14.5 Строительство переходов через большие водотоки

В последние два десятилетия произошли существенные изменения в подходах к проектированию и строительству переходов трубопроводов через водные преграды. Основная тенденция связана с тем, что сначала за рубежом, а затем и в РФ стали внедряться новые технологии строительства подводных переходов, позволяющие сократить ряд технологических операций, необходимых при строительстве традиционным (траншейным) способом, уменьшить воздействие на окружающую водную и грунтовую среду, сократить вероятность внешнего механического воздействия на трубопровод и тем самым повысить надежность эксплуатации трубопровода.

В соответствии со СНиП 3.01.01-85*, СНиП III-42-80* и ВСН 010-88 строительство каждого подводного перехода допускается осуществлять только на основе предварительно разработанных решений по организации строительства и технологии производства работ, которые должны быть приняты в проекте организации строительства и проектах производства работ.

Методы строительства подводных трубопроводов на переходах

Схема 14.3

Схема 14.4

Укладка трубопроводов способом протаскивания

Схема 14.5

В зависимости от ширины водной преграды, рельефа берега, наличия спусковых устройств и понтонов, мощности трубоукладчиков и тяговых средств применяют две технологические схемы укладки подводных трубопроводов способом протаскивания по дну:

• схема I – протаскивание трубопровода с предварительным монтажом его на полную длину в створе перехода;

• схема II -последовательное протаскивание отдельных плетей трубопровода со стыковкой их на приурезном участке.

Укладка трубопроводов способом протаскивания с поточно-расчлененным монтажом их в створах переходов

Технология строительства подводных переходов с поточно-расчлененным монтажом трубопроводов в створах переходов исключает необходимость предварительного монтажа плетей трубопроводов с их поперечным перемещением на спусковую дорожку, а также сварку гарантийных стыков около уреза воды.

Данный способ укладки применяется при строительстве подводных переходов из труб диаметром 1220-1420 мм, когда перекладка плетей трубопроводов весьма трудоемка.

Укладка трубопроводов способом свободного погружения

Способ укладки трубопроводов свободным погружением применяется при следующих условиях:

• пересекаемая водная преграда несудоходна или в месте перехода возможен перерыв судоходства на время установки трубопровода;

• поверхностная скорость течения невелика (до 0,6-0,8 м/с) и не требуются сложные устройства для удержания плавающей нитки трубопровода в створе перехода.

Погружение с поверхности воды предварительно смонтированного трубопровода представляет собой способ укладки, при котором плавающий трубопровод под действием перемещающейся нагрузки опускается на дно водоема с изгибом в вертикальной плоскости. Этот способ укладки включает в себя: заготовку на береговой монтажной площадке плети трубопровода; транспортировку ее на плаву в створ укладки; стыковку прибуксированной плети с ранее уложенной (при строительстве подводных трубопроводов большой протяженности) и собственно укладку трубопровода на дно.

При укладке подводных трубопроводов могут применяться различные технологические схемы его погружения, основными из которых являются: заполнение трубопровода водой, последовательное открепление понтонов или заполнение понтонов водой.

Наиболее широко распространен в отечественной практике строительства способ погружения трубопровода заполнением его водой с одного из концов.

Укладка трубопровода комбинированным способом

Комбинированный способ укладки трубопровода представляет собой совмещение свободного погружения трубопровода (на мелководье, где глубина водоема менее допускаемой глубины погружения трубопровода) и протаскивания его по дну траншеи.

Применение такого способа целесообразно при большой длине подводного перехода; значительной протяженности мелководного участка и скорости течения на нем менее 1м/c.

Укладка трубопроводов с трубоукладочного судна

Способ укладки трубопроводов с трубоукладочного судна (баржи) обычно применяется на крупных акваториях с большими глубинами и при сложном ветро-волновом режиме. В качестве технических ограничений по применению данного способа могут служить условия судоходства на данной акватории, класс трубоукладочного судна и возможность его перемещения из одного бассейна в другие по речным и морским путям.

Схема 14.6

Укладка трубопроводов в зимний период

Способ укладки трубопроводов в зимних условиях через водные преграды определяется с учетом ледовой обстановки, параметров трубопроводов, характеристики тяговых средств и оснастки, глубины воды подо льдом, скорости течения и других факторов.

Схема 14.7

Схема 14.8

Строительство трубопроводов типа «труба в трубе»

При строительстве подводных переходов конструкции «труба в трубе» сварочно-монтажные работы при соединении труб в секции и плети рабочего трубопровода и кожуха производят в отдельности в обычном порядке, в соответствии с действующими требованиями по сооружению подводных магистральных стальных трубопроводов.

Исходя из веса всей системы трубопроводов, их положительной плавучести, режима водного потока и других условий может возникнуть необходимость балластирования трубопроводов конструкции «труба в трубе».

Укладку трубопровода конструкции «труба в трубе» обычно выполняют способом протаскивания по дну:

• с предварительной укладкой кожуха через водную преграду и последующим протаскиванием в него рабочего трубопровода;

• с предварительным монтажом плетей кожуха и рабочего трубопровода на берегу в общую конструкцию типа «труба в трубе» и последующим протаскиванием ее в собранном виде через водную преграду.

Сооружение переходов трубопроводов бестраншейным способом

Траншейные способы сооружения переходов подводных трубопроводов наряду с широким практическим применением, имеют ряд существенных недостатков, которые ограничивают их дальнейшее развитие, поскольку они часто не отвечают современным требованиям, предъявляемым к строящимся объектам – необходимому уровню надежности в процессе эксплуатации, экологическим и другим требованиям.

К основным недостаткам траншейных способов относится: большой объем земляных работ, необходимость установки громоздких утяжеляющих грузов, нарушение экологического равновесия в процессе работ и др. Недостаточно высокий уровень надежности переходов приводит к многочисленным авариям.

Эти и другие причины обусловили развитие принципиально новых методов сооружения подводных переходов трубопроводов: наклонно-направленного бурения, продавливания, микротоннелирования.