Будівництво морських трубопроводів

На сучасних морських нафтопромислах одні підводні трубопроводи зв'язують окремі морські платформи з центральним накопичувачем і плавучим причалом, який обладнаний для швартування танкерів, інші з'єднують накопичувачі безпосередньо з береговим нафтосховищ. Технологія будівництва морських трубопроводів передбачає наступні етапи: земляні роботи, підготовку трубопроводу до укладання, його укладання, засипку і захист від пошкоджень.

Необхідність в заглибленні морських трубопроводів пов'язана з тим, що вони можуть бути пошкоджені при переміщенні прибережних льодів, тралами, якорями судів і т. д. При земляних роботах використовуються пристрої, які розробляють траншею як з поверхні води, так і в підводному положенні. До перших відносяться плавучі земснаряди, гідромоніторного установки, грейферні землечерпалки, пневматичні і гідравлічні грунтососів. До других – різного роду автономні пристрої, що працюють під водою.

Підводний екскаватор призначений для розробки траншей при спорудженні морських трубопроводів, котлованів під фундаменти різних морських споруд і днопоглиблювальних робіт. Швидкість його переміщення по дну становить 3 км/год. Керують екскаватором два оператора з надводного судна.

Перед укладанням на трубопровід наносять захисне покриття і здійснюють його пригрузку проти спливання. Світовий досвід будівництва морських трубопроводів показав, що кращим захисним покриттям для них і одночасно привантаженням є бетонне покриття.

Укладання морських трубопроводів здійснюється протягуванням або з поверхні моря поступовим нарощуванням.

Схема протягування наведена на рис. 21.3. Трубопровід 1 рухається по роликовій спусковий доріжці 5. Тягове зусилля по тросу 2 передається від лебідки, встановленої на судні 3. Судно утримується якорями 4. Метод протягування простий, забезпечує укладання трубопроводу точно по трасі. Однак він застосуємо при укладанні трубопроводів завдовжки лише до 15 км.

Рис. 22.3. Схема протягування трубопроводу

1 - трубопровід; 2 - трос; 3 - судно з лебідкою; 4 - якоря; 5 - роликовий спускова доріжка

Схема укладання з поверхні моря поступовим нарощуванням (рис. 22.4) отримала найбільше розповсюдження. Трубоукладальне судно 4 закріплюється на якорях 6, кожен з яких витримує зусилля до 10 т. На судні створюється запас обетонірованних труб, секції яких довжиною по 36 м доставляються спеціальними транспортними судами. Довжина трубоукладальної судна дозволяє з'єднувати секції в ланки довжиною 180 м.

Рис. 22.4. Схема укладання трубопроводу трубоукладальної судном

1 - трубопровід; 2 - поплавці; 3 - жорстка приставка, на якій лежить кінець трубопроводу; 4 - трубоукладальне судно; 5 - кран; 6 - якоря

Укладання трубопроводу 1 здійснюється наступним чином. На судні 4 зварюють чергову батіг, стики ізолюють, бетонують і оснащують поплавками 2. Батіг стикують з кінцем трубопроводу, укладеного раніше і утримуваного натяжним пристроєм та спеціальної жорсткої приставкою 3. Кут нахилу цієї приставки вибирається таким, щоб максимально зменшити напруження в спусковому трубопроводі. Стик ізолюють і бетонують, після чого батоги спускають у воду на понтонах. Отстроповке понтонів проводиться автоматично на заданій глибині.

23. СПОРУДЖЕННЯ НАСОСНИХ І КОМПРЕСОРНИХ СТАНЦІЙ МАГІСТРАЛЬНИХ ТРУБОПРОВОДІВ

При спорудженні насосних і компресорних станцій передує підготовчий етап, в ході якого здійснюють:

• пристрій будівельного майданчика та під'їзних шляхів;

• підведення і розводку ліній енерго- і водопостачання;

• спорудження тимчасових приміщень для проживання та побутового обслуговування робітників, а також для розміщення прибувають обладнання та матеріалів;

• доставку на будівельний майданчик палива, устаткування і будівельних матеріалів.

В якості джерел води вибирають артезіанські свердловини або природні водойми. Кількість води, що подається має бути достатнім, щоб забезпечити її споживання на господарсько-питні, виробничі і протипожежні потреби. Для подачі води споруджують тимчасову насосну і підвідні водоводи. Для тимчасового енергопостачання будівельного майданчика використовуються постійні або тимчасові джерела енергії.

В якості постійних використовуються лінії електропередач (ЛЕП), підключення до яких проводиться через понижуючі трансформаторні підстанції. Роль тимчасових джерел енергії виконують пересувні електростанції, силовими установками в яких є двигуни внутрішнього згоряння.

Робітників, зайнятих на будівництві, розселяють в упорядкованих житлових містечках, скомплектованих із пересувних будиночків різного типу. Житлові містечка обладнуються доріжками, кюветами для стоку води і зовнішнім освітленням. Обов'язковим елементом містечок є їдальня та санітарно-гігієнічні споруди.

Роботи, що виконуються в ході основного етапу, поділяються на загальнобудівельні та спеціальні. До загальних будівельним роботам відносять розбивочні, земляні, бетонні, монтажні роботи зі спорудження будівель і роботи з влаштування покрівлі. До спеціальних будівельних робіт відносять роботи з монтажу перекачувальних агрегатів, основного і допоміжного технологічного обладнання, технологічних трубопроводів, резервуарів для нафти і нафтопродуктів, систем водопостачання, каналізації, опалення та вентиляції, систем контрольно-вимірювальних приладів і автоматики, телемеханіки та зв'язку.

23.1 Загальнобудівельні роботи на перекачувальних станціях

Геодезичні роботи

Перш ніж почати будь-які роботи, пов'язані з будівництвом будь-якого об'єкта НС або КС, основні осі і розміри споруд переносять з креслень на місцевість. Роботи, що виконуються при цьому, називають креслення. Попередньо створюють опорну геодезичну мережу, прив'язану в горизонтальному і висотному положенні до державної триангуляционной і нівелірної мережі. Опорні точки на будівельному майданчику закріплюють реперами – бетонними, металевими або дерев'яними стовпами діаметром 12 ... 15 см і довжиною 2 м. Прив'язку проекту НС або КС до місцевості здійснюють у системі прямокутних координат. Для цього на генеральний план наносять будівельну сітку квадратів, а потім відповідно до неї виробляють розбивку осей будівель.

Земляні роботи

В ході земляних робіт на майданчиках НС і КС виробляють планування території, відривають котловани під фундаменти будівель, риють траншеї для прокладки трубопроводів і інженерних мереж. Метою планування території є вирівнювання території будівельного майданчика. Ці роботи проводять за допомогою бульдозерів. Ними грунт, що зрізається з пагорбів, переміщається в западини. Якщо зрізаного грунту недостатньо для засипання западин, то бракуючий грунт завозять ззовні. При ритті котлованів на будівництві НС і КС використовуються дві схеми виконання робіт: розробку окремих котлованів (під фундаменти стін, колон, агрегатів) і пристрій загального котловану відразу під всю будівлю з тим, щоб можна було виконати всі роботи нульового циклу, а потім вільний простір засипати.

Першу схему застосовують, коли обсяг підземного будівництва невеликий або коли на будівельному майданчику немає землерийних машин достатньої потужності. Значно більш поширена на будівництві НС і КС друга схема. Для розробки грунту в цьому випадку застосовують одноковшеві екскаватори з прямою і зворотною лопатою. У легких ґрунтах для розробки котлованів застосовують бульдозери.

Для захисту місць виробництва земляних робіт від припливу зливових і талих вод влаштовують дренажні канали. З метою запобігання припливу грунтових вод там, де їх рівень високий, вдаються до місцевого водопониження. Для цього навколо котлованів відривають дренажні траншеї або колодязі, а також монтують голкофільтрові установки або споруджують трубчасті колодязі з глибинними насосами.

Бетонні роботи

В ході бетонних робіт виготовляються фундаменти під будинки, споруди та обладнання на НС і КС. За характером роботи їх можна поділити на дві основні групи: фундаменти під статичні навантаження і фундаменти під динамічні навантаження.

Фундаменти першої групи споруджують під стіни будівель, колони, стійки, окремо стоять колони, стінки резервуарів і т. П. Їх основне призначення – сприймати розрахункове навантаження і рівномірно розподіляти її вплив на грунт. Крім того, осаду не повинна перевищувати розрахункової величини. Під статичні навантаження споруджують поодинокі, стрічкові і пальові фундаменти.

Одиночні фундаменти застосовують під поодинокі зосереджені навантаження (колони, щогли, опори). Зводять їх з бетону, залізобетону або бутобетона. Фундамент в плані має форму паралелепіпеда. При необхідності під опору в центрі фундаменту робиться виїмка необхідних розмірів (рис. 23.1).

Рис. 23.1. Одиночні фундаменти

а) залізобетонний; б) бетонний, виготовлений на місці установки; в) заводського виготовлення

Стрічкові (суцільні) фундаменти влаштовують під лінійно розподілені навантаження (стіни будівель). Такі фундаменти бувають монолітними і збірними (рис. 23.2). Їх застосовують при глибині закладення не більше 4 м.

Рис. 23.2. Стрічковий фундамент

а) монолітний; б) збірний; 1 - стіновий блок; 2 - блок-подушка

Пальові фундаменти в цілому дешевше інших і тому використовуються досить широко. В обов'язковому порядку їх влаштовують під будівлі та споруди, що споруджуються на слабких або просадних грунтах, коли міцний грунт знаходиться на великій глибині (рис. 23.3). Палі сприймають навантаження від споруд і передають її на міцний грунт. За способом занурення розрізняють палі забивні (занурювані в грунт за допомогою вібро або дизель-молота) і набивні (виготовляються на місці).

Перевагами пальових фундаментів є простота їх влаштування та можливість передавати навантаження від споруд на глибокі шари ґрунту без риття котлованів. Крім того, завдяки пальових фундаментів вдається виключити тепловий вплив будівель і споруд на вічній грунти.

Рис. 23.3. Схема свайної опори

а) шарнірна; б) змінна; 1 - металева опорна подушка; 2 - збірна залізобетонна насадка

Глибину закладення фундаменту призначають нижче глибини промерзання грунту. Під насоси, компресори, газотурбінні установки та інше обладнання з рухомими частинами споруджують фундаменти, розраховані не тільки на статичну, а й на динамічне навантаження. Фундаменти даного типу бувають масивні і рамні. Їх загальний вигляд показаний на рис. 23.4.

При спорудженні фундаментів під динамічні навантаження необхідно виконувати ряд вимог. Так, фундамент під перекачує агрегат (насос і електродвигун, нагнітач і газову турбіну і т. д.) повинен бути загальним. Фундамент агрегату не повинен жорстко з'єднуватися зі стінами будівлі та фундаментом під них.

Основним матеріалом для влаштування фундаментів є бетон. Для збільшення міцності бетонних виробів в них попередньо поміщають металеву арматуру (залізобетон). Зменшення витрати бетону досягається при використанні в якості наповнювача природного каменю рівною з бетоном міцності.

Пристрій фундаменту починається з розбиття його осей і контурів. Наступна операція – пристрій опалубки. Як правило, для цього використовують обрізні дошки, стругані з одного боку. Після установки опалубки фундаменту зварюють і встановлюють арматурний каркас, а також анкерні болти (під обладнання). Далі в опалубку завантажують бетонну суміш шарами 20 ... 30 см з обов'язковим ущільненням вібраторами. Перерва між укладанням шарів бетону не повинен перевищувати 2 год.

Рис. 23.4. Фундаменти під компресорні агрегати:

а) з електроприводом; б) з газотурбінним приводом

В даний час для виготовлення фундаментів під статичне навантаження все ширше використовуються залізобетонні вироби (блоки різного розміру). Монтажні роботи по спорудженню будівель Будівлі насосних і компресорних цехів складаються з наступних елементів і вузлів: колон, стін, підкранових балок і покриття (рис. 23.4). Колони є основною несучою конструкцією каркаса промислових будівель НС і КС. Як правило, вони бувають залізобетонними. В окремих випадках використовуються металеві колони.

Стіни будівель цехів зазвичай збираються із залізобетонних і азбоцементних панелей, які кріпляться до колон за допомогою зварювання. Стіни з панелей не є несучими і корисного навантаження від ваги інших частин будівель не сприймають. Цегляна ж стіна може бути несучої.

Підкранові балки є складовою частиною каркаса будівлі, а також по ним укладають шляхи для мостового крана. Підкранові балки виготовляють, в основному, зі звичайного або попередньо напруженого залізобетону, рідше - з металу.

Покриття насосних і компресорних цехів виконується із залізобетонних панелей і плит. Вони укладаються на балки і ферми, які в свою чергу спираються на колони або на несучі стіни.

В процесі монтажу будівель спочатку встановлюють, вивіряють і за- монолічівают колони. Потім споруджують цокольну частину стін з великих бетонних блоків або цегли. Після цього монтують панелі, на дві грані яких для забезпечення герметизації швів наклеєні прокладки з пороізол, пінопласту або губчастої валикові гуми діаметром 30 мм. Завершуються монтажні роботи установкою балок і ферм, а також плит перекриття.