Иванов В.А., Кузьмин С.В. и др. Сооружение подводных переходов магистральных трубопроводов Курс лекций

Подождите немного. Документ загружается.

Все сооружения на строительной площадке размещаются с обяза-

тельным соблюдением всех требований санитарного надзора и пожарной

безопасности.

На строительно-монтажной площадке выполняются почти все ви-

ды работ по сооружению перехода:

− подготовительные работы;

− транспортировка, разгрузка и складирование труб, различных

материалов и балластных грузов;

− сварка труб в секции;

− очистка поверхности труб и нанесение изоляции;

− балластировка труб;

− земляные работы по устройству береговых и подводных

траншей;

− испытание и укладка трубопровода;

− засыпка траншеи и берегоукрепительные работы.

Участок под строительно-монтажную площадку согласовывается с

местными органами или хозяйственными организациями.

Строительно-монтажную площадку определяют в проекте производ-

ства работ исходя из намеченного способа укладки ПП, привлекаемых для

этого технических средств, природно-климатических и погодных условий,

а также в соответствии с требованиями техники безопасности и пожарной

безопасности.

Строительная площадка должна иметь плавный рельеф и достаточ-

ную территорию для размещения сварочных стапелей, спусковых уст-

ройств и других сооружений, необходимых для производства работ, свя-

занных со строительством ПП (рис. 26).

При выборе площадки учитывают наличие удобных подъездных

путей и возможность организации водо- и энергоснабжения.

Строительно-монтажную площадку желательно располагать на

берегу в створе перехода. Это упрощает организацию работ по укладке

трубопроводов. Если на берегу в створе перехода нет удобной площадки,

удовлетворяющей указанным требованиям, следует предусмотреть метод

укладки с буксировкой секций (плетей) труб в створ перехода.

Длина и ширина монтажной площадки определяются исходя из коли-

чества и длины плетей дюкеров, принятых в проекте производства работ,

габаритов используемых механизмов, запаса устойчивости площадки на

уклоне, условий обслуживания и т. д.

При необходимости строительства ПП в летнее время через реки с

широкими, залитыми или сильно заболоченными поймами СМП сооружа-

ются методом намыва средствами гидромеханизации. Намывные площад-

ки рекомендуется также применять при строительстве ПП через водные

преграды с затопленными низкими берегами, где монтажные работы мо-

гут производиться только в зимний период (в районах Севера, Тюмен-

ской области и др.). Применение намывных монтажных площадок позво-

ляет производить работы круглосуточно (исключая периоды паводков).

На противоположном берегу в створе перехода намывается пло-

щадка для тяговой лебедки. Механизмы, материалы и оборудование дос-

тавляются плавучими средствами [8].

Если монтаж дюкера производится из большого числа плетей, что

обусловливает увеличение ширины намывной площадки до значения,

близкого к расстоянию между нитками перехода, целесообразно произво-

дить намыв общей площадки для строительства двух ниток перехода.

Рис. 3.2. Схема строительной площадки

1 – жилые вагончики; 2 – столовая; 3 – горюче-смазочные материалы;

4 –электростанция; 5 – туалет; 6 – материальный склад; 7 – инструментальный склад;

8 – открытый склад; 9 – грунтовая дорога; 10 – площадка для стоянки техники;

11 – склад труб; 12 – вагончик-контора; 13 – дюкер для укладки;

14 – ось подводного перехода; 15 – катер; 16 – водомерный пост;

17 – понтонная переправа; 18 – причал

В районах поймы или в условиях распутицы для обеспечения базиро-

вания и маневрирования технических средств осуществляют повышение не-

сущей способности почвы. Для этого в зависимости от характеристики почвы

используют:

− щиты или елани из лесоматериалов;

− слани из отбракованных труб;

− деревянные инвентарные щиты ЛВ-П (ЛВ-ПВ);

− настилы из деревянных железнодорожных шпал;

− сборно-разборные клеефанерные дорожные покрытия (СРКП);

− стальную плетеную сетку (ГОСТ 5336 — 80) в сочетании с рулон-

ными синтетическими неткаными материалами типа СНМ или

«Дорпит-Ф-1» и др.

До начала строительства заказчик передает по акту подрядной строи-

тельной организации створ подводного перехода, закрепленный геодезиче-

скими знаками, и документацию в сроки, учитывающие необходимость

опережающего строительства подводных переходов. Строительная органи-

зация должна обеспечить сохранность опорных геодезических знаков и во-

домерного поста до передачи их заказчику после завершения строительст-

ва.

Инженерная подготовка предусматривает организацию материально-

технического обеспечения и выполнение подготовительных работ на уча-

стке перехода. При осуществлении организации материально-технического

обеспечения за полгода до начала работ по сооружению подводного пере-

хода службами треста и управления подводно-технических работ составля-

ются комплектовочные ведомости, определяющие номенклатуру, объемы

и сроки поставки основных материалов.

До начала строительства специализированное управление подводно-

технических работ и автобаза треста заключают договор, по которому ав-

тобаза берет на себя приемку; на станциях разгрузки, доставку на объекты

строительно-монтажную площадку или промежуточную базу основных

материалов, а также выделяет участку специализированное управление

подводно-технических работ, выполняющему строительство перехода, в

аренду бортовые машины, вахтовый автобус и специальные автомашины.

Автобазой на основании комплектовочных ведомостей, директивно-

го графика строительства, схем железнодорожных и автомобильных дорог

региона разрабатываются транспортная схема и график доставки от стан-

ций разгрузки до объектов основных материалов, а также определяются

необходимое число машино-рейсов, номенклатура и количество автотранс-

портных средств для реализации графика. График доставки материалов по

объектам согласовывается с руководством.

Количество и распределение спецоборудования и плавтехсредств по

участкам, строящим подводные переходы, уточняется проектом производ-

ства работ в зависимости от объемов работ и сроков их выполнения (при-

ложение, табл. 16).

Строительство группы подводных переходов протяженностью до

300 м осуществляется мобильным участком. Мобильный участок комплек-

туется строительными механизмами, оборудованием, водными транспорт-

ными средствами, автотранспортом для перевозки тяжелой техники, обо-

рудования и вагон-домиков, мобильным жилым комплексом с едиными

системами электропитания водо- и теплоснабжения.

Мобильный участок включает следующие специализированные

звенья:

− инженерной подготовки;

− механо-транспортное;

− земляных работ;

− монтажа, сварки и укладки трубопровода.

Кроме того, для перевозки основных материалов мобильному участ-

ку придается субподрядная автоколонна. Руководство участком осуществ-

ляется старшим прорабом.

Звено инженерной подготовки осуществляет расчистку площадок и

урезов от леса и кустарников, подготовку строительно-монтажной площад-

ки, площадки под жилой городок, устройство и поддержание в рабочем со-

стоянии подъездных путей, обустройство жилого городка, строительство

временных сооружений [15].

Механо-транспортное звено осуществляет перебазировку тяжелой

техники, крупногабаритного оборудования и вагон-доми

ков.

Звено по земляным работам разрабатывает подводную траншею и

урезы, осуществляет обратную засыпку уложенного подводного трубопро-

вода, берегоукрепление и рекультивацию плодородного грунта.

Звено монтажа, сварки и укладки трубопровода выполняет также

гидравлические испытания 1-го и 2-го этапов, очистку, изоляцию, футеров-

ку и балластировку подводного трубопровода.

Мобильному участку передается на баланс трейлер с тягачом, с по-

мощью которого осуществляется перебазировка строительной техники и

вагон-домиков, не имеющих собственной или универсальной съемной хо-

довой части. Автотранспортное обслуживание мобильного участка осуще-

ствляют автоколонна и автогруппа центральной автобазы. Автоколонна

производит разгрузку железнодорожных вагонов и вывоз балластных гру-

зов и труб на строительно-монтажную площадку или промежуточную ба-

зу, находящуюся на расстоянии не более 3 км от перехода, перебазировку

жилого городка и оборудование участка.

Автогруппа обеспечивает вывоз рабочих на трассу, доставку горю-

чесмазочных материалов, работу специальных машин, машин сопровожде-

ния, обслуживание жилого городка.

Строительство подводных переходов мобильными участками эффек-

тивно на реках и других водных преградах с шириной по зеркалу воды от

30 до 150 м, в условиях, когда не требуется использование неразборных

земснарядов высокой производительности.

Перед укладкой трубопровода в подводную траншею выполняют

следующие работы:

− сварку отдельных плетей трубопровода или всей нитки в зависи-

мости от ширины реки и принятой схемы укладки;

− гидравлическое испытание плетей или всей нитки трубопровода;

− футеровку трубопровода деревянными рейками для предохране-

ния изоляции от повреждения при укладке;

− балластировку трубопровода утяжеляющими покрытиями или от-

дельными грузами.

Перечисленные работы выполняются, главным образом, на строи-

тельно-монтажной площадке, а в некоторых случаях на стапеле или на

трубосварочной базе. На переходах значительной протяженности исполь-

зуются полевые трубосварочные базы для автоматической сварки секций

из двух или трех труб с последующей доставкой их на строительно-мон-

тажную площадку для сварки плетей или ниток трубопровода.

Стапельные площадки для монтажа, сварки, изоляции, футеровки,

балластировки и спуска на воду плетей труб по характеру использования

могут быть стационарными и временными. Стационарную стапельную

площадку устраивают при строительстве нескольких переходов трубопро-

водов через водные преграды в радиусе от 400 км от площадки, если воз-

можна буксировка плетей к месту укладки водным путем. Временную ста-

пельную площадку создают непосредственно у места или вблизи подвод-

ного перехода. По составу инженерного оборудования временная площад-

ка может существенно отличаться от стационарной.

От железнодорожных станций и пристаней к месту строительства

или на стапель отдельные трубы перевозят обычно автомобильными тру-

боплетевозами марок ПВ-92, ПВ-204 и ПВ-301-А. На заболоченной мест-

ности используют тракторные трубоплетевозы ПТ-181 и ПТ-301.

Разгрузку и погрузку труб на железнодорожной прирельсовой пло-

щадке выполняют с использованием автомобильных и пневмоколесных

кранов марок КС-4561, КС-4361, КС-5361, КС-5363. На строительно-мон-

тажной площадке трубы разгружают кранами-трубоукладчиками Т-3560,

ТГ-502, К-594.

При ограниченной площади складирования трубы большого диамет-

ра укладывают в два ряда "в седло" на спланированной горизонтальной

площадке. Под крайние устанавливают надежные упоры, которые исклю-

чают раскатывание труб. Если для разгрузки труб имеется большая пло-

щадь, то трубы укладывают в один ряд. Рекомендуемые размеры площадки

складирования труб в один ряд приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Размеры площадки складирования труб в один ряд

Общая длина

труб на пере-

ходе

м 200 300 500 700 1000 1200 1500

Диаметр труб

1220 мм

12´25

26´15

26´25

26´35

38´35

38´40

38´50

Диаметр труб

1420 мм

12´30

26´20

26´30

38´30

38´40

38´50

52´50

На строительно-монтажной площадке монтаж, сварку, изоляцию и

балластировку нитки трубопровода перед ее протаскиванием можно вы-

полнять непосредственно на спусковой дорожке или параллельно ей.

Монтаж нитки трубопровода непосредственно на спусковой дорожке

осуществляют способом последовательного наращивания, и по мере свар-

ки стыков между звеньями нитку трубопровода перемещают по спусковой

дорожке и урезу воды. Испытание нитки, ее изоляцию и балластировку

также выполняют на спусковой дорожке. При обетонировании трубопро-

вода на спусковой дорожке вначале покрывают бетоном дюкер на участке

между опорами, а затем в местах расположения опор спусковой дорожки.

Если спусковая дорожка устроена в виде рельсового пути с тележками, то

обетонирование в местах первоначального размещения опор выполняют

после перестановки тележек. Если же спусковая дорожка имеет роликовые

опоры, то для обетонирования в местах опор трубопровод перекладывают

на временные дополнительные опоры с отметками верха выше отметок ро-

ликовых опор. Временные опоры устанавливают по оси спусковой дорож-

ки между роликовыми опорами [9, 15].

При поставке на строительно-монтажную площадку труб с заво-

дским бетонным покрытием на спусковой дорожке выполняется только за-

моноличивание бетоном коротких участков со стыками труб. Для монтажа

обетонированных труб диаметром 1220 мм можно использовать трубоук-

ладчики Т3560, а для труб диаметром 1420 мм – трубоукладчики ТГ-502 и

К-594. Монтаж трубопровода непосредственно на спусковой дорожке по-

зволяет уменьшить ширину строительно-монтажной площадки.

При монтаже нитки трубопровода параллельно монтируют спуско-

вую дорожку и сам трубопровод. Кроме того нет необходимости устраи-

вать дополнительные опоры на роликовой спусковой дорожке для обето-

нирования трубопровода.

При последовательном протаскивании нескольких плетей трубопро-

вода организация и технология производства работ зависят от числа пле-

тей. Возможны следующие варианты подготовки к укладке: две плети, три

плети, больше трех плетей.

При подготовке двух плетей сварка, испытание и обетонирование од-

ной плети могут быть выполнены на стапеле, а второй плети – на спуско-

вой дорожке (рис. 3.3, а). Можно также выполнять эти работы на стапеле,

расположенном по обе стороны от спусковой дорожки (рис. 3.3, б). При

подготовке трех плетей можно все операции вести на одной линии, перека-

тывая готовые к укладке плети к спусковой дорожке, или выполнять техно-

логические операции на двух линиях, разделенных проездом для машин:

сварку и испытание – на одной линии, нанесение изоляции и балластиров-

ку – на другой.При выполнении технологических операций на двух линиях

подачу плетей с одной линии, на которой ведут сварку и испытание, на

другую линию, на которой выполняют изоляцию и балластировку, осуще-

ствляют кранами-трубоукладчиками. Вначале трубоукладчики перекатыва-

ют плеть способом "на себя" до середины проезда, затем трубоукладчики

переходят на другую сторону плети и перемещают ее способом "от себя".

Готовые к укладке плети откатывают к спусковой дорожке.

Преимущество производства работ на двух технологических линиях

заключается в том, что совмещаются технологические операции сварки и

изоляции и сокращаются общие сроки работ на строительно-монтажной

площадке. Недостатком этой организационной схемы является увеличение

ширины строительно-монтажной площадки и необходимость перекладки

плетей с одной линии на другую. При подготовке трех плетей может быть

использована схема с симметричным расположением монтажной площад-

ки относительно спусковой дорожки (рис. 3.3, в). Технологические опера-

ции можно выполнять в следующей последовательности. Первую плеть

сваривают, изолируют и балластируют параллельно спусковой дорожке,

затем готовую плеть перекатывают на спусковую дорожку. Подготовку

второй плети ведут параллельно первой с другой стороны спусковой до-

рожки. После окончания каждого вида работ на первой плети эти работы

выполняют на второй. Подготовку третьей плети ведут на месте монтажа

первой, выполняя все виды работ по мере окончания их на второй плети.

Эта схема производства работ требует предварительного, до начала сварки

плетей, устройства спусковой дорожки.

Рис. 3.3. Технологические схемы подготовки плетей трубопровода

а – трубопровод протаскивается двумя плетями (все работы на первой и второй

плетях выполняются последовательно); б – трубопровод протаскивается двумя

плетями; в – трубопровод протаскивается тремя плетями; г – подготовка нескольких

плетей на одной технологической линии строительно-монтажной площадки;

1 – сварка звеньев трубопровода; 2 – изоляция плети; 3 – балластировка плети;

4 – направляющие балки для перекатывания плети; 5 – ось спусковой дорожки;

6 – выдвижные балочные опоры на криволинейном участке

При подготовке более трех плетей на переходе все технологические

процессы могут быть выполнены на одной или двух технологических ли-

ниях, расположенных с одной стороны от спусковой дорожки: организация

и технология работ аналогичны описанным выше (рис. 3.3, г).

При подготовке плетей на двух технологических линиях сварочно-

монтажные работы, которые выполняются на первой линии, и работы по

изоляции и балластировке плетей, которые ведутся на второй линии, могут

осуществляться одновременно и независимо одна от другой.

Трубопровод, подготовленный на стапельной площадке, обычно ук-

ладывают на дно подводной траншеи свободным погружением. Стацио-

нарная стапельная площадка является составной частью строительной ба-

зы, в которую входят следующие основные сооружения и механизмы:

- подъездные пути (дороги) для подвоза труб и передвижения гру-

зоподъемных механизмов, в том числе кранов-трубоукладчиков;

- портальный, башенный или гусеничный кран соответствующей

грузоподъемности для разгрузки труб с автомашин или плавучих

средств и для других погрузочно-разгрузочных работ;

- лебедки и другие механизмы для перемещения труб по стапелю и

спуска плетей трубопровода на воду;

- сварочное оборудование;

- мастерские для текущего ремонта;

- помещение для хранения материалов;

- бытовые помещения.

Стационарная стапельная площадка, расположенная параллельно

урезу воды, имеет горизонтальную и наклонную части. Одна из возмож-

ных конструкций стационарной стапельной площадки имеет следующие

характеристики. На основание из круглых деревянных свай на шипах укла-

дывают продольные деревянные насадки из круглых бревен, скрепленных

со сваями строительными скобами. Для предотвращения быстрого износа

насадки покрывают полосовым железом толщиной 2 – 3 мм.

Ширину горизонтальной части стапельной площадки определяют в

зависимости от числа одновременно обрабатываемых труб и обычно при-

нимают равной 10 – 15 м. Ширину наклонной части определяют по услови-

ям местности и заданному углу наклона, который обычно принимается

равным 25 – 30. Длину стапельной площадки, зависящую от длины свари-

ваемых плетей, принимают обычно равной 150 – 200 м.

Временные стапельные площадки, расположенные вблизи или на

месте перехода, можно устраивать параллельно или перпендикулярно к

урезу воды в зависимости от рельефа берега. Временная стапельная пло-

щадка представляет собой тщательно спланированную грунтовую поверх-

ность, на которую укладывают перпендикулярно или параллельно урезу

воды, в зависимости от расположения площадки, бревна или непригодные

по прямому назначению трубы небольшого диаметра. Механизмы для обо-

рудования временной стапельной площадки подбирают в соответствии с

проектом производства работ.

Для удобства спуска на воду плетей трубопровода с отводами при

расположении стапеля вдоль берега на стапельной площадке приваривают

отводы небольшой длины - около 5 м. Наращивание отводом до их проект-

ной длины обычно выполняют на плаву в створе перехода при помощи

плавучей камеры. Короткие отводы приваривают на стапеле к прямым уча-

сткам трубопровода при расположении отводов в горизонтальной плоско-

сти. Отводы приваривают вблизи кромки наклонной части стапеля таким

образом, чтобы они были направлены в сторону, противоположную водо-

ему. Такое положение позволяет спускать плети на воду или наклонную

часть стапеля путем их разворота на 180° [3].

3.2. ЗЕМЛЯНЫЕ РАБОТЫ

Подводное исполнение переходов предполагает значительный объ-

ем земляных работ. По данным различных источников, стоимость подвод-

ных земляных работ составляет от 50 до 70 % стоимости строительства ПП

[7,19].

В состав земляных работ входят:

− срезка крутых береговых склонов;

− разработка траншей на русловых, береговых и пойменных уча-

стках;

− засыпка траншей;

− укрепление берегов;

− устройство водоотводных канав, перемычек;

− планировка береговых строительных площадок и др.

Значительное снижение стоимости и трудоемкости, а также сокра-

щение сроков строительства ПП достигаются в результате применения

эффективных способов производства подводных земляных работ и по-

вышения их механизации.

Технология устройства подводных траншей для трубопроводов от-

личается от технологии подводных земляных работ при строительстве

других гидротехнических сооружений, так как подводные траншеи пред-

ставляют собой узкопрофильную выемку, направленную поперек тече-

ния. Эти особенности производства земляных работ при строительстве

подводного трубопровода обусловливают применение специальных ма-

шин и оборудования.