лінійні трубопроводи
Залежно від виду транспортованого корисних копалин або промислового продукту трубопроводи називаються нафтопроводом, газопроводом, водопроводом, бензопровід, паливопроводом і т. П.
Магістральні газопроводи призначені для транспорту газу з місця його видобутку або виробництва до місць споживання. У систему споруд газопроводу входять газопромислове господарство, власне трубопровід, компресорні станції, підземні сховища і газорозподільні станції. Останні є кінцевими спорудами, службовцями для розподілу газу по окремих дільницях газоспоживання.
Магістральні нафто- і продуктопроводи служать для перекачування рідкої нафти і продуктів її переробки від місць видобутку на переробні заводи і від останніх до районам споживання. У систему споруд нафтопроводів входять головні і проміжні перекачують наносні станції, власне трубопровід, пункти і ємності прийому нафти і нафтопродуктів і допоміжні споруди.
Всі компресорні та насосні станції, так само як і допоміжні споруди і ємності для прийому і зберігання продуктів, являють собою споруди, фундаменти для яких проектуються в залежності від габаритів споруд та діючих навантажень при повному врахуванні особливостей інженерно-геологічної обстановки. Вибір того чи іншого типу, що спирається фундаменту на основу, так само як і методу ведення будівельних робіт, здійснюється відповідно до основних положень з будівництва фундаментів промислових споруд.
Сучасні магістральні газо- і нафтопроводи в залежності від свого класу працюють при тисках перекачується газу або рідини від 10-12 (для III класу) до понад 25 кг / см 2 (для 1 класу) і споруджують їх переважно із сталевих труб діаметром від 500 до 1000 мм і більше. Для цього застосовують зварні труби з товщиною стінок від 8 до 12 мм і більше, вагою від 100 до 300 т погонний кілометр.
По лінії трубопроводу в залежності від природних умов. (Грунтових, кліматичних, геоморфологічних) приблизно через: кожні 10-25 км встановлюють пристрої, що вимикають. У газопроводів це пробкові або кулькові крани, а у нафто- і продуктопроводів-засувки. Крім того, такі ж пристрої, що вимикають встановлюють по обидва боки кожного перетину природного водотоку або каналу, залізної чи автомобільної дороги, населеного пункту або території промислового підприємства. Існують вимоги про мінімально-допустимих відстанях наближення магістральних трубопроводів до будівель і споруд. Ці вимоги, так само як частота і місце розташування пристроїв, що відключають, диктуються протипожежною безпекою.
У зв'язку з тим, що розриви, як і інші пошкодження трубопроводів, є вогненебезпечними, крім пристроїв, що відключають по всій трасі встановлюють спеціальну контрольну апаратуру, що фіксує всі можливі несправності і автоматично сообщающую про це на пункти експлуатації споруди для прийняття захисних заходів (відключення, перемикання на обхідні лінії і т. п.).
Трубопроводи на більшій частині своєї довжини розташовують в товщі грунтів нижче денної поверхні. Металева труба, яка виявилася в тілі грунтового масиву як нижче, так і вище рівня грунтових вод, піддається корозії. Для захисту труб від корозійного впливу грунтів, грунтових, підземних і поверхневих вод поверхню труб і всіх металевих конструкцій, що входять до складу споруд трубопроводу, покривається спеціальними антикорозійними захисними покриттями. Крім того, по всій трасі трубопроводу монтують установки катодного і дренажного електрозахисту.
Проектування трубопроводу починають з вибору траси між джерелом отримання продукту і пунктом призначення. Вона вибирається не просто по найкоротшій відстані між цими двома точками, а з урахуванням необхідності підключення відводів до проміжних споживачам, умов подолання природних перешкод і важкодоступних ділянок і т. П.
Проектування ведуть за кількома конкуруючим варіантів траси, а вибір оптимального варіанту виробляють за сукупністю основних техніко-економічних показників. По кожному з варіантів траси повинні бути виконані топогеодезичні і інженерно-гідрогеологічні вишукування, що дозволяють об'єктивно оцінити конкуруючі варіанти траси.
Після вибору варіанту по ньому проводять остаточні дослідження, що обгрунтовують проект трубопроводу і проект виконання робіт по його спорудженню.
Магістральні газопроводи укладають зазвичай під землею на глибині, що забезпечує отримання не менше 0,8 м захисного шару грунту над верхом труби, тому глибина траншеї для укладання трубопроводу повинна бути не менше діаметра труб плюс мінімальна величина засипки. Виняток з цього правила становлять випадки переходів через природні і штучні перешкоди, де укладання газопроводу в землі або неможлива або вкрай утруднена. На цих ділянках виробляють наземне розташування трубопроводів, але з включенням компенсаційних пристроїв, що гасять зміна довжини трубопроводу при температурних коливаннях.
На ділянках траси газопроводу, де розвинені скельні грунти, або в межах пустельній місцевості, де немає руху механічного транспорту і будівельних і сільськогосподарських машин, глибина закладки трубопроводу може бути кілька зменшена (до 0,5 м).
При визначенні глибини закладення нафтопроводу повинні враховуватися кліматичні умови місцевості і властивості рідини. Це пов'язано з тим, що нафта і багато інших рідкі продукти сильно змінюють свою в'язкість при коливаннях температури. Тому нафтопроводи, як правило, повинні бути покладені на таку глибину, де сезонні і добові коливання температури не викликають сильного зміни в'язкості рідини.
Всякий трубопровід відчуває цілий ряд навантажень. серед яких постійно діє власна вага труби з антикорозійним покриттям, тиск від ваги ґрунту засипки, а також навантаження від попереднього напруження труб і ін. Велика частина цих навантажень є стискають і прагнуть зменшити діаметр труби. Крім того, на трубопровід діють тривалі навантаження, що розтягують від внутрішнього тиску прокачується продукту-це навантаження, зазвичай великі за величиною (до 25 кг / см 2 і вище). Під час проведення будівельно-монтажних робіт, а також в результаті снігових і вітрових навантажень при випробуванні трубопроводу і при температурних коливаннях виникають короткочасні навантаження різної дії.
Трубопровід зазвичай укладають безпосередньо на грунт, розкритий траншеєю. Однак у випадках різкої зміни жорсткості грунтів, наприклад при переході траси зі скельного масиву на пухкі податливі грунти, коли можна очікувати різкого відмінності в деформації підстави, перед укладанням труб проводять спеціальну підготовку підстави. Вона полягає зазвичай в створенні підсипання або іншої підготовки, пом'якшувальною перехід через контакт між грунтами з великою різницею в стисливості.
Виробництво будівельних робіт
Лінійність магістральних трубопроводів є особливістю цього типу споруд, що накладає свою специфіку і на виробництво будівельних робіт. Так, в результаті цього будівельний майданчик має дуже велику протяжність при вузькому і рухомому фронті робіт.
Починаються будівельні роботи з підготовки території траси, організації під'їздів для підвезення труб і механізмів, створення окремих майданчиків для проміжного складування та обробки труб і т. П.
Другим етапом є розвозка труб по трасі і розробка траншей. У цей час проводиться зварювання трубопроводу по ділянках, опускання зварних труб в траншею і їх випробування (продування, перевірка якості зварювання і т. П.). Після цього траншея засипається грунтом.
Монтаж трубопроводу може здійснюватися двома способами. трасових і базовим. При трасовому способі трубопровід нарощується з окремих труб, причому зварювання зазвичай ведеться безпосередньо близько вже розробленої траншеї, вручну. Цей спосіб дуже широко застосовується в практиці будівництва, особливо на важкодоступних ділянках і в сильнопересеченной місцевості.
При базовому способі труби завозять на спеціально обладнані майданчики - бази, де зварювання ведеться поворотним способом (обертанням труби в спеціальному агрегаті) методами автоматичного зварювання під шаром флюсу. Таким способом труби зварюють в ланки і секції по 3-10 труб. Ланки, добре ізольовані і перевірені, доставляють безпосередньо на трасу, де зварюють між собою в батіг і укладають в траншеї. Цей спосіб дає найкращі результати (за якістю та продуктивністю) при роботах у відносно мало пересіченій місцевості, де можливе транспортування довгих ланок труб.
У випадках, коли трубопровід повинен перетинати гірські річки, глибокі яри і балки з високими і крутими стінками. переходи через ці перешкоди вирішуються шляхом створення надземних переходів, здійснюваних у вигляді мостових конструкцій балкового, арочного або висячого типу з опорами різної конструкції, що обираються в залежності від особливостей інженерно-геологічних умов. З огляду на специфіку трубопроводів, що несуть горючі матеріали, такі надземні переходи будують зазвичай ізольовано від дорожніх мостів, хоча відомі випадки суміщення їх з транспортними переходами.
При перетині річок, каналів, водосховищ. озер, заток і проток, що мають значну ширину і відносно пологі берега, споруджують підводні переходи. Вони проектуються з урахуванням гідрологічного режиму водотоку або водного басейну і для них вибираються нерозмиваюча ділянки берега.
Для найбільшої надійності роботи трубопроводу на всіх ділянках подібних перетинів споруджують декілька (як мінімум дві) паралельних ниток труб, розташованих в 30-50 м один від одного, а також системи відключають і перемикаючих пристроїв.
Підводний перехід підрозділяється на дві частини: власне підводний, в межах якої трубопровід укладають нижче горизонту води, і заплавну (або прибережну), де трубопровід прокладають в траншеї, так само як і на звичайному сухопутній ділянці траси.
Все зазвичай застосовувані способи укладання підводних трубопроводів можна звести до наступних. 1) опускання з опор; 2) протягування по дну; 3) вільне занурення з затокою води в труби; 4) послідовне нарощування ланок або секцій з плавучих засобів.
Серед цих способів особливу специфіку має протягування по дну. При цьому методі спочатку по виритої траншеї протягують трос, до якого прикріплюють батіг труб, що підлягає укладанню. Під час протягування повинен вестися дуже ретельний контроль за проходженням труб по траншеї, а також за цілістю самого троса, так як при обриві його для ліквідації аварії потрібно застосування складних водолазних робіт.
При прокладанні трубопроводів на ділянках перетину залізних і автомобільних доріг. каналів та інших споруд виникають труднощі, пов'язані з необхідністю вести будівництво без перерви в нормальній експлуатації споруд, які пересікаються. У цих випадках, беручи до уваги відносно малу ширину цих перешкод, трубопроводи укладають методом продавлювання труб через тіло земляної споруди (насип, дамба і т. П.) Або його заснування. Для цього по обидва боки від споруди закладаються траншеї, з яких в горизонтальному напрямку продавлюють труби. Якщо грунти підстави, в яких потрібно закласти трубопровід, виявляються настільки міцними, що продавлювання труб здійснити не вдається, проводять буріння горизонтальних свердловин, в які потім вставляють трубопровід. У тих же випадках, коли підземна прокладка труб при перетині перешкод виявляється неможливою, будують надземні переходи.