7.2 Технологія укладання підводних трубопроводів

Підготовлений до укладання у підводну траншею перехід являє собою відрізок або декілька відрізків трубопроводу, довжина якого на декілька десятків метрів перевищує ширину водяної перешкоди між урізами води.

Зварений в нитку, заізольований і футерований, привантажений обважувачами і споряджений необхідними приспосібленнями трубопровід встановлюють у вихідне положення перед укладанням. Операція з укладання є основною, яка завершує великий об’єм підготовчих робіт. Тому до її проведення потрібно ретельно готуватися.

Існує багато способів і схем укладання трубопроводу у підводну траншею. Усі вони можуть бути об’єднані у три способи: протягування по дну; занурення з поверхні води трубопроводу повної довжини; занурення з поверхні води послідовним нарощуванням секцій трубопроводу.

7.2.1 Укладання способом протягування

Суть способу полягає в наступному. Трубопровід протягують по дну підводної траншеї з одного берега до іншого за допомогою троса, попередньо укладеного у траншею. Цей спосіб дозволяє виконувати укладання трубопроводу, не створюючи перешкод судноплавству, що дуже важливо, оскільки практично на всіх ріках у літній період судноплавство особливо інтенсивне.

Технологічна послідовності основних операцій з укладання трубопроводу протягуванням наступна:

1) трубопровід зварюють на березі в нитку, опресовують, ізолюють, футерують, а за необхідністю ;

2) облаштовують спускову доріжку, на яку встановлюють підготовлений до укладання трубопровід;

3) на дно підводної траншеї укладають тяговий трос;

4) протягують трубопровід через водну перешкоду за допомогою тягачів або лебідок;

5) по закінченні протягування проводять водолазне обстеження та випробовування укладеного трубопроводу, визначають його положення і засипають ґрунтом.

До моменту укладання повинні бути підготовлені як трубопровід, так і берегові та підводна траншеї. До протягування трубопроводу можна приступати після того, коли буде встановлено, що фактичні дані підводної траншеї відповідають проектним.

Основні технологічні схеми протягування підводних трубопроводів наступні.

Схема 1

Використовується коли два береги водойми мають рівнинний характер, що створює сприятливі умови для протягування повністю підготовленого до укладання трубопроводу з одного берега до другого тягачами без зміни напрямку їх руху (рис. 7.8). На одному із берегів облаштовують спускову доріжку, достатню для розміщення всього трубопроводу, а на другому березі знаходяться тягові засоби.

а – без зміни напрямку руху; б – з підтримкою трубоукладача; 1 – трубопровід; 2 – траншея; 3 – трос; 4 – трактор

Рисунок 7.8 – Схема прокладання трубопроводу

Довжина трубопроводу, що протягується за схемою 1 обмежується розмірами площадок на обох берегах водойми, а також тяговим зусиллям та повністю для його створення тягових засобів.

Досвід показує, що при великій кількості тягачів або інших тягових засобів, досягти синхронної їх роботи досить проблематично. Одночасне використання на одному тяговому тросі більше 5 тягових, машин із-за складності роботи по їх синхронізації, не приводить до суттєвого збільшення тягового зусилля. Не дивлячись на простоту схеми, саме це приводить до зупинок протягування.

Тому до початку протягування необхідно провести провірку злагодженості у діях машиністів та одночасно достатності тягових засобів. Для цього трубопровід, що укладають, один – два рази зрушують з місця (основний трос до цього часу повинен бути прокладений через водойму). Під час випробування тягові механізми повинні бути розставлені як і під час протягування. Найбільше зусилля протягування виникає якраз у момент зрушення з місця.

Тому у процесі пробного зрушення провіряють надійність тягового троса, кріплень та достатність тягових засобів.

Операція з протягування полегшується при використанні тягових лебідок великої вантажопідйомності, призначених спеціально для протягування підводних трубопроводів. За їх допомогою можна протягувати трубопроводи з тяговим зусиллям до 300 тс.

Основні характеристики деяких тягових лебідок наведені у табл. 7.4.

Таблиця 7.4 – Основні характеристики деяких тягових

лебідок

Показники	Показники лебідки
	ЛП-1	ЛП-1А	ЛП-151	ЛП-301
Довжина тягового троса, м	1500	1600	500	1000
Діаметр троса, мм	38	39	60,5	60,5
Тягове зусилля 1, тс:
1 – передача
2 – передача		−	−
3 – передача		−	−
4 – передача		−	−	−
Швидкість протягування 1, м./хв.

Закінчення таблиці 7.4

Показники	Показники лебідки
	ЛП-1	ЛП-1А	ЛП-151	ЛП-301
1 – передача		−	−
2 – передача		−	−
3 – передача		−	−

¹ В чисельнику дане тягове зусилля і швидкість протягання без рухомого блоку, в знаменнику – за рухомим блокам.

Для зменшення тягового зусилля часто «розвантажують» трубопровід, що протягують за допомогою трубоукладачів (рис.7.8, б), що розміщують вздовж трубопроводу. Це дозволяє, в окремих випадках, відмовитися від облаштування спеціальних спускових доріжок.

Як правило, для протягування використовують один тяговий трос. Проте зі збільшенням діаметра і довжини трубопроводу тягове зусилля досягає таких значень, що для передавання його від лебідок або, тягачів на трубопровід потрібен буде трос діаметром 50 мм і більше. Виконувати такелажні роботи з таким тросом складно, тому приймають два, а при необхідності, і більшу кількість тросів. У цьому випадку необхідно «розвести» троси у різні сторони, наприклад як показано на рис. 7.9 (троси 2, 3, 4).

а – поворот на протилежному березі; б – поворот тросу на вихідний беріг; 1 – трубопровід; 2 – трос; 3 – анкер; 4 – блок

Рисунок 7.9 – Схема прокладання з декількома тяговими тросами

Кожен тягач Р₁ , Р₂ і Р₃ (або лебідка) здатна створювати своє зусилля. Проте сумарне зусилля, прикладене до оголовка трубопроводу 1, повинно бути рівне зусиллю, необхідному для протягування.

Схема 2

Протягування трубопроводу здійснюється за рахунок зміни напряму руху тягового троса на потрібний кут за допомогою блока. Схема використовується, коли на одному березі ріки, зазвичай пологому, можна розмістити підготовлений до укладання трубопровід, а на другому рух тягачів можливий тільки по вузькій береговій смузі. Протягування за цією схемою здійснюється, як показано на рис. 7.10, а.

а) б)

Рисунок 7.10 – Схема прокладання з зміною напрямку руху тягового тросу

Особлива увага при цьому повинна бути приділена закріпленню поворотного блока, розрахунку і облаштуванню анкерної опори.

При перетині водних перешкод, на одному з берегів яких неможлива робота тягачів чи лебідок, наприклад при значній крутизні берега або сильній його заболоченості, протягування здійснюють з того самого берега (рис. 7.10, б).

На важкодоступному березі встановлюють блок, за допомогою якого змінюють напрям руху тягового траси на 170º - 180º. Тяговий трос прокладають по дну траншеї, пропускають крізь блок і перекидають на вихідний берег, де закріплюють його на тяговій лебідці або тягачі.

Як і в попередній схемі, особлива увага приділяється закріпленню поворотного блока, розрахунку анкера, та випробуванню його на несучу здатність.

Для зменшення тягового зусилля можна облаштовувати спускову доріжку або розвантажувати трубопровід, піднімаючи його трубоукладачами.

Схема 3

При незначних розмірах площадки у створі переходу, придатної для використання будівельно-монтажних робіт на обох берегах, протягування здійснюють послідовним нарощуванням трубопроводу, що укладається (рис. 7.11).

1 – секції труб; 2 – трос

Рисунок 7.11 – Схема прокладання з нарощуванням секцій

При виконанні робіт за цією схемою, складних спускових доріжок не споруджують, оскільки довжина окремих плітей 120 – 200 м. Протягування у цьому випадку можна здійснювати по спланованому ґрунті, або з підтримкою пліті трубоукладачами.

Схема 4

Трубопровід укладають протягуванням з одночасним заливанням у нього води. Найчастіше цей спосіб застосовують при укладанні нафтопроводів, якщо за умовами судноплавства, або з інших причин, укладання їх з поверхні води не допускається.

Вода заливається у процесі протягування у спеціально зроблений отвір у головній частині трубопроводу. На березі трубопровід переміщують по спусковій доріжці, або трубоукладачами. При заповненні водою, його вага у підводному положенні зменшується порівняно з вагою на повітрі на незначну величину, тому тягове зусилля найбільше не у початковий момент протягування, а в кінці, коли весь трубопровід занурюється під воду. Для зменшення тягового зусилля застосовують розвантажувальні понтони, якими попередньо споряджують трубопровід. Число понтонів визначається з розрахунку, щоб загальна від’ємна плавучість (тобто вага трубопроводу у воді) створювала достатню кількість проти зсуву його течією води.

Для всіх приведених схем протягування трубопроводу необхідно забезпечити потрібне тягове зусилля.