Методические указания. При строительстве подводных переходов к подготовительным относятся геодезические и гидрометрические работы

При строительстве подводных переходов к подготовительным относятся геодезические и гидрометрические работы, связанные с промерами глубин в створе перехода и определением скоростей потока, планового положения тран­шей, подготовка спусковых дорожек, футеровка и балластировка трубопровода и ряд других, специфических для подводных трубопроводов работ.

Геодезические и гидрометрические работы

Строительство подводных переходов магистральных трубопроводов тре­бует соответствующего геодезического и гидрометрического обслуживания.

Наиболее важными являются работы по составлению фактического про­филя и планового положения траншей. Промеры глубин для составления про­дольного профиля достаточно делать 3 раза:

а) перед началом разработки траншеи для выявления соответствия факти­ческого профиля дна реки проектному;

б) перед укладкой трубопровода в подготовленную траншею;

в) после укладки трубопровода с целью определения его фактического положения.

Масштабы для составления профилей принимают в соответствии с масшта­бом съемки.

При выполнении промеров необходимо установить высотное положение измеряемой точки, ее положение по пикетажу и отметку уровня воды в момент промера. Фиксирование промерных точек осуществляют одним из следующих способов:

1) засечкой промеряемых точек одним инструментом (теодолитом или мен­зулой). Этот способ применяют при ширине водной преграды до 200 м при работе с одного берега и до 400 м при работе сначала с одного, а затем с другого берега;

2) засечкой двумя инструментами. Это наиболее точный способ и может быть использован при любой ширине реки;

3) дальномером, установленным в створе;

4) со льда (при работе зимой);

5) с применением эхолота.

Наибольшее распространение между точками промеров глубин берется в зависимости от принятого масштаба топогеодезической документации.

Правильное определение отметки уровня воды очень важно, так как из­меренные глубины без отнесения их к известной отметке уровня не имеют ни­какой ценности. Уровень воды определяется по показаниям водомерных по­стов, имеющих привязку к абсолютным отметкам, которыми обязательно должно быть оборудовано место подводного перехода еще до начала основных работ.

Наблюдения на водомерных постах проводят 2 раза в день, и результаты их записывают в журнал. При выполнении промеров, кроме того, записывают уровни воды до начала промеров и после их окончания. Если горизонт воды в реке подвержен частым колебаниям (горные реки, низовья равнинных рек), наблюдения за уровнем воды проводят чаще.

Ось перехода до начала работ закрепляют на берегах реперами (металличе­скими или деревянными) и оборудуют створными знаками.

Расстояния между створными знаками назначают, исходя из предельно попускаемого сноса промерной лодки или катера со створа.

Глубины воды в промерных точках наиболее целесообразно измерять с по­мощью эхолота. Применение их позволяет получить непрерывную запись глу­бин, точность которых не зависит от скорости течения, а промеры выполняются со скоростью движения промерного судна. Эхолот позволяет определить формы размеры, сечения траншей. Для этого следует двигаться на судне или моторной лодке с уста­новленным на нем эхолотом вдоль или поперек оси трубопровода. Набатиграммо одновременно записываются отметки трубопровода и дна водоема под трубо­проводом.

Устройство спусковых дорожек

Трубопроводы, подготавливаемые к укладке под воду, размещают обычно на берегу на специальных спусковых дорожках, которые служат для спуска трубопровода с берега в подводную траншею или на поверхность воды. Извест­ны дорожки, следующих основных типов.

Грунтовые дорожки представляют собой спланированную полосу грунта на одном из берегов водоема в створе перехода. Дорожку делают прямолиней­ной в плане.

Профиль дорожки планируют так, чтобы он имел уклон в сторону водоема или был, по крайней мере, горизонтальным. Даже незначительный обратный уклон создает большое дополнительное усилие протаскивания. По грунтовым дорожкам можно протаскивать только футерованные трубопроводы. Следует иметь в виду, что при песчаных грунтах протаскивание осуществляется легче по сухому основанию, а при глинистых - по сильно увлажненному.

Рельсовые дорожки. Узкоколейную дорожку устраивают обычно прямоли­нейной в плане и горизонтальной или с незначительным уклоном в стороне водоема по профилю. Перед сборкой рельсовой дорожки производят плани­ровку полосы грунта в створе перехода бульдозером: срезают выступы, бугры, засыпают ямы и т. д.

Одним из основных элементов спуска является вывод вагонеток из-под трубопровода. Рекомендуется следующий способ. В конце пути устраивают приямок глубиной 2-2,5 м, в который сваливаются вагонетки. На другом конце приямка трубопровод уже опирается на грунт. Из приямка вагонетку тут же вытаскивают автокраном. Для быстрого выполнения этой операции на очередную вагонетку на специальную скобу надевают трос длиной 4-5 м с ого­нами на концах. Как только следующая вагонетка подходит к приямку, второй огон набрасывают на крюк крана, и свалившаяся в приямок тележка немедлен­но вытаскивается из него. С помощью второго троса к этому времени должна быть подготовлена к вытаскиванию из приямка следующая тележка. Опыт показывает, что описанным способом тележки удаляют из-под трубопровода без каких-либо осложнений.

Водная спусковая дорожка представляет собой траншею, вырытую на берегу водоема в створе перехода, длину и ширину которой назначают с таким расче­том, чтобы в нее можно было поместить весь подводный участок трубопровода. Наилучшее условие для устройства такой дорожки - низкий и ровный берег. Чем меньше возвышается поверхность берега над уровнем водоема, тем мень­шей глубины разрабатывают траншею.

В этом случае береговую траншею отрывают на глубину до 2-З м, а у уреза воды оставляют грунтовую перемычку. Траншею заполняют водой, и в нее опускают трубопровод. Возле перемычки заранее создают резерв грунта. Как только протаскиваемый трубопровод прорезает перемычку, бульдозер, чтобы уменьшить потери воды из береговой траншеи, периодически засыпает образу­ющуюся в перемычке прорезь из резерва грунта. Одновременно насосом или мотопомпой в траншею закачивают воду из водоема.

Роликовые дорожки представляют собой ряд опор с роликами, расстояние между которыми определяют в зави­симости от размеров и массы единицы длины укладываемого трубопровода.

Применение роликовых дорожек с металлическими роликами недопустимо, так как при этом не обеспечивается сохранность изоляции трубопровода.

Применяют ролики с пневматическими шинами. По такой роликовой дорожке трубопровод может перемещаться без наруше­ния сплошности изоляционного покрытия и при обычной деревянной футеровке.

Футеровка трубопровода

Трубопроводы футеруют для предохранения изоляции от повреждений при укладке.

Для футеровки широко применяются деревянные футеровочные рейки размером 2,5×5 - 7×300 - 400 см.

Процесс футерования включает в себя следующие операции: рассорти­ровку по длине и обрезку реек; подготовку реечного ковра; обертывание ковром трубы; предварительное, а затем и окончательное крепление футеровки прово­локой-катанкой. Подготовка реечного ковра заключается в соединении необ­ходимого для полного или частичного обертывания трубы количества реек отожженной проволокой диаметром 1,5-2мм или прочным шпагатом. Эту опе­рацию выполняют двое рабочих.

Для изготовления реечного ковра можно использовать оберточную бумагу. На нее наносят расплавленный битум, с помощью которого рейки приклеи­ваются к бумаге. По трудоемкости оба способа приблизительно одинаковы.

Приподняв трубоукладчиком трубопровод на 0,4-0,5 м, обертывают его реечным ковром. Проверив качество обертки, скрепляют ее двумя скрутками из отожженной проволоки-катанки диаметром 5-6 мм. Окончательно футеровку крепят скрутками из отожженной проволоки-катанки через каждые 60 см. Футеровочная рейка должна плотно прилегать к поверхности трубы.

Футеровка отдельных мест выполняется аналогично. В местах крепления тросов (например, оттяжек при опуске трубопровода с поверхности воды) выполняют двухслойную футеровку: нижний слой - из обычных реек длиной 2-2,5 м, а верхний - из досок толщиной 4-5 см и длиной 0,7- 1 м. Это де­лается для предохранения изоляции от повреждения тросом, так как однослойная футеровка не обеспечивает сохранность изо­ляции.

Балластировка трубопровода

Балластировка, или утяжеление, трубопровода производится при строи­тельстве газопроводов, а также любых подводных трубопроводов, обладающих положительной плавучестью в заполненном продуктом состоянии.

Балластировку выполняют чугунными или железобетонными отдельными грузами и в виде сплошных покрытий бетоном или асфальтобетоном. В настоя­щее время наибольшее распространение имеют чугунные и железобетонные грузы из двух полумуфт. Основное достоинство железобетонных грузов - про­стота их изготовления и сравнительно невысокая стоимость. Недостаток - меньший объемный вес по сравнению с чугунными. Поэтому приходится увели­чивать размер железобетонных грузов или располагать их более часто, что, в свою очередь, усложняет производство работ как по навеске грузов, так и по протаскиванию трубопровода. В практике строительства наблюдались случаи, когда грузы большого диаметра, врезаясь в грунт, сдвигались со своего места, даже будучи плотно прижатыми к трубопроводу.

Наиболее перспективным является утяжеление труб сплошным покрытием из бетона при укладке однотрубного перехода или заполнения утяжеляющим раствором межтрубного пространства (укладка по схеме труба в трубе).

В первом случае утяжеляющее покрытие получают с помощью торкрет-бе­тона, наносимого на трубу в заводских условиях, или непосредственно на месте перехода.

Торкретирование заключается в нанесении на покрываемую поверхность слоев цементного раствора струей сжатого воздуха. Толщина слоя торкрета, наносимого на поверхность за один заход, составляет 200 мм. Установка для торкретирования состоит из цемент-пушки; шлангов для подачи воздуха, воды и сухой смеси цемента и инертного заполнителя; компрессора (производитель­ность 5-6 м³/мин, давление сжатого воздуха не менее 4 кгс/см²), бака для воды.

Сухую смесь цемента и мелкозернистого инертного заполнителя состава 1:2 - 1:5 загружают в цемент-пушку, откуда она под давлением воздуха подается к соплу, где смешивается с водой. При торкретировании сопло держат перпендикулярно трубопроводу на расстоянии 0,8-1,2м от поверхности.

На трубы диаметром до 529 мм торкрет-бетон наносят в два этапа. Сначала покрывают верхнюю половину труб, а после выдержки бетона в течение 1 - 2 суток трубопровод (или секции труб) переворачивают и торкретируют осталь­ную часть. Торкрет-бетон выдерживают до момента укладки, не менее 5-7 су­ток. В сухую погоду при выдержке в течение 5-7 суток торкрет-бетон через, определенное время 3 раза в сутки поливают водой.

Трубы большого диаметра торкретируют в несколько этапов. Сначала по­крывают боковые поверхности, затем верхнюю часть труб. После 1-2 суток трубопровод (или секции труб) переворачивают и торкретируют оставшуюся часть.

Бетонное покрытие обычно устраивают армированным, в качестве арма­туры используют металлическую сетку с размером ячеек от 2,5×5 до 10 ×10 см.

Балластировка при укладке трубопровода по схеме труба в трубе входит в операцию укладки.

При строительстве подводных переходов выполняют значительный объем земляных работ, связанных с устройством траншей. Земляные подводные ра­боты ведут с помощью специальных землеройных машин.

Менее сложно в техническом отношении устройство береговых или, как их часто называют строители, приурезных траншей. Береговые траншеи разра­батывают с помощью экскаваторов, оборудованных обратной лопатой или драглайном.

Руководитель работ на строящемся переходе должен так организовать работу и контроль качества ее выполнения, чтобы были решены следующие задачи:

1) подводные траншеи должны быть разработаны по профилю и в плане в соответствии с требованиями проекта;

2) время окончания земляных работ должно, как правило, совпадать со вре­менем окончания подготовки трубопровода к укладке в подводную траншею. Выполнение этого условия особенно важно для речных переходов. Если после подготовки подводной траншеи до момента укладки трубопровода проходит длительное время, то возможно занесение траншеи наносами;

3) работы, связанные с рытьем траншей и укладкой трубопровода, должны быть закончены до начала весеннего или осеннего паводка;

4) подводные земляные работы, выполняемые одним или несколькими земснарядами, должны быть организованы так, чтобы простой машин был ми­нимальным или полностью исключался.

Перед началом разработки подводных траншей выполняют следующие подготовительные операции:

а) с помощью эхолота измеряют глубины и на основании полученных результатов составляют фактический профиль дна, который сверяют с проект­ным. Если расхождения существенны, особенно, если установлено, что дно ниже проектных отметок, то необходимо об этом поставить в известность проект­ную организацию и дирекцию строящегося трубопровода, которые должны внести соответствующие изменения в проект;

б) выполняют водолазное обследование по створу перехода в полосе шири­ной Юме целью выявления затонувших предметов, которые могут помешать работе земснаряда или протаскиванию трубопровода;

в) в зависимости от глубины водоема, траншеи и имеющихся в наличии машин для разработки грунта до начала работ намечают наиболее целесообраз­ную схему их расстановки;

г) устанавливают створные знаки;

д) ставят в известность заинтересованные организации (бассейновое упра­вление пути, пароходство и т. д.) о начале подводно-технических работ.

Для разработки речных траншей используют различные земснаряды, позволяющие вести работы на глубине до 40 м. Производитель­ность их составляет от 200 до 2000 м³/ч.

Зная объем земляных работ и имея сведения о производительности земсна­ряда, рассчитывают время, необходимое для их выполнения. Соответственно увязывают сроки работ по строительству, чтобы к моменту окончания разра­ботки траншей трубопроводы были подготовлены к укладке.

Разработку траншей ведут несколькими способами: разработка земснарядами, экскаватором, скреперной установкой.

Сваренный в нитку, закодированный и футерованный, утяжеленный гру­зами и оснащенный необходимыми приспособлениями трубопровод устана­вливают в исходном перед укладкой положении. Операция по укладке является основной, завершающей большой объем подготовительных работ. Поэтому к ее проведению необходимо готовиться тщательным образом. Существует много способов и схем укладки трубопроводов в подводные траншеи. Все они могут быть разбиты на три способа: протаскивание по дну, погружение с поверхности воды трубопровода полной длины и погружение с поверхности воды последова­тельным наращиванием секций трубопровода.

Вопросы для самоконтроля

1. Специальные работы при подготовке трубопровода к укладке на подвод­ном переходе.

2. Земляные работы.

3. Укладка методом сплава,

4. Укладка протаскиванием.

5. Балластировка трубопровода.

6. Берегоукрепление.

7. Предварительное испытание и очистка полости.

8. Оформление документации.