Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 [ 49 ] 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

Наличие воды в виде льда является характерной особенностью мерзлых грунтов. Причем в основной массе этих грунтов ниже деятельного слоя (слоя сезонного протаивания) вода постоянно находится в виде льда, обволакивающего частицы грунта и цементирующего его. Встречается лед в виде прослоек, линз, клиньев и т. д., образовавшихся в процессе промерзания за счет миграции влаги и вытеснения грунтов. Вода в изменении физических свойств мерзлых грунтов, находящихся под воздействием чередующихся отрицательных и положительных температур, играет основную роль. В поверхностном слое мерзлых грунтов непрерывно протекают такие процессы, как выветривание, пучение, замерзание и протаивание, изменение влажности, образование наледи.

В зависимости от состава и толщины растительного слоя, мощности снежнего покрова, продолжительности солнечного сияния мощность деятельного слоя в различных районах может значительно изменяться. Ниже деятельного слоя залегают грунты, представляющие твердую монолитную массу, способную выдержать больп:ие нагрузки. Если эти грунты подвергнуть воздействию положительных температур, то они разжижаются, снижается их несущая способность; при таянии льда, содержащегося в деятельном слое, происходит уменьшение объема грунта, сопровождающееся осадками и просадками различных размеров.

Пригодность того или иного участка вечномерзлых грунтов для строительства линейной части трубопроводов, как и для большинства инженерных сооружений, удобнее всего оценивать по степени просадочности мерзлых грунтов после оттаивания.

В трубопроводном строительстве используется классификация, приведенная в § 10.1.

Группа 5 - водные преграды

При сооружении подземных переходов магистральиы,х трубопроводов через водные преграды необходимо прежде всего учитывать многообразие форм проявлений русловых процессов. Учет этого обстоятельства особенно важен в эксплуатационный период, когда своевременное отнесение каждого участка перехода к то.му или иному тину переформирования русла позволит предвидеть возможные размывы подводных трубопроводов. Вероятность размыва трубопровода определяется максимально возможными глубинными и плановыми переформированиями в створе перехода в период расчетного срока эксплуатации, которые зависят от типа руслового процесса, размеров реки, грунтов, слагающих русло и пойменные участки перехода, а также от скорости течения реки, характеризующей интенсивность ее нереформирования.

На основании анализа материалов по обследованию боль-

шого числа переходов нами разработана следующая классификация водных преград.

/ категория - участки, на которых глубинные переформирования русла не превьннают 1 м, а плановые - 2-3 м. К этой категории относятся мелкие реки (шириной до 50 м) ленточ-но-грядового, осередкового и побочневого типов, а также средние и крупные реки с устойчивыми берегами и руслами (в скальных грунтах при толщине аллювиального слоя менее 1 м). Опасность размыва подводного трубопровода обычно исключается, если глубина заложения превышает 1 м, а врезка в берег 3-5 м.

категория - наибольшие глуби1Н1ые деформации до 2 м, плановые до 10 м. К этой категории относятся участки переходов через средние и крупные реки ленточно-грядового и побочневого типов.

/ категория - максимальные глубинные переформирования русла до 2 м и плановые переформирования до 100 м. К этой категории относятся участки переходов через малые, средние и крупные реки с русловым процессом ограниченного, незавершенного и свободного типов меандрирования и пойменной многорукавности в зависимости от плановых переформировании. Возможные размывы участка перехода представляют большую опасность вследствие значительной трудности точного определения максимальных плановых переформирований. Имеется опасность повреждения трубопровода от гидродинамического воздействия потока, ледохода, якорями и волокушами судов и плотов.

IV категория - участки рек с особыми формами руслового процесса: горные реки, селевые потоки, реки с ярко выраженным неустойчивым руслом (макси.мальиые плановые и глубинные более 2 м переформирования могут происходить в течение нескольких недель или месяцев).

Группа 6 - горы

К горам относится местность, имеющая продольные и поперечные уклоны более 10°. Подобное деление позволяет разграничить сооружение трубопроводов на работу в условиях, не требующих крепления техники, и работу в условиях, когда крепление механизмов обязательно. Вид разрабатываемого грунта и его состояние оказывают существенное влияние на устойчивость против сдвига работающих машин. Заранее нельзя сказать о том, что данный механизм может работать без анке-ровки, например, на уклоне до 20".

Трасса магистрального трубопровода может преодолеть горный участок с продольны.м уклоном (перпендикулярно к горизонталям местности) и по косогору (участки .местности с продольным и поперечным уклонами).

Более детальное разделение каждой из групп местности приведено в прил. 1. Категории местности, приведенные в этом приложении, используются при проектировании и при разработке типовых технологических схем строительства.

§ 13.2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ

Строительство трубопровода па равнинной местности (группа 1), сложенной плотными грунтами, осуществляется наиболее просто по сравнению со строительством на местности остальных групп. Особенностью линейной технологии на равнинах является то, что все виды работ по строительству трубопровода выполняются строительными подразделениями, перемещающимися вдоль трассы трубопровода, в определенной последовательности. Для отдельных видов работ, являющихся обязательным звеном в цепи последовательно выполняемых работ (составляющих в целом процесс линейного строительства), применяются следующие наименования этих подразделений: изоляционно-укладочная колонна, землеройная колонна, сварочно-монтажная бригада, бригада (колонна) подготовки трассы, бригада (колонна) опережающей подготовки переходов и т. п.

Технологическая последовательность и взаимосвязь отдельных операций линейного строительства показана на рис. 13.1. Рытье траншей и сварка труб в «нитку» могут выполняться как параллельно, так и последовательно (рытье траншеи опережает сварку труб в «нитку» или наоборот). Остальные операции выполняются последовательно вплоть до получения готового к эксплуатации трубопровода с электрохимической занги-той, которая может сооружаться как в процессе основного линейного строительства, так и до его начала. Часто электрохимическую защиту сооружают после окончания всех видов работ. Это недопустимо, так как при отсутствии электрохимической защиты в первое после сдачи в эксплуатацию время начинают интенсивно образовываться очаги коррозии, которые продолжают действовать даже после устройства электрохимической защиты.

Рассмотрим основные элементы линейной технологии строительства.

1. Подготовка трассы

Под подготовкой трассы понимается приведение ее в такое состояние, при котором возможно осуществление всех остальных технологических операций.

Подготовка проводится вдоль всей трассы в полосе, ширина которой нормируется строительными нормами СИ 452-73 (табл. 13.1).

Следует иметь в виду, что данные таблицы характеризуют предельную ширину полосы отвода земель для строительства.

Устройство дороги

Не совмещенная

Расчистка

Планировка

Падготовка трассы

Ручная

Контактная

Монтаж и сварка трубопровода

Заводская

Совмещенная

Изоляция

Укладка

Раздельная

Бульдозером

Засыпка трубопровода

Рис. 13.1. Структурная схема строительства линейной части в нормальных условиях

Ширина полосы отводе земли для строительства, м

Таблица 13.1

При подготовке трассы к работе основных строительных подразделений наиболее важными являются три вида работ - вырубка леса, если он имеется в полосе отвода, создание начального профиля трассы и устройство проезда вдоль трассы. Под начальным профилем трассы понимается поверхность грунта вдоль трассы, спланированная таким образом, что по ней могут безостановочно двигаться основные строительные подразделения. На рис. 13.2 показаны естественный профиль /, начальный профиль 2, и профиль трубопровода 3.

Линия начального профиля определяется в соответствии с рекомендациями гл. 12. Объем земляных работ при начальном профилировании на некоторых участках трассы может быть большим, чем при рытье траншей. Это наглядно можно видеть из рис. 13.1 (сечение Л-Л), где приходится срезать значительно больший объем грунта, чем при рытье траншеи.

2. Рытье траншей экскаваторами

Рнс. 13.2. Выравнивание профиля при подготовке трассы 304

Рытье траншей производится роторными или ковшовыми экскаваторами периодического действия. В плотных грунтах наиболее эффективны роторные экскаваторы, производительность которых составляет (в м/ч)

Я = mqnkpKk,

где (7 - объем одного ковша; л -число ковшей, разгружающихся в минуту; *р - коэффициент рыхления, принимаемый равным 0,65 -для тяжелой глины, 0,75 -для суглинка, 0,9 - для супеси; кн - коэффициент наполнения ковнга, принимаемый равным 0,7 - для глин, 0,8 - для суглинка, 0,9 - для супеси- кв - коэффициент использования рабочего времени (0,6-0,8).

Производительность одноковшовых экскаваторов определяется по аналогичной формуле

Я = бОдпкпк,

где п -число циклов копания в минуту, fen=0,95 - коэффициент потерь времени на передвижение, к;, - коэффициент орга-)шзационных потерь времени при эксплуатации экскаватора.

Траншея, подготовленная роторным экскаватором (рис. 13.3), имеет ровно спланированное дно, что исключает сосредоточенные участки давления на изоляцию трубы и способствует лучшему сохранешпо изоляции при укладке трубопровода.

3. Монтаж и сварка трубопровода

Сварка трубопровода вдоль трассы может выполняться как до рытья траншей, так и вслед за рытьем.

Трубопровод в условиях равнинной местности монтируется из секций, состоящих из двух-четырех труб, свариваемых на трубосварочных базах (ТСБ) (рис. 13.4) и доставляемых к месту монтажа плетевозами. Сборка трубопровода из одиночных труб осуществляется в исключительных случаях, когда по каким-либо обоснованным причинам доставка секций труб к месту работ невозможна.

Рассмотрим процесс сборки и сварки трубопровода.

Схема 1. (рис. 13.5, а). Трубопровод наращивается из отдельных двух, трех или четырех трубиых секций диаметром 1220-1420 мм. Стыки свариваются ручной электродуговой сваркой. Весь технологический процесс выполняется движущейся сварочно-моитажиой бригадой на участке длиной 300-350 м (8-9 секций).

Как видно из рисунка, бригада ведет работу одновременно на девяти стыках. На первом стыке выполняются зачистка кромок и строповка, на втором - центровка, подогрев стыка газовыми горелками, сварка корневого слоя (рис. 13.6), на третьем ~ шлифовка и горячий проход, на четвертом - восьмом