1.4 Подготовительные работы

В соответствии с требованиями СНиП прежде чем приступить к строительству сложных и ответственных переходов трубопроводов под дорогами должны разрабатываться проекты производства работ (ППР). Для несложных переходов допускается составление только календарного плана выполнения работ. В проекте производства работ (ППР) входят следующие материалы:

• Перечень подготовительных работ с указанием их объемов;

• Место расположения рабочего и приемного котлованов;

• Перечень используемого оборудования, в том числе установок и машин для бестраншейной прокладки кожуха;

• План расположения машин, используемых при строительстве перехода;

• График работы основных машин и оборудования;

• Календарный план производства работ;

• Технологические карты на выполнение сложных видов специальных работ (для обычных видов работ используются типовые технологические карты)

• Мероприятия по обеспечению техники безопасности (устройство ограждений, укрепление стенок котлованов, расстановка световой сигнализации и т.д.)

В пояснительной записке ППР даются обоснования принятых проектных решений, потребностей в технике и материалах. Приводятся соображения по продолжительности использования машин и степень их загрузки.

При использовании типовых проектов производства работ их привязка осуществляется строительно-монтажными организациями, выполняющими работы. Разработка и привязка индивидуальных ППР также должна осуществляться этими организациями.

Проекты производства работ, как правило, должны утверждаться главным инженером строительного управления. Выполнение работ по устройству сложных переходов без утверждения ППР запрещается.

Подготовительные работы на строительстве переходов под дорогами вклю­чают доставку необходимой техники и оборудования, подготовку их к основ­ной операции — прокладке кожуха под дорогой, а также выполнения некото­рого объема планировочных и земляных работ.

Основной объем подготовительных земляных работ составляет устройство рабочего и приемного котлованов. Котлованы отрывают на глубину, несколько ниже той, на которой должен укладываться кожух. Рабочий котлован имеет размеры, позволяющие установить в нем все необходимые машины и механизмы и выполнять работы, связанные с укладкой кожуха. Размеры приемного котло­вана должны быть такими, чтобы в нем можно было выполнить необходимыемонтажные работы по присоединению дополнительных труб перехода или по устройству герметизирующего соединения кожуха с трубой.[4 стр.331-332]

1.5 Сооружение подземного перехода.

1.5.1 Прокладка кожухов методом горизонтального бурения

Прокладка кожуха характеризуется тем что разработка грунта по площади сечения скважины несколько опережает продвижение защитного кожуха в скважину. Работы по строительству переходов этим методом обычно начинаются с геодезической разбивки места перехода и рытья рабочего и приемного котлованов, размеры которых определяют в зависимости от грунтовых условий и конструкции машин и установок применяемых для бурения горизонтальных скважин. После окончания рытья рабочего котлована и устройства креплений стенок дно котлована выравнивают и размещают направляющие конструкции, агрегаты и узлы установки, применяемой для прокладки кожухов. При монтаже направляющих конструкций особое внимание обращают на правильное их размещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях, так как от этого зависит сохранение заданного направления прокладки и минимальные отклонения фактического положения кожуха от проектного. Прокладку кожухов методом горизонтального бурения осуществляют путем последовательного наращивания их звеньями или же без наращивания на всю длину предполагаемой прокладки. Для прокладки кожухов разработано несколько конструкций машин и установок. Наиболее совершенными являются установки типа «Запорожье» и УГБ выпускаемые серийно.

Установку «Запорожье» применяют для прокладки кожухов при строительстве переходов магистральных трубопроводов, а также различных трубопроводов в городах, поселках и на территориях промышленных предприятий при небольших объемах бестраншейной прокладки. Она снабжена набором сменного оборудования для прокладки кожухов диаметром 325—377, 426—630 и 820—1420 мм. Защитный кожух прокладывают путем последовательного наращивания его звеньями длиной по 6 м.

Установки горизонтального бурения типа УГБ применяют в строительстве переходов магистральных трубопроводов при бестраншейной прокладке кожухов диаметром от 325 до 1420 мм в грунтах I—IV групп. Принцип действия установок горизонтального бурения УГБ основан на механическом разрушении грунта режущей головкой, непрерывном сухом транспортировании грунта безопорным шнеком, совмещении процесса бурения с прокладкой кожуха, разработке скважин диаметром на 50—70 мм больше наружного диаметра прокладываемого кожуха, благодаря чем уменьшаются сопротивления продвижению кожуха в грунте.

Рисунок 8 – Установка горизонтального бурения типа УГБ

Установки типа УГБ (рисунок 8) состоят из металлической сварной рамы 6 на которой смонтирован двигатель внутреннего сгорания 9 с основной коробкой передач и короб­кой отбора мощности 11. Последняя соединена цепной передачей с четырехскоростной коробкой передач 10 привода лебедки. Одноба­рабанная лебедка 7 с червячным редуктором смонтирована впе­реди радиатора двигателя внутреннего сгорания и соединена с че­тырехскоростной коробкой передач карданным валом 8. В перед­ней части 'рамы размещены ролики подвижного полиспаста 5 меха­низма подачи, приводимого в действие лебедкой. Барабан лебедки 7 разделен перегородкой на две части, из которых одна является ра­бочей, а вторая запасной. На запасную часть барабана перематы­вают канат с рабочей части, когда на рабочей части число рядов каната превышает четыре. Выходной вал коробки передач соединен цепной муфтой с валом двухступенчатого редуктора 14с цилиндрическими косозубыми шестернями. На выходном валу редуктора 14 смонтирована на шпонках звездочка, которая цепной передачей 15 передает крутящий момент на ведомую звездочку ва­ла привода шнека 16. Рядом с ведомой звездочкой на валу приво­да укреплена муфта 17 предельного момента. Передний конец вала привода соединен со шнеком 20, размещенным в прокладываемом кожухе 19. На переднем конце шнека смонтирована режущая го­ловка 22, которая при вращении шнека разрабатывает грунт. Ко­жух опирается на дно рабочего котлована роликовыми опорными тележками 21. Для закрепления машины на прокладываемом ко­жухе внизу рамы имеются опорные башмаки и стяжные цепи или хомуты 18. В поперечной траншее рабочего котлована размещаютупорный брус 1 и якорь 2, к которому прикрепляют неподвижный блок полиспаста 3, соединяемый с подвижным блоком 5 каната 4. Для предотвращения поворота машины УГБ при бурении используют кран-трубоукладчик 12, который сопровождает и поддерживает машину при бурении. Для приведения в действие устано­вок горизонтального бурения применяют двигатели внутреннего сгорания автомобильного типа ГАЗ-51 и ЗИЛ-157 и тракторного типа СМД-14. Автомобильные двигатели перед установкой на ма­шины переделывают: на них монтируют регуляторы частоты вра­щения. В качестве основных коробок передач используют автомо­бильные коробки передач, которые также переделывают: исключают повышающие передачи.

Бурение скважины и прокладка кожуха осуществляются следующим образом. Перед началом работы пускают двигатель, вклю­чают первую передачу основной коробки передач и приводят во вращение редуктор, вал привода шнека и шнек с режущей голов­кой, Затем включают трансмиссию привода лебедки и осуществля­ют подачу кожуха. Вращающаяся режущая головка, соприкасаясь с грунтом, разрабатывает его, т. е. срезает стружку, толщина кото­рой зависит от подачи на один оборот шнека и числа режущих граней головки. Срезанный и разрыхленный грунт подхватывается лопастью шнека и продвигается по кожуху до его второго конца, где высыпается на дно рабочего котлована. Для отбрасывания грунта в сторону на конце вала привода шнекового транспортера установлена крыльчатка. При работе машины сопротивления вра­щению режущей головки создают реактивный момент, который стремится повернуть машину вместе с кожухом вокруг его оси в направлении, обратном вращению режущей головки. Для предот­вращения опрокидывания машину удерживает кран-трубоуклад­чик, который постоянно сопровождает установки горизонтального бурения в процессе их работы. Обслуживает установку горизон­тального бурения типа УТБ и ГБ бригада, состоящая из 4—5 че­ловек. Опыт эксплуатации установок горизонтального бурения по­казал, что скорости бурения в грунтах I—IV групп составляют 2–7,8 м, а средние скорости проходки — 2,7–3,3 м/ч, или 19–25 м/смену. [3 Стр.67-76]

1.5.2 Монтаж рабочего трубопровода

Монтаж и сварка рабочего трубопровода для перехода могут -осуществляться непосредственно на участке вооружения перехода из одиночных труб или плетей длиной до 36 м. Монтаж и сварка стыков рабочего трубопровода всех диаметров непосредственно на месте сооружения перехода выполняются в неповоротном поло­жении в основном ручной дуговой сваркой.

Монтаж и сварку стыка проводят следующим образом. Сначала трубы или плети укладывают на инвентарные лежки и зачищают их кромки до металлического блеска. Затем при помощи наруж­ного звенного центратора собирают стыки с установлением техно­логического зазора, который зависит от применяемых сварочных материалов. После установления необходимого зазора и окончательного за­крепления его положения центратором выполняют прихватку сты­куемых кромок труб. Прихватки располагают равномерно по пери­метру всего стыка, длина прихватки 80—100 мм при толщине не менее 4 мм. Прихватка является частью корневого слоя шва и должна обеспечивать полный провар корня шва без пор и трещин. После наложения прихваток центратор снимают и переставляют на другой стык для его центровки, а на первом стыке осуществля­ют сварку первого слоя по всему периметру стыка. Затем накла­дывают последующие слои. Наложение второго и последующих слоев проводится по схеме «снизу–вверх». Каждый слой шва перед наложением на него последующего слоя зачищают от шлака и брызг металла специальными шлифовальными машинками.

Сварные стыки рабочего трубопровода относятся к категории соединений ответственного назначения и должны подвергаться 100%-му контролю физическими методами (просвечиванием, магнитографией или ультразвуком). Окончательный контроль свар­ных стыков рабочего трубопровода состоит в проверке его прочно­сти и герметичности гидравлическим или пневматическим испыта­нием. Для этого на концах рабочего трубопровода приваривают стальные заглушки и два патрубка, один из которых служит для установки воздушной трубки, а другой —для подключения наполнительно-опрессовочного агрегата или передвижного компрессора. Затем испытываемый трубопровод укладывают на лежки с про­дольным уклоном в одну сторону с таким расчетом, чтобы при его заполнении водой не образовывались воздушные мешки. После заполнения закрывают кран на воздушной трубке и поднимают внутреннее давление до значения, обеспечивающего испытание на прочность. О результатах испытания судят по утечке, которая не должна превышать нормативных значений.

После окончания испытаний и устранения дефектов на наруж­ную поверхность рабочего трубопровода накладывают изоляцию. Поверхности трубопровода очищают вручную металли­ческими щетками или трубоочистной машиной ОМЛ и ОМ. На очищенную поверхность рабочего тру­бопровода наносят грунтовку, а затем изоляционное защитное покрытие усиленного типа. В качестве защитного покрытия могут быть применены битумно-резиновые мастики, полимерные полиэтиленовые и поли­винилхлоридные пленки. Для предохранения изоляционного покры­тия от механических повреждений при заталкивании рабочего трубопровода в кожух на него накладывают слой оберточного материала. В пределах длины защитного кожуха рабочий трубо­провод футеруется деревянными рейками и брусками. Бруски служат опорами для рабочего трубопровода и поэтому они не­сколько толще реек. Футеровка накладывается поясами длиной приблизительно 4 м с разрывами 400—500 мм. Обычно разрывы футеровки располагают в зоне сварных стыков труб, из которых изготовлен рабочий трубопровод.

1.5.3 размещение рабочего трубопровода в футляре перехода

Укладка рабочего трубопровода в кожух может осуществляться проталкиванием и протаскиванием. Проталкивание применяется в городских и поселковых условиях при укладке рабочих трубо­проводов диаметром до 1020 мм. Данный метод применяется на рассматриваемом мной нефтепроводе.

Для проталкивания используют краны-трубоукладчики грузоподъемностью 12—35 т. Перед про­талкиванием рабочего трубопровода на дне траншеи, примыкаю­щей к одному из концов кожуха, устраивается направляющая до­рожка, которая состоит из шпал и продольных деревянных направ­ляющих брусьев или стальных уголков, а также из шпал и про­дольных рельсов. Конструкция направляющей дорожки зависит от типа опор, установленных на рабочем трубопроводе, и предусмат­ривается проектом производства работ. Подготовленный рабочий трубопровод с установленными опорами опускается на направляю­щую дорожку. На конце кожуха устанавливается оттяжкой ролик диаметром 150—250 мм. Затем через ролик пропускается тяговый канат диаметром 12—17 мм с однорогим крюком на конце. Крюкзаводится за стенку рабочего трубопровода, а второй конец каната закрепляется на опущенном крюке крана трубоукладчика. При подъеме крюка тяговый канат натягивается и плеть рабочего трубопровода проталкивается в кожух. Перед заталкиванием на­правляющие рельсы смазываются солидолом или отработанным маслом.

По окончании сооружения перехода строительная организация, выполнявшая работы, обязана в предельно сжатые сроки до при­емки перехода по акту восстановить полотно дороги и допущенные нарушения коммуникаций.[3 Стр.130-132]