14. Строительство переходов через естественные и искусственные препятствия. Методы прокладки.

Трубопроводы при своем прохождении пересекают большое количество различных искусственных и естественных преград. Такие преграды называются переходами. В зависимости от вида препятствий переходы подразделяют на подводные, воздушные и подземные.

Существует множество методов прокладки трубопроводов через естественные и искусственные препятствия и конструкций таких переходов. Выбор метода (или конструкции) в каждом конкретном случае должен основываться на рассмотрении совокупности условий прохождения и требований к переходу - технических, экономических, экологических и др.

Основные методы прокладки перехода трубопровода:

1.Траншейные методы: в грунте, в защитном кожухе в канале, под защитными плитами со, специальной засыпкой, с бетонным покрытием и др. Ограничение применения – в ходе строительства нарушается поверхность и грунтовая толща, возникают воздействия на пересекаемый объект.

2.Бестраншейные методы: прокол, продавливание, горизонтальное бурение, наклонно-направленное бурение, тоннельная проходка (микротоннелирование или с применением горнопроходческих комбайнов). Ограниченная длина перехода, ограничения, связанные с геологическими условиями.

3.Надземная прокладка (воздушные переходы): самонесущие, на опорах, подвесные переходы, и наземная прокладка: по поверхности грунта в насыпи или в другой защитной оболочке. При этом переход подвержен внешним воздействиям.

4.Прокладка по дну водоема с механической защитой или без нее. Должна быть обеспечена защита перехода от контактов с судами, якорями, рыболовецкими снастями.

15.Подземные переходы трубопроводов через железные и автомобильные дороги Одними из наиболее серьезных искусственных препятствий являются железные и автомобильные дороги. Угол пересечения трубопровода с дорогами должен быть, как правило, 90⁰. Прокладка трубопровода через тело насыпи не допускается. Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах через железные и автомобильные дороги всех категорий с усовершенствованным покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в соответствии со СНиП 2.05.06-85 в защитном футляре (кожухе). Концы футляра должны выводиться на расстояние:

а)при прокладке трубопровода через железные дороги: от осей крайних путей - 50 м, но не менее 5 м от подошвы откоса насыпи и 3 м от бровки откоса выемки; от крайнего водоотводного сооружения земельного полотна (кювета, нагорной канавы) - 3 м;

б)при прокладке трубопровода через автомобильные дороги от бровки земляного полотна - 25 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи.

Схема перехода трубопровода под автомобильной и железнойдорогами: 1 - сальниковое уплотнение, 2 - отводная труба, 3 - вытяжная свеча, 4 - защитный футляр; 5 - опоры, 6 - отводной колодец, 7 – тр-д, Н - глубина заложения футляра, а - граница защитного футляра, b - расстояние до установки свечи при прокладке нефте- и продуктопроводов через автодороги категорий III, III-п,IV-п и IV-5 м от бровки земляного полотна. Заглубление кожухов под железными дорогами должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей футляра, под автодорогами – не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей футляра. Диаметр защитного кожуха D_K определяется в зависимости от диаметра трубопровода в миллиметрах:

и во всех случаях должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 200 мм. В зависимости от интенсивности движения, категорийности дорог, диаметра тр-да, методов производства работ, грун­товых условий укладку тр-дов осуществляют следующими способами: открытым, при котором трубопровод укладывают в траншею, устроенную в насыпи дороги, с перекрытием движения транспорта и устройством объезда для движения транспорта; закрытым, без перекрытия движения транспорта; при этом для укладки футляра (кожух) через дороги применяют методы бес­траншейной проходки. Открытый способ используется там, где имеется возможность временно прекратить движение транспорта или устроить времен­ные объезды, т. е. на дорогах с низкой интенсивностью движения, III — V категорий. При строительстве переходов через автодороги открытым спо­собом необходимо оградить место производства работ и установить соответствующие предупреждающие и указательные знаки. Ширина вскрываемой полосы покрытия автодороги делается больше ширины траншеи по верху обычно на 0,3 — 0,4 м. При наличии неустойчивых грунтов по мере разработки тран­шеи ее стенки крепят досками или инвентарными щитами. При пересечении дорог в сложных географических и гидроло­гических условиях может быть применено строительство тоннелей открытым способом. Закрытый способ (бестраншейная проходка) применяется без ограничений, т. е. независимо от категории дорог, интенсивности движения транспорта, категории грунтов и диаметра трубопровода. При закрытом способе прокладки кожухов (футляры) применяют три основных метода проходки: прокол, горизонтальное бурение и продавливание. На сложных участках могут применяться следующие методы: наклонно-направленное бурение, микротоннелирование, тоннельная проходка. Методы прокалывания применяют для прокладки защитных кожухов диаметром до 530 мм в суглинистых и глинистых грунтах нормальной влажности, не содержащих твердых включений. При этом прокладываемый кожух, снабженный наконечником, вдавливается в грунт под воздействием напорных усилий. Наконечник монтируют на переднем конце прокладываемого кожуха для уменьшения сопротивлений, возникающих при деформации грунта, и снижения сил трения при движении кожуха в грунте. Это достигается тем, что наружный диаметр наконечника при­нимают на 20 — 50 мм больше диаметра прокладываемого кожуха благодаря чему между стенкой скважины и кожухом создается некоторый зазор. Этот метод не рекомендуется применять при неглубоком заложении (менее 2 м) кожуха во избежание образования вертикального выпора грунта и нарушения полотна дороги. Прокол, как правило, осуществляется путем статического силового воздействия, создаваемого гидродомкратами. Продавливание яв-ся наиболее универсальным методом прокладки кожухов, при использовании которого наилучшим образом обеспечивается сохранность дорожной насыпи и полотна. Методы продавливания характеризуются тем, что прокладываемые защитные кожухи вдавливают в массив грунта открытым концом, снабженным кольцевым ножом с наружными или внутрен­ними скосами. При этом грунт, поступающий в полость кожуха, разрабатывают и удаляют ручным или механическим способами. Как правило, продавливание кожухов осуществляют с помощью гидродомкратов. Прокладку кожуха этими методами производят звеньями длиной 6- 12 м путем их наращивания сваркой. Горизонтальное бурение применяют для трубопроводов средних и больших диаметров (530 - 1420 мм) в грунтах I - IV категорий. Проходку скважин ведут установками горизонтального бурения. Этот метод не рекомендуется применять на слабых (водонасыщенных и сыпучих) грунтах во избежание просадки дорожного полотна. Особенность прокладки кожухов методом горизонтального бурения в том, что разработка грунта по площади сечения скважины несколько опережает продвижение защитного кожуха в скважину. Наклонно-направленное бурение (ННБ) может быть применено на сложных участках пересечения с автомобильными и железными дорогами с высоким уровнем грунтовых вод и на болотных участках, а также при ширине переходов более 100 м. Этот способ позволяет проложить трубопровод, например, за пределам плоскости скольжения оползающих грунтов и зоны затопления Ограничения, существующие для этого метода, связаны, прежде всего, с геологическими характеристиками района прокладки а также с необходимостью выдерживания радиуса упругого изгиба прокладываемого трубопровода. Микротоннелирование (МТ) применяется в наиболее сложных и стесненных условиях прокладки трубопроводов в любых категориях грунтов без ограничений. Основной особенностью данного метода является высокая стоимость строительства. Тоннельная проходка применяется в сложных горных условиях со скальными грунтами и осуществляется различными отечественными и зарубежными горнопроходческими комбайнами с возведением сборной или монолитной железобетонной обделки (термин общепринятый в тоннелестроении). Методы тоннельной проходки широко распространены в мировой практике трубопроводного строительства.

Схема продавливания защитного кожуха с ручной выработкой грунта из кожуха:

1- рабочий котлован; 2 - насос;3- гидродомкрат, 4 - нажимной патрубок; 5- нажимная заглушка; 6- продавливаемый кожух, 7 - корневой нож, 8- приемный котлован; 9 - направляющая рама; 10 - упорная плита, 11- упорная стенка.