25.6. Сооружение переходов трубопроводов бестраншейным

способом

Траншейные способы сооружения переходов трубопроводов наряду с широким практическим применением, имеют ряд существенных недостатков, которые ограничивают их дальнейшее развитие, поскольку они часто не отвечают современным требованиям, предъявляемым к строящимся объектам - необходимому уровню надежности в процессе эксплуатации, экологическим и другим требованиям.

К основным недостаткам траншейных способов относится: большой объем земляных работ, необходимость установки громоздких утяжеляющих грузов, нарушение экологического равновесия в процессе работ и др. Недостаточно высокий уровень надежности переходов приводит к многочисленным авариям.

Эти и другие причины обусловили развитие принципиально новых методов сооружения подводных переходов трубопроводов: наклонно-направленного бурения, продавливания, микротоннелирования.

Метод направленного бурения разработан и впервые внедрен в 1971 г. в США корпорацией «Cherrington» под р.Педжейро в Калифорнии. Был проложен трубопровод диаметром 115,3 мм протяженностью 231,6 м. В дальнейшем началось широкое внедрение его в практику. К 1992 г. диаметр трубопровода, уложенного методом направленного бурения, увеличился до 1200 мм, максимальная длина перехода превысила 2 км, а суммарная протяженность превысила 800 км. В последнее время отмечается настоящий бум в развитии и внедрении новой технологии строительства. В 1990 г. в одну скважину впервые поместили пучок из трех труб. С каждым годом все более совершенными становятся технология строительства и технические средства, с помощью которых реализуется эта технология. Расширяется круг стран и фирм, успешно реализующих её. При этом трубопроводы прокладывались через крупнейшие реки мира. Только через р.Миссисипи методом направленного бурения проложено около 150 переходов.

В нашей стране интерес к способу направленного бурения появился в 80-е годы, а в начале 90-х гг. была начата и реализована программа по созданию отечественной буровой установки.

Строительство переходов трубопроводов способом наклонно-направленного бурения скважин (ННБ) осуществляется:

• на свободных, стесненных или застроенных участках рек шириной (с поймой) до 1500-2000 м, имеющих прямолинейный участок русла;

• на реках с однорукавным руслом, невысокими берегами;

• в границах технических коридоров действующих трубопроводов и других коммуникаций;

• на участках заповедных или закрытых зон;

• на участках, требующих высокой экологической защиты в процессе строительства перехода;

• в местах интенсивного судоходства.

Строительство переходов трубопроводов способом ННБ выполняется по различным технологическим схемам. Наиболее распространенной является технологическая схема, включающая бурение пионерной скважины, ее расширение до необходимого размера и протаскивание в расширенную скважину рабочего трубопровода, смонтированного на берегу.

Величина расширения пионерной скважины зависит от диаметра рабочего трубопровода и грунтовых условий. Площадь поперечного сечения скважины должна не менее чем на 25% превышать диаметр протаскиваемого трубопровода.

Проходка скважины с одновременным протаскиванием трубопровода может производиться при его небольшом диаметра (200-300 мм). При прокладке трубопроводов больших диаметров производится многократное расширение скважины, для чего, в зависимости от грунтовых условий, используются различные конструкции расширителей. Расширение ствола скважины проводится поэтапно с нарастающим увеличением диаметра расширителей.

Рабочий трубопровод должен непрерывно протаскиваться в скважину, полностью заполненную буровым раствором, при постоянном вращении буровой колонны и расширителя.

Этот процесс прерывается только на время приварки очередной плети рабочего трубопровода, контроля и изоляции стыка.

Микротоннелирование - безлюдная щитовая проходка пород с укреплением стенок тоннеля особо прочными и долговечными железобетонными трубами, которые продавливаются из стартовой шахты мощной пресс-рамой, оборудованной домкратами, вслед за продвигающимся в породах проходческим щитом. После продавливания щита на длину одной железобетонной трубы ее помещают перед пресс-рамой и вдавливают в разработанное отверстие тоннеля, далее процесс повторяется. Для уменьшения сил трения при вдавливании и прохождении железобетонного ствола по разбуренному штреку в затрубье через специальные форсунки, размещенные в теле трубы, впрессовывается бентонитовая паста. Наращивая трубу за трубой, проходку ведут до выхода щита в приемную шахту, после чего его демонтируют, а закрепленный тоннель остается в грунте.

Точность проходки и соблюдение расчетных радиусов кривизны тоннеля обеспечиваются компьютерным комплексом управления и высокоточной измерительной лазерной техникой.

Как показал зарубежный опыт, при использовании необходимого количества промежуточных домкратов для проталкивания наращиваемых в стартовой шахте железобетонных труб микротоннели, проложенные под дном водоема, могут иметь протяженность несколько километров.

Техника и технология микротоннелирования были разработаны в Японии и ФРГ в первой половине 80-х годов прошлого века. Стоимость комплекта оборудования, по данным германских экономистов, окупается за год-полтора. Сегодня в мире проложено несколько тысяч километров микротоннелей.

В нашей стране микротоннелирование впервые было выполнено комплексом АУМ-400 фирмы «Herreknecht» (Германия) в 1995 году в Москве СУ-64 АО ГПР-3 ПСО «Мосинжстрой» при сооружении канализационного коллектора протяженностью 300 м, диаметром 400 мм.

В 2001 году этим методом был построен подводный переход нефтепровода диаметром 720 мм через р.Неву у Санкт-Петербурга (по проекту ОАО «Гипротрубопровод» первой очереди Балтийской трубопроводной системы). На данном переходе имелись неблагоприятные условия, выраженные во вкраплении валунов в геологические структуры дна реки, из-за чего был сделан вывод о нецелесообразности использования на данном переходе метода наклонно направленного бурения.