Закрепление нефтепроводов на 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;

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;

ü экскаватором со щитов, на салазках или на понтоне;

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 из 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 нефтепроводов большого диаметра, 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:

, (6.32)

где Б – вес балласта в воде, приходящийся на единицу длины трубопровода, н/м; q_вс – плавучесть трубопровода, н/м; k_М – коэффициент, зависящий от вида пригрузки или закрепления; k_ув – коэффициент устойчивости против всплытия (k_ув = 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:

, (6.33)

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

Расстояние между отдельными грузами определяется по формуле:

, (6.34)

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.

Рис. 6.2. Схема закрепления трубопровода

С помощью анкеров

Расстояние между анкерами по длине трубопровода определяется расчётом из условия прочности:

, (6.35)

где R₂ – расчётное сопротивление металла трубы, определяемое по формуле (6.24); W – осевой момент сопротивления сечения трубы, см³; – положительная плавучесть 1 м трубопровода, н/м.