Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и укладке магистральных трубопроводов, располагающихся на грунтах, различных по свойствам и характеристикам, на землях государственного фонда, на землях сельскохозяйственного или несельскохозяйственного назначения и может быть использовано преимущественно для транспортировки продуктов нефте- или газодобывающей промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ укладки трубопровода заключающийся в том, что создают дорожное покрытие, по которому движется транспорт с трубами, и подготавливают хворостяную выстилку, размещают доставленные трубы на монтажной полосе вблизи трассы трубопровода, где их сваривают в плети трубопровода, которые располагают на берме прорытой по трассе трубопровода траншеи, затем опускают плети трубопровода в траншею и стыкуют их с ранее уложенными плетьми трубопровода, после этого засыпают траншею грунтом (см. патент РФ №2338112, кл. F16L 1/00, 2008).

Недостатком известного способа является его низкие функциональные возможности, обусловленные ограничениями на габариты и вес плетей магистрального трубопровода, используемых при его строительстве.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является расширение функциональных возможностей способа за счет снижения ограничений на габариты и вес плетей трубопровода при его строительстве.

Данный технический результат достигается за счет того, что в способе укладки трубопровода, заключающемся в том, что создают дорожное покрытие, по которому движется транспорт с трубами, подготавливают хворостяную выстилку, размещают доставленные трубы на монтажной полосе вблизи трассы трубопровода, где их сваривают в плети трубопровода, которые располагают на берме прорытой по трассе трубопровода траншеи, затем опускают плети трубропровода в траншею и стыкуют их с ранее уложенными плетьми трубопровода, после этого засыпают траншею грунтом, согласно изобретению в качестве труб используют обетонированные трубы, после подготовки хворостяной выстилки создают монтажную полосу путем укладки на поверхность земли нижнего бревенчатого слоя из продольно размещенных бревен диаметром 14-24 см, которые скрепляют между собой строительными скобами, укладки поверх нижнего бревенчатого слоя верхнего бревенчатого слоя из поперечно размещенных бревен диаметром 14-24 см, которые скрепляют между собой скруткой из проволоки, и укладки слоями поверх этих двух слоев хворостяной выстилки, плети трубопровода из обетонированных труб размещают на монтажной полосе длиной не менее 60 м для осуществления контроля качества сварных стыков при изготовлении плетей трубопровода, опускание плетей трубопровода из обетонированных труб в траншею перед стыковкой их с ранее уложенными плетьми трубопровода ведут с бермы траншеи, используя для поддержания трубопровода монтажные полотенца трубоукладчиков, при этом значение величины допустимой высоты подъема плетей трубопровода над поверхностью земли устанавливают равным не более 0,5 м. Кроме этого, продолжительность размещения в траншее плети трубопровода до засыпания траншеи устанавливают меньше длительности времени оплывания стенок траншеи. Монтажную полосу можно укрепить при помощи послойного намораживания льда поверх слоев хворостяной выстилки.

Сущность способа укладки трубопровода поясняется на чертеже, где показаны виды сверху и сбоку на магистральный трубопровод при его укладке. При этом на чертеже показаны монтажная полоса 1, трубопровод 2, траншея 3, берма 4 траншеи, расстояние 5 от бермы до шасси трубоукладчика, высота 6 подъема трубопровода, трубоукладчики 7, монтажные полотенца 8, дорожное покрытие 9, уложенный магистральный трубопровод 10. Стрелкой на чертеже показан ход укладки.

Реализация способа заключается в следующем.

Из обетонированных труб, которые бывают трех видов: в металлополимерной оболочке, в металлополимерной оболочке с армированным балластным покрытием или без металлополимерной оболочки с армированным балластным покрытием - собирают плети трубопровода, которые затем укладывают в прорытую траншею 3. На такие трубы бетон, как правило, наносится методом набрызга или закачкой под давлением в промежуток между самой трубой и ее металлополимерной оболочкой. После завершения всех технологических операций с данными трубами они готовы для использования при построении магистрального трубопровода.

После создания дорожного покрытия 9 на монтажную полосу 1 вблизи трассы трубопровода 2 доставляют обетонированные трубы. Одновременно подготавливают хворостяную выстилку. Затем размещают доставленные трубы на монтажной полосе 1 вблизи трассы трубопровода. Здесь их сваривают в плети для дальнейшего использования в качестве составляющих магистрального трубопровода 10. При этом сварочные работы выполняются с применением внутреннего центратора (не показан). Центраторы позволяют выравнивать и точно соединять между собой свариваемые трубы. Центратор, как правило, состоит из следующих основных частей: центрирующей с установочными упорами, сварочной и устройства для перемещения от стыка к стыку. Плети располагают на берме 4, прорытой по трассе трубопровода 2 траншеи 3. Затем опускают плети трубопровода в траншею 3 и стыкуют их с ранее уложенными плетьми трубопровода, после этого засыпают траншею 3 грунтом. Монтажную полосу 1 создают путем укладки на поверхность земли нижнего бревенчатого слоя из продольно размещенных бревен диаметром 14-24 см, которые скрепляют между собой строительными скобами, укладки поверх нижнего бревенчатого слоя образующих слой поперечно размещенных бревен диаметром 14-24 см, которые скрепляют между собой скруткой из проволоки, укладки слоями поверх этих двух слоев хворостяной выстилки (не показано). Применение данного способа в практической деятельности показало, что бревна диаметром 14-24 см являются наиболее эффективными для распределения нагрузки, обусловленной весом трубоукладчика вместе с плетью из обетонированных труб. Плети трубопровода из обетонированных труб размещают на монтажной полосе 1 длиной не менее 60 м для осуществления контроля качества сварных стыков при изготовлении плетей трубопровода. Опускание плетей трубопровода из обетонированных труб в траншею 3 перед стыковкой их с ранее уложенными плетьми трубопровода 2 ведут с бермы 4 траншеи с помощью трубоукладчиков 7, в которых используются для поддержания трубопровода монтажные полотенца 8. Значение величины допустимой высоты 6 подъема плетей трубопровода 2 над поверхностью земли устанавливают равным не более 0,5 м.

Длину и конфигурацию монтажной полосы 1 задают таким образом, чтобы контролировать качество сварных стыков при изготовлении плетей трубопровода 2. Оптимальной в этом случае является плеть из обетонированных труб длиной не менее 60 м. При этом необходимо, как правило, выполнить следующие действия:

- произвести расчистку монтажной полосы от леса, кустарника, валунов, снега;

- осуществить удаление на косогорах нависших скал, камней, деревьев, угрожающих падением на монтажную полосу;

- осуществить срезку крутых продольных уклонов;

- осуществить противооползневые мероприятия;

- осуществить мероприятия по стабилизации температуры мерзлых грунтов;

- осуществить мероприятия по минимизации промерзания грунта на сухих участках;

- осуществить мероприятия по промерзанию грунта на заболоченных участках;

- сделать проезды для прохода строительных бригад;

- создать устройство водопропускных, водоотводных и осушительных сооружений;

- выполнить мероприятия по защите подземных сооружений, пересекаемых строящимся трубопроводом;

- осуществить снятие плодородного слоя почвы на участках рекультивации и его перемещение для временного хранения.

При этом следует иметь в виду, что до начала работ по укладке трубопровода 2 должны быть выполнены следующие операции:

- траншея 3 должна быть вырыта в полный профиль на заданную проектную глубину, ее ширина по дну должна быть выдержана в соответствии с рабочими чертежами;

- дно траншеи 3 должно быть спланировано и зачищено, с его дна и откосов должны быть удалены камни, корневища и другие твердые предметы, препятствующие адекватному размещению труб в траншее 3;

- в случае необходимости должна быть произведена подсыпка дна траншеи мягким грунтом;

- сварочные работы должны быть полностью закончены, качество сварных стыков должно быть проконтролировано;

- стыки труб должны быть заизолированы, также должен быть проведен контроль качества изоляционного покрытия и, в случае необходимости, произведен ремонт изоляции, после этого будет получено разрешение представителя заказчика на производство работ по укладке трубопровода.

Следует иметь в виду, что для предупреждения повреждений металлополимерной оболочки трубопровода при спуске его в подготовленную траншею используют мягкие монтажные полотенца 8. На стрелах кранов, являющихся элементами трубоукладчиков, устанавливают резиновые накладки во избежание повреждения бетонного покрытия используемой трубы.

Трубопровод 2 укладывают в траншею 3 на подготовленное основание без провисания его отдельных участков. Образующиеся в этом случае зазор между трубой и стенкой траншеи 3 засыпают мягким грунтом с послойной его подбивкой. В качестве подбивки используется грунт размером фракций не более 10 см.

Кроме того, целесообразно иметь в виду значение величины допустимой высоты 6 подъема плети обетонированных труб, которое не должно превышать 0,5 м. Это необходимо для того, чтобы исключить разрушение наружного бетонного покрытия трубы при ее ударе о поверхность земли в случае опрокидывания трубоукладчика. Укладку во избежание оплывания стенок траншеи следует производить без длительных остановок. Расстояние 6 от бермы траншеи до ближайшего шасси трубоукладчика задают в соответствии с физико-механическими свойствами грунта (плотность, влажность, несущая способность).

Также следует отметить, что в зимний период года монтажную полосу можно укрепить при помощи послойного намораживания льда поверх слоев хворостяной выстилки. При этом промораживание этих слоев осуществляют проминкой покрова гусеничной техникой и удалением оседающего на полосе отвода снежного покрова. В этом случае убираемый снег необходимо разравнивать.

Пример использования предлагаемого способа.

В период февраль-апрель 2007 года была осуществлена укладка трубопровода на заболоченном участке 323 км трассы магистрального газопровода «Грязовец - Ленинград». При осуществлении способа использовались трубы диаметром 1020 мм и толщиной стенки 14 мм с заводской изоляцией и балластным бетонным покрытием толщиной 150 мм. Плотность используемого бетона составляла 2400 кг/м³.

До начала работ по укладке были выполнены следующие операции:

- траншея была вырыта в полный профиль на проектную глубину, при этом ширина по дну была выдержана в соответствии с чертежами, по которым была создана траншея, при этом физико-механические свойства грунта характеризовались так, чтобы обеспечивалась устойчивость колонны, производящей укладку;

- дно траншеи было спланировано и зачищено, причем со дна и откосов были удалены камни, корневища и другие твердые предметы;

- была произведена подсыпка дна траншеи мягким грунтом, в качестве которого применили грунт с фракцией не более 10 см;

- после окончания сварочных работ контролировалось качество сварных стыков;

- стыки труб магистрального трубопровода были заизолированы, проведен контроль качества изоляционного покрытия труб.

После завершения указанных выше мероприятий и операций представителем заказчика было получено разрешение на производство работ по укладке труб магистрального трубопровода.

Монтажную полосу создавали путем укладки на поверхность земли нижнего бревенчатого слоя из продольно размещенных бревен диаметром 14-24 см, которые скрепляли между собой строительными скобами, укладки поверх нижнего бревенчатого слоя образующих слой поперечно размещенных бревен диаметром 14-24 см, которые скрепляли между собой скруткой из проволоки, и укладки слоями поверх этих двух слоев хворостяной выстилки.

Монтажная полоса усиливалась при помощи проморозки грунта. Сварочные работы выполнялись с применением внутреннего центратора, в качестве которого использовался центратор внутренний гидравлический ЦВ 127.

Для предупреждения повреждений металлополимерной оболочки магистрального газопровода при спуске его в траншею использовались мягкие монтажные полотенца ПМ 1428 Р.

На стрелах кранов, входящих в состав трубоукладчиков, были установлены резиновые накладки во избежание повреждения бетонного покрытия трубы.

Данный магистральный газопровод укладывался в траншею на подготовленное основание без провисания его отдельных участков. Образующиеся «пазухи» засыпались мягким грунтом с послойной его подбивкой.

Укладка газопровода в траншею производилась 7 трубоукладчиками марки KOMATSU D355C, оснащенными указанными выше мягкими монтажными полотенцами. При этом использование данных трубоукладчиков при укладке описываемого газопровода характеризовалось тем, что величина удельного давления шасси на грунт составляло 0,90 кг/см без учета веса обетонированной трубы. При этом минимальное расстояние от бермы траншеи до ближайшего к ней шасси каждого трубоукладчика было равно не более 2 м. Трубоукладчики работали тремя группами: две группы состояли из двух трубоукладчиков и одна - из трех. Расстояние между трубоукладчиками в группе составляло 8-12 м, а расстояние между группами по ходу укладки было следующее: между первой и второй группами - 30-40 м; между второй и третьей - 25-30 м. Группа из трех трубоукладчиков была третьей по ходу укладки трубопровода.

В описанном примере значение допустимой нагрузки трубоукладчика на грунт составляло 0,90 кг/см плюс вес обетонированной трубы, значение величины его устойчивости на опрокидывание - от 26 до 40 т, а значение величины его маневренности определялось характеристиками трубоукладчика.

Кроме того, следует обратить внимание на то, что работа трубоукладчиков происходила таким образом, что значение величины допустимой высоты подъема плети обетонированных труб при укладке трубопровода не превышало 0,5 м. Это необходимо для того, чтобы исключить разрушение наружного бетонного покрытия трубы при ее ударе о поверхность земли в случае опрокидывания трубоукладчика. При этом при укладке труб на заболоченном участке 323 км трассы магистрального газопровода «Грязовец - Ленинград» размещение в траншеи плети обетонированных труб производили без длительных остановок во избежание оплывания ее стенок.

Применение данного способа укладки трубопровода позволяет расширить функциональные возможности способа за счет снижения ограничений на габариты и вес плетей трубопровода при его строительстве.