Устройство переходов трубопроводов через искусственные и естественные преграды
На пути прокладываемых трубопроводов как в городских, так и в полевых условиях встречаются естественные и искусственные препятствия. Для преодоления их требуются особые устройства, а прокладку производят методами, отличающимися от обычных.
К искусственным препятствиям относят железные и шоссейные дороги, трамвайные пути, проезды с усовершенствованными дорожными покрытиями, водонапорные и сточные коллекторы, технологические трубопроводы и т.д. Естественными препятствиями являются овраги, русла рек, озера, большие и малые ручьи.
Переходы трубопроводов через искусственные преграды выполняются закрытым и открытым способами.
При закрытом способе переходы трубопроводов обычно состоят из защитного кожуха (футляра рабочего трубопровода опор и сальников). Для устройства футляров применяют стальные трубы, диаметр которых зависит от диаметра рабочего трубопровода, типа его изоляционного покрытия, толщины тепловой защиты и величины монтажного и эксплуатационного зазора. Толщина стенки трубы футляра зависит от применяемого способа прокладки. Длина футляра определяется шириной искусственного сооружения. Прокладка футляра осуществляется одновременно с бестраншейной разработкой грунта. Для предохранения от коррозии поверхность футляра покрывают слоем надежной антикоррозионной изоляции с использованием битумных или полимерных материалов. При наличии в грунте блуждающих токов выполняют активную защиту футляра от электрокоррозии.
|
|
|
Рабочий трубопровод, размещаемый в футляре, является наиболее ответственным участком тепловой или газовой сети, и поэтому к нему предъявляются повышенные требования как в отношении прочности, так и надежности. Обычно для него применяют трубы с толщиной стенки на 15...25% больше толщины стенки основного трубопровода.
Укладку рабочего трубопровода в футляре осуществляют проталкиванием или протаскиванием.
Проталкивание применяют при устройстве переходов из труб диаметром до 1000 мм. Для проталкивания труб используют краны-трубоукладчики грузоподъемностью 10...35 т. Перед проталкиванием трубопровода на дне котлована делают направляющую дорожку из шпал, уголков, рельсов, катков, на которую укладывается одиночная труба или звено труб, предварительно испытанное на прочность и плотность и покрытое изоляцией. Для предохранения изоляции рабочей трубы от повреждения применяется инвентарные хомут с колесиками, на который укладывается передний конец трубы. На остальной части трубы через 3...5 м (в зависимости от ее диаметра) по окружности укрепляются диэлектрические скользящие опоры. Затем на торце футляра крепят оттяжной блок, через который пропускают тяговый канат с крюком на конце. Крюк заводят за стенку рабочего трубопровода, а второй конец каната закрепляют за крюк крана-трубоукладчика. В процессе подъема крюка канат натягивается и посредством системы его запасовки через обводной блок проталкивает рабочий трубопровод в футляр.
|
|
|
Протаскивание рабочего трубопровода применяют при устройстве переходов из труб диаметром более 1000 мм. Перед началом протаскивания трубопровода, как и при проталкивании, устраивают направляющую дорожку и укрепляют инвентарный хомут и скользящие опоры. Тяговый трос крепят за специальный наконечник или скобу, приваренные к переднему концу трубопровода. Другой конец троса через оттяжной блок, закрепленный в котловане со стороны наконечника трубы, зацепляется за крюк трактора, крана-трубоукладчика или наматывается на барабан электрической или ручной лебедки грузоподъемностью 3...5 т. В процессе работы механизма трос натягивается и протаскивает рабочий трубопровод.
Трубопроводы в тоннелях или коллекторах (рис.5) монтируют из одиночных труб длиной 6 м с нанесенной изоляцией. Их подают через монтажные шахты и транспортируют к месту сборки на тележках, платформах узкоколейного пути или монорельсовым транспортом. Если тоннель или коллектор с одного конца выходит на незаостренную поверхность, то весь процесс сборки и сварки организуют у этого торца.
|
|
|
Рис.5. Укладка труб в подземной галерее:
а - подземная галерея-коллектор; б - схема монтажа трубопроводов в галерее; 1 - облицовка тоннеля; 2 - железобетонная монолитная рубашка; 3 - лоток коллектора; 4 - железобетонная рубашка из сборных элементов; 5 - кольцевой зазор; 6 - площадка; 7 - стеллажи для трубных заготовок; 8 - трубные заготовки; 9 - пневмоколесный кран; 10 - проезжая часть дороги; 11 - сварочный агрегат; 12 - ограждение; 13 - понижающий трансформатор с осветительной линией; 14 - кабель; 15 - звено трубы, погруженное на тележку; 16 - монтажный проем; 17 - тележка; 18 - опоры в тоннеле; 19 - узкоколейный путь; 20 - уложенный трубопровод; 21 - вертикальная шахта; 22 - лестница; 23 - растяжки крепления трубопроводов
При проталкивании и протаскивании рабочего трубопровода, а также при его укладке в тоннелях и коллекторах после укладки одной трубы подается вторая труба и производится стыковка и сварка труб. Затем стык проверяется физическими методами контроля и после получения положительного заключения изолируется. Далее рабочий трубопровод удлиняется и подается третья труба. После прокладки рабочего трубопровода в футляре монтируют сальники, устраивают колодцы и камеры, заделывают концы футляра и выполняют другие работы, предусмотренные проектом.
|
|
|
При открытом способе наиболее простым методом прокладки трубопроводов через искусственные препятствия является прокладка тепловых и газовых сетей по строительным конструкциям железнодорожных или автомобильных мостов и путепроводов. В случае отсутствия мостов трубопроводы прокладываются на отдельно стоящих опорах или эстакадах, причем высокие отдельно стоящие опоры могут выполняться жесткими, гибкими и качающимися.
Строительство указанных переходов осуществляется в два этапа. Сначала возводят опоры, затем надвижкой или подъемом монтируют трубопровод. Плети длиной, кратной расстоянию между опорами, готовят и испытывают на месте производства работ или на заготовительных заводах.
Метод надвижки состоит в том, что плети на катках тяговое и тормозной лебедкой надвигают на опоры. Если же монтаж веду методом подъема, то плети доставляются непосредственно к опорам автомобильным или железнодорожным транспортом, а затем кранами разгружают и укладывают в проектное положение.
Переходы трубопроводов через естественные преграды также выполняются закрытым и открытым способами.
При закрытом способе трубопроводы, прокладываемые в грунте под руслом реки или канала, по склонам и дну оврага изгибают в соответствии с рельефом местности. Такие сооружения называют дюкерами. Гибкость стальных труб малого диаметра используют при укладке дюкеров методом свободного изгиба. Максимальный диаметр, при котором возможен свободный изгиб трубопровода, составляет 250…300 мм, а в отдельных благоприятных случаях может быть 350...400 мм.
Прокладка трубопроводов дюкера через сухие овраги и балки осложняется необходимостью производства работ в условиях крутых склонов. В зависимости от их крутизны применяют различные методы монтажа труб: "сверху вниз", "снизу вверх" и комбинированный. При уклоне до 20° и хорошем состоянии грунта трубы или секции доставляют к месту монтажа тракторами и наращивают последовательно. Монтаж "сверху вниз" можно вести на любых склонах, но более целесообразно при крутых. Монтаж производится с помощью двух тракторов, один из которых снизу протаскивает наращиваемый сверху трубопровод, а второй вверху удерживает наращиваемый трубопровод от его самопроизвольного сползания при стыковке каждой последующей секции. После пристыковки вверху очередной секции трубопровод протаскивают вниз на длину этой секции. При монтаже трубопроводов "снизу вверх" первую секцию монтируют с точки перелома дна перехода и временно закрепляют. Затем с помощью лебедки или кранов-трубоукладчиков сверху подается следующая секция и трубопровод наращивается. Во избежание повреждений покрытия трубопровода поверх изоляции делают футеровку из деревянных реек или инвентарных скользящих опор.
Дюкеры через мелкие реки и ручьи сооружают в основном в период мелководья. При этом используют следующие способы работ: с временным покрытием русла дамбой; с отводом водного потока на период прокладки дюкера в другое русло; работой землеройно-транспортных и монтажно-сборочных машин на откосах и берегах; пропуск воды через трубу или лоток.
Для прокладки дюкеров через водные преграды необходимо оборудовать береговую и монтажную площадки; спланировать участок строительства и устроить подъезды; установить стапели; подготовить транспортные средства и такелаж, доставить плавучие средства - баржи, понтоны, краны, катера; подготовить силовые и электроосветительные сети.
При прокладке под руслом реки теплопроводы заключают в стальные трубы (футляры) или прокладывают в каналах диаметром более 2000 мм.
Поскольку дюкер эксплуатируют в мокрой среде, трубы покрывают весьма усиленной изоляцией.
Технологический процесс устройства дюкеров включает следующие операции: завоз труб, материалов и оборудования; рытье подводных траншей; сварку труб в звенья, а затем в плети; устройство изоляции; балластировку трубопровода; подготовку к работе спусковых устройств и монтажных механизмов; укладку трубопровода на дно и засыпку траншеи; соединение с береговыми подходами; устройство береговых колодцев и отключающих устройств.
Способ укладки подводных трубопроводов зависит от его диаметра, длины и глубины подводного перехода, периода года и ряда других факторов.
Для того чтобы труба правильно легла на дно подводной траншеи и могла выполнять функцию дюкера, она должна иметь отрицательную плавучесть как при погружении, так и во время эксплуатации. Отрицательную плавучесть трубопровода диаметром более 300 мм создают балластировкой, а во время монтажа трубы могут заполняться водой.
При сооружении подводных трубопроводов их монтаж, сварка стыков, изоляция и испытание выполняются чаще всего на береговой площадке и мало чем отличаются от аналогичных процессов при строительстве тепловых и газовых сетей в обычных условиях.
Укладка подводных трубопроводов на дно траншеи открытым методом осуществляется одним из следующих основных способов: протаскиванием трубопроводов по дну; свободным погружением; с плавучих средств; последовательным наращиванием; со льда.
Протаскивание трубопроводов по дну (рис.6) выполняют в такой последовательности: монтаж трубопровода с нанесением изоляции, устройство футеровки, оснащение его балластными грузами и понтонами; устройство спусковой дорожки; укладка плети трубопровода на спусковую дорожку; устройство береговых опор и установка системы блоков для протаскивания трубопровода; прокладка по дну траншеи тягового троса; протаскивание трубопровода с помощью трактора или лебедки.
Рис.6. Схема протаскивания трубопровода дюкера по дну и детали устройства спусковых дорожек:
а - схема протаскивания трубопровода; б - роликовая дорожка для спуска трубопровода; в - роликовая опора; г - рельсовая дорожка; д - тележка; е - организация спусковой дорожки в виде канала с водой; 1 - поплавки; 2 - трубоукладчик; 3 - трубопровод; 4 - канат; 5 - стационарные роликовые опоры; 6 - трактор (тягач); 7 - приямок; 8 - узкоколейные тележки; 9 - основание; 10, 11 - опорный и направляющий ролики; 12 - рельсовый путь; 13 - отводной путь; 14 - якорь; 15 - сварочные посты; 16 - лебедки; 17 - трубы; 18 - стапели (через 5 м); 19 - сплавной канал; 20 - бульдозер; 21 - утяжеляющие грузы; 22 - плавучие опоры (понтоны); 23 - экскаватор; 24 - водолазная станция; 25 - перемычка; 26 - катер; 27 - насосный опрессовочный агрегат
На одном берегу (рис.6, е) устраивают строительную площадку, на которой располагают стапель и спусковую дорожку из роликовых опор (рис.6, б) или из тележек, двигающихся по узкоколейному пути (рис.6, г). На стапеле, длина которого соответствует длине подводной траншеи, производят сварку звеньев труб в плеть, изоляцию стыков, футеровку, утяжеление и испытание трубопровода. На передний конец плети наваривают специальную конусообразную заглушку, являющуюся оголовком секции. К заглушке приварено кольцо из круглой стали, за которое цепляется крюк тягового троса. Тяговый трос протаскивают в створе дюкера через весь водоем и выводят на противоположный берег (рис.6, а) к системе блока, а трос трактора перебрасывают через блоки и укрепляют на жесткой опоре.
Подготовленную на стапеле плеть укладывают трубоукладчиками на тележки узкоколейного пути (или роликовые опоры) спусковой дорожки. Узкоколейный путь спусковой дорожки устроен так, что перед урезом воды он имеет поворот и тележки, дошедшие до него, отходят в сторону (рис.6, г), а трубопровод при движении вперед ложится на головную опору.
При протаскивании плеть трубопровода ползет по дну подводной траншеи. Для облегчения протаскивания и уменьшения возможности порчи футеровки и навешанных утяжеляющих грузов отрицательную плавучесть на период укладки трубопровода снижают установкой понтонов до минимально необходимой (по расчету). Понтоны снимают после укладки трубопровода в проектное положение.
Вместо узкоколейного пути или роликовой дорожки можно использовать трубоукладчики, которые приподнимают всю плеть над поверхностью земли. В процессе протаскивания трубоукладчики должны двигаться с той же скоростью, с которой трубопровод тянут с противоположного берега (не более 5 м в минуту). Подошедший к урезу воды трубоукладчик отцепляют от трубопровода и отводят в сторону, а трубопровод через головную опору опускают в воду. Если скорость протаскивания будет меньше скорости трубоукладчиков, то из-за продольного изгиба может произойти отклонение трубопровода от заданного направления, и он повредится.
Работа по протаскиванию заканчивается тогда, когда противоположный конец плети будет вытянут из воды на проектную длину.
Укладка трубопроводов с плавучих средств используется, когда способы протаскивания и свободного погружения не применимы. Спущенную на воду плеть буксируют к створу моторными лодками, катерами, пароходами, а на малых реках - тракторами и лебедками с берегов. На месте перехода плеть заводят в створ, выверяют и, освобождая от поплавков, опускают на дно траншеи. Спуск трубопровода на дно траншеи производят с помощью плавучих кранов или опор путем стравливания тросов с лебедок. Трубопровод обычно начинают укладывать с опор, расположенных на участках с наибольшей глубины. По мере опускания трубопровода на этих участках включаются в работу соседние опоры с таким расчетом, чтобы радиус кривой его изгиба не превышал допустимого.
Укладка способом последовательного наращивания применяется при прокладке подводных трубопроводов через широкие водные преграды. Наращивание плети трубопровода производится в надводном или подводном положениях. В первом случае плети наращивают на понтонах или специально оборудованных судах, служащих монтажной площадкой. В подводном положении наращивание осуществляется путем соединения секций, уложенных на дно, водолазами, чаще всего на фланцах.
Зимой со льда трубопроводы укладывают с помощью опор или свободным погружением. Для прокладки трубопроводов по створу трассы во льду дисковыми пилами прорезают сквозную прорубь (майну). Приготовленный трубопровод укладывают над майной на подкладки (лежни), проложенные поперек проруби. Затем устанавливают на льду опоры (козлы) с талями, с помощью которых его опускают на дно. При способе свободного погружения трубопровод, заполняя его водой, опускают на дно траншеи без применения опор и талей.
При открытом способе естественные препятствия преодолевают воздушными переходами, подразделяющимися на два основных типа: несущие, в которых трубопроводы укладываются на специальные устройства в виде мостов, и самонесущие, где трубопровод используют как несущий элемент какой-либо конструктивной схемы (балочная - однопролетная и многопролетная; висячая вантовая; арочная; в виде провисающей нити).
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 5440; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!