Файл: Проектирование и строительство газопроводов из металлических труб.pdf

Рисунок 22— Совмещенный способ изоляции и укладки газопровода диаметром: а, б, в — то же, что и на рис. 21
7.175 Допускается в отдельных случаях производить укладку трубной плети с бермы траншеи в обводненную траншею; при этом укладываемые плети должны быть предварительно забалластированы либо их пригрузку или закрепление на проектных отметках производят из положения «на плаву» с применением специальных балластирующих или анкерных устройств, технологий и средств механизации.
Особенности производства укладочных работ на заболоченной местности
7.176 Изоляционно-укладочные работы в условиях болот выполняют преимущественно в зимнее время с промерзшей полосы с использованием технологических схем, которые применяют в обычных условиях.
7.177 Укладку газопровода на периодически затопляемой заболоченной или обводненной
(заозеренной) местности, если он забалластирован утяжелителями кольцевого типа, с учетом характера местности и гидрогеологических условий можно производить следующими способами:
- протаскиванием с монтажной площадки или берегового спускового канала длинномерных плетей по дну траншеи или водоема (в летний период);
- сплавом длинномерных плетей, оснащенных поплавками по обводненной траншее или водоему с последующей отстроповкой поплавков;
- с бермы траншеи колонной трубоукладчиков цикличными способами («переездом» или
«перехватом»);
- путем выемки грунта из-под смонтированной на поверхности болота плети газопровода, положение оси которого должно соответствовать заданному проектом створу («бесподъемный» способ укладки).
7.178 Для беспрепятственного прохода сварочно-монтажной и укладочной бригад по болоту при минусовой температуре окружающего воздуха толщина промороженного слоя торфяной залежи должна быть, как правило, не менее 1,0 м.
7.179 При строительстве газопроводов на болотах сплавинного типа в зимнее время при их глубине более 3 м с промороженной естественным или искусственным путем торфяной залежью не менее 1 м предусматривают устройство вдольтрассовых проездов для автотранспорта и строительных машин, а также для выполнения работ по монтажу, сварке, изоляции и укладке газопровода; технология производства этих работ должна быть такая же, как и в обычных условиях.
7.180 При укладке газопровода в летний период на болотах с высокой обводненностью и на заозеренных участках трассы, где работы предстоит вести методом сплава, необходимо, как правило, придерживаться следующего технологического порядка:
- на монтажной площадке выкладывают трубы или секции в створе траншеи;
- сваривают их в плеть;

- изолируют зоны стыков;
- балластируют путем навески кольцевых пригрузов;
- закрепляют на плети поплавки;
- с помощью лебедок или других тяговых средств заготовленную плеть сплавляют по обводненной траншее.
На освободившееся место на монтажной площадке выкладывают другие трубы и повторяют те же операции. Процесс наращивания сплавляемого участка длится до тех пор, пока головной конец плети не окажется на противоположном берегу болота. После окончания сплава плети опускают на дно траншеи путем последовательной отстроповки поплавков, которые оснащены специальными механическими замками с дистанционным приводом.
7.181 Конструкция поплавков, их грузоподъемность (полезная положительная плавучесть), а также расстояния между ними вдоль сплавляемой плети обосновываются расчетным путем и отражаются в ППР. При этом устанавливается наиболее рациональная взаимосвязь между грузоподъемностью и расстановкой поплавков, позволяющая при заданной глубине погружения газопровода получить возможно минимальные напряжения изгиба либо не превышающие установленного допустимого значения.
7.182 Протаскивание плети производят без длительных перерывов (каждый из них по продолжительности не должен, как правило, превышать 12 ч). Несоблюдение этого требования может вызвать присос труб к дну траншеи или водоема, занос подводной траншеи или оползание ее стенок, кроме того, в условиях низких температур возникает опасность примерзания плети к грунту на монтажной площадке и в урезной части перехода.
7.183 При протаскивании плети рекомендуется пользоваться преимущественно лебедками с гидравлическим приводом, которые без заметных перегрузок обеспечивают процесс перемещения плети с места. Механические лебедки могут применяться в основном при прокладке коротких (не более 60 м) участков газопровода. Расчет тяговых усилий должен входить в состав ППР.
7.184 Тяговые лебедки, а также отводные блоки, используемые для передачи усилий под углом к направлению створа перехода (когда это необходимо исходя из местных условий), обеспечиваются неподвижными якорями; выбор их конструкции производится на основе расчетов, выполняемых на стадии разработки ППР.
7.185 Если местность в зоне расположения береговой монтажной площадки имеет значительный продольный уклон (более 7°) и крутые приурезные участки (более 15°), то для удержания плети от самопроизвольного сползания используют подвижные якоря (бульдозеры, тракторные лебедки и т.п.).
7.186 Протаскивание предварительно зафутерованной и забалластированной плети в летнее время производится непосредственно по дну подводной траншеи или водоема; при этом требования к тяговым средствам и якорным устройствам остаются такими же, как для зимнего строительства.
7.187 В качестве грузозахватной оснастки используют мягкие монтажные полотенца соответствующей грузоподъемности.
7.188 При укладке газопровода (с предварительной балластировкой или без нее) вдоль трассовой грунтовой насыпи в состав работ по подготовке строительной полосы добавляется следующее:
- спуск поверхностной воды с подготавливаемого участка;
- раскладка на естественный, как правило, слабый грунт полотнищ из нетканого синтетического материала (НСМ) или устройство лежневого настила;
- формирование грунтовой насыпи из привозного грунта.
Устройство грунтовой насыпи может производиться как в летнее, так и в зимнее время.
Укладка методом «подкопа»
7.189 На участках трассы, где по условиям прокладки газопровода требуется его пригрузка, но вместе с тем несущая способность грунтов обеспечивает возможность прохода по трассе строительной техники, допустимо применение бесподъемного способа укладки (метода
«подкопа») — см. рисунок 23.
Монтаж плети осуществляется непосредственно по оси будущей траншеи. Процесс заглубления плети происходит за счет выемки грунта из-под газопровода и осуществляется под действием ее собственного веса (без использования трубоукладчиков). Разработку грунта производят двухроторным экскаватором. Примерные показатели, характеризующие данный процесс, приведены в таблице 27.

Таблица 27
Наименование показателей
Размерность
На базе
«Комацу Д 355»
Диаметр укладываемого газопровода мм
До 219
Материал труб
—
Сталь
Глубина укладки газопровода м
1,2
Техническая производительность км/ч
1,0
Мощность тягача кВт
300
Масса машин с оборудованием т
54
Трубоукладочное оборудование: длина м
3,5 ширина м
0,24 число секции шт.
3 радиус поворота в рабочем положении м
500
Масса рабочего оборудования т
2,4
Категория разрабатываемого грунта
—
II—III
Рисунок 23— Укладка газопровода методом «подкопа» а — расчетно-технологическая схема укладки за один проход; б — расчетная схема поэтапного опуска за два прохода
7.190 Для защиты укладываемого газопровода от механических повреждений двухроторный экскаватор снабжается системой автоматического регулирования и управления. С этой же целью дополнительно рекомендуется применять инвентарные защитные щиты.
7.191 Напряжения изгиба

1
в газопроводе при бесподъемном способе укладки применительно к сечению, расположенному в зоне забоя, определяются по формуле (36):
1 0,96
т
EIh q
W
 
, (36) где EI — изгибная жесткость газопровода (с учетом покрытия);
h
т
— глубина траншеи;
q — вес единицы длины газопровода;
W — момент сопротивления поперечного сечения труб (без учета покрытия).
7.192 При необходимости снижения напряжения изгиба в укладываемом газопроводе применяют ступенчатую схему «подкопа», выполняя работы в две стадии: сначала на глубину, равную половине h
т
, а затем — на оставшуюся половину (рисунок 23, б). Напряжения изгиба при этом уменьшаются в 1,41 раза.
7.193 Дополнительно уменьшить напряжения в укладываемом газопроводе можно за счет применения модифицированной ступенчатой схемы, в которой должны быть строго регламентированы следующие технологические параметры:
- расстояние между забоями l, назначаемое в пределах, рассчитанных по формулам (37—40):



4 1, 4 1, 6
т
EIh
l
q


; (37)
- глубина копания на головном забое h', определяемая как h' = h
т
— h
1
:
h' = 0,38 h
т
; (38)
- глубина копания на заднем забое h
1
:
h
1
= 0,62 h
т
. (39)
Напряжения изгиба

' в этом случае будут составлять:
0, 41
т
EIh q
W

 
, (40) т.е. они окажутся в 2, 3 раза меньшими, чем при одноэтапном «подкопе».
Приведенные выше расчетные формулы получены применительно к тем случаям, когда грунтовое основание под газопроводом достаточно твердое (жесткое). Если же оно обладает податливостью, то для определения искомых параметров требуется выполнять специальные расчеты.
Защита газопровода от механических повреждений
7.194 На участках трассы, где газопровод прокладывают в скальных, полускальных и мерзлых грунтах, дно траншеи выравнивают, устраивая подсыпку из песка или глинистого грунта толщиной не менее 10 см над выступающими частями основания. Допуск в сторону увеличения толщины слоя подсыпки составляет 10 см; уменьшение толщины этого слоя не рекомендуется.
7.195 Для создания постели и присыпки используется грунт, не содержащий мерзлые комья, щебень, гравий и другие включения размером более 50 мм в поперечнике.
7.196 Допускается в зимнее время применять для создания подсыпки и присыпки несмерзшийся грунт из отвала, разрабатывая и подавая его в траншею, или местный грунт, если предварительно его просеять или подвергнуть сортировке с помощью грохота.
БАЛЛАСТИРОВКА ГАЗОПРОВОДОВ
Общие положения
7.197 Для обеспечения высотного положения газопровода в траншее на проектных отметках производится его балластировка или закрепление.
Балластировка производится бетонированием труб, навеской железобетонных утяжелителей, грунтовой засыпкой, навеской полимерно-грунтовых контейнеров и т.д.
Закрепление производится анкерными устройствами различных типов в несущих грунтах.
Балластировка газопроводов железобетонными утяжелителями различных
конструкций
7.198 Железобетонные утяжелители кольцевого типа рекомендуется применять на переходах через болота и обводненные участки при укладке их методом сплава или протаскивания.
Утяжелитель состоит из 2 полуколец («скорлуп»), подкладываемых снизу трубы и сверху и соединяемых между собой болтами. Установка кольцевых утяжелителей на газопровод осуществляется на специальной монтажной площадке у перехода непосредственно перед протаскиванием.
Сначала нижний ряд полуколец укладывается по оси спусковой дорожки, а верхний — вдоль нее; затем производят футеровку газопровода, укладку плети газопровода на нижний ряд полуколец; укладку верхних полуколец на газопровод, закрепление полуколец между собой.
До закрепления утяжелителей на трубе проверяется величина зазора между футеровочными матами и полукольцами. В местах, где зазоры составляют более 5 мм, под внутреннюю поверхность полукольца устанавливаются дополнительные маты.
7.199 Навеска утяжелителей седловидного типа производится после удаления воды из траншеи. Если невозможно удалить воду, то балластировка ведется вслед за опуском плети в траншею с целью исключения остаточных продольных напряжений в газопроводе.
Закрепление газопроводов анкерами
7.200 Винтовые анкеры устанавливаются после укладки газопровода в траншею. В зимний период установку анкеров осуществляют по мере разработки траншеи во избежание промерзания дна траншеи.

Установка винтовых анкеров в мерзлый грунт выполняется после размораживания грунтов на глубину заделки анкеров или после их механического рыхления.
Минимальная глубина заложения винтового анкера в грунт принимается равной шести диаметрам его лопасти.
7.201 Установка лепестковых (раскрывающихся) анкеров в грунт производится с помощью забивной трубы. При этом анкер помещается в трубу, труба вместе с анкером забивается в грунт на проектную глубину. Затем труба извлекается на поверхность, а лепестки анкера упираются заостренными концами в стенки скважины, образованной трубой.
Раскрытие лепестков анкера производится путем извлечения анкера из грунта на 30—35 см до полного раскрытия лепестков.
Верхние лепестки анкера после их раскрытия находятся в минеральном грунте на глубине, указанной в проекте. Раскрытие лепестков анкера фиксируется по показанию динамометра.
Забивка анкеров в грунт производится с использованием сваебойного оборудования. При толщине мерзлого грунта более 30 см необходимо предварительное бурение скважин бурильной установкой.
7.202 Погружение вмораживаемых анкеров в вечномерзлые грунты производят буроопускным и опускным способами.
Буроопускной способ целесообразно применять в твердомерзлых грунтах при средней температуре по их глубине минус 0,5 °С и ниже, а опускной — в песчаных и глинистых грунтах, содержащих не более 15 % крупнообломочных включений, при средней температуре по их глубине -1,5 °С и ниже.
Производство работ по бурению скважин осуществляется буровыми машинами.
Для разработки скважин парооттаиванием используются передвижные паровые котлы с рабочим давлением 1,0 МПа, производительность которых обеспечивает работу одновременно работающих нескольких паровых игл.
Вмораживание анкеров в грунт производят заблаговременно для обеспечения их расчетной несущей способности.
Анкерные устройства устанавливаются в заранее разработанные в вечномерзлом грунте скважины, диаметр которых превышает диаметр диска не менее чем на 3—5 см, при этом пространство между стенками скважин и анкеров должно быть заполнено шламом.
Длина части анкера, взаимодействующая с вечномерзлым грунтом в процессе эксплуатации газопровода, составляет не менее 2 м.

Балластирующее устройство КТБ представляет собой два контейнера, размещенные по обе стороны газопровода, выполненные из прочного и долговечного материала, соединенные четырьмя мягкими силовыми лентами.
Устанавливаются КТБ на газопроводах по одному через равные расстояния или групповым способом. Допускается применение КТБ на болотах I типа с мощностью торфяной залежки, не превышающей глубины траншеи, при использовании для их заполнения талого, привозного минерального грунта.
ОЧИСТКА ВНУТРЕННЕЙ ПОЛОСТИ ГАЗОПРОВОДОВ
7.205 Перед испытанием на герметичность внутренняя полость газопроводов должна быть очищена. Очистка полости наружных газопроводов производится в два этапа: на первом этапе очищаются трубы (секции) перед сваркой в плети, на втором этапе производится продувка законченного строительством газопровода.
Очистка полости внутренних газопроводов и газопроводов ГРП (ГРУ) производится в один этап — путем очистки каждой трубы (секции) перед монтажом.
7.206 С целью предупреждения загрязнения полости газопровода и снижения затрат на последующую ее очистку необходимо в процессе строительства принимать меры, исключающие попадание внутрь труб воды, снега, грунта и посторонних предметов. Для этого:
- штабели труб (секций) при хранении на открытых площадках защищают с торцов щитами от заноса снегом;
- на сваренных плетях устанавливают заглушки;
- устанавливают инвентарную заглушку на концы каждой трубы;
- на уложенную в траншею плеть (секцию) устанавливают по концам заглушки;
- при хранении длинномерных труб в бухтах или бунтах на открытых концах устанавливают заглушки после окончания рабочей смены сварочной бригады на конце плети.
7.207 Конструкция заглушки обеспечивает перекрытие газопровода по всему сечению, надежную герметизацию полости (для защиты от попадания воды, пыли, снега, загрязнений и посторонних предметов), устойчивое положение в трубе, возможность быстрой установки и снятия вручную, прочность и надежность.
7.208 В условиях отрицательных температур особое внимание рекомендуется уделять защите труб (секций, плетей) от попадания в их полость воды и снега, которые могут превращаться в лед и затруднять последующую очистку полости газопровода.
7.209 Очистку полости и испытание законченного строительством наружного газопровода рекомендуется осуществлять в соответствии с проектом производства работ.
Специальная рабочая инструкция по очистке и испытанию составляется строительно- монтажной организацией и согласовывается с заказчиком по каждому конкретному газопроводу или группе газопроводов одного и того же объекта с учетом местных условий производства работ, согласовывается с проектной организацией и утверждается председателем комиссии по испытанию газопровода.
Утвержденная инструкция по очистке полости и испытанию газопровода включается составной частью в проект производства работ.
Очистка полости одиночных труб (секций) перед сваркой в плеть
7.210 Очистка полости в процессе сборки и сварки в плеть отдельных труб или секций газопроводов производится протягиванием механического очистного устройства непосредственно в технологическом потоке сварочно-монтажных работ.
7.211 В процессе сборки и сварки трубной плети очистное устройство перемещают внутри труб (секций):
- диаметром 219 мм и более — преимущественно механизированным способом (трактором) с помощью штанги;
- диаметром до 219 мм — вручную с помощью штанги (троса).
При этом загрязнения удаляют из каждой вновь привариваемой трубы или секции.
7.212 Очистку полости труб (секций) диаметром более 500 мм, собираемых в плеть с помощью внутреннего центратора, можно производить очистным устройством, смонтированным на этом центраторе.
Очистное устройство располагается впереди центратора, что обеспечивает непосредственный вынос посторонних предметов и загрязнений из полости на каждом стыке, дополнительную защиту центратора, возможность постоянно контролировать состояние очистного инструмента.