Методические указания. Современные магистральные трубопроводы - крупные строи­тельные объекты, характеризующиеся большими диаметрами (до 1420 мм)

Современные магистральные трубопроводы - крупные строи­тельные объекты, характеризующиеся большими диаметрами (до 1420 мм), высоким рабочим давлением (до 7,5 МПа) и значитель­ной протяженностью (более 3 тыс. км). Трассы трубопроводов про­ходят в самых разнообразных природно-климатических условиях. Существующая практика выбора трасс магистральных трубопро­водов показывает, что трасса, проложенная по прямой от началь­ной до конечной точки трубопровода, отнюдь не является самой «дешевой». Стоимость сооружения небольшого по протяженности, но сложного с точки зрения проведения строительно-монтажных и специальных работ зачастую оказывается выше стоимости соору­жения многокилометрового обхода на участке с нормальными ус­ловиями прокладки трубопровода. Принятие тех или иных условий прокладки трубопровода определяет выбор конструктивных реше­ний трубопровода на конкретных участках, что, в свою очередь, существенно сказывается на стоимости строительства и эксплуата­ции трубопровода в целом. Поэтому при выборе трассы магист­рального трубопровода должны учитываться все факторы, которые влияют на стоимость единицы длины трубопровода: природные и экономико-географические (региональные) условия, конструктив­ные схемы прокладки, расположение площадок КС (или ПС), ме­ста нахождения отводов.

Часть этих факторов (диаметр и рабочее давление трубопрово­да) учитывают на стадии технологического проектирования. С уве­личением диаметра резко возрастает отношение стоимости труб к стоимости строительно-монтажных работ. Стоимость единицы длины трубопровода в этом случае растет за счет роста стоимости труб. Поэтому при выборе трасс магистральных трубопроводов большо­го диаметра (1220-1420 мм) необходимо минимизировать протя­женность трубопровода.

При выборе оптимальной трассы трубопровода прежде всего необходимо учитывать природные и региональные условия. В ос­нове этого учета лежит классификация участков местности и клас­сификация категорий местности, которые отражают не только при­родно-климатические условия, но и число крупных, средних и малых рек и ручьев, оврагов, автомобильных и железных дорог, густоту населенных пунктов, наличие транспортной сети вблизи полосы строительства трубопровода и инженерных сооружений (линий ка­бельной связи, действующих магистральных трубопроводов к т. п.), расположение и характеристики сельскохозяйственных уго­дий, залесенность территории и т.п.

Магистральные трубопроводы, имея большую протяженность при узком и подвижном фронте работ, характеризуются линейностью строительства в отличие от строительства площадочных сооружений.

Линейность строительства позволяет выполнять работы всех ви­дов по неизменяющейся технологической схеме на участках с одина­ковым типом местности.

Ввиду большой протяженности трасса трубопровода проходит, по территориям, имеющим различные геологические и климатиче­ские условия (пустыни, горы, леса, болота, вечная мерзлота и др.). Кроме того, строительство может осуществляться не только в лет­нее, но и в зимнее время года при различных метеорологических усло­виях. Все эти особенности вносят некоторые изменения в типовую организацию и технологию сооружения линейной части трубопро­водов.

Основные технологические операции выполняются механизиро­ванными способами последовательно, с одинаковой линейной ско­ростью по трассе. С ростом механизации, увеличением мощности, специализацией машин и усовершенствованием отдельных техноло­гических операций совмещенный метод приобретает все большее значение для строительства трубопроводов. Совмещенный метод за­ключается в том, что все основные технологические операции (сварка труб на трассе, рытье траншей, изоляция, укладка трубопровода, засыпка и др.) совмещены в единый комплексный процесс и одно­временно выполняются на относительно небольшом (150-200 м) участке трубопровода.

При совмещенном методе строительство ведется по поточной технологии при непрерывном движении комплексной механизиро­ванной колонны по трассе трубопровода. Поточная технология строи­тельства позволяет применять автоматические и телемеханические системы управления работой механизированных колонн.

Лишь некоторые из технологических операций (подготовка по­лосы строительства, осушка болот, заготовка монтажных элементов) выполняются с опережением графика производства основных строи­тельно-монтажных работ и выпадают из общего потока.

В отдельных случаях (при пересечении водных преград, автомо­бильных и железных дорог, ущелий) исключается возможность при­менения совмещенной технологии. В этих случаях необходимо применять раздельные способы производства стро­ительно-монтажных работ. Сооружение участков трубопроводов в сложных условиях (на переходах) выделяют из строительства линейной части и производят заблаговременно.

Магистральные трубопроводы сооружаются из отдельных сталь­ных труб длиной 6-12 м, соединяемых между собой сваркой.

Способ сварки стыков, принятый для данного трубопровода или его участка, во многом определяет схему организации сборочно-монтажных работ. Можно отметить следующие принципиально раз­личные способы производства работ: трассовый, базовый и сварочно-базовый.

Трассовый способ заключается в после­довательном наращивании трубопровода из отдельных труб. По этому способу трубопровод собирается и сваривается вдоль оси траншеи, чаще всего уже разра­ботанной. Очередная труба укладывается на лежки и после цен­тровки ее с концом сваренного трубопровода соединяется с ним в неповоротном положении электроконтактной или ручной дуговой сваркой. В то время, пока сваривается этот собранный стык, к привариваемой трубе сборщики прицентровывают следующую трубу. Такой способ не получил широкого распространения из-за при­менения ручной сварки, хотя в настоящее время им поль­зуются при сооружении трубопроводов в особо сложных условиях и малой протяженности. В зарубежной практике трассовый способ с применением поточно-расчлененного метода сварки являлся основ­ным.

Способ последовательного наращивания не позволяет применять высокопроизводительную автоматическую сварку под слоем флюса. Имеющиеся сварочные автоматы для неповоротной сварки в среде защитных газов (аргона, углекислого газа) обладают недостаточно высокой производительностью.

Трассовый способ сварочно-монтажных работ является наиболее целесообразным и экономически выгодным в случае применения прессовых методов сварки (электроконтактной, газопрессовой и др.)

Агрегаты для прессовой сварки выполняют не только собственно сварку, но и производят основную и наиболее ответственную часть сборочных операций - центровку труб и их осевое перемещение.

Очистка и изоляция сваренного трубопровода при трассовом способе проводятся непосредственно на трассе при помощи очист­ных и изоляционных машин. После нанесения изоляционного покры­тия трубопровод укладывают сразу в траншею или сначала на лежки, а затем в траншею.

Таким образом, при трассовой схеме производства работ все операции по сварке, очистке и изоляции трубопровода выполняются на трассе, непосредственно у места укладки.

Трассовый способ особенно удобен при наличии длинномерных труб.

Базовый способ дает возможность осуще­ствлять сварку стыков между трубами поворотным способом с при­менением высокопроизводительных методов автоматической сварки под слоем флюса, а также с применением автоматов, выполняющих сварку в среде защитных газов. Этим достигается хорошее качество сварных соединений при высокой производительности.

Очистка и изоляция производятся на стационарных базовых установках, что дает возможность вести изоляционные работы в лю­бое время года и в любую погоду, а также позволяет устранить се­зонность работ по сооружению линейной части трубопроводов. Кроме того, на базе можно хорошо организовать контроль качества изоля­ционного покрытия.

Строительно-монтажные работы по базовому способу проводятся по следующей схеме. Трубы завозят на специально подготовленную и оборудованную площадку - базу, где их собирают и сваривают в укрупненные монтажные элементы (звенья, секции), которые за­тем на той же базе очищают и изолируют. После этого на трассу вывозят уже не отдельные трубы, а изолированные звенья (2-3 трубы) или секции (4-10 труб). У заранее разработанной траншей производят только сварку и последующую изоляцию стыков монтаж­ных элементов (секций), а затем укладывают в траншею готовый трубопровод.

При базовом способе производства работ отпадает необходимость иметь на трассе крупногабаритные битумоплавильные передвиж­ные установки и требуется значительно меньшее количество строи­тельно-монтажных машин.

На базе значительно проще механизировать и автоматизировать, основные трудоемкие процессы. При базовом нанесении изоляцион­ного покрытия на звенья и секции значительно повышается степень индустриализации строительства трубопроводов.

Заготовленные на базе секции с нанесенным изоляционным покрытием особенно целесообразно применять на тех участках трассы, где затруднен проход очистных и изоляционных машин (в сильно пересеченной местности, в населенных пунктах).

Иногда изолированные трубы или звенья завод-изготовитель поставляет на трассу, минуя базы. В этих случаях функции базы выполняет трубозаготовительный завод, что является разновид­ностью базового способа.

В случае применения базовой схемы минимальная длина звеньев или секций определяется экономической целесообразностью создания данной схемы. Максимальная длина устанавливается транспорт­ными возможностями развозки звеньев или секций по трассе, или техническими возможностями вращения длинных монтажных элемен­тов. При установлении максимальной длины следует проверять экономическую ее целесообразность.

Сварочно-базовым способом считается такой, при котором на базе производится только сварка отдельных труб в звенья или секции; последние затем перевозятся па трассу. На трубосварочной базе очистка и изоляция не проводятся. Эти опера­ции выполняются на трассе, после того как секции будут сварены неповоротной сваркой в единую нитку. Для очистки и изоляции применяются те же подвижные машины, что и при трассовом способе. При сварочно-базовом способе производства работ сезонность строи­тельства не устраняется. Эффективность применения данного способа создается тем, что на сварочной базе могут быть использованы высо­копроизводительные методы автоматической сварки, и лишь неболь­шая часть сварочных работ остается для ручной сварки, производи­мой па трассе при соединении секций (звеньев) в непрерывную нитку.

Одна трубосварочная база обслуживает участок трассы такой протяженности, которая экономически целесообразна по затратам на транспортные операции. Обычно она составляет около 25-30 км.

Сварочно-базовый способ наиболее широко распространен в на­шей стране; им пользуются при сооружении трубопроводов всех диаметров, до 1020 мм включительно.

Заказчиком строительства магистрального трубопровода является организация, получившая право его сооружения на земельном участке (полосе строительства трубопровода и площадках КС, ГРС, ПС) в соответствии с договором или актом землепользования. Строительство магистральных трубопроводов заказчик осуществляет подрядным способом, при котором все строительные, монтажные и специальные работы по договору с заказчиком выполняет подрядная строительная или монтажная организация, располагающая материально-технической базой и квалификационными кадрами, с оплатой выполненных работ в соответствии со сметной документацией и утвержденным проектом.

В системе Миннефтегазстроя генподрядчиками назначаются производственные объединения и тресты, ведущие комплексное строительство магистральных трубопроводов. В свою очередь производственные объединения (тресты) поручают выполнение функций генерального подрядчика подчиненным им СУ или СМУ.

Взаимоотношения между заказчиком и генподрядчиком регламентируются Правилами о договорах подряда на капитальное строительство. Генподрядчик по договору подряда, заключенному с заказчиком, обязуется построить и сдать заказчику магистральный трубопровод в установленные сроки в полностью законченном и подготовленном к вводу в действие состоянии.

Взаимоотношения организаций - генеральных подрядчиков с субподрядными организациями регламентируются соответствующими действующими постановлениями Госстроя РФ и имеют целью определить права, обязанности и ответственность сторон при заключении и исполнении договоров субподряда на выполнение отдельных видов и комплексов строительных, монтажных или специальных работ, а также обеспечить выполнение государственного плана капитального строительства и ускорение ввода в дей­ствие производственных мощностей и основных фондов.

Вопросы для самоконтроля

1. Технико-экономическое обоснование строительства газонефтепроводов и газонефтехранилищ.

2. Разработка проекта.

3. Выбор оптимальной трассы трубо­провода, оптимальное профилирование.

4. Выбор подрядной организации, обя­занности заказчика и подрядчика.

5. Технологии, применяемые при сооружении газонефтепроводов и газонефтехранилищ.

6. Линейность строительства.

7. Поточная технология.

8. Совмещённый способ произ­водства работ.

9. Раздельный способ произ­водства работ.

10. Трассовый способ произ­водства работ.

11. Базовый способ произ­водства работ.

12. Машины и оборудование, применяемые при строительстве.