29. Самонесущие висячие переходы магистральных трубопроводов (конструкция, расчетная схема, монтаж)

Самонесущий висячий трубопровод представляет нить (трубопровод), подвешенную к двум опорам (рис. 14.36). В схеме а переход через естественное препятствие с берегами на одном уровне; схема б – берега на разных уровнях, что позволяет обойтись одним пилоном; в схеме в — переход через ущелье, пилоны не требуются вообще. Самонесущие висячие трубопроводы могут применяться для газопроводов диаметром до 100 см; применять их для нефтепроводов нецелесообразно.

Расчет выполняется по первому предельному состоянию, при этом должна быть обеспечена прочность при статических и вибрационных нагрузках, а также ограничено развитие чрезмерных пластических деформаций.

- Напряжения от внутреннего давления в изогнутом ТП

- Горизонтальная составляющая растягивающего усилия

- Максимальное растягивающее усилие

- Суммарные продольные напряжения в ТП от внутреннего давления, растяжения и изгиба

-Прогиб:

- Выполнение условия

Монтаж висячих трубопроводов:

• подготовляют опоры под пилоны и анкерные опоры; обычно устраивают шарнирные опоры, которые позволяют пилону поворачиваться в шарнире, обеспечивая тем самым линейное перемещение верха пилона при изменении длины трубопровода (температурные и т. п.);

• протаскивают трубопровод в створ перехода и удерживают на плаву (рис. 14.40); длина трубопровода определяется расчетом;

• пилоны закрепляют на шарнирных опорах;

• с помощью монтажных кранов поднимают пилоны и натяжным устройством создают усилие Р₀ в трубопроводе; натяжение осуществляется через тросовые оттяжки с передачей натяжного усилия на анкерные опоры;

• по окончании подъема и регулировки стрелки прогиба закрепляют оттяжки в анкерных опорах;

• присоединяют висячий трубопровод к основной подземной магистрали.

30.Конструкции подводных переходов. Подготовительные и земляные работы при строительстве подводных переходов магистральных ТП.

Способы и сроки производства работ при сооружении подводных пе­реходов в пределах русла реки или водоема, согласованные проектной ор­ганизацией с организациями, эксплуатирующими речные и озерные пути сообщения, органами рыбоохраны и другими заинтересованными орга­низациями, должны быть указаны в проекте перехода.

Строительство переходов нефтепроводов через водные преграды должно выполняться специализированными организациями, имеющими соответствующую аккредитацию.

Строительство трубопроводов через водные преграды осуществляют:

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

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

При выборе способа прокладки переходов должны учитываться дан­ные по грунтовым условиям, рельефу, ширине и глубине водной прегра­ды, сейсмоактивности района строительства.

Подготовительные работы:

До начала разработки траншей на подводных переходах необходимо:

• проверить и закрепить проектные створы и реперы;

• измерить глубины водоема и определить соответствие фактичес­кого профиля дна реки проектному;

• выполнить обследование участка реки или водоема на проектную ширину подводной траншеи поверху для выявления случайных препятствий.

Кроме указанных геодезических и гидрометрических работ выполня­ются подготовка спусковой дорожки, трубной плети (футеровка, баллас­тировка), устройство анкерной опоры для лебедки протаскивания и ряд других, специфических для подводных трубопроводов работ.

разработка траншей

При выборе способа разработки подводных траншей учитывается ши­рина реки, геология дна и скорость течения реки.

Перед началом разработки подводных траншей выполняют следую­щие подготовительные работы:

• с помощью эхолота измеряется глубина водоема и на основании полученных данных составляется фактический профиль дна, кото­рый сверяется с проектным;

• выполняется водолазное обследование дна реки (водоема) в гра­ницах проектной ширины подводной траншеи для выявления слу­чайных препятствий и удаления их в случае обнаружения;

• проверяются проектные створы переходов и реперы.

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.

При выборе типа ме­ханизма для подводной разработки траншеи не­обходимо учитывать:

• физико-механические свойства грунтов;

• характеристику водной преграды (ширину, глубину, скорость те­чения, волнение, судоходность);

• рыбохозяйственную значимость водной преграды;

• технические и технико-экономические показатели машин и меха­низмов;

• условия транспортировки грунта в месте отвалов с учетом требо­ваний охраны водной среды;

• возможность доставки техники на ремонтируемый переход;

• заданные (директивные) сроки выполнения работ на переходе.

На реках с глубиной воды до 0,5 м с плотными грунтами для разработ­ки траншей допускается применять экскаватор с обратной лопатой с пе­ремещением по дну реки. При глубине воды более 0,5 м и ско­рости течения 0,1—0,3 м/с на слабых грунтах экскаватор должен работать с насыпной дамбы. При глубине воды 1,5 м экскаватор или грейфер мо­жет работать с плавсредств (понтоны).

На реках шириной до 30 м при глубине до 1,5 м траншеи разрабатыва­ют экскаватором поочередно сначала с одного, а затем с другого берега. При наличии скальных — грунтов применяется предварительное рыхле­ние взрывом.

На реках шириной более 30 м и глубиной до 1,5 м подводные траншеи можно разрабатывать при одновременной работе двух экскаваторов с отсыпанной дамбы или экскаватором на еланях с водоотводом. 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.

На реках со скоростью течения свыше 0,3—0,4 м/с должна учитываться заносимость траншей донными наносами, опре­деляемыми по контроль­ным гидрометрическим измерениям, проводимым подрядчиком перед нача­лом земляных работ.

Буровзрывные работы при устройстве подводных траншей должны приме­няться только при отсутст­вии возможности разра­ботки грунта иным спосо­бом, с соблюдением требо­ваний по охране окружаю­щей среды и близлежащих подводных сооружений.

Период производства земля­ных работ при разработке под­водных траншей в зимних услови­ях должен определяться состоя­нием ледового покрова, его про­должительностью и прочностью. Выполнение работ на льду должно производиться после определения его несущей способности и со­блюдения требований безопасности и охраны труда в строительстве.

Перед засыпкой подводных траншей должна производиться проверка соответствия отметок верха уложенного трубопровода проектным.

Материал и толщина слоя засыпки трубопровода, уложенного в под­водную траншею, определяются проектом. Засыпка уложенного трубо­провода производится до проектных отметок, но не выше отметок дна во­доема на день засыпки.

Берегоукрепительные работы при строительстве подводных переходов следует выполнять согласно требованиям СНиП по сооружениям гидро­техническим, транспортным, энергетическим и мелиоративных систем .

Берегоукрепление может производиться с помощью геосинтетичес­ких решеток, засыпаемых щебнем. В зонах воздействия на береговые участки подводных переходов ледовых нагрузок могут применяться гиб­кие железобетонные маты (ГБМ)