Меню

Прокладка трубопроводов через реки



Прокладка дюкера

Согласно СНиП I-2 «Строительная терминология»: «Дюкер — напорный участок трубопровода, прокладываемый под руслом реки (канала), по склонам или дну глубокой долины (оврага), под дорогой, расположенной в выемке»

С внедрением развитием технологии горизонтального направленного бурения, устройство дюкера методом ГНБ явилось прекрасной альтернативой традиционному методу прокладки трубопроводов. Сварка труб дюкера выполняется на одном берегу водоема, а буровой компелкс располагается на противоположном берегу. Прокладка дюкера производится с целым радом преимуществ.

Преимущества устройства дюкера методом горизонтального бурения ГНБ.

  • Сокращение стоимости строительства устройства дюкера за счет сокращения сроков строительства, затрат на привлечение дополнительной рабочей силы и специальной техники;
  • Отсутствие работ по размыву берегов, последующему берегоукреплению и эксплуатации специальных сооружений;
  • Сокращение эксплуатационных расходов на контроль и ремонт дюкера в процессе эксплуатации.
  • Сохранение природного ландшафта и экологии на территории проведения работ, исключение воздействия на флору и фауну, отсутствие размыва берегов и донных отложений рек и водоемов.
  • Минимизация возможного негативного влияния на условия проживания людей в непосредственной близости от проведения работ.

Прокладка дюкера

«Дюкер — напорный участок трубопровода, прокладываемый под руслом реки (канала), по склонам или дну глубокой долины (оврага), под дорогой, расположенной в выемке»
С развитием технологии горизонтального направленного бурения (ГНБ), прокладка дюкера методом ГНБ является прекрасной альтернативой традиционному методу прокладки трубопроводов. Сварка труб дюкера выполняется на одном берегу водоема, а буровой комплекс ГНБ располагается на противоположном берегу. Прокладка дюкера производится с целым рядом преимуществ.

Прокладка дюкеров

Часть трубопровода, проходящая через водный поток, овраг или подземное сооружение, может быть устроена в виде дюкера. Дюкер — это изогнутый участок трубы, горизонтальная часть которого лежит на дне водного потока или ниже дна. Дюкерные трубы могут заполняться полностью и частично. Первый случай встречается при пересечении дюкеров с реками и оврагами, а второй — с другими трубопроводами, лежащими с ними на одном уровне.
Дюкер представляет собой конструкцию, работающую под напором и недоступную для осмотра. Поэтому при его укладке применяют ряд мер, обеспечивающих свободное движение жидкости без закупорки. Для этой цели на одном, а иногда и на обоих концах дюкера сооружают осадочные колодцы — грязеловки, снабженные решетками. Кроме того, устраивают приспособления для промывки дюкеров водой; чтобы обеспечить достаточную скорость, поперечное сечение их делают наименьшим.
Во избежание повреждения при пересечении реки дюкеры помещают в траншею, вырытую на дне на глубину, при которой возможно нормальное судоходство.
В настоящее время дюкеры укладывают главным образом из стальных труб, соединенных между собой сваркой, что обеспечивает большую производительность и повышение качества строительных работ.
Прокладка дюкеров из стальных труб через реки состоит из следующих процессов: разработки траншеи на дне реки; монтажа трубопровода; укладки трубопровода в подводную траншею; гидравлических испытаний его.

Прокладка дюкеров

Разработку траншей под водой производят разными способами в зависимости от местных условий.
При пересечении больших судоходных рек для рытья траншей целесообразно применять дноуглубительные снаряды — землесосы и землечерпалки.
Довольно часто подводные траншеи разрабатывают с помощью скреперной установки.
Такая установка состоит из канатного скрепера, снабженного бездонным ковшом и двумя тросами — тяговым и хвостовым. Тросы перекинуты через блоки, прикрепленные к двум мачтам, расположенным по оси траншеи по обоим берегам реки. Концы тросов наматывают на барабаны двухбарабанной лебедки.
Береговые участки обычно разрабатывают другими механизмами. Дно траншеи до укладки трубопровода проверяют с помощью нивелира и реек. Направление ее должно быть прямолинейное или с изломами, допускающими кривизну радиуса не менее 400 м.
Сборку стального трубопровода производят на берегу на бревнах — стапелях, которые укладывают строго горизонтально. Бревна, расположенные ближе к урезу воды, помещают на сваях с уклоном, облегчающим спуск трубопровода на воду. Стыки труб соединяют электросваркой и усиливают муфтами.
Гидравлическое испытание трубопровода производят дважды: после сварки основных швов и после усиления муфтами. Учитывая особую ответственность работы дюкера, производят иногда и третью проверку — после укладки его на место, но до засыпки.
Для защиты стальных трубопроводов от коррозии после сварки дюкера на трубы наносят битумную изоляцию.
Наиболее распространенный способ укладки трубопровода — это способ протаскивания. На берегу реки в направлении оси дюкера в траншее или вне ее прокладывают узкоколейный рельсовый путь по возможности с незначительным уклоном в сторону реки; длина пути должна быть равной длине трубопровода. На рельсах устанавливают вагонетки на расстоянии около 20 м друг от друга.
На вагонетки укладывают трубопровод. Для предохранения от засорения концы его закрывают заглушками. Передвижение дюкера, установленного на вагонетках, производят с помощью троса, один конец которого закреплен в торце трубопровода, а другой прикреплен к лебедке или трактору, находящимся на другом берегу реки. При протаскивании трубопровод укладывают по дну вырытой подводной траншеи, а вагонетка откатывается в сторону. Чтобы дюкер не всплыл, его загружают балластом.
Укладку труб диаметром более 400 мм удобно производить с помощью понтонов. Понтоны применяют также и в тех случаях, когда дюкеры прокладывают через очень широкие реки, озера или проливы, когда протаскивание сваренного на берегу трубопровода осуществить невозможно.

Читайте также:  Пластмассовые трубы для светильников

Подводные переходы — дюкеры

Основные требования к строительству подводных переходов заключаются в следующем:

  • дюкеры прокладывают перпендикулярно оси водного потока в две нитки из стальных труб диаметром не менее 150 мм каждая с усиленной антикоррозионной изоляцией, защищенной футеровкой;
  • в местах перехода оба берега укрепляют наброской из камня или плитами из сборного железобетона;
  • угол наклона восходящих частей дюкера должен быть не более 20° к горизонту, а расстояние между нитками в свету — 0,7—1,5 м в зависимости от давления;
  • расстояние по вертикали от возможного размыва дна реки до верха трубы должно составлять не менее 1 м;
  • строительство дюкеров через реки, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения и рыбохозяйственных целей согласовывают с органами санитарно-эпидемиологической службы и охраны рыбных запасов, а через судоходные реки — дополнительно с Министерством речного флота;
  • на границах переходов, определяемых горизонтом высоких вод, устраивают колодцы и переключения с задвижками, а на сетях канализаций, во входных и выходных камерах, равно как и на аварийном выпуске, устанавливают затворы;
  • аварийные выпуски сооружают по согласованию с органами СЭС, охраны рыбных запасов и регулирования использования и охраны вод;
  • отметку планировки у камер перехода берут на 0,5 м выше уровня высоких вод обеспеченностью 3 %;
  • уложенные переходы обследуют водолазы и на основе полученных данных поставляют исполнительную техническую документацию;
  • дюкеры строят согласно ППР, согласованному с органами Министерства речного флота, СЭС и охраны рыбных запасов.

При прокладке подводного трубопровода важное значение приобретают подготовительные работы:

1. Изучение проектно-сметной Документации.
2. Привязка проекта и рекогносцировка района строительства перехода, принятие от заказчика трассы створа в натуре с закрепляющими знаками.
3. Разработка и утверждение ППР.
4. Выполнение предусмотренных ППР подготовительных работ.
5. Уточнение принятых проектом строительного, минимального и максимального уровней воды в водоеме, продолжительности пх стояния, а также ширины зеркала при этих уровнях. Организация временного водомерного поста в зоне производства строительно-монтажных работ.
6. Проведение контрольных промеров глубин по проектному створу. Установление временной телефонной связи между берегами.

Принятие метода производства работ по устройству перехода зависит от следующего:

  • рельефа и геологического строения берегов и дна водоема;
  • гидрогеологической и гидрологической особенностей водной преграды и ее поймы;
  • размеров перехода (длины, количества ниток, их диаметров и массы);
  • скоростей течения воды в водоеме, эпюры их распределения по сечению;
  • ширины и глубины водной преграды в месте перехода, максимального и минимального уровней воды в период паводка и межени, продолжительности их стояния и времени установления;
  • глубины заложения трубопровода под дном водоема;
  • наличия в распоряжении строительной организации необходимых машин, механизмов и приспособлений, их технических возможностей;
  • строительной нагрузки на трубопровод и напряжений, возникающих при укладке;
  • плавучести трубопровода.

ППР разрабатывает организация, которой поручено строительство. После рассмотрения техсоветом ППР утверждается главным инженером строительной организации. В ППР входят:

  • графики производства СМР, поставки оборудования и материалов, движения рабочих, машин, механизмов, потребности в плавучих средствах;
  • стройгенплан объекта, технологические карты на производство работ по разработке подводной траншеи и укладке трубопровода, решения по технике безопасности и контролю качества СМР;
  • пояснительная записка с расчетами и обоснованиями принятых в ППР решений;
  • решения по другим вопросам, характерным для данной стройплощадки (проекты на временные сооружения, дороги, подъездные пути, причалы, электроснабжение, связь и пр.).
Читайте также:  Паяльник для полипропиленовых труб таблица времени

Источник

ЛЕКЦИЯ 12. СТРОИТЕЛЬСТВО МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ЧЕРЕЗ ВОДНЫЕ ПРЕГРАДЫ

12.1. Открытый способ строительства трубопроводов через водные преграды.

12.2. Закрытый способ строительства трубопроводов через водные преграды.

Введение

К подводным переходам относятся участки магистральных трубопроводов, пересекающих естественные или искусственные водоемы (реки, озера) шириной более 10м по зеркалу воды и глубиной свыше 1,5 м.

На основании анализов большого количества подводных переходов через реки разработана следующая классификация водных преград:

1 категория: участки, на которых глубинные переформирования русла не превышают одного метра, а плановые 2-3 м, к этой категории относятся мелкие реки шириной до 50 м, а также крупные реки с устойчивыми берегами и руслами. Опасность размыва подводного трубопровода исключается, если глубина заложения превышаем 1 м, а врезка в берег 3-5 м.

2 категория: небольшие глубинные переформирования до 2 м, плановые до 10м, к этой категории относятся участки переходов через крупные, средние реки ленточно-грядового и побочневого типа.

3 категория: максимальные глубинные переформирования русла до 2 м, плановые до 100 м, к этой категории относятся участки переходов через малые, средние и крупные реки с русловым процессом ограниченного незавершенного и свободного типов меандирования и пойменной многорукавности. Возможные размывы участка перехода представляют собой большую опасность вследствие значительной трудности точного определения максимальных плановых переформирований русла. Имеется опасность повреждения трубопровода от гидродинамического воздействия потока, якорями судов.

4 категория: участки рек с особыми формами из руслового процесса: горные реки, селевые потоки, реки с ярко выраженным неустойчивым руслом.

При прокладке подводных переходов должно быть предусмотрено заглубление трубопроводов в дно пересекаемых водных преград. Величину заглубления устанавливают с учетом возможных деформаций русла.

Строительство трубопроводов через водные преграды осуществляется:

-открытым (траншейным) способом, в том числе типа «труба в трубе» с укладкой трубопровода в подводные и береговые траншеи, разработанные в границах переходов плавучей и наземной землеройной техникой;

-закрытым способом с протаскиванием трубопровода в наклонные скважины, выполненные методом наклонно-направленного бурения или методом микротоннелирования.

Открытый способ строительства трубопроводов через водные преграды

Земляные работы

Границы подводного перехода определяются уровнем воды в водоеме (горизонтом высоких вод, ГВВ) 10% обеспеченностью, т.е. уровнем воды в водоеме до которого она может подниматься в течение 100 лет до 10 раз, а в границах ГВВ не ниже 1% обеспеченности необходимо рассчитывать трубопровод с учетом предотвращения его всплытия.

Перед началом разработки подводных траншей выполняют: измерение глубины водоема (с помощью эхолота), водолазное обследование дна реки для выявления случайных препятствий и удаления их в случае обнаружения, проверяются проектные створы переходов.

Для определения конструкции переходов используют теорию русловых процессов. Различают следующие типы русловых процессов:

— ленточно-грядовой – представляет переформирование русла, выражающееся в сползании по нему крупных одиночных поперечных песчаных гряд, получивших название ленточных. Высота 1-2 м, иногда 3 м, шаг 6-8 ширины русла. Плановые деформации бровок берегов русла при этом не характерны. Подобные гряды обладают устойчивым шагом;

— осередковый тип возникает по реках перегруженных насосами и определяется по обилию крупных гряд, сползающих по руслу и образующих осередки и острова;

— побочневый тип образуется в русле реки цепью гряд, отличающихся перекосом плановой линии гребней;

— ограниченное меандирование является дальнейшим развитием руслового процесса побочневого типа и выражается сползанием слабо выраженных излучен при сохранении ими своих размеров и форм;

— свободное меандирование – излучины проходят определенные циклы развития;

— незавершенное меандирование – русловый процесс при котором не образуются характерные для свободного меандирования излучины;

— пойменная многорукавность представляет собой дальнейшее развитие и усложнение незавершенного меандирования.

При разработке траншей земснарядами земляные работы обычно начинают на нижней по течению реки нитке перехода, что позволяет при разработке верхней траншеи использовать часть грунта для засыпки нижней траншеи с уложенным в нее трубопроводом. Разработка, транспортировка грунта и складирование его в подводные и береговые отвалы баржами и путем рефулирования земснарядами не должны мешать судоходству, нарушать установившийся режим потока, вызывать загрязнение водоема и ухудшать экологическую ситуацию в районе перехода.

Читайте также:  Лилия смесь трубчатых сортов 5 штук

При глубине водоемов не более 2 – 3 м и незначительной их ши­рине (до 200 м) для устройства траншеи можно использовать экска­ватор, установленный на барже или понтоне соответствующей гру­зоподъемности. Экскаватор надежно закрепляют на понтоне, кото­рый перемещается в створе с помощью якорей. При ширине русла до 150 м работу ведут от одного берега к другому, причем тросы крепят на берегах, что позволяет разрабатывать траншеи без пере­кладки якорей.

Рис. 12.1 – Разработка подводной траншеи открытым способом.

При глубине водоемов до 1 – 1,5 м и ширине до 100 м возможна разработка подводных траншей экскаватором со специальных земляных дамб. Дамбы устанавливают с берега или отсыпают грунт самосвалами. Делают дамбы шириной (по верху) 4 –5 м. Лучшим материалом для дамбы является гравийный грунт.

При пересечении широких судоходных водных преград при глубине водоема более 4 м рациональнее использовать земснаряды общестроительные или специальные для трубопроводного строительства типа ТЗР.

В отдельных случаях траншея через водную преграду может разрабатываться канатно-скреперной установкой.

Источник

Методы строительства подводных переходов

Проблемы

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