Технология прокладки трубопроводов в болотах

Строительство трубопроводов на болотах имеет существенное отличие от строительства на равнине, сложенной плотными грунтами, только в период, когда поверхность болота не промерзла на глубину, обеспечивающую нормальную работу механизированных колонн.

На болотах и заболоченных участках должна предусматриваться подземная прокладка трубопроводов.

Как исключение, при соответствующем обосновании, допускается укладка трубопроводов по поверхности болота в теле насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная прокладка).

При этом должна быть обеспечена прочность трубопровода, общая устойчивость его в продольном направлении и против всплытия.

Прокладку трубопровода на болотах следует предусматривать, как правило, прямолинейно с минимальным числом поворотов. В местах поворотов следует применять упругий изгиб трубопроводов.

Применительно к трубопроводному строительству болота классифицируются следующим образом:

I тип – болота, заполненные торфом устойчивой консистенции, допускающие работу и неоднократный проход строительных машин и механизмов с удельным давлением на грунт 0,02¸0,03 МПа;

II тип – болота, целиком заполненные торфом неустойчивой консистенции, допускающие работу машин и механизмов с удельным давлением на грунт до 0,01¸0,02 МПа;

III тип– болота, допускающие работу только плавучих машин и механизмов.

В зависимости от типа болот участки трубопровода относят к той или иной категории в соответствии с требованиями СНиП 2.05.06-85, т.е. тип болота определяет не только технологическую схему ведения строительных работ, но и те требования, которые должны предъявляться к прочности и устойчивости трубопроводов.

• Перед выполнением основных работ по сооружению трубопроводов на болотах выполняются подготовительные работы, которые зависят от состояния (мерзлое, талое) и типа болот.
• В случае мерзлого грунта производится расчистка трассы, промораживание грунта и устройство лежневой дороги.
• В случае талого грунта подготовка трассы заключается в следующем:
• ü выемка торфа бульдозером или экскаватором, установленном на плавсредстве;
• ü отсыпка грунта производится при большой глубине болота; отсыпка производится с берега автосамосвалом или гидронамывом;
• ü песчаные сваи устраивают с целью уменьшения количества песка по сравнению с предыдущей схемой;
• ü осушение болот с помощью водоотливных дренажных канав.

Земляные работы по рытью траншей в зависимости от состояния грунта могут выполняться по-разному. Земляные работы в мерзлом грунте осуществляются как и на равнине в обычном грунте. В талом грунте земляные работы выполняются следующим образом:

ü взрывом – при небольшой ширине труднопроходимого болота глубиной до 2¸3 м;

1. ü бульдозером и экскаватором – когда глубина слоя торфа не превышает 0,5¸1 м, бульдозер снимает слой торфа до минерального грунта, а экскаватор, оборудованный обратной лопатой, разрабатывает траншею на необходимую глубину;
2. ü экскаватором со щитов, на салазках или на понтоне;
3. ü землесосом.

Сварка трубопровода в нитку, изоляция и укладка выполняются по различным технологическим схемам для замерзшего и талого состояния болот.

При замерзшем болоте, когда становится возможным движение по нему механизированных колонн, технология строительства ничем не отличается от технологии на равнинной местности.

В случае талого грунта сварка и изоляция трубопровода осуществляется на одном из берегов болота. Укладка же может выполняться по одному из приведенных ниже вариантов:

· протаскивание подготовленного трубопровода, которое производится с помощью тягового троса, заранее проложенного в подготовленной в болоте траншее.

Укладка протаскиванием целесообразна в тех случаях, когда проезд кранов-трубоукладчиков по поверхности болота невозможен, а балластировка труб сделана на берегу.

При отрицательной плавучести трубопровод сразу протаскивают по дну, а при положительной – внутрь трубы заливают воду, и трубопровод опускается на дно;

· укладка методом сплава: трубопровод выводят в траншею на плаву, перемещая его с берега. Общая длина сплавляемого трубопровода может достигать нескольких километров. Этот метод очень эффективен на труднопроходимых болотах при условиях, что траншея подготовлена заранее, например, в зимнее время.

Участки газопроводов, прокладываемые в подводной траншее через болота или заливные поймы, а также в обводненных районах, должны быть рассчитаны против всплытия (на устойчивость положения).

Устойчивость трубопровода на болоте определяется из условия:

где Б – вес балласта в воде, приходящийся на единицу длины трубопровода, Н/м; qвс – плавучесть трубопровода, Н/м; kМ – коэффициент, зависящий от вида пригрузки или закрепления; kув – коэффициент устойчивости против всплытия (kув = 1,07); Q – вес единицы длины изолированного и футерованного трубопровода, заполненного продуктом, Н/м.

При Б < 0, трубопровод обладает отрицательной плавучестью и пригрузка не требуется, при Б > 0 трубопровод необходимо пригружать. Вес пригруза в воздухе определяется следующим образом:

где – удельный вес балласта в воздухе; – удельный вес воды.

Расстояние между отдельными грузами определяется по формуле:

где V –объем одного пригруза.

При утяжелении трубопровода грунтом последний обрабатывают специальным связывающим материалом – отходом переработки нефти. Грунт, смешанный с таким материалом, через некоторое время образует прочный конгломерат и схватывается как с трубой, так и со стенками траншеи.

Закрепление трубопровода анкерами выполняется тремя основными способами – завинчиванием анкеров, забивкой и выстреливанием их из гарпунной пушки (рис. 6.2). Длина анкеров – 3¸7 м. Трубопровод крепится к анкерам специальным силовым поясом, представляющим металлическую ленту шириной от 20 до 70 см. Под ленту подкладывают мягкий материал для более равномерного распределения давления на изоляционное покрытие. Недостатком анкерных креплений является то, что они создают в трубопроводе дополнительные напряжения и могут нарушить сплошность изоляционного покрытия.

Рис. 6.2. Схема закрепления трубопровода

Способы укладки трубопроводов на болотах



• Обратная связь
• ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ
• Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение
• Как определить диапазон голоса — ваш вокал
• Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими
• Целительная привычка
• Как самому избавиться от обидчивости
• Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам
• Тренинг уверенности в себе
• Вкуснейший «Салат из свеклы с чесноком»
• Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

1. Как научиться брать на себя ответственность
2. Зачем нужны границы в отношениях с детьми?
3. Световозвращающие элементы на детской одежде
4. Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия
5. Как слышать голос Бога
6. Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)
7. Глава 3. Завет мужчины с женщиной
8. 

Оси и плоскости тела человека — Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков — Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) — В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

. Изоляционно-укладочные работы в условиях болот следует выполнять преимущественно в зимнее время с использованием технологических схем, которые применяют в обычных условиях.

При строительстве трубопроводов на заболоченной и обводненной местности (включая работы по их укладке и балластировке) в зависимости от грунтовых условий трассы и времени года могут быть использованы различные методы, основные из которых сведены в Укладку трубопровода на периодически затопляемой заболоченной или обводненной (заозеренной) местности, если он забалластирован путем предварительного обетонирования труб или за счет применения утяжелителей кольцевого типа, с учетом характера местности и гидрогеологических условий можно производить следующими способами:подачей на монтаж, сборкой и сваркой обетонированных труб непосредственно в траншеи (т.е. в проектном положении);протаскиванием с монтажной площадки или берегового спускового казала длинномерных плетей по дну траншеи или водоема (в летний период);сплавом длинномерных плетей, оснащенных поплавками по обводненной траншее или водоему с последующей отстроповкой поплавков;с бермы траншеи колонной трубоукладчиков цикличными способами («переездом» или «перехватом»);путем выемки грунта в пределах требуемого профиля траншеи из-под смонтированной на поверхности болота плети трубопровода, положение оси которого должно соответствовать заданному проектом створу («бесподъемный» способ укладки).

• Учитывая значительно увеличенный вес забалластированных плетей или труб, а также повышенную их жесткость (особенно, когда трубы имеют сплошное бетонное покрытие, нанесенное методом набрызга), при выборе той или иной технологии укладки необходимо на стадии разработки ППР выполнить соответствующие расчетные обоснования, в частности, для схем, где предусмотрен монтажный изгиб трубопровода.
• Обетонированные трубы, получаемые с завода, должны иметь маркировку с указанием их массы с точностью до 7%, а также величины отрицательной плавучести (веса под водой) при объемной массе воды равной 1000 кг/м.
• Для беспрепятственного прохода сварочно-монтажной бригады н изоляционно-укладочной колонны по болоту при минусовой температуре окружающего воздуха толщина промороженного слоя торфяной залежи должна быть не менее 1,0 м.
• Строительство трубопроводов на болотах сплавинного типа в зимнее время при их глубине более 3 м с промороженной естественным или искусственным путем торфяной залежью не менее 1 м предусматривает устройство вдольтрассовых проездов для автотранспорта и строительных машин, а также для выполнения работ по монтажу, сварке, изоляции и укладке трубопровода; технология производства этих работ должна быть такая же как и в обычных условиях.

Укладку трубопровода в летний период на болотах с высокой обводненностью и на заозеренных участках трассы, где работы предстоит вести методом сплава, необходимо придерживаться следующего технологического порядка: на монтажной площадке выкладывают трубы или секции в створе траншеи, сваривают их в плеть, изолируют зоны стыков, балластирует путем навески кольцевых пригрузов, закрепляют на трубопроводе поплавки, а затем с помощью лебедок или других тяговых средств заготовленную плеть сплавляют вдоль оси заранее разработанной траншеи. На освободившееся место на монтажной площадке выкладывают другие трубы и повторяют те же операции. Процесс наращивания сплавляемого участка длится до тех пор, пока головной конец плети не окажется на противоположном берегу болота. После окончания сплава трубопровод опускают на дно траншеи путем последовательной отстроповки поплавков, которые оснащены специальными механическими замками с дистанционным приводом.

Способ сплава целесообразно применять в тех случаях, когда на строительство поступают трубы с заводским балластирующим покрытием (обетонированные), при этом отпадает необходимость в выполнении работ по навеске утяжеляющих кольцевых пригрузов.

Для уменьшения усилий, требуемых для осуществления сплава, при наличии обетонированных труб появляется возможность применять на монтажной площадке спусковые рольганги вместо обычно используемых для этих целей трубоукладчиков.

В целях обеспечения безопасности производства работ не допускается нахождение людей в момент отстроповки поплавков на расстоянии ближе 20 м от места выполнения этой операции.Для перемещения рабочих вдоль плавающего трубопровода следует использовать инвентарные плавсредства (надувные лодки, плоты и т.п.).

В приурезной части перехода в этих целях могут применяться сборно-разборные помосты.Не допускается проход людей по плавающему трубопроводу: запрещайся устраивать помосты с использованием в качестве одной из опор плети, находящейся на плаву.

Используемые при сплаве поплавки должны быть связаны между собой канатом, проложенным вдоль плети и предназначенным для организованного их сбора на берегу после отстроповки.

Конструкция поплавков, их грузоподъемность (полезная положительная плавучесть), а также расстояния между ними вдоль сплавляемого трубопровода должны быть обоснованы расчетным путем и отражены в ППР. При этом должна быть установлена наиболее рациональная взаимосвязь между грузоподъемностью и расстановкой поплавков, позволяющая при заданной глубине погружения трубопровода получить напряжения изгиба либо возможно минимальные, либо не превышающие установленного допустимого значения.

Прокладка трубопроводов через болота 1,2,3 типа

• Прокладка трубопроводов на сильно
• Пересеченной местности
• Как показывает практика, строительство трубопроводов в
• условиях сильно пересеченной и горной местности – весьма сложная в
• инженерно-техническом и организационном отношениях задача, осложняющие факторы при этом:
• • значительное число горных рек и ручьев;
• • продольные склоны местности, достигают αn = 30° и более на участках
• большой протяженности;
• • косогорные участки с поперечными уклонами αк = 40° и более;
• • наличие скальных пород;
• • залесенность трассы на значительном протяжении;
• • большое количество осадков в весенне-летний период;
• • наличие селевых потоков и оползней.
• В зависимости от перечисленных факторов прокладку трубопроводов
• осуществляют открытым или закрытым способом.
• Закрытый способ (бестраншейная проходка) применяют обычно без
• ограничений инженерно-геологических и гидрологических условий, но
• необходимо учитывать его высокую стоимость. Этот способ широко
• распространен в мировой практике трубопроводного строительства, в России
• также все большее применение получают бестраншейные методы прокладки,
• такие как микротоннелирование и тоннельная проходка.
• Микротоннелированиеиспользуется не только при прокладке
• трубопроводов в сильно пересеченнной и горной местности, но и при
• строительстве переходов через другие естественные и искусственные

1. препятствия.
2. При строительстве коллекторов для подземных городских инженерных
3. коммуникаций г.Москвы успешно применялся отечественный
4. горнопроходческий комплекс «Топаз» (разработка Мосинжстроя).
5. При строительстве Стройтрансгазом газопровода «Голубой поток», в
6. частности при сооружении двух тоннельных переходов через хребты Кобыла и
7. Безымянный протяженностью 2082 и 988 м соответственно, субподрядная
8. организация ООО «НПО Мостовик» применила тоннельный щитовой комплекс
9. «LOVAT».
10. Тоннельную проходку осуществляют с применением различных марок
11. отечественных и зарубежных горнопроходческих комбайнов с возведением
12. сборной или монолитной железобетонной обделки. Например, при
13. строительстве газопровода «Голубой поток» было привлечено ОАО
14. «Тоннельный отряд №44» для проходки 196-метрового тоннеля через отроги
15. хребта «Безымянный».
16. Прокладку трубопровода внутри построенного тоннеля осуществляют
17. методом постепенного наращивания и протаскивания. Трубопровод
18. укладывают на роликоопоры или непосредственно на дно тоннеля, при этом
19. для защиты изоляции применяются кольцевые поливинилхлоридные хомуты.
20. В случае строительства непроходного тоннеля пространство между
21. трубопроводом и стенками обделки можно заполнять цементно-песчаным
22. раствором.
23. Расчет основных параметров буровзрывных работ
24. При строительстве трубопроводов в горах
25. В скальных грунтах перед разработкой траншеи
26. одноковшовыми экскаваторами необходимо предварительно рыхлить грунт
27. взрывным способом. Рыхление осуществляется группой небольших

зарядов, помещенных в шпуры – цилиндрические полости диаметром до 85 мми длиной до 5 м. В качестве взрывчатых веществ (ВВ) применяютсязерногранулиты, игданиты, гранулиты, аммониты.

• Расчет величины заряда в шпуре Qзарведется из предположения, что при
• взрыве образуется воронка, объем которой V связан с величиной Qзар
• соотношением

Qзар = АрV, (4.41)

где Ар – удельный расход ВВ на рыхление, величина которого для эталонного

ВВ (аммонита № 6 ЖВ) приведена в табл. 4.1 в зависимости от категории

1. крепости породы.
2. Объем воронки определим через радиус r и глубины W, которая
3. называется линией наименьшего сопротивления (кратчайшее расстояние от
4. центра заряда до свободной поверхности):
5. В процессе устройства полок часто производят взрывы на выброс,
6. получая профиль полки, близкий к проектному. Заряды размещают в один, два
7. или три ряда в зависимости от крутизны косогора и ширины полки [10]. Для
8. размещения зарядов используют как шпуры, так и скважины – цилиндрические
9. полости диаметром 85-200 мм и длиной до 20 м. Расстояние между рядами
10. назначаются таким образом, чтобы воронки взрывов смежных рядов

перекрывали друг друга (рис. 4.10). Зоны, заштрихованные на риснуке,

• дорабатывают механизированным способом. Первый ряд располагают у
• основания откоса полки, так чтобы центры зарядов находились на уровне
• подошвы при этом W1=Bsinα
• к, r1 = nW1. Второй ряд располагается на
• расстоянии и от первого, ориентировочно равном b = 1,2r1/n. Аналогично
• отыскивается положение третьего ряда.

1. При расположении центра заряда на расстоянии W от поверхности грунта
2. длина перебураlпер =lзар, в то же время рекомендуемое значение lпер= (0,1–
3. 0,15)W. Приравняв правые части этих уравнений, имеем lпер = (0,2–0,3)W; длина
4. скважины L = W + lпер= (1,1–115)W. Величина заряда определяется по
5. формуле:
6. Qзар= АрW3(0,6n3 + 0,4) .
7. Прокладка трубопроводов через болота 1,2,3 типа
8. И обводненные участки
9. Трубопроводы, прокладываемые в Сибири и на Крайнем
10. Севере, на значительном протяжении пересекают болота и заболоченные
11. участки
12. Болото (торфяник) – избыточно увлажненный участок земной
13. поверхности, покрытый слоем торфа мощностью 0,5 м и более, при мощности
14. менее 0,5 м – заболоченные земли.
15. Прокладку трубопроводов на болотах и обводненных участках
16. целесообразно производить преимущественно в зимнее время, когда верхний
17. торфяной покров промерзнет (используются специальные мероприятия по
18. ускорению промерзания грунта) на такую глубину, при которой нормально
19. работают механизированные колонны, и в этом случае технология
20. строительства будет такой же, как и в нормальных условиях.
21. В остальные времена года в технологию будут вноситься существенные
22. изменения в зависимости от типа болота, его параметров и параметров
23. укладываемых труб.
24. Болота по характеру передвижения по ним строительной техники делятся
25. на следующие типы
26. I – болота, целиком заполненные торфом, на которых допускаются работа
27. и неоднократное передвижение болотной техники с удельным давлением 0,02 –
28. 0,03 МПа (0,2 – 0,3 кгс/см2) или работа обычной техники с помощью щитов,
29. сланей и дорог, снижающих удельное давление на поверхность залежи до 0,02
30. МПа (0,2 кгс/см2);__
31. II – болота, целиком заполненные торфом, на них допускаются работа и
32. передвижение строительной техники только по щитам, сланям или дорогам,
33. снижающим удельное давление на поверхность залежи до 0,01 МПа (0,1
34. кгс/см2);
35. III– болота, заполненные растекающимся торфом и водой с плавающей
36. торфяной коркой. Здесь допускаются работа только специальной техники на
37. понтонах или обычной техники с плавучих средств.
38. На болотах и заболоченных участках должна, как правило,
39. предусматриваться подземная прокладка трубопроводов и, как исключение,
40. при соответствующем обосновании – укладка трубопровода по поверхности
41. болота в теле насыпи (наземная прокладка) или на опорах (надземная
42. прокладка).
43. При соответствующем обосновании в случае подземной прокладки
44. трубопроводов через болота II и I типов длиной свыше 500 м допускается
45. предусматривать прокладку резервной нитки.
46. Подземная прокладка трубопроводов в зависимости от времени года,
47. методов производства работ, степени обводненности, несущей способности
48. грунта и оснащенности строительного участка оборудованием осуществляется
49. следующими способами:
50. • укладкой с бермы траншеи или лежневой дороги (как в нормальных
51. условиях);
52. • в специально создаваемую в пределах болота насыпь;
53. • сплавом;
54. • протаскиванием по дну траншеи (аналог строительства подводных
55. переходов).__
56. Прокладка трубопроводов на

Трубопроводы на заболоченных участках — Пути российской нефти

 Энциклопедия технологий

Болота занимают огромные площади в России. Это равнинные участки земли, которые когда-то были либо озерами, либо заболачивались из-за избыточного переувлажнения.

Для болот характерно наличие мощного слоя обводненных органических отложений — торфа. Генезис болот сказывается на его разрезе: у заросших озер под слоем торфа находится слой погребенного ила, заболоченные же участки такого слоя лишены.

Строение болота имеет важное значение при проектировании прокладки траншей. 

Болота могут быть полностью заполнены торфом, растекающимся под нагрузкой, на поверхности воды при этом будет так называемая плавающая сплавина — эластичная растительная субстанция. 

Наличие насыщенного водой торфяного слоя мощностью около 0,5 метра уже служит основанием для перевода данной территории в разряд заболоченной.

Все это требует применения специальной техники, способной работать на обводненных участках, или особой подготовки трассы трубопровода.

Также на болотах возникает специфическая проблема всплывания трубопровода, уложенного в обводненном торфяном массиве, либо его погружения в слабых грунтах.

Решения

Прокладка трассы трубопровода в болотистой зоне требует проведения углубленных инженерно-геологических и гидрологических изысканий. 

В зависимости от стадии развития болота и его происхождения различаются и условия работы техники. В частности необходимо выбрать, какую технику можно будет использовать на конкретных участках: на широких гусеницах, обычную на специальных щитах или же на понтонах.

Если позволяют климатические условия, то прокладку траншеи рекомендуется проводить в зимнее время, когда создаются условия для движения по поверхности болота разнообразной техники. При этом разрабатывается комплекс мер по уменьшению промерзания полосы будущей траншеи. 

Кроме этого, проходку траншей возможно проводить взрывным способом с применением шнуровых зарядов длиной 100–200 метров, в результате чего в торфяном массиве образуется траншея, достаточная для спуска в нее трубопровода непосредственно с поверхности воды. 

Трубопроводы, которые в рабочем состоянии будут легче воды, в зоне распространения обводненных болот или на периодически затопляемых участках необходимо проводить с анкеровкой или балластированием.

Балластирование может осуществляться формированием бетонной рубашки в заводских условиях, нанесением бетона на месте или приложением внешних грузов.

При этом требуется учесть повышенную жесткость забалластированных плетей, не допуская излишних изгибов. 

Способ применения ввинчивающихся в грунт анкеров наиболее предпочтителен на участках, расположенных на большом удалении от железных дорог или иных коммуникаций, обеспечивающих регулярный подвоз массивных грузов. 

В ряде случаев трубопровод может быть уложен на насыпь из минерального грунта, которая равномерно распределяет нагрузку от трубопровода по поверхности торфяных масс. Еще одним способом улучшения несущих способностей заболоченной территории является установка так называемых песчаных свай, то есть сооружение в торфяном слое вертикальных колонн из уплотненного песка. 

Технология прокладки трубопроводов в болотах, особенно глубоких и обводненных, может приближаться и к технологии работ на обычных равнинных участках с минеральными грунтами, и к технологии подводных работ, что требует особо тщательной проработки маршрута и возможных инженерных решений. 

Строительство магистральных трубопроводов в российских болотах

Оригинальная технология Pipe Express для сооружения переходов магистральных трубопроводов через искусственные и естественные препятствия полу-бестраншейным способом разработана Германской компанией Herrenknecht AG.

Данная технология прокладки труб диаметром от 800 до 1500 мм на глубину не более 2,5 м, является альтернативой традиционному траншейному способу прокладки трубопроводов и оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду, одновременно минимизируют затраты на строительство [1].

Основной элемент Pipe Express ‒ туннельная бурильная машина, оснащенная землеройным оборудованием.

Она разрабатывает траншею на глубине следования трубопровода, прокладывает туннель полуметрового диаметра, протягивает в него трубу и удаляет выработанный грунт.

Причем все перечисленное происходит одновременно. Туннельная буровая машина, имеет на поверхности ходовую часть, а под землей буровое устройство.

Базовая эксплуатационная машина на гусеничном ходу сопровождает работу всей системы и задает маршрут прокладки.

Машина снабжена рабочим местом оператора, механизмом отбора мощности от дизеля, гидросистемой с высокопроизводительным насосом, органами контроля и управления туннельного проходчика, а также контейнером для бентонита (природный глинистый минерал, применяемый для уменьшения трения между наружной поверхностью трубы и землей). Благодаря установленному на машине крану-манипулятору развертывание и сборка в транспортное положение всего комплекса проходит за короткое время.

Внедрение технологии Pipe Express на территории России идеально подходит для проектов, в которых уровень грунтовых вод находится всего в нескольких сантиметрах от поверхности, например, в болотистой местности.

• Рисунок 1 ‒ Технология Pipe Express:
• 1 ‒ базовая эксплуатационная машина; 2 ‒ туннельная бурильная машина
• Основные преимущества технологии Pipe Express:
• 1. Сокращение ширины рабочей полосы в сравнении с традиционным траншейным способом до 70 %;

1.                                       Рисунок 2 ‒ Ширина рабочей полосы
2. 2. Минимизация использования тяжелой землеройной техники и затрат на привлечение рабочей силы, тем самым увеличивая безопасность проведения работ;
3. 3. Отсутствие необходимости водопонижения грунта;

4. Благодаря быстрому монтажу трубопровода в один этап количество выбросов выхлопных газов и влияние на окружающую природу значительно снижается.

Анализируя распространённость болот в России [3-4] и  характер передвижения по ним строительной техники  можно сделать вывод, что применение технологии Pipe Express возможно на болотах [5].

Адаптирование технологии Pipe Express к условиям России возможно, только при модернизации и использовании дополнительных устройств в ходе сооружения трубопроводов, а именно:

1.

Согласно [5] первый тип болота (по характеру передвижения по ним строительной техники) – это болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократное передвижение болотной техники с удельным давлением от 0,02 до 0,03 МПа или работу обычной техники с помощью дорожного покрытия быстрого развертывания, сланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,02 МПа.

В нашем случае, туннельная буровая машина имеет пневмоколёсный ход, следовательно, использовать её будет затруднительно, машина будет постоянно застревать и тормозить процесс прокладки трубы.

Мы предлагаем использовать накидные резиновые гусеницы. Данный метод широко используют для спецтехники. Он позволяет распределить нагрузку, передаваемую на колеса равномерно, тем самым снижая удельное давление на грунт.

Представленные на рис. 3 гусеницы выпускает компания Solideal.

Рисунок 3 ‒ Резинометаллические гусеницы

2. Возможен способ применения технологии Pipe Express на болотах первого и второго типов с использованием  модульного дорожного покрытия быстрого развертывания.

Модульное дорожное покрытие МДП Р-ТЭК ‒ конструктивно представляют собой плиты, изготовленные из полимерных композиционных материалов c установленными на них замковыми устройствами, которые позволяют быстро возвести временные дороги и строительные площадки на участках со сложными геологическими условиями.

Данное покрытие идеально подходит при строительстве временных проездов и площадок на слабых грунтах, обводненных участках местности, болотах I и II типов, обеспечивают проезд колёсной и гусеничной техники общей массой до 120 т.

Рисунок 4 ‒ Модульное дорожное покрытие МДП Р-ТЭК

3. Третий тип болота (по характеру передвижения по ним строительной техники) ‒ болота, заполненные растекающимся торфом и водой с плавающей торфяной коркой, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств [5]. Технологию Pipe Express можно использовать с помощью модульных понтонов.

Однако необходимо учесть, что в средней части буровой машины присутствует скребковая конвейерная лента и вертикальная металлическая стойка. Поэтому не представляется возможным использовать понтон целиком, необходимо отдельно ставить модуль понтона на правую и левую части.

Данное предположение будет эффективным, только при взаимном закреплении тросами правой и левой частей понтона, а так же, закрепление направляющими тросами на сухопутной части.

Литература:

1. Научный журнал «Спецтехника и нефтегазовое оборудование» –2013. – №2 – 84 с.

Способ прокладки трубопровода на заболоченной местности

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении трубопроводов в районах распространения болот.

Известны способ подземной прокладки трубопроводов в слое торфа (в болоте) и способ наземной прокладки по поверхности болота с устройством над трубопроводом насыпи требуемых размеров [1, стр. 222].

Прокладка трубопровода по поверхности болота в насыпи является экономически выгодным и технически целесообразным способом [2, 3]. Однако в ряде случаев — при наличии на болоте ручьев, водотоков, примыкании болота к заливаемой пойме и т.д. [1, стр. 224, посл. абзац] — подземный способ прокладки является единственно возможным.

К недостатку подземного способа прокладки на болоте следует отнести появление в трубе в местах ее перехода из минерального грунта в торф и обратно больших изгибающих моментов из-за осадки трубы в торфе. В результате в указанных местах перехода в трубе развиваются большие продольные напряжения, которые могут превышать допустимую по СНиП [4] величину.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ прокладки трубопровода на заболоченной местности [5], включающий определение границ участков минерального и торфяного грунтов, подземную прокладку в минеральном грунте и наземную по поверхности торфа прокладку в насыпи при переходе болота с защемлением трубопровода на границах данных участков. В соответствии с этим способом, трубопровод в профиле из подземного в наземный способ прокладки прокладывают по кривой поворота с минимально допустимым из условия прочности радиусом упругого изгиба трубы, при этом кривую поворота располагают преимущественно в слое торфа и обеспечивают совмещение ее начала с краем болота, а в плане трубопровод укладывают по поверхности торфа под насыпью, также с искривлением оси упругим изгибом и расположением вершины поворота посередине перехода через болото.

• Недостатком наиболее близкого к заявляемому способа является ограниченная область его применения лишь для наземной прокладки на поверхности болота в насыпи.
• Цель изобретения — повышение надежности подземного способа прокладки трубопроводов на болотах путем снижения напряженного состояния трубы по мере ее неравномерной осадки в слое торфа.
• Поставленная цель достигается тем, что в способе прокладки, включающем определение границ участков минерального и торфяного грунтов, подземную прокладку на переходе через болото с кривыми поворота в плане по максимально большому радиусу и в профиле по минимально допустимому из условия прочности радиусу упругого изгиба трубы, совмещение начала кривых с краями болота и защемление их в минеральном грунте, кривыми поворота придают трубопроводу в профиле относительно его прямолинейного положения начальное превышение Δh, расположенное в слое торфа и равное осадке трубы S от эксплутационных нагрузок и воздействий.
• Заявителю не известны из патентной и технической информации следующие признаки изобретения, обладающие новизной: — кривыми поворота придают трубопроводу в профиле относительно его прямолинейного положения начальное превышение Δh, расположенное в слое торфа;
• — начальное превышение Δh равно осадке трубы S от эксплуатационных нагрузок и воздействий.
• Приведенные существенные отличительные признаки позволяют считать заявленное изобретение новым.
• Изобретение может быть применено при строительстве нефтегазопроводов в условиях болот.
• Предлагаемый способ повышает надежность трубопроводов на болтах путем исключения дополнительных напряжений в трубе при ее неравномерной осадке в слое торфа.
• Изложенное позволяет сделать вывод, что заявленное изобретение соответствует критерию «Промышленная применимость».
• Данное изобретение соответствует также критерию «Изобретательский уровень» в силу того, что существенные отличительные признаки в совокупности с известными позволяют решить поставленную задачу нетрадиционным способом.

Заявленный способ прокладки поясняется чертежами, где на фиг.1 показана в профиле геометрия трубопровода при укладке (сплошная линия) и после укладки при ожидаемой осадке трубы (штриховая линия); на фиг.2 — геометрия трубопровода в плане при укладке (сплошная линия) и после укладки при ожидаемом перемещении трубы от внутренних воздействий (штриховая линия).

После определения границ участков, т. е. местоположения края болота (точки А), трубопровод 1 упругим изгибом трубы прокладывают в пределах болота с начальным превышением Δh относительно прямолинейного положения OAF (фиг.1).

Упругий изгиб трубы создается отрывкой траншеи по заданному профилю. Кривая поворота АС состоит из двух участков АБ и БС, радиус упругого изгиба ρ0 которых является минимальным из условия прочности трубы от расчетных эксплутационных нагрузок и внутренних воздействий.

Радиус ρ0 определяется расчетом трубопровода с учетом совместной деформации трубы и окружающего торфа согласно разделу 8 СНиП [4]. В любом случае радиус ρ0 при первом поверочном расчете можно принимать равным ρmin по таблице 5 СНиП III-42-80 «Магистральные трубопроводы.

Правила производства и приемки работ».

Начальное превышение трубы Δh принимается равным величине расчетной прогнозируемой осадке трубы S. По мере осадки труба стремится к горизонтальному положению OAF (фиг.1).

В плане трубопровод, также упругим изгибом трубы, прокладывают в слое торфа с искривлением оси по максимально большому радиусу ρгmin.

При этом образуется начальная стрелка прогиба трубы f0, вершину которой следует совместить с серединой болота.

Величины ρгmin, f0 зависят от диаметра трубопровода, длины болота, давления продукта, температурного перепада и определяются расчетом для каждого конкретного случая.

Технология производства работ по заявляемому способу проста и легко выполнима. Способ не требует применения кривых вставок искусственного гнутья. Строительство трубопровода осуществляется обычным порядком стандартной строительной техники, что позволяет достичь цели заявляемого способа.

Как правило, через болота трубопроводы прокладывают в зимнее время, когда возможен проезд по ним тяжелой строительной техники. Поэтому трубу укладывают на очищенное от снега промороженное дно траншеи, при необходимости балластируют утяжелителями и засыпают мерзлым грунтом нарушенной структуры.

Весной и летом при оттаивании болота труба начинает перемещаться вниз. Величина осадки S (см. фиг.1) зависит от диаметра трубопровода, мощности торфа под трубой, от физико-механических характеристик торфа и т.д., и для каждого конкретного случая определяется расчетом.

Таким образом, предварительно создаваемое начальное превышение трубы Δh также будет переменной величиной для каждого конкретного болота и параметров трубопровода. Из опыта эксплуатации нефтегазопроводов следует, что величина осадки S может колебаться в интервале 0.2-0.7 м. Поскольку расстояние от поверхности грунта до верха трубы (ОД на фиг.1) согласно п.5.1 СНиП [4] должно быть 0.8-1.

1 м, то начальное заглубление трубы на болоте также будет переменным и стремиться к требуемому при осадке трубопровода.

Следующим важным этапом является пуск трубопровода в эксплуатацию. При подаче продукта давлением р и с положительной температурой t, труба за счет температурного перепада Δt удлиняется на некоторую величину Δl. Удлинение трубы реализуется ее поперечным перемещением в слое торфа, при этом стрелка прогиба изменяется от f0 до f1 (см. фиг.2).

В конечном итоге трубопровод перемещается одновременно вниз и в сторону, причем интенсивные перемещения по вертикали соответствуют периоду таяния (растепления) торфа под трубой, а по горизонтали — периоду пуска трубопровода в эксплуатацию. В результате трубопровод занимает новое положение, показанное на фиг.1 и 2 штриховой линией.

Фактически участок трубопровода в пределах болота по заявляемому способу является компенсатором, что положительно сказывается на работе трубопровода и о чем будет сказано ниже.

Основание компенсатора ОА защемлено в минеральном грунте, а его деформируемая часть располагается в торфе. Известно, что сопротивление торфа поперечному перемещению трубы много меньше, чем минерального грунта природного сложения.

Этот фактор используется в предлагаемом способе прокладки для снижения напряженно-деформированного состояния (НДС) трубопровода от эксплутационных нагрузок.

НДС трубы должно удовлетворять требованиям раздела 8 СНиП [4]. Показатели НДС определяют на стадии проектирования трубопровода подбором начального минимального радиуса упругого изгиба ρ0 и расчетом на внутренние воздействия р и Δt. При эксплуатации трубопровод занимает положение, показанное штриховой линией.

При этом начальный радиус его упругого изгиба ρ0 возрастает и стремится к бесконечности, что характеризует прямолинейное положение трубы OAF. Напряжения в трубе при осадке уменьшаются и будут минимальными при прямолинейном положении трубопровода OAF.

Перемещаясь в положение, показанное штриховой линией, трубопровод как бы разгружается, соответственно надежность его возрастает.

Технический эффект от заявляемого способа является вполне очевидным и проводить его специальную опытную проверку нет необходимости. В настоящее время по данному способу проектируется ряд переходов магистрального нефтепровода Уса — Ухта — Ярославль через болота различной протяженности.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки 1. Справочник по проектированию магистральных трубопроводов./Под ред. А. К. Дерцакяна. -Л.: Недра, 1977. — 519с.

2. Дерцакян А.К., Макуров Б.Д. Переходы магистральных трубопроводов через болота. — Л.: Недра, 1965. — 215с.

3. Вершинин В.Н., Мельникович Я.Д., Димов Л.А., Богушевская Е.М. Из опыта строительства и капитального ремонта магистральных нефтепроводов в условиях болот на севере России //Трубопроводный транспорт нефти. -1999. — 5. -С. 11-14.

4. СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы».