыва этих участков или находиться под защитой специального крепления берегов.

6.15. Запорную арматуру, устанавливаемую на подводных переходах трубопроводов, согласно п.4.12* следует размещать на обоих берегах на отметках не ниже отметок ГВВ 10%-ной обеспеченности и выше отметок ледохода.

На берегах горных рек отключающую арматуру следует размещать на отметках не ниже отметок ГВВ 2 %-ной обеспеченности.

6.16. Проектом должны предусматриваться решения по укреплению берегов в местах прокладки подводного перехода и по предотвращению стока воды вдоль трубопровода (устройство нагорных канав, глиняных перемычек, струенаправляющих дамб и т.д.).

6.17. При ширине водных преград при меженном горизонте 75 м и более в местах пересечения водных преград трубопроводом следует предусматривать прокладку резервной нитки. Для многониточных систем необходимость строительства дополнительной резервной нитки независимо от ширины водной преграды устанавливается проектом.

Примечания: 1.При ширине заливаемой поймы свыше500 м по уровню горизонта высоких вод при 10%-ной обеспеченности и продолжительности подтопления паводковыми водами свыше 20 дней, а также при пересечении горных рек и соответствующем обоснованиив проекте (например, труднодоступность для проведения ремонта) резервную нитку допускается предусматривать при пересеченииводных преград шириной до 75 ми горных рек.

2. Диаметр резервной нитки определяется проектом.

3. Допускается предусматривать прокладку перехода через водную преграду шириной свыше 75 м в одну нитку при условии тщательного обоснования такого решения в проекте.

4. При необходимости транспортирования по трубопроводу вязких нефти и нефтепродуктов, временное прекращение подачи которых не допускается, следует предусматривать прокладку нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через водные преграды шириной менее 75 м в две нитки.

6.18. При проектировании подводных переходов, прокладываемых на глубине свыше 20 м из труб диаметром 1000 мм и более, следует производить проверку устойчивости поперечного сечения трубы на воздействие гидростатического давления воды с учетом изгиба трубопровода.

6.19. Подводные переходы через реки и каналы шириной 50 м и менее допускается проектировать с учетом продольной жесткости труб, обеспечивая закрепление перехода против всплытия на береговых неразмываемых участках установкой грузов или анкерных устройств.

6.20. На обоих берегах судоходных и лесосплавных рек и каналов при пересечении их трубопроводами должны предусматриваться сигнальные знаки согласно «Правилам плавания по внутренним судоходным путям», утвержденным Минречфлотом РСФСР, и «Правилам охраны магистральных трубопроводов», утвержденным Советом Министров СССР.

6.21. На болотах и заболоченных участках должна предусматриваться подземная прокладка трубопроводов.

Как исключение, при соответствующем обосновании допускается укладка трубопроводов по поверхности болота в теле насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная прокладка). При этом должна быть обеспечена прочность трубопровода, общая устойчивость его в продольном направлении и против всплытия, а также защита от теплового воздействия в случае разрыва одной из ниток.

6.22. При соответствующем обосновании при подземной прокладке трубопроводов через болота II и III типов длиной свыше 500 м допускается предусматривать прокладку резервной нитки.

6.23. Прокладку трубопроводов на болотах следует предусматривать, как правило, прямолинейно с минимальным числом поворотов.

В местах поворота следует применять упругий изгиб трубопроводов. Надземную прокладку на болотах следует предусматривать в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 7.

6.24. Укладку трубопроводов при переходе через болота в зависимости от мощности торфяного слоя и водного режима следует предусматривать непосредственно в торфяном слое или на минеральном основании.

Допускается прокладка трубопроводов в насыпях с равномерной передачей нагрузки на поверхность торфа путем устройства выстилки из мелколесья. Выстилка должна покрываться слоем местного или привозного грунта толщиной не менее 25 см, по которому укладывается трубопровод.

6.25. Размеры насыпи при укладке в ней трубопровода диаметром свыше 700 мм с расчетным перепадом положительных температур на данном участке следует определять расчетом, учитывающим воздействие внутреннего давления и продольных сжимающих усилий, вызванных изменением температуры металла труб в процессе эксплуатации.

6.26. Наименьшие размеры насыпи должны приниматься:

толщина слоя грунта над трубопроводом не менее 0,8 м с учетом уплотнения грунта в результате осадки;

ширина насыпи поверху равной 1,5 диаметра трубопровода, но не менее 1,5 м;

откосы насыпи в зависимости от свойств грунта, но не менее 1:1,25.

6.27. В случае использования для устройства насыпи торфа со степенью разложения органического вещества менее 30 % необходимо предусматривать защитную минеральную обсыпку поверх торфа толщиной 20 см.

Насыпь из торфа и минерального грунта для защиты от размыва и выветривания должна быть укреплена. Материалы и способы укрепления насыпи устанавливаются проектом.

6.28. При проектировании насыпи должно быть предусмотрено устройство водопропускных сооружений: лотков, открытых канав или труб. Дно водопропускных сооружений и прилегающие откосы должны быть укреплены.

Количество и размеры водопропускных сооружений определяются расчетом с учетом рельефа местности, площади водосбора и интенсивности стока поверхностных вод.

6.29. Участки трубопроводов, прокладываемые в подводной траншее через болота или заливаемые поймы, а также в обводненных районах, должны быть рассчитаны против всплытия (на устойчивость положения). Для обеспечения устойчивости положения следует предусматривать специальные конструкции и устройства для балластировки (утяжеляющие покрытия, балластирующие устройства с использованием грунта, анкера и др.) .

6.30. При закреплении трубопровода анкерными устройствами лопасть анкера не должна находиться в слое торфа, заторфованного грунта или лёсса, пылеватого песка или других подобных грунтов, не обеспечивающих надежное закрепление анкера, а также в слое грунта, структура которого может быть подвержена разрушению или нарушению связности в результате оттаивания, размывов, выветривания, подработки или других причин.

6.31*. Переходы трубопроводов через железные и автомобильные дороги следует предусматривать в местах прохождения дорог по насыпям либо в местах с нулевыми отметками и в исключительных случаях — при соответствующем обосновании в выемках дорог.

Угол пересечения трубопровода с железными и автомобильными дорогами должен быть, как правило, 90 °. Прокладка трубопровода через тело насыпи не допускается.

6.32*. Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах через железные и автомобильные дороги всех категорий с усовершенствованным покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в защитном футляре (кожухе) из стальных труб или в тоннеле, диаметр которых определяется из условия производства работ и конструкции переходов и должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 200 мм.

Концы футляра должны выводиться на расстояние:

а) при прокладке трубопровода через железные дороги:

от осей крайних путей —50 м, но не менее 5 м от подошвы откоса насыпи и 3 м от бровки откоса выемки;

от крайнего водоотводного сооружения земляного полотна (кювета, нагорной канавы, резерва) -3 м;

б) при прокладке трубопровода через автомобильные дороги — от бровки земляного полотна -25 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи.

Прокладка кабеля связи трубопровода на участках его перехода через железные и автомобильные дороги должна производиться в защитном футляре или отдельно в трубах.

6.33*. На подземных переходах газопроводов через железные и автомобильные дороги концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала.

На одном из концов футляра или тоннеля следует предусматривать вытяжную свечу на расстоянии по горизонтали, м, не менее:

от оси крайнего пути железных дорог общего пользования . 40

то же, промышленных дорог . 25

от подошвы земляного полотна автомобильных дорог . . 25

Высота вытяжной свечиот уровня земли должна быть не менее 5 м.

6.34*. Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под железными дорогами общей сети, должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 1,5 м от дна кювета, лотка или дренажа.

Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должно приниматься не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводной канавы или дренажа.

При прокладке трубопровода без защитных футляров вышеуказанные глубины следует принимать до верхней образующей трубопровода.

Заглубление участков трубопровода под автомобильными дорогами на территории КС и НПС принимается в соответствии с требованиями СНиП II-89-80*.

6.35. Расстояние между параллельными трубопроводами на участках их переходов под железными и автомобильными дорогами следует назначать исходя из грунтовых условий и условий производства работ, но во всех случаях это расстояние должно быть не менее расстояний, принятых при подземной прокладке линейной части магистральных трубопроводов.

6.36. Пересечение трубопроводов с рельсовыми путями электрифицированного транспорта под стрелками и крестовинами, а также в местах присоединения к рельсам отсасывающих кабелей не допускается.

6.37. Минимальное расстояние по горизонтали в свету от подземного трубопровода в местах его перехода через железные дороги общей сети должно приниматься, м, до:

стрелок и крестовин железнодорожного пути и мест присоединения отсасывающих кабелей к рельсам электрифицированных железных дорог. 10

стрелок и крестовин железнодорожного пути при пучинистых грунтах . 20

труб, тоннелей и других искусственных сооружений на железных дорогах . 30

Источник

Прокладка и монтаж дюкера

Технология горизонтально-направленного бурения (ГНБ) стала прекрасной альтернативой традиционной укладки трубопроводов по дну водоёмов. Сварка труб производится на одном берегу, буровой комплекс находится на другом. Применение метода ГНБ для монтажа дюкеров обеспечивает ряд важных преимуществ:

• сокращаются расходы на строительство за счёт более сжатых сроков выполнения работ, отсутствия на стройплощадке спецтехники и дополнительной рабочей силы;
• не требуется проводить операцию размыва берегов и последующих работ по берегоукреплению, строительству и эксплуатации сооружений специального назначения;
• сокращаются эксплуатационные расходы на ремонт трубопровода и контроль его состояния в процессе эксплуатации;
• на месте монтажа дюкера сохраняется природный ландшафт, не наносится вред экологии, флоре и фауне, не размываются берега и донные отложения водоёмов;
• минимизируется возможное негативное воздействие на условия жизни людей в непосредственной близости от строительной площадки.

Часть трубопровода, которая проходит через водное препятствие – реку, овраг, канал, а также пересекает подземные сооружения, может быть проложена в виде дюкера – изогнутого горизонтального участка трубы, минующего препятствие по дну водоема или ниже. Дюкерные трубы – это система, работающая под напором, не позволяющим проводить осмотр. Поэтому на стадии укладки предпринимается ряд мер для обеспечения свободного движения жидкости, в частности:

• на одном или обоих концах конструкции сооружаются осадочные колодцы, улавливающие грязь и снабжённые решётками;
• устраиваются приспособления, обеспечивающие промывку труб.

Чтобы трубопровод при пересечении реки не пострадал, укладка труб производится в траншею, вырытую на глубине, обеспечивающей нормальное судоходство. В настоящее время для монтажа используются преимущественно стальные дюкеры, трубы соединяются сваркой, сам процесс проходит в несколько этапов:

• разрабатывается траншея на дне реки;
• монтируется трубопровод;
• трубы укладываются в подводную траншею;
• проводятся гидравлические испытания.

Прокладка дюкеров

Способ прокладки подводной траншеи зависит от условий местности. Пересечение больших судоходных рек чаще всего сопровождается применением дноуглубительных снарядов – землесосов и землечерпалок. В некоторых случаях разработка подводных траншей проводится с применением скреперной установки, в состав которой входят бездонный ковш и тросы, приводящие его в движение за счёт вращения барабанов на лебёдке, установленной на берегу. Для разработки береговых участков используются другие механизмы. Направление донной траншеи должно быть прямолинейным, допустимы изломы с радиусом кривизны не менее 400 метров.

Сборка стальных труб производится непосредственно на берегу с помощью сварки и усиливающих муфт. Гидравлические испытания трубопровода проводятся после каждого цикла сварки, а также после монтажа дюкера перед засыпкой траншеи. Для защиты металла от коррозии трубы покрываются битумной изоляцией.

Наиболее распространённый вариант укладки трубопровода – протаскивание. Метод подразумевает укладку на берегу узкоколейного рельсового пути такой же длины, что и трубопровод, по направлению оси дюкера. На него устанавливаются вагонетки с загруженным на них трубопроводом с заглушками на концах труб. С другого берега лебёдкой или трактором дюкер стаскивается в воду и укладывается на дно вырытой траншеи. Монтаж труб диаметром более 40 см обычно производится с понтонов, с них же укладывают дюкеры при проходе очень широких рек, озёр, проливов, когда протащить трубопровод с берега невозможно.

Подводные переходы

Основные требования к подводным переходам трубопроводов:

• прокладка осуществляется перпендикулярно к оси водного потока;
• укладываются трубы диаметром от 150 мм в 2 нитки;
• места перехода укрепляются наброской из камней или железобетонными плитами;
• восходящая часть дюкера должна иметь не более 20° наклона к горизонту;
• верхняя часть трубы по вертикали не должна быть выше 1 метра от дна реки при возможном размыве;
• при прохождении реки, используемой в хозяйстве-питьевом водоснабжении и разведении рыбы, необходимо согласование санитарно-эпидемиологической службы, рыбоохранных органов, а для судоходных рек – Министерства речного флота;
• границы перехода дюкера определяются горизонтом высоких вод, на них устраиваются колодцы, переключатели с задвижками, во входных/выходных камерах канализационных сетей, а также на аварийном выпуске устанавливаются затворы;
• сооружение аварийных выпусков согласовывается с СЭС, охраной рыбных запасов, другими контролирующими органами;
• исполнительная техническая документация составляется по результатам обследования уложенных переходов водолазами.

При монтаже подводной части дюкера важно соблюдение последовательности операций:

• составление проектно-сметной документации;
• привязка проекта к местности, рекогносцировка района строительства, принятие трассы с закрепляющими знаками у заказчика;
• разработка и утверждение плана проведения работ (ППР);
• уточнение минимального и максимального уровня воды, продолжительность разлива, ширины водоёма при разных уровнях, организация временного поста замера воды в зоне проведения работ;
• контрольные промеры глубины по створу, организация телефонной связи между бригадами на разных берегах.

Метод проведения работ зависит от следующих факторов:

• геологическое строение, рельеф берегов и дна;
• гидрогеологические и гидрологические особенности водоёма и поймы;
• размеры перехода – длина, количество, диаметр и масса ниток;
• скорость течения, распределение по сечению;
• ширина и глубина водоёма в месте перехода, уровни воды в максимально высокой и минимально низкой точке в паводки и между ними, продолжительность стояния, время установки;
• глубина заложения трубопровода;
• наличие необходимой спецтехники и её технические возможности;
• строительная нагрузка на трубопровод, возникающие при укладке напряжения;
• плавучесть конструкции.

План проведения работ разрабатывает подрядчик, выполняющий строительство. В него входят графики производства операций, перечень необходимых инструментов и механизмов, расчёты, обоснования и т.д.

Источник

Производство работ при пересечении трубопроводами рек и каналов

Трассы трубопроводов различного назначения часто на своем пути пересекают ручьи, реки, озера и другие водные препятствия. Сооружение переходов через водоемы является сложной и ответственной работой, требующей применения пла­вучих средств, специальных механизмов и оборудования, а так­же проведения водолазных работ.

Проложенный под водой трубопровод должен быть исклю­чительно прочен и надежен в работе, так как он малодоступен для осмотра и ремонта.

По данным отечественной и зарубежной практики, протяже­ние подводных переходов составляет в среднем 4,5% протяже­ния всех сооружаемых трубопроводов, причем стоимость их пре­вышает стоимость устройства трубопроводов того же диаметра в обычных условиях в 4—5 раза.

Способы производства работ по устройству подводного пере­хода в виде дюкера зависят от диаметра и конструкции трубо­провода, характеристики водоема (глубины, скорости течения, рельефа и геологического строения дна) и условий производства работ (времени года, наличия судоходства). Объемы, очеред­ность и сроки выполнения работ могут быть весьма разнообраз­ны и устанавливаются, для каждого конкретного случая при проектировании подводного перехода.

В русле реки трубопровод укладывают в траншею на глуби­ну не менее 0,5 м от уровня возможного размыва дна водоема (до верха трубы); на судоходных реках глубину заложения до верха трубы принимают 1—1,5 м и более, в целях предотвра­щения повреждения труб якорями судов. В особых случаях до­пускается прокладка подводных трубопроводов по дну водоема.

Ширину подводных траншей понизу В определяют по фор­муле

d — наружный диаметр футерованной трубы;

α —число труб, укладываемых в одну траншею; a и b— соответственно расстояния между трубами в свету и между трубой и подошвой откоса.

Крутизну откосов траншеи принимают по СНиП Ш-Д.10-62 в зависимости от вида разрабатываемого грунта. При гидромо­ниторной разработке во всех случаях крутизну откосов прини­мают не менее 1:2,5. Назначенную глубину и определенную по формуле (11.16) ширину траншеи корректируют в зависимости от способа ее разработки и степени заносимости.

Разработка подводных траншей

Способы разработки траншей под водой зависят от релье­фа и геологического строения дна водоема, его гидрологии, сроков и объемов работ. Правильный выбор способа разработ­ки и средств механизации является важнейшим условием для выполнения работ в кратчайшие сроки с наименьшей затратой труда.

При пересечении ручьев, малых рек и каналов небольшой глубины траншею разрабатывают экскаватором, предваритель­но оградив место производства работ перемычками и временно отведя поток воды в новое русло. Отгороженную часть осушают путем откачки воды и последующего водоотлива на протяжении всего срока строительства перехода. В этом случае все работы по сооружению трубопровода производят как в обычных усло­виях.

Наиболее простым механическим устройством для разработ­ки подводных траншей является канатно-скреперная установка. Скреперными установками можно разрабатывать все виды грунта, включая и разрыхленную скалу, на реках шириной до 200 м со скоростью течения воды до 2,5 м/сек. Ширина траншеи, отрываемой скреперной установкой, определяется размерами ковша и колеблется в пределах от Г до 2,5 м . Скорость рабо­чего хода ковша под водой должна быть 0,6—0,7 м/сек. Ско­рость холостого хода принимается в 1,5—2 раза больше. Для перемещения скреперного ковша применяют обыкновенную гру­зовую двухбарабанную зубчато-фрикционную лебедку, приводи­мую в движение электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания. Можно применять также тракторную лебедку мощ­ностью 4,5 т, смонтированную непосредственно на тракторе С-100 и представляющую собой очень мощный, компактный и удобный в эксплуатации агрегат.

Для отрывки траншей на больших судоходных реках можно применять одно- и многочерпаковые земснаряды. Однако при­менение их ограничивается из-за небольшой глубины опускания рамы. Кроме того, земснарядами нерационально вести разра­ботку подводных траншей в прибрежной полосе с отмелями, где для продвижения самого снаряда приходится дополнительно разрабатывать широкие прорези. Большая производительность отечественных многочерпаковых земснарядов позволяет разра­батывать ими подводные траншеи в очень короткие сроки. Одночерпаковые снаряды с ковшом емкостью от 1,5 до 5 м 3 приспо­соблены для разработки тяжелых и каменистых грунтов.

Для разработки траншей на судоходных реках методом отсасывания грунта применяют гидроэлеваторы, пневматические грунтососы и землесосные снаряды.

Гидроэлеваторы (водоструйные эжекторы) применяют при любой глубине водоема для разработки илистых, песчаных и супесчаных грунтов. Высота подъема пульпы над уровнем воды составляет 4—6 м, что позволяет рефулировать грунт на боль­шие расстояния и подавать его на невысокий берег. Гидроэле­ваторы вертикального типа с давлением подаваемой воды 5—7 ат при, диаметре пульповода 100 мм могут отсасывать до 150 м 3 пульпы в 1 ч при среднем содержании грунта в ней 10%.

Пневматические грунтососы применяют для разработки илистых, песчаных, супесчаных, глинистых и гравелистых грун­тов при глубине воды в реке более 5 м . Подъем пульпы над уровнем воды 1—1,5 м, поэтому разрабатываемый грунт выбра­сывают в воду ниже по течению реки. Применение пневматиче­ских грунтососов рационально лишь при малых объемах работ и при подчистке дна траншей.

Землесосные снаряды представляют собой установленные на понтонах специальные центробежные насосы, приспособленные для перекачки воды с грунтом. Грунт с водой всасывается на­сосом через сосун, опускаемый в разрабатываемую траншею, и по напорному трубопроводу подается к месту отвала. Производительность землесосов по грунту составляет от 25 до 400 м 3 /ч и выше. Землесосы большой производительности обо­рудованы рыхлителями и могут разрабатывать плотные грунты. Высота всасывания малых землесосных снарядов 3,5—4 м, а мощных 10 м . Применение землесосов экономически целесооб­разно при больших объемах земляных работ.

Разработка подводной траншеи может осуществляться ме­тодом размыва грунта с помощью гидромониторной установки. Струей воды, создаваемой центробежным насосом, установлен­ным на понтоне или на барже, размываются все виды грунта до слабой разборной скалы включительно. При малом расходе воды (до 100 м 3 /ч) и напоре до 6 ат размыв грунта гидромони­тором производит водолаз. Глубина траншеи при этом не пре­вышает 0,75—1 м. При необходимости размыва траншеи на большую глубину грунт разрабатывают послойно. Такие уста­новки применяют на небольших переходах. На больших пере­ходах используют мощные гидромониторы УПГМ-360. Работа гидромониторов более эффективна при большой скорости тече­ния воды в реке, способствующей интенсивному выносу размы­того грунта.

В ряде случаев траншею для трубопровода в песчаном дне реки можно разрабатывать, используя живую силу речного по­тока. Для этого поперек реки устанавливают деревянные щиты, закрепляя их па сваях. Между низом щита и дном реки остав­ляют зазор 30—40 см. Вода, проходя под щитами с большой скоростью, размывает грунт, образуя траншею. По мере раз­мыва грунта щиты опускают ниже.

При скальных грунтах для устройства траншей в русле реки применяют взрывной способ работ.

Укладка трубопроводов под водой

При проектировании подводного перехода выбирают наи­более целесообразный для данных условий способ укладки под­водного трубопровода, а также наиболее выгодное время про­изводства работ.

Выбор способа укладки ©о многом зависит от гибкости трубопровода, т. е. возможности изгибания его во время произ­водства работ без понижения прочности. Достаточной гиб­костью обладают стальные трубопроводы диаметром до 400 мм со сварными стыками. При большем диаметре трубопровода жесткость его повышается. В этом случае его укладка может быть осуществлена способом протаскивания по дну траншеи, способом свободного погружения, с постепенным наращиванием секций или звеньев над водой и способом свободного погру­жения с заливом водой.

Укладка трубопроводов способом протаскивания по дну це­лесообразна лишь для труб диаметром до 700 мм , так как при «больших диаметрах требуются значительные средства по пригрузке или устройству разгружающих понтонов. Этот способ применяют при наличии плавного рельефа дна подводной тран­шеи и береговой полосы, на которой располагается строитель­ная площадка. Укладку начинают с устройства на берегу в створе перехода узкоколейного пути и рядом с ним стапеля. Рельсовый путь должен иметь длину, равную длине трубопро­вода, и уклон в сторону водоема, равный 0,001—0,005. Смонти­рованный на стапеле трубопровод перекладывают на тележки рельсового пути, расстояние между которыми / в»ж определяют по формуле

где σ — допускаемое напряжение на изгиб, для стальных труб равное 1000 кгс/см 2 ; W — момент сопротивления сечения трубы в см 3 , равный

32£)— — (здесь D — наружный диаметр трубы; а — ее

k — коэффициент максимального опорного момента много­пролетной неразрезной балки, принимаемый равным в зависимости от числа опор от 0,1 до 0,125;

q — вес 1 м трубопровода с изоляцией в воздухе в кг.

При длине плети до 200 м узкоколейный путь может быть заменен роликовым стендом или желобом. Чтобы предохранить трубопровод от засорения и облегчить его протаскивание, кон­цы плети закрывают заглушками. На конец, обращенный к во­доему, наваривают специальную конусообразную заглушку, являющуюся одновременно оголовком, за который крепят тя­говый трос. Тяговый трос укладывают по оси прокладки на дне вырытой подводной траншеи и закрепляют на барабане тя­говой лебедки или на тракторе, находящихся на противополож­ном берегу, или же на буксире (катере). Скорость движения плети трубопровода по спусковой дорожке и по дну траншеи от 5 до 10 м/мин. Протаскиваемый трубопровод должен иметь запас отрицательной плавучести:

где q’ — расчетный вес воды, вытесненной 1 м трубопровода, или выталкивающая сила воды на 1 м трубопровода в кг;

Р — расчетный вес 1 м трубы с изоляцией и футеровкой в воздухе в кг.

Трубопроводы диаметром больше 250 мм имеют положи­тельную плавучесть и требуют дополнительной балластировки грузами.

При строительстве подводных переходов через озера, зали­вы и другие водоемы большой протяженности все чаще приме­няют способ укладки трубопроводов свободным погружением с постепенным наращиванием секций над водой. Заготовленные на берегу секции трубопровода длиной 24, 36, 48 м и более гру­зят на баржу-трубоукладчик и доставляют к плавучей базе, где сваривают ранее опущенную и вновь доставленную секции, контролируя качество сварки и изоляции стыка. Максимальная глубина укладки этим способом определяется напряжениями, воз­никающими в трубопроводе в месте изгиба’ при его опускании. Угол наклона «эстакады укладочной баржи должен соответство­вать углу наклона трубопровода в точке сопряжения с эстака­дой. Конец первой секции, закрытый заглушкой, прикрепляют к мертвяку в береговой траншее. К другому концу первой секции, закрепленному в зажимах укладочной баржи, привари­вают вторую секцию, после чего баржу передвигают по трассе перехода на длину секции и так продолжают до окончания ра­бот. При наличии больших глубин и образовании вследствие этого больших пролетов провисания трубопровода укладывае­мую плеть поддерживают поплавками, которые по мере продви­жения баржи и опускания плети снимают. При положительной плавучести плеть со стороны берега заливают водой. Этот спо­соб в последнее время находит широкое применение за рубежом при укладке трубопроводов в морских условиях.

В отечественной практике строительства подводных переходов применяют также способ свободного погружения трубопро­вода с заливом водой. Этот способ пригоден для прокладки трубопровода при любом рельефе трассы подводного перехода, при большом диапазоне диаметров труб и при различных глу­бинах судоходных рек со скоростью течения воды не более 2 м/сек. При укладке трубопроводов этим способом рекомен­дуется следующая технологическая схема производства работ. На стапеле, расположенном вдоль уреза воды, монтируют плеть. К головному концу плети приваривают вентиль диаметром 100—150 мм для подачи воды и вентиль диаметром 50 мм для выпуска воздуха. На другом конце трубопровода к заглушке приваривают вентиль диаметром 50 мм для выпуска воздуха. Подготовленную к укладке плеть спускают со стапеля на воду и заводят в створ перехода над траншеей с последующей кор­ректировкой. При малых глубинах положение трубопровода за­крепляют путем забивки свай; при больших глубинах — с по­мощью тросовых растяжек, закрепленных на плавучих средст­вах или на якорях, расположенных выше створа перехода. Затем в головной конец трубопровода начинают заливать воду. Под действием веса поступающей воды конец трубопровода изгибается в вертикальной плоскости -и постепенно погружается на дно траншеи. По мере наполнения трубопровода водой уве­личивается прогиб и длина участка, уложенного на дно траншеи. При этом необходимо следить, чтобы в трубопроводе не обра­зовывались «воздушные мешки.

Источник

Подземная прокладка трубопроводов. Дюкер

В случае подземной прокладки трубопроводы наружных сетей водоснабжения и канализации, пересекая искусственные и естественные препятствия, устанавливаются в виде дюкера. Дюкер может быть проложен как через сухие, так и через различные водные преграды.

При пересечении сухих оврагов с пологими склонами траншею откапывают с двух сторон к нижней точке дна, оставляя неразработанным участок для пропуска ливневых вод по дну оврага. В траншеях укладывают трубопроводы. Для нижнего участка оврага трубопровод готовят на склоне. Подготовленный к укладке трубопровод испытывают и выполняют изоляционные работы.

Затем в максимально короткий срок на дне оврага откапывают траншею, подготовленный трубопровод укладывают и стыкуют с уложенными трубами, выполняя обратную засыпку траншеи с тщательным послойным уплотнением грунта, чтобы предотвратить размыв грунта во время пропуска ливневых и паводковых вод, всплытие и разрыв трубопровода.

Одним из наиболее сложных пересечений трубопроводами препятствий является прокладка дюкера через водную преграду. Выбор способа прокладки и его организации зависит от характеристик пересекаемого водоема.

Для непроточных водоемов сравнительно небольшой глубины применяют способ отсыпки земляной плотины с последующей отрывкой траншеи и укладкой в нее трубопроводов.

В проточных водоемах подводные траншеи для прокладки трубопроводов разрабатываются канатно-скреперными установками, гидромониторами и землесосами, Прокладку дюкера через такие водоемы выполняют под защитой шпунтовых ограждений; равномерным опусканием с опорных точек (опорных площадок, льда и свайных подмостей); последовательным наращиванием звеньев; протаскиванием по дну; свободным погружением с заполнением трубопровода балластной водой.

При пересечении рек с незначительным течением и небольшой глубиной дюкер прокладывают под защитой ограждающих двухрядных шпунтовых перемычек. В этом случае для реки делают отводное русло, а воду между перемычками удаляют открытым водоотливом насосными установками.

При равномерном опускании трубопровода с опорных точек все части дюкера свариваются на берегу. Покрытый изоляцией и защитными деревянными рейками трубопровод спускают на воду и буксируют к установленным заранее опорам в виде понтонов, свайных подмостей и др. После закрепления трубопровода в створе прокладки его постепенно опускают с опор в разработанную на дне траншею и закрепляют. В зимнее время на льду в створе прокладки дюкера прорезают щель (майну). Уложенный на льду дюкер постепенно сталкивается в майну и опускается в траншею.

При прокладке дюкера через широкие водные преграды с незначительной глубиной применяют способ последовательного наращивания звеньев. Наращивание выполняют в надводном и подводном положениях. В первом случае оно производится на специальных понтонах или монтажных баржах, оборудованных сварочными устройствами. При подводном наращивании стыки трубопроводов чаще делают на фланцах (водолазы).

Устройство дюкера способом свободного погружения заключается в следующем. К изготовленному на берегу трубопроводу на торцах приваривают заглушки и транспортируют его на плаву в створ укладки. После крепления трубопровода к плавучим или другим опорам на обоих его концах открывают краны: один — для заполнения трубопровода речной водой, другой — для выпуска воздуха из трубопровода. По мере заполнения водой трубопровод постепенно опускается в траншею.

При всех рассмотренных способах прокладки дюкера для предупреждения его всплытия в процессе эксплуатации дюкер пригружают железобетонными полукольцами или седлообразными грузами. После установки пригрузов выполняется обратная засыпка подводной траншеи.

При устройстве дюкера количество линий должно быть не меньше двух; при выключении одной линии подача расчетного расхода воды должна обеспечиваться другой линией.

Глубина укладки подводной части трубопровода до верха трубы принимается не менее 0,5 м ниже дна водотока, а в пределах фарватера на судоходных водотоках — не менее 1 м. При определении глубины прокладки необходимо учитывать возможность размыва и переформирования русла пересекаемой водной преграды. Расстояние между нитками дюкера в свету должно быть не меньше 1,5 м. С двух сторон дюкера на берегу устанавливают колодцы с переключающей запорной арматурой. Способы прокладки дюкера показаны на рис. 3.22.

Рис. 3.22. Способы прокладки дюкера: а — в земляной плотине; б — под защитой шпунтовых ограждений; в — равномерным опусканием с опорных точек; г — наращиванием

Источник