11. Укладка и балластировка трубопроводов
11.1. Трубопровод следует укладывать в траншею в зависимости от вида изоляции и диаметра одним из следующих методов:
опусканием трубопровода с одновременной его изоляцией механизированным способом (совмещенный способ производства изоляционно-укладочных работ); применение такого метода возможно при использовании пленочной изоляции;
опусканием с бермы траншеи плетей из предварительно заизолированных секций труб в базовых условиях (раздельный способ производства работ); его применение рационально, когда используется битумная изоляция;
опусканием с бермы отдельных заизолированных труб, с последующей их сборкой в траншее (способ последовательного наращивания в проектном положении); он преимущественно применяется в стесненных условиях строительства, а также при использовании для укладки трубопровода автокраном;
продольным протаскиванием (протягиванием) заранее подготовленных плетей вдоль траншей по специальным опорам или по дну траншеи;
методом бестраншейного трубозаглубления.
11.2. При укладке газопровода в траншею должны обеспечиваться:
правильный выбор количества и расстановки трубоукладчиков (кранов) и соблюдение минимально необходимой для производства работ высоты подъема трубопровода над землей с целью его предохранения от перенапряжения, изломов и вмятин;
сохранность изоляционного покрытия трубопровода;
полное прилегание газопровода ко дну траншеи по всей его длине;
проектное положение газопровода;
недопущение воздействий на трубопровод резких динамических нагрузок; запрещается сбрасывать трубы или плети в траншею, выдергивать из-под них прокладки и т.п.
11.3. Схемы расстановки трубоукладчиков, а также очистных изоляционных машин в колонне при совмещенном методе производства изоляционно-укладочных работ приведены на рис. 12. Основные параметры этих схем представлены в табл. 13. Технологические расстояния и t и t1, соответственно выбираются в пределах 3 ... 5 м и 2 ... 4 м.
Рис. 12. Технологические схемы производства изоляционно-укладочных работ совмещенным способом:
а - для трубопроводов диаметром 57 ... 426 мм; б - для трубопроводов диаметром 530 мм; СТ - установка для сушки труб; ОМ - очистная машина; ИМ - изоляционная машина
Таблица 13
Основные параметры схем укладки трубопроводов
Диаметр трубопровода, D, мм
|
Технологические параметры
|
количество трубоукладчиков
|
расстояние l1, м
|
расстояние l2, м
|
57...114
|
2
|
10...12
|
-
|
168...219
|
2
|
12...15
|
-
|
273...426
|
2
|
15...20
|
-
|
530
|
3
|
15...20
|
10...15
|
В качестве грузоподъемных средств при реализации данных схем могут быть использованы как гусеничные трубоукладчики типа ТГ614, так и колесные. Выбор той или иной марки трубоукладчика производится в соответствии с расчетом их устойчивости против опрокидывания.
11.4. При использовании мощных трубоукладчиков типа Т 35-60, Т-503 и т.д. укладку газопроводов диаметром до 530 мм включительно возможно осуществить с использованием траверс, обеспечивающих спаривание троллейных подвесок (как показано на рис. 13), что позволяет снизить напряжения изгиба в трубопроводе и практически полностью исключить возможность его повреждений (изломов, вмятин и т.п.).
Длина траверсы для получения желаемого результата должна составлять 8 м, однако и более короткие траверсы способствуют уменьшению напряжений в трубопроводе.
Применение спаренных подвесок позволяет при укладке трубопроводов диаметром 530 мм иметь в колонне не три, а два трубоукладчика, тип которых указан выше.
11.5. Для укладки газопроводов можно использовать автокраны марок: КС-1562, 1563, К-46, КС-2561А, К-54 и др. Укладка труб (секций) должна производиться не менее, чем двумя автокранами (рис. 14). Рекомендуемая длина свесов (консолей) составляет 0,2 (где l - длина трубы или секции). Краны должны устанавливаться так, чтобы угол поворота стрелы был наименьшим.
11.6. Кран должен быть оснащен мягким полотенцем для захвата трубы. Вес опускаемой трубы должен быть на 15-20 % меньше суммарной грузоподъемности кранов при требуемом вылете стрелы. Ширина полотенца выбирается от 0,15 до 0,6 м в зависимости от диаметра трубы и типа изоляционного покрытия, а длина - не менее 1,5 длины внешней окружности, включая изоляцию.
Рис. 13. Схемы укладки изолированных трубопроводов диаметром до 530 мм (включительно) трубоукладчиками большой грузоподъемности:
а - с траверсой у головного трубоукладчика; б - с траверсой у заднего трубоукладчика; в - с траверсами у обоих трубоукладчиков.
Расстояния на схемах указаны в метрах.
Рис. 14. Схема производства работ по укладке газопровода в траншею автокранами:
1 - автокран; 2 - секция трубопровода (газопровода)
11.7. Опускание трубопровода трубоукладчиками или автокранами должно производиться плавно, без рывков, ударов труб о дно траншеи и её стенки, а также об элементы крепления откосов (подпорные щиты, распоры, стойки и т.п.).
11.8. Укладку трубопроводов диаметром 114 мм включительно можно производить методом бестраншейного трубозаглубления (рис. 15). Этот метод используется, когда местность, по которой проходит трасса, равнинная, а грунты по всей толщине слоя, определяемого глубиной заложения трубопровода, состоят из мягких пород.
11.9. Для реализации данного способа необходимо иметь специальный трубозаглубитель табл. № 14, состоящий из трактора-тягача, рабочего органа («кассеты») выполняющего роль щелереза, а также функции устройства, которое формирует по заданному очертанию упругий изгиб трубопровода в зоне его укладки. Кроме того, трубозаглубитель содержит в себе сцепное устройство, обеспечивающее кинематическую связь тягача и рабочего органа (с ограничением числа степеней свободы).
11.10. Трубопровод, подлежащий укладке методом бестраншейного трубозаглубления, должен быть расположен непосредственно над осью трассы (а не рядом с ней, как это делается обычно). Для обеспечения данного условия целесообразно выполнять сварочно-монтажные работы вдоль этой оси; если же на отдельных участках по каким-либо причинам монтаж трубопровода произведен по линии, не совпадающей с осью траншеи, то сваренную плеть до её укладки необходимо передвинуть с помощью трубоукладчиков в нужное (предукладочное) положение.
11.11. Собственно процесс укладки трубопровода рассматриваемым методом заключается в приподнятии плети (за счет накатывания её на грузонесущие ролики тягача трубозаглубителя) и подачи её в «кассету» где формируется упругий изгиб укладываемого трубопровода по расчетной кривой (что обеспечивается прохождением плети между опорными и упорными роликами).
11.12. Принимая решение об использовании метода бестраншейного трубозаглубления, необходимо иметь в виду следующее. Вертикальные нагрузки на грузоподъемные средства здесь меньше, чем при традиционных методах (это обусловлено тем, что общая длина приподнятого участка трубопровода становится более короткой за счет применения «принудительного» изгиба плети в «кассете», имеющей сравнительно компактные размеры), а горизонтальные нагрузки, т.е. требования к тяговым характеристикам трубозаглубителя, - увеличенные; это связано с тем, что помимо необходимости устраивать щель, ему приходится преодолевать дополнительные силы, обусловленные сопротивлением трубы изгибу.
Технические характеристики трубозаглубителей приведены в таблице 14.
Таблица 14
№№ п/п
|
Наименование показателей
|
Ед. изм.
|
Трубозаглубители на базе D-355А; Тягач ЭТР254(АМ)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
1.
|
Мощность тягача
|
кВт
|
330
|
220-245
|
2.
|
Диаметр укладываемого трубопровода
|
мм
|
до 219
|
160
|
3.
|
Материал трубопровода
|
-
|
сталь
|
полиэтилен
|
4.
|
Глубина укладки
|
м
|
1,2
|
1,4
|
5.
|
Техническая производительность
|
км/ч
|
1,0
|
1,0
|
6.
|
Трубоукладочное оборудование:
|
|
|
|
|
- длина
|
м
|
12
|
5
|
|
- ширина
|
м
|
0,3
|
0,25
|
|
- число секций
|
-
|
3
|
2¸3
|
|
- радиус поворота в рабочем положении
|
м
|
500
|
400
|
7.
|
Масса машины с рабочим оборудованием
|
т
|
54,0
|
35,0
|
8.
|
Масса рабочего оборудования
|
т
|
2,4
|
3,0
|
Рис. 15. Принципиальная схема укладки газопровода методом бестраншейного трубозаглубления
1 - щелезасыпщик; 2 и 8 - сцепка; 3 - дефектоскоп; 4 - роликовая опора; 5 - трубопровод; 6 - лежки; 7 - трактор-тягач; 9 - рабочий орган («кассета»); 10 - отвал грунта
11.13. Эффективность данного метода укладки может быть повышена (в особенности при работе на относительно плотных грунтах) за счет применения дополнительного тягача-буксировщика, а также путем создания предварительной прорези в грунте или проведения работ по его рыхлению. Такие предварительные операции следует выполнять до того, как трубопровод займет предукладочное положение.
11.14. Процесс укладки методом бестраншейного заглубления может выполняться либо как самостоятельный, либо в сочетании с другими процессами (очистка и изоляция трубопровода). В тех случаях, когда укладка совмещена с очисткой и изоляцией, трубопровод до начала этих работ следует расположить на лежках, которые должны убираться из-под трубопровода по мере их освобождения от нагрузки, т.е. при подходе трубозаглубителя (он же и приподнимает плеть).
11.15. Счистка и изоляция в этом случае производится типовыми машинами (раздельными или комбинированными), которые движутся по трубопроводу перед заглубителем, либо трубы изолируются в базовых условиях.
11.16. Засыпка трубопровода производится щелезасыпщиком, который может работать либо в кинематической связи с трубозаглубителем, либо автономно.
11.17. Контроль качества изоляционного покрытия должен производиться на всех стадиях его формирования на трубопроводе (после изоляционной машины или «комбайна», вслед за проведением работ по изоляции стыковки на участках, где производился ремонт), а также в месте выхода трубопровода из «кассеты». Если на последнем пункте контроля обнаружены дефекты изоляции, то надо принять меры по устранению причин их появления, а сами поврежденные места необходимо отремонтировать путем устройства шурфов.
11.18. Укладку трубопровода на заболоченной или обводненной местности методами сплава и протаскивания следует применять в тех условиях, когда трубопровод можно забалластировать на береговой монтажной площадке (например, используя железобетонные скорлупы или муфты) или когда применяются обетонированные в заводских условиях трубы. Метод сплава или протаскивания целесообразно использовать и в тех случаях, когда трубопровод имеет собственную отрицательную плавучесть, превышающую расчетную (диаметром до 219 мм).
11.19. При использовании методов сплава и протаскивания с целью повышения качества производства работ и сокращения размеров береговой монтажной площадки следует применять спусковые роликовые дорожки, состоящие из унифицированных секций, которые скрепляются между собой по схеме, соответствующей очертаниям берегового уреза.
11.20. Метод протаскивания можно применять только тогда, когда грунтовым основанием для якоря лебедки служат материковые породы; допускается устанавливать якорь и в насыпных грунтах, но при условии, что в комплекте с механической лебедкой будет использоваться стартовое устройство, которое на 40...60 % понижает усилие, необходимое для трогания плети с места.
11.21. Сплав плети трубопровода следует применять на тех участках трассы, где уровень воды в траншее обеспечивает беспрепятственное перемещение её в надводном положении. Придание плети на время сплава расчетной положительной плавучести обеспечивается за счет применения инвентарных поплавков. Для этой цели рекомендуется использовать пенополимерные поплавки грузоподъемностью 0,2...0,5 т.
11.22. Расстояние между поплавками определяется расчетом, исходя из условий создания гарантированной плавучести (с коэффициентом запаса 1,2...1,3); также расчетным путем необходимо убедиться в том, что в процессе последующего погружения трубопровода (при отстроповке поплавков) напряжения изгиба в стенках труб не превзойдут допустимого уровня.
11.23. Крепление поплавков на трубопроводе (оно производится по мере наращивания сплавляемой плети на береговой монтажной площадке) должно быть надежным; с этой целью следует использовать, как правило, замковые устройства заводского изготовления. Наряду с ними может быть рекомендована разработанная ВНИИСТом тросово-штыревая система крепления поплавков. И в этом, и другом случае отстроповка поплавков производится последовательно посредством управляющего троса с береговой монтажной площадки.
11.24. Для обеспечения прямолинейности оси трубопровода, укладываемого методом сплава целесообразно предусмотреть меры, которые направлены на создание в трубопроводе осевых растягивающих усилий величиной 1,5...3 т. Для этого можно использовать, например, болотоход, перемещающийся по мере сплава в створе перехода по берегу, противоположному тому, где находится монтажная площадка.
11.25. Стабильность процесса сплава (так и протаскивания) может быть улучшена, если в головной части сплавляемой плети установить оголовок, обеспечивающий курсовую устойчивость трубопровода.
11.26. Балластировка требуется для трубопроводов диаметром 219-529 мм. Если отношение толщины стенки труб d к диаметру D менее 1/30, то данное условие является обязательным во всех случаях. Если оно более чем 1/30, то вопрос о необходимости балластировки решается путем расчетных обоснований (с учетом действия продольных сжимающих сил).
11.27. При прокладке на периодически обводненных участках при сухих траншеях в период строительства следует применять анкерные устройства или грунтовую балластировку в сочетании с несущими полотнищами из технических тканей или геотекстильных (синтетических) материалов. Из этих же материалов могут быть изготовлены металлотканевые балластирующие контейнеры, заполняемые минеральным грунтом в соответствии с ВСН 007-88.
11.28. На болотах и озерах, где возможна укладка трубопровода методом сплава или протаскивания следует применять обетонированные трубы. Установка для производства таких труб, сконструированная ВНИИСТом, действует в Сургуте; на ней трубы обетонируются методом набрызга.
11.29. Анкерные устройства для закрепления газопроводов следует применять с лопастями повышенного диаметра в одностоечном варианте с мягкими силовыми поясами из технических лент.
|
