27В. Вспомогательное оборудование для обетонирования трубопроводов

Подводный трубопровод должен быть надежно закреплен на дне водоема. Это осуществляется, как правило, чугунными гру­зами

Бетонное покрытие выполняет следующие функции: утяжеляет трубопровод, препятствуя его всплытию и сдвигу по течению, защищает антикоррозийную изоляцию от повреждений как при строительстве перехода, делая ненужным применение деревянной футеровки, так и при эксплуатации: создает гладкую поверхность дюкера, снижая тем самым сопротивление протаскиванию его по дну водоема; позволяет применить для укладки трубопровода под­водные трубозаглубители.

Перед обетонированием трубопровод покрывают усиленной изоляцией. Известны следующие методы обетонирования: набрасыванием, в опалубках, вибропрессованием.

Под обетонированием методом набрасывания понимается нане­сение на поверхность трубопровода жесткой цементно-песчаной смеси путем бросания ее под прямым углом к поверхности. При этом методе нанесение цементно-песчаной смеси производится форсункой под действием сжатого воздуха или механическим метателем. При набрасывании на пло­скую поверхность и значительно увеличивается при выпуклой кри­волинейной поверхности.

Под обетонированием в опалубках понимается заливка бетона в укрепленную вокруг трубы временную инвентарную форму — опалубку (обечайку). Опалубка, изображенная, пред­ставляет собой тонкий металлический лист, охватывающий с за­зором трубу, соединенный сверху винтовыми стяжками. Перед на­деванием опалубки трубу обматывают металлической сеткой, пред­ставляющей собой арматуру будущего бетонного покрытия. Для того чтобы между трубой, сеткой и опалубкой сохранялся гаран­тированный зазор, в ячейки сетки закладывают фигурные бетон­ные кубики. Затем сверху надевают опалубку, стягивают ее стяж­ками и с боков закрывают торцовыми заслонками с резиновыми

уплотнениями. В верхней части между стяжками остается продоль­ная щель, в которую загружают цементно-песчаную смесь и вво­дят глубинные вибраторы для уплотнения.

Для обетонирования участка сразу в несколько метров торцо­вые уплотнения надеваются только с внешних торцов крайних опалубков. После схватывания бетона опалубки снимают и пере­носят на следующий участок трубопровода.

Под вибропрессованием понимается непрерывное нанесение на трубу жесткой бетонной смеси, периодически загружаемой в бункер, непрерывно перемещающейся вдоль трубопровода и вибрируемой обечайкд. Бетонная смесь выдавливается в кольцеоб­разный зазор между трубкой и калибрующей цилиндрической по­верхностью виброобечайки в сторону, противоположную ее дви­жению.

28В. Оборудование для укладки трубопроводов на дно водоемов. Судна-трубоукладчики

Укладка трубопроводов на дно водоемов — наиболее ответст­венный вид работ при строительстве переходов магистральных трубопроводов через водные преграды. Различают следующие ос­новные способы укладки подводных трубопроводов: опускание с опорных устройств; свободное погружение с заливом воды в тру­бопровод; укладка секций трубопровода с их буксировкой; прота­скивание по дну водоема; укладка с плавучих средств последова­тельным наращиванием.

Лебедка для протаскивания трубопроводов по дну водоемов

Укладка изолированного и футерованного трубопровода в под­водную траншею протаскиванием его по дну водоема произво­дится при помощи специальных лебедок, установленных и на­дежно заякоренных на берегу. Основным фактором, опре­деляющим стоимость работ непосредственно по протаскиванию, является необходимое тяговое усилие, которое должно обеспечивать этот процесс без вспомогательных тяговых механизмов. Для удобства перевозки лебедок с одного перехода на дру­гой по шоссейным и проселочным дорогам они монтируются на тяжелых автомобильных прицепах. Автомобильный прицеп слу­жит основанием лебедки. На его специально усиленной для этой цели раме размещено все оборудование, включающее тяговый ба­рабан с канатоукладчиком, трансмиссию, двигатель и якорную лебедку с динамометром. Лебедка комплектуется якор­ной системой, служащей для удержания ее от перемещения под действием сил сопротивления протаскиванию. Якорная система состоит из якоря, его полиспаста, якорного каната, якорной ле­бедки, прижимов и динамометра. Якорная лебедка предназначена только для сматывания якорного каната и, есте­ственно, не приспособлена воспринять усилие, возникающее в нем при протаскивании, поэтому после предварительного натяжения якорного каната его ветвь, сходящую с лебедки, необходимо на­дежно крепить к раме прицепа прижимами. Для обеспечения безопасности обслуживающего персонала желательно оснащение лебедок системами дистанционного управ­ления.

Основным элементом лебедки является тяговый барабан. Он изготовляется из трех частей: собственно барабана, зубчатого ко­леса и реборды — литой конструкции, соединенных между собой сваркой. Барабан насажен на вал, который вращается вместе с ним в подшипниках качения, воспринимающих как радиальные, так и осевые нагрузки. Тяговый канат наматывается на барабан, в несколько слоев.

Правильная намотка на барабан обеспечивается канатоукладчиком, приводимым в действие дополнительной передачей от трансмиссии привода барабана. Канатоукладчик состоит из ре­верс-редуктора, ходового винта, двух направляющих, роликовых опор, каретки, системы рычагов и храпового механизма.

Изменение направления движения каретки осуществляется реверсированием ходового винта за счет переключения кулачковой муфты в реверс-редукторе. Переключение муфты обеспечивается рычажным механизмом посредством тяги с концевыми упорами.

Судна-трубоукладчики

Укладка трубопроводов с плавучих средств, способом последо­вательного наращивания в единую нить применяется для про­кладки подводных трубопроводов через водоемы большой протя­женности и осуществляется при помощи специально оборудован­ного судна-трубоукладчика. Оно представляет собой плавучую строительно-монтажную площадку, на которой осуществляется монтаж звеньев труб в непрерывную нитку укладываемого тру­бопровода. Судно-трубоукладчик оборудуется специальными уст­ройствами для подъема и перемещения секций труб, а также сварки, контроля и изоляции стыков и может быть как самоход­ным, так и несамоходным. В последнем случае оно перемещается с помощью буксирных катеров.

Судно имеет две палубы: верхняя. пред­ставляет собой монтажную площадку, а на нижней расположены все жилые и вспомогательные помещения, а также помещения якорных лебедок. Рабочие перемещения судна осуществляются аналогично земснарядам при помощи лебедок, якорей и якорных канатов. Судно оборудовано восемью лебедками с якорными кана­тами: по два якоря впереди и позади него и четыре якоря под углом от его концов. Управление лебедками централизовано и осу­ществляется из капитанской рубки. Поскольку лебедки располо­жены на нижней палубе, наблюдение за ними производится при помощи телевидения. Якоря, расчаливающие судно, переклады­ваются буксиром, с которым поддерживается радиосвязь. По пра­вому борту от носа к корме проходит рабочий участок палубы, выполненный с наклоном 10°. Этот участок предназначен для мон­тажа секций труб в единую нить, сварки, изоляции и обетонирования стыков и постепенного опуска нити в воду с притормаживанием.

Укладка подводного трубопровода производится следующим образом. Готовая к прокладке секция трубопровода определенной длины подается на рабочий участок, стыкуется и сваривается с находящимся на судне концом проложенной по дну плети. После сварки, контроля, изоляции и обетонирования стыка секция осво­бождается и продвижением судна-трубоукладчика плавно погру­жается в воду. При этом плеть уходит с кормы под воду наклонно и во избежание появления в ней опасных! напряжений в процессе укладки на дно поддерживается в воде специальным хоботом, при­крепленным к корме и состоящим из инвентарной колонны труб. Необходимый уклон хобота и поддерживаемого с его помощью участка трубопровода обеспечивается укрепленными на нем пон­тонами. По окончании укладки трубопровода конечная его ветвь опускается за борт с помощью шести кран-балок, расположенных вдоль правого борта.

29в.

Одним из основных наиболее распространенных способов очи­стки полости строящихся трубопроводов является продувка с про­пуском поршней под давлением воздуха или природного газа. Пропуск очистных поршней по трубопроводу под давлением сжа­того воздуха — наиболее совершенный и безопасный метод про­дувки. Продувку проводят с подачей воздуха от ресивера, созда­ваемого на прилегающем участке трубопровода. Применение ре­сивера позволяет аккумулировать необходимое количество сжатого воздуха для поддержания в процессе продувки оптимальных ско­ростей движения поршней по всей длине очищаемого участка. Воздух закачивается в трубопровод передвижными компрессор­ными станциями, используемыми также для пневматических испытаний трубопроводов. Получил распространение метод очистки полости трубопровода путем промывки с пропуском поршней-раз­делителей. В этом случае поршни-разделители перемещаются по трубопроводу в потоке воды, закачиваемой насосами для его гид­равлического испытания, и одновременно с загрязнениями удаляют воздух. Последующее за испытаниями вытеснение из трубопро­вода воды производится также поршнями-разделителями под дав­лением сжатого воздуха или природного газа.

Очистные поршни состоят из сле­дующих основных частей: корпуса, уплотнительных элементов и металлических щеток. Корпуса, как правило, выполняют из труб, заглушённых переборкой в передней части. Уплотнительные эле­менты обеспечивают плотность посадки поршней в трубопроводе, а металлические щетки очищают внутреннюю поверхность трубо­провода. Уплотнительные элементы могут быть выполнены в виде прямых и самоуплотняющихся манжет, а также горизонтальных оболочек (типа автопокрышек). Прямые манжеты быстро изна­шиваются и начинают пропускать сжатый воздух через образуе­мый зазор между стенками трубы и поршнем в полость перед ним. Это приводит к повышенному расходу воздуха и снижению скорости продвижения поршня, а иногда и к его остановке. По­этому уплотнительные элементы поршней, используемых при при продувке трубопроводов, выполняют в виде упругих самоуплотняю­щихся манжет чашеобразной формы, обеспечивающих надежную герметизацию поршня и относительно небольшое усилие переме­щения его по трубопроводу. Герметизация достигается за счет равномерного прижатия их воздухом к внутренней поверхности трубопровода, причем она не нарушается: даже при значитель­ном износе отбортованных частей манжет.

Металлические щетки очистных устройств располагаются в виде замкнутого концентричного пояса в основном в передней части поршня, что повышает эффективность очистки при значительных загрязнениях полости трубопровода и улучшает условия работы уплотнительных элементов, снижая их износ. Для продувки трубопроводов, проходящих по сильно пересе­ченной местности или прокладываемых по способу «змейка», при­меняются поршни, выполненные из двух частей, соединенных между собой шарнирно. Такая конструкция позволяет поршню вписываться в многочисленные кривые вставки, не создавая зна­чительных динамических нагрузок на трубопровод,

30в.

Для гидравлического испытания магистральных трубопрово­дов применяются специальные машины: наполнительные и опрессовочные агрегаты. Наполнительные агрегаты служат для быст­рой закачки воды в испытуемый участок трубопровода, опрессовочные — для подъема давления в заполненном водой участке трубопровода до величины, обеспечивающей испытание на проч­ность. Существуют также наполнительно-опрессовочные агрегаты, производящие наполнение и опрессовку трубопровода.

Принципиальная конструктивная схема наполнительных и оп-рессовочных агрегатов одинакова. Основными их узлами явля­ются двигатель внутреннего сгорания и насос, которые вместе с остальным дополнительным оборудованием монтируется па об­щей раме. Общая рама, в свою очередь, устанавливается и кре­нится на прицепной тележке, тракторе или шасси автомобиля. Су­щественным недостатком агрегатов, монтируемых на базе тракт ров, является их низкая мобильность. На большие расстояния такие агрегаты можно перевозить лишь в погруженном состоянии на трайлерах или железнодорожных платформах.

Наполнительные агрегаты должны обеспечивать высокие ско­рости наполнения водой трубопроводов, поэтому на них устанав­ливаются насосы центробежного типа, обладающие большой подачей при малом давлении. Опрессовочные агрегаты должны обес­печивать высокие давления при малой производительности, так как трубопровод уже заполнен водой. На опрессовочных агрега­тах устанавливаются насосы поршневого (плунжерного) типа.

Наполнительные агрегаты

Наполнительный агрегат состоит из двигателя, муфты сцепле­ния и центробежного насоса. Между муфтой сцепления и цент­робежным насосом при необходимости устанавливается редуктор или коробка передач.

Опрессовочные агрегаты

Основным отличием опрессовочного агрегата от наполнитель­ного является установка на нем насоса поршневого (плунжерного) типа вместо насоса центробежного типа.. Рассмотрим конструкцию широко применяемого насоса 9Т. Это двухпоршневой горизонтальный насос двойного действия. Его приводная часть размещена в корпусе-станине и включает приводной горизонтальный вал с глобоидным червяком, который находится в зацеплении с бронзовым венцом червячного колеса. Оно выпол­нено заодно с коренным двухколенным валом.

26.Машины для производства земляных работ. Принцип работы Под машинами для производства земляных работ здесь подразумеваются машины для разработки и засыпки подводных траншей.

Подводные траншеи разрабатываются земснарядами, скреперными установками, экскаваторами, подводными трубозаглубителями и другими механизмами.

Выбор применяемого оборудования определяется характером водной преграды: типом разрабатываемого грунта, глубиной и шириной водоема, параметрами подводной траншеи, гидрологическим режимом водной преграды и т. д. Земснаряды используются обычно для разработки подводных траншей при сооружении переходов трубопроводов через судоходные реки.

Для разработки траншей при строительстве переходов ч\з несудоходные реки часто применяются канатно-скреперные установки, а также более производительные скреперно-землесосные установки.

Разработка подводных траншей по дну малых рек часто выполняется спаренными одноковшовыми экскаваторами, оснащенными рабочим оборудованием драглайн ¹ пли независимыми экскаваторами с предварительным сужением русла реки с обоих берегов при помощи бульдозера путем перемещения в русло земляных насыпей и последующим размещением на них экскаваторов- В последнем случае расстояние между насыпями должно быть таким, чтобы ковш драглайна заходил с каждой стороны па 1,5—2 м за середину оставшейся ширины русла.