Краткие сведения из теории

Трубопроводы при своем прохождении пересекают большое количество различных естественных и искусственных преград. Такие преграды называются переходами. К подводным переходам относятся участки трубопроводов, пересекающие естественные или искусственные водоемы (реки, озера, водохранилища), шириной более 10 м по зеркалу воды в межень и глубиной свыше 1,5 м.

Подводные переходы трубопроводов через водные преграды проектируются 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, требований по охране рыбных ресурсов и окружающей среды. При проектировании и строительстве переходов должны быть предусмотрены и выполнены мероприятия, которые обеспечили бы надежную, безаварийную эксплуатацию перехода в течение длительного времени (до нескольких десятков лет). Это диктуется, прежде всего, тем, что ремонт подводных трубопроводов при их повреждении в период эксплуатации является дорогостоящим и трудоемким.

Как показывает опыт эксплуатации, наиболее часты аварии из-за повреждения изоляции вследствие нарушения правил укладки тру­бопровода. Неправильное крепление оттяжек к трубопроводу, неверная расстановка их, некачественная футеровка и балластировка—наиболее частые причины повреждения изоляции, а иногда и труб. Эти повреждения тем более опасны, что они могут остаться незамеченными и не устраненными при укладке трубопровода.

Неудачный выбор технологической схемы укладки может привести если не к аварии, то к задержке строительства. Имеются многочисленные примеры, когда неправильная организация работ вызывала либо выброс трубопровода из траншеи потоком воды, либо искривление его и даже разрыв.

Для строительства переходов требуются и необходимое оборудование. Следует иметь в виду, что переходы сооружаются, как правило, раньше основных линейных участков. Доставка техники к району строительства часто затруднена. Поэтому технология укладки должна быть рассчитана на минимально необходимое количество машин и механизмов. Если технологическую схему укладки приходится выбирать в соответствии с имеющимися машинами и оборудованием, то иногда целесообразно отказаться от принятой в проекте технологии укладки и составить ее заново с учетом конкретных условий. При этом должны быть соблюдены все кон­структивные требования проекта.

1.1 Подготовительные работы

При строительстве и капитальном ремонте подводных переходов подготовительные работы имеют несколько необычный характер. Если, например, на строительство линейной части трубопроводов подготовительными считают работы по подготовке трассы, расчистке ее и т. п., то при строительстве подводных переходов к подготовительным относится весь комплекс работ, связанный с подготовкой трубопровода к укладке в подводную траншею. К ним относятся также и такие работы, как сварка, монтаж, изоляция, которые в обычных условиях являются основными.

К качеству сварочно-монтажных работ на переходах предъявляются повышенные требования. При строительстве подводных переходов необходимо строгое соответствие качества применяемых материалов и труб проектным требованиям. Проверяется наличие сертификатов на все трубы, толщина их стенок; осуществляется 100 %-ная проверка качества сварных стыков методами физического контроля.

Такие работы, как геодезические и гидрометрические, связанные с промерами глубин в створе перехода и определением скоростей потока, планового положения траншей; устройство спусковых дорожек, футеровка и балластировка трубопровода, устройство береговых подводных якорей (анкеров) и ряд других, а также укладка трубопроводов под воду встречаются, как правило, только при строительстве подводных переходов. От качества этих работ зависит в большой мере длительная и безаварийная эксплуатация перехода.

Организация геодезических и гидрометрических работ

Строительство подводных переходов магистральных трубопроводов требует соответствующего геодезического и гидрометрического обслуживания. В практике сооружения переходов наблюдались случаи, когда небрежно или неправильно выполненные геодезические работы были одной из причин некачественной укладки подводных трубопроводов и даже серьезных аварий. Наиболее важными являются работы по составлению фактического профиля и планового положения

траншей. Промеры глубин для составления продольного профиля достаточно три раза:

а) перед началом разработки траншеи для выявления соответствия фактического профиля дна реки проектному;

б) перед укладкой трубопровода в подготовленную траншею;

в) после укладки трубопровода с целью определения его фактического положения.

Промеры глубин по п. «а» и «в» следует проводить с водолазным обследованием для выявления затонувших предметов в створе перехода (по п. «а») и фактического положения уложенного трубопровода в траншее (по п. «в»).

Масштабы для составления профилей принимаются в соответствии с масштабом съемки (табл. 1).

Таблица 1 - Масштабы съемки

Ширина зеркала воды при нормальном горизонте воды, м	Масштаб съемки
До 500 от 500 до 1000 более 1000	1:500 1:1000 1:2000

Следует отметить, что при изысканиях трассы съемка участков перехода производится в пределах узкой полосы (иногда до 50 м). Это не дает возможности сделать какие-либо обоснованные прогнозы и тем более расчеты по деформации русла реки в районе перехода в процессе эксплуатации, а, следовательно, гарантировать длительную и безаварийную работу перехода. При выполнении промеров необходимо установить высотное положение измеряемой точки, ее положение по пикетажу и отметку уровня воды в момент промера. В зависимости от масштаба съемки, ширины и режима реки фиксирование промерных точек производится одним из следующих способов;

засечкой промеряемых точек одним инструментом (теодолитом или мензулой). Этот способ применяется при ширине водной преграды до 200 м при работе с одного берега и до 400 м при работе сначала с одного, а затем с другого берега;

засечкой двумя инструментами. Это наиболее точный способ и может быть использован при любой ширине реки;

дальномером, установленным в створе;

с лодки по тросу. Этот способ наиболее трудоемкий и наименее точный, хотя он еще довольно широко применяется на практике. Необходимо совершенно отказаться от способа фиксации точек по тросу. Вместо него при ширине рек до 250 м лучше использовать нитяной дальномер теодолита;

со льда (при работе зимой);

с применением эхолота.

Целесообразно использовать для засечек промеров глубин пор- тативный отражательный инструмент — секстант. В настоящее время при строительстве переходов он используется очень редко, несмотря на простоту и удобство работы с ним, и достаточно высокую точность измерений.

Наибольшее расстояние между точками промеров глубин прини- мается в зависимости от принятого масштаба топогеодезической до- кументации (табл. 2).

Таблица 2 - Расстояние между промерами

Масштаб съемки	Расстояние между промерами, м		Расстояние между поперечниками,м
1:500	5		12
1:1000	7		20
1:2000	10		40

Ось перехода до начала работ обязательно закрепляется на берегах центрами (металлическими или деревянными). На основной оси и на створах резервных ниток на время разработки траншей выставляются створные знаки.

Правильное определение отметки уровня воды очень важно, так как измеренные глубины без отнесения их к известной отметке уровня по существу не имеют никакой ценности. На практике часто измеряют глубины от уровня воды, не зная этих отметок, что недопустимо. Уровень воды определяется по показаниям водомерных постов, которыми обязательно должно быть оборудовано место подводного перехода еще до начала основных работ.

Для составления продольного профиля трассы трубопровода в месте перехода необходимо знать поперечный профиль водной преграды. Но в связи с тем, что трубопроводы, как правило, прокладываются в несколько параллельных ниток, заслуживают внимания также методы промеров по квадратам.

Для правильной оценки рельефа дна в створе перехода непосредственно перед разработкой траншеи промерные вертикали необходимо располагать, руководствуясь табл. 1.

На поперечном профиле должно быть: при ширине реки до 50 м 8—10 промерных точек, при ширине реки 100—300 м от 20 до 40 точек, а при ширине 500,и и более от 50 до 60 точек. Следует иметь в виду, что число промерных вертикалей на профиле реки в створе перехода в каждом конкретном случае должно определяться в зависимости от рельефа дна, распределения скоростей течения и т. д.