Протаскивание трубопроводов

Методика организации подводного трубопровода способом протаскивания с монтированием в створе перехода поточно-распределительным образом

Данная методика формирования подводных трубопроводов также широко задействуется на практике. Ее технология исключает потребность в предварительном монтировании трубопроводных плетей до помещения их в створ перехода с поперечным перемещением к спусковым путям. Также отсутствует в данном случае этап ведения сварки стыков в зоне водного уреза.

Преимущество этой методики в ее непрерывности. Вся технология идет последовательно, исключая длительные перерывы во времени между работами. Такой подход позволяет увеличить производит. работ, сократить временные простои, снизить опасность возникновения замывов трубопровода и проч. Единственным исключением из потока при такой методики являются земляные работы. Они ведутся заранее. Но при грунторезных работах по дну перерыв между временем заготовки траншеи и началом прокладывания в нее трубопровода должен быть минимальным. Это связано с тем, что при длительном перерыве в траншею течением может нанести новый грунт, ил или мусор.

Данную методику монтирования трубопровода задействуют при застройке подводн. переходов d до 1,4 км. или в тех случаях, когда перекладывать плети трубопровода довольно сложно.

Монтирование подводн. трубопровода поточно-расчлененной методикой ведется след. образом. Сначала определяют створ перехода и монтируют в его зоне спусковой путь. Длину спускового пути определяют такой, чтобы она соответствовала длине формируемых плетей. Вдоль пути формируют рабочие посты. Обычно их 5 и они следующие:

- 1 – пункт сборки секций, регуляции их по длине, центрования и прихватки;

- 2 - 3 - пункт формирования соединений сваркой;

- 3 – пункт контроля за качеством сварки и герметичностью соединений;

- 5 – пункт формирования изоляции и защитного покрытия соединений.

После того, как все посты установлены и снабжены необходимым набором оборудования, можно начинать работы по устройству трубопровода. Сначала секции труб подготавливают на СМП и перемещают трубопрокладчиками на роликовые опоры или тележки, кот. установлены на спусковом пути, напротив 1 РП (рабочего поста).

На 1 РП ведут сборку секций. Их центрируют, прихватывают соединения и направляют на след. пост. На 2 РП секции сваривают и направляют на контроль. Контроль за стыками обычно ведут физич. методами. Также визуально. На 5 РП на соединения наносится изоляционный слой, кот. позволяет защищать сварной шов соединения от воздействия нагрузок и коррозии, в результате которой он может разрушиться.

Операции на всех постах, за исключением 5, ведут единовременно. Для этого должны быть организованы соответствующие профессиональные бригады рабочих. Каждый пост оснащается своим комплексом оборудования и приспособлений. Пост контроля оснащается приборами контроля высокой точности.

Когда операции на всех постах закончены, трубопровод направляют к контрольному посту протаскиванием на длину, равную 1 секции. Новую секцию также укладывают на спусковой путь и перемещают до 1 РП. Цикл операций по постам повторяют, снова ведут контроль и 1 или 2 трубопрокладчиками направляют секцию на спусковую дорожку. Первую и вторую секцию сваривают между собой и постепенно начинают спускать трубопровод в водоем. Цикл по секциям повторяется снова и снова до тех пор, пока весь трубопровод не будет погружен в воду.

Можно изготовлять трубопроводные секции из единичных труб с бетонированием или без него (футерованные, с изоляцией). Такие трубы снабжаются балластами, кот. монтируются уже к секциям на строит. площадке или спусковой дорожке. При фиксировании балластов важно соблюдать правила, проектные нормы и ТУ.

В ходе контроля соединения секций проверяются просвечиванием их гамма-лучами. После получения результата заполняется заключения качества, а стык оформляется защитным покрытием. До этого нельзя погружать стык в водоем во избежание нарушения герметичности.

Если в ходе контроля замечены нарушения и стык не обладает должным качеством исполнения, то его выбраковывают. Шов снова разрезают, концы обрабатывают и сваривают секции снова. По окончании сварки снова проводят контроль.

В настоящее время для контроля за качеством стыка принято использовать спец. автоматизированные установки и приборы.

На берегу по постам принято монтировать плети трубопроводов такой длины, кот. предусмотрена проектом. Зависимость длины плетей имеется от длины переходов, колич. сформированных сварочных постов, длин единичных секций и проч.

Колич. сварочных постов по конвейеру можно устанавливать разное. Все зависит от общей протяженности трубопровода и числа задействуемых сварочных бригад. Также во внимание принимают рельеф местности и предоставляемые им возможности формирования протяженности береговых участков монтирования.

Общая принимаемая производительность такой методики формирования трубопроводов принимается из расчета отдельных длин секций, а также след. временных параметров, кот. затрачиваются:

- на реализацию операции, временные затраты на выполнение которой самые большие;

- на контроль соединения просвечиванием;

- на протаскивание единой плети на длину секции.

Профиль спускового пути для такой методики застройки рассчитывается т.о., чтобы РП, на кот. ведется сборка секций и сварка соединений, располагались на максимально прямом отрезке или отрезке, имеющем кривизну рад. больше 5 км.

Прокладывание трубопровода методикой свободного погружения

Эту методику прокладывания трубопроводов свободным погружением их в водоем рекомендовано использовать при работе с трубопроводами, кот. имеют положит. плавучесть. Метод свободного погружения основан на простом заполнении трубопровода водой, под давлением веса кот. он опускается на дно.

Существует еще один тип прокладывания таким методом, когда положит. плавучесть для трубопровода достигается фиксацией к ним понтонов. Тогда свободное погружение реализуется путем отсоединения постромок и поднятия понтонов на поверхность.

Технологически реализация данной методики выглядит след. образом:

- вначале из отдельных секций, прибывших на строит. площадку, трубопровод формируется в длинные плети и размещается на спусковом пути или стапелях;

- далее на трубопровод крепятся понтоны. Закрепление понтонов контролируется проектом;

- кроме понтонов инсталлируются спец. клапаны или вентиля, служащие для спуска из трубопровода воздуха и наполнения его водой;

- трубопровод спускают на воду по спусковым дорожкам;

- при помощи плават. средств трубопровод по воде буксируют до места монтирования или же начинают монтаж от створа перехода (если это предусмотрено);

- плавающий трубопровод фиксируют в створе;

- далее трубопровод погружают до положения, указанного проектом. Погружение ведут наполнением системы водой. Притом воздух выпускается чз клапаны.

Методика укладывания трубопроводов свободным погружением рекомендована к задействию в след. случаях:

- когда планируется организация подводного перехода чз несудоходный водоем или же в судоходстве во время ведения работ будет значительный перерыв;

- когда в водоеме поверхностное течение невелико и нет потребности в задействии сложных механизмов, которые будут удерживать плавающий трубопровод от смещения;

- когда размещение трубопровода на берегу требует прокладывания трассы ТП, имеющей кривые вставки.

Технология свободного погружения также рассчитывается по проекту. В ходе расчета определяют след. параметры:

- m трубопровода. Притом учитывают изменения m в зависимости от положения трубопровода (на суше он находится или на воде);

- силу действия потока на ТП, потребность в фиксирующих механизмах, кот. предохраняют трубопровод от смещения. Расчет фиксирующих механизмов;

- допускаемую глубину погружения ТП в водоем в ходе заполнения его водой;

- величин напряжения, кот. возникают в ТП в результате действия приложенных нагрузок из вне;

- мощность тех. средств, кот. необходимы для буксирования ТП до места начала застройки или введения его в створ перехода.

В том случае, если береговые условия не позволяют формировать спусковые пути в непосредственном соединении со створом перехода, то монтажные площадки возможно перенести в зону вдоль линии берега. Чтобы обеспечивалось удобство достижения плетьми трубопровода створа, инсталлируются горизонтальные стапели. Понтоны к трубопроводу при таком монтировании со стапелем крепятся по наклонным отрезкам стапеля после продвижения ТП к урезу воды.

Чтобы реализовать удобную буксировку до створа перехода плавающей плети трубопровода, требуется дооснастить ее такелажным инвентарем, а буксировочное судно якорем. Если транспортировка будет проводиться по судоходному водоему, то для судна и трубопровода обеспечивают предупредительные знаки и сигналы. Обеспечение безопасности буксировки плавающего трубопровода судном ведется согласно принятым правилам.

Бывают случаи, когда глубина водоема, чз кот. требуется осуществить подводный переход, может быть меньше, чем глубина, кот. указана нормативами для данного типа трубопровода в качестве допускаемой. В таком случае расчетную глубину возможно увеличивать. Это делают одним из способов:

- возможно уменьшить нач. плавучесть ТП путем снабжения его балластами, пока не будет достигнута расч. величина;

- можно крепить к трубопроводу добавочные понтоны по отрезкам, где глубина водоема превышает допускаемую для ТП указанного сеч. Притом важно, чтобы колич. понтонов по факту совпадало с проектным расчетом;

- можно сообщить прокладываемому трубопроводу добавочное продольное усилие растяжения.

В ходе работ по прокладыванию трубопровода методикой свободного погружения важно особое внимание уделять безопасности на воде. Это справедливо, поскольку одним из этапов предусматривает транспортирование трубопровода к месту стыкования прямо по поверхности воды при помощи буксира. Во время буксировки трубопровода вместе с буксиром на воду спускаются дежурные катера, кот. находятся выше и ниже по течению. ТП вводят в створ перехода и проводят расчалку его в продольном направлении с участием лебедок или тяг. тросов. Лебедки закрепляются на берегу.

Предотвращают смещение трубопровода от створа при задействии тросовых растяжек. Растяжки фиксируются за лебедки на плав. опорах, буксирах или кранах. Колич. лебедок и растяжек определяют в ходе проектирования, исходя из условий течения воды водоема, величин гидродин. давления и нагрузок, сообщаемых ветром.

По мере того, как трубопровод погружается на дно, тросовые растяжки стравливают постепенно. Притом важно, чтобы трубопровод не отклонялся от принятого положения.

Погружение трубопровода ведут путем наполнения системы водой. Заполнение водой ведут чз спец. клапаны. Притом с обратной стороны плети выпускают воздух. Наполнение трубопровода водой и его погружение – это очень ответственные мероприятия, кот. должны находиться под контролем гл. инженера. В ходе этих мероприятий строго контролируется положение трубопровода, его соответствие проекту, стадии погружения и безопасность.

Заполнять трубопровод можно насосом любого типа со ср. производительностью. Инсталлируют шланг, кот. присоединяется к патрубку. Патрубок устанавливается на конце трубы. Клапаны для выпуска воздуха инсталлируют по обоим концам.

Важно фиксировать v вливаемой воды и не допускать его превышения. Также при заполнении наблюдают за положением трубопровода, регулируют его.

Для трубопроводов, кот. имеют положит. плавучесть их наполнение водой надо вести т.о., чтобы первым под воду уходил заливаемый конец. Чтобы этого добиться, рекомендовано в ходе накачивания воды удерживать противоположный конец на поверхности за счет понтонов или креплением к борту плавсредств. Также возможно, наоборот, сообщить заливаемому концу дополнительную придавливающую нагрузку.

Накачивать воду в трубопровод надо постепенно до того момента, как из ТП не выйдет последний воздух. Проконтролировать этот момент можно визуально, отметив отсутствие в накачиваемой воде пузырьков воздуха.

Если трубопровод будет прокладываться методикой свободного погружения в водоемах, используемых для судоходства, то перед началом работ нужно получить обязательное согласование со службами, ответственными за судоходство. Также указываются сроки застройки, на кот. судоходство приостанавливают.

Прокладывание трубопровода с участием плавучих кранов

Данная методика не является особенно популярной при застройке подводных переходов. Основной зоной ее использования становятся те случаи, когда требуется прокладка ТП по местам водоемов, имеющих криволинейные береговые участки. Также тогда, когда задействовать другие способы не представляется возможным или их организация потребует больших затрат или будет представлять сложность.

Техника реализации данного метода несколько отличается в зависимости от условий трубопровода. К примеру, для ТП, которые допустимо наполнять водой перед опусканием на дно, техника прокладывания будет состоять из ряда след. операций;

- сначала ведется монтирование трубопровода из отдельных секций или труб;

- далее трубопровод оборудуется понтонами;

- сформированный трубопровод перемещается на поверхность воды со стапеля и буксируется к месту расположения укладочного моста;

- трубопровод вводится в створ с участием буксировочного судна;

- трубопровод цепляется кранами, кот. инсталлированы у поверхности, наполняется водой и постепенно погружается на дно.

Методика эта является довольно сложной, потому для ее реализации важно тщательно подходить к этапу проектного расчета и ведения инженерного поиска на начальном этапе. Учитывать следует все условия местности и водоема, промеры будущего трубопровода, глубину будущей трассы, возможность размещения нужного комплекса агрегатов и тех. средств.

Для грузоподъемных кранов при включении их в проект данного трубопровода следует рассчитать их количество и грузоподъемн. (общую и единичную).

Прокладывание трубопровода с плавсредств

Возможно вести прокладывание трубопроводов методикой опускания их в воду с участием плавательных средств. В качестве таких средств нередко задействуются трубопрокладочные баржи.

Еще до начала прокладывания ТП баржей надо провести следующий комплекс предварительных работ:

- провести эффективное обследование дна водоема, а также створа перехода. Осуществить замеры, занести их в проект;

- провести заготовку подводной траншеи грунторезными работами. Границы траншеи сформировать согласно проектному требованию;

- инсталлировать стабильные и надежные береговые опоры, кот. снабдить блоками. Для трубопровода необходимо изготовить и закрепить оголовок;

- подготовить к работе оборудование и механизмы, проверить их работоспособность, исправность;

- подготовить оснастки;

- инсталлировать предупреждающие световые створные знаки, ограничивающие буйки;

- обустроить временные причалы, кот. будут принимать вспомогательные суда;

- обустроить площадку под склад для труб и арматуры;

- обеспечить доставку партий труб для перехода в соответствии с правилами перевозки и безопасности.

Проект производства укладки трубопровода с участием трубопрокладочной баржи предполагает определение след. параметров:

- последовательности разрабатывания траншеи в толще донного грунта и временных рамок укладывания в нее трубопровода;

- технол. схем и методик укладывания трубопровода с определением каждого этапа и соотношением его с отрезками трассы;

- обозначений численных параметров, кот. необходимы для ведения укладки (углов наклона, нагрузок, усилий разного типа, величины плавучести трубопровода и проч.);

- методик контроля этапов работ.

Прокладывать трубопровод с участием трубопрокладочной баржи можно круглосуточно. Для этого организуют работу монтажников посменно вахтовым методом.

Трубопровод с баржи прокладывают по зонам по такой схеме:

- сначала по 1 из прибрежн. отрезков методикой протаскивания к берегу плетью, кот. наращивается на барже;

- далее прокладывают трубопровод по отрезкам русла. Баржу перемещают до створа;

- прокладывают трубопровод по след. прибрежному отрезку аналогично 1 этапу;

- ведущий отрезок и прибрежные соединяют в одну плеть. Трубопровод спускают на дно.

С баржи трубопровод принято прокладывать по след. технологии:

- 1 – этот этап предполагает расстановку баржи в створе перехода. Расст. размещения баржи должно быть близким к берегу, но на той глубине, кот. регламентируется показателем осадки баржи. На барже фиксируют лебедку и конец ее троса отправляют на берег. На берегу его закрепляют за блок и фиксируют к первой трубе системы за инсталлированный предварительно оголовок. Проверяют надежность фиксации троса. Начинают монтирование трубопровода сваркой. Притом его тянут на берег за лебедку. Когда оголовок трубопровода выйдет на берег, трос можно отстыковать и возвратить намоткой на барабан лебедки;

- 2 – этап предполагает укладывание трубопровода по русловой зоне. Тут трубопровод просто наращивают, перемещая баржу по направлению к обратному берегу. В установленной проектом точке трубопровод спускают на дно. Конец его заглушают. Баржа разворачивается и ведет прокладку по след. этапу;

- 3 – этап предполагает прокладывание прибрежного отрезка трубопровода при участии лебедки, вытянутой с баржи. Собственно этот этап полностью аналогичен технологии, указанной в этапе – 1;

- 4 – этап предполагает соединение прибрежного отрезка трубопровода и уложенной плети на русловом участке. Концы поднимают при помощи подъемников на баржу, ведут их центрование, сварку, контролируют качество сварки, обеспечивают обработку соединения защитными материалами, изоляцией и снова опускают под воду в траншею.

Чтобы в трубопроводе не возникало излишних напряжений сжатия или изгиба, то до опускания соединенного участка на дно принято придавать трубопроводу добавочное натяжение при участии спусковых лебедок. Натяжение от лебедки должно позволять перемещать весь прибрежный трубопроводной отрезок.

В ходе разрабатывания проекта для ведения прокладывания трубопровода с баржи следует определять след. параметры:

- форму упругой линии;

- изгиб. момент;

- величины напряжений в сечениях;

- параметры натяжн. устройств.