Заготовка подводных траншей для трубопроводов
В некоторых случаях укладка трубопроводов по водоемам ведется с заготовкой траншей в грунте. Этот факт относится к земляным подводно-техническим работам и может вестись 2 способами. При первом траншеи заготовляются заранее (до начала укладки трубопровода), при втором – заготовка траншей и укладка труб ведутся одновременно или же укладка трубопровода предшествует заготовке траншей. Вариант с предварительной укладкой трубопровода является специфическим и отличает прокладку подводную от подземной. При подземной прокладке этап заготовки траншей всегда предшествует укладке труб.
В ходе формирования траншеи ее можно заготавливать или рядом с уже проложенным на дно ТП, или еще до его укладки. Траншею заготовляют при участии спец. оборудования – подводного траншеекопателя. Он имеет дистанционное управление оператором с берега. Грунт, что вынимается из траншеи, укладывается вдоль нее. Когда глубина водоема меньше 25 м., то возможно заготовлять траншею непосредственно с поверхности. Для этого используют земснаряд. Он может вести механич. или гидравлическую разработку.
При задействии земснаряда грунт из траншеи убирается при участии баржи, снабженной люком в ее дне. Земснаряд ведет разработку траншеи и единовременно перекачивает пульпу в баржу. Для этого установлен спец. пульпопровод. Внутри баржи вода фильтруется, а грунт перевозится до мест сброса. Сброс грунта ведется довольно быстро, нужно лишь открыть люк в днище.
По след. схеме заготовка траншеи ведется уже с уложенным трубопроводом или одновременно с ведением его прокладки. Притом трубопровод прокладывается методикой протаскивания.
При формировании траншеи под уже проложенным трубопроводом задействуют спец. трубозаглубляющие механизмы. Их также называют снарядами. Их различают несколько видов.
Один из возможных снарядов включает в себя базу и рабоч. орган – трубный заглубитель. Непосредственно на базе размещены компрессорные установки, насосы, краны, лебедки, энергет. установки, якорн. лебедки, контролирующие приборы, приборы управл., лебедки для снаряда, прочие помещения.
Главным предназначением раб. органа трубозаглубляющей платформы является непосредственное закапывание трубопровода в грунт путем его разрабатывания и удаления. Конфигурация трубного заглубителя следующая:
— несущ. основная конструкция;
— катки опор;
— катки фиксаторные;
— раб. элементы – фрезы, гидро-насадки, отсосы грунта;
— стабилизаторы постоянного положения.
Несущая конструкция может быть трубчатой. Тогда внутр. полость может использоваться для подведения воды до раб. элементов. Но основное значения несущ. конструкции все-таки состоит в распределении веса трубозаглубителя и передачи его к полозьям или трубопроводу. Несущ. конструкция может различаться по размеру и массе. Все здесь зависит от проектного d, типа раб. органа, особенностей его расположения.
Чтобы снизить нагрузки на трубопровод от действия раб. органа, требуется снабжать его разгружающими понтонами.
Фиксаторные катки нужны для удержания раб. органа от смещения в ходе работы. Положение катков может регулироваться по необходимости.
Чтобы добавочно обеспечить раб. органу трубозаглубительной платформы устойчивость положения, существуют стабилизаторы. Они чаще представляют собой опорные полозья или же понтоны.
Для трубозаглубительных снарядов их раб. органы могут подразделяться на 4 категории. К их числу относят:
— струйные;
— бестраншейные;
— гидроинжекторные и пневматические;
— фрезерные гидравлические.
Все они имеют свои особенности, а также несколько отличаются по конструкции. Так трубозаглубители струйного типа состоят из системы гидравлических струй. Принцип их действия состоит в разрушении грунта струей воды под напором. Причем он разрушается и тут же удаляется из траншеи. Повысить скор. и качество ведения работ можно задействием разных видов насадок. Такими раб. элементами можно заготавливать траншеи в грунтах связного или несвязного типа.
Трубозаглубители гидроинжекторного и пневмотипа принято использовать для заготовки траншей в песчаных или гравийных грунтах, а также в суглинках и неплотной глине. Наибольшую эффективность они однако проявляют по песчаным грунтам, сильно подвергающимся размыву. Принцип действия их состоит в том, что грунт, вынимаемый из траншей при помощи водяных или воздушных струй под напором, далее отсасывается пневмоотсосами или инжекторами и удаляется. Такой тип трубозаглубителя имеет несколько меньшую мощность и низкую производительность в сравнении с раб. органами струйного типа.
Трубозаглубители фрезерного гидравлического типа проводят разработку грунтов за счет установленных на них фрез. Размещаются фрезы по обеим сторонам от трубопровода. Фрезы вращаются гидравлическим или электрич. приводом. При их работе образуется насыщенная пульпа, котор. тут же отсасывают спец. насосом. Такие раб. органы имеют большую мощность, благодаря чему могут разрабатывать тяжелые грунты.
Снаряды механич. рыхления в основном снабжены не только фрезами. На них могут быть установлены плужные рыхлители разных типов.
Раб. органы бестраншейного типа работают от гидравлических струй или создаваемого вибровоздействия от вибраторов. Этим они приводят грунт в траншее в некоторое разжиженное состояние. Подобная конфигурация из гидравлического и вибрационного воздействий благоприятно сказывается на качестве разработки траншеи и производительности процесса в целом. Подобными раб. органами также возможно разрабатывать сложные грунты.
Трубозаглубители бестраншейного типа также более экономичны по затратам и имеют ряд др. преимуществ, однако на практике стали все больше задействоваться трубозаглубители траншейные. Это связано с тем, что траншейные легче и проще по конструкции.
Большое внимание на практике уделяется сокращению сроков строительства подводного трубопровода, а также снижению затрат на ведение заготовительных работ в грунте. Это становится возможным за счет использования трубозаглубительных снарядов, кот. могут единовременно вести заглубление трубопровода и присыпку его грунтом. Этот метод предполагает для засыпки использование грунта, кот. уже добыт при заглублении. Это значительно ускоряет процесс и уменьшает затраты, поскольку отпадает необходимость привозить засыпочный грунт из др. места.
Подводный трубопровод, смонтированный на дне, берет на себя функцию направляющего устройства. Траншею под трубопровод разрабатывают по проектной глубине при помощи струйных насадок. В насадки насосом подается вода с судна. Грунт с разработки транспортируется по спец. трубам до отрезка засыпки уложенного трубопровода. Трубы, кот. служат для доставки грунта поддерживают на спец. опорах или кранах. Краны могут быть установлены как на основном судне, так и на добавочном. Однако потребность в добавочном судне не всегда есть, поскольку основные суда уже хорошо оснащены.
В ходе прокладки большое значение имеет правильный подбор толщины стенок трубопроводов. Здесь важно вести расчет, принимая во внимание все факторы – прочность, стойкость, безопасность.