Строительство переходов магистральных трубопроводов под дорогами

Железные дороги применительно к трубопроводному строи­тельству подразделяются на две основные группы: дороги об­щего назначения и подъездные дороги промышленных пред­приятий.

Автодороги делятся на 5 категорий: I и II категории – до­роги общегосударственного значения, III категория – дороги республиканского и областного значений, IV и V категории – дороги местного значения. Интенсивность движения (число автомобилей в сутки) составляет: на дорогах I категории – свыше 6000, на дорогах II категории – от 3000 до 6000, на дорогах III категории – от 1000 до 3000, IV категории – от 200 до 1000 и V категории до 200.

Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах через железные и автомобильные дороги всех категорий с усовершенствованным покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в защитном футляре (кожухе) из стальных труб или в тоннеле, диаметр которых определяется условием производства работ и конструкцией переходов и должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 150 мм. (Рис 14.7)

Рисунок 14.7 – Схема перехода трубопровода под автомобильной и железной дорогой: 1 – вытяжная свеча; 2 – отводной колодец с патрубком; 3 – опорно-направ­ляющее кольцо; 4–защитный кожух (футляр); 5–уплотнение сальникового или манжетного типа; 6 – отводная труба; 7 – трубопровод

 

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 земляного полотна (кювета, нагорной канавы, резерва) – 3 м;

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

Прокладка кабеля связи трубопровода на участках его перехода через железные и автомобильные дороги должна производиться в защитном футляре или отдельно в трубах.

На подземных переходах трубопроводов через железные и автомобильные дороги концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала.

На газопроводах на одном из концов футляра или тоннеля следует предусматривать вытяжную свечу на расстоянии по горизонтали:

- от оси крайнего пути железных дорог общего пользования не менее 40 м;

- то же, промышленных дорог не менее 25 м;

- от подошвы земляного полотна автомобильных дорог не менее 25 м.

#G0Высота вытяжной свечи от уровня земли должна быть не менее 5 м.

Нефтепровод и нефтепродуктопровод на переходах через дороги прокладывается с уклоном i = 0,002. В нижней части кожуха предусматривается амбар.

Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под железными дорогами общей сети, должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 1,5 м от дна кювета, лотка или дренажа.

Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должно приниматься не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводной канавы или дренажа.

При прокладке трубопровода без защитных футляров на автомобильных дорогах V категории и некатегорийных вышеуказанные глубины следует принимать до верхней образующей трубопровода.

Заглубление участков трубопровода под автомобильными дорогами на территории КС и НПС принимается в соответствии с требованиями #M12291 5200094СНиП II-89-80*#S.

Расстояние между параллельными трубопроводами на участках их переходов под железными и автомобильными дорогами следует назначать исходя из грунтовых условий и условий производства работ, но во всех случаях это расстояние должно быть не менее расстояний, принятых при подземной прокладке линейной части магистральных трубопроводов.

Минимальное расстояние по горизонтали в свету от подземного трубопровода в местах его перехода через железные дороги общей сети должно приниматься:

-#G1 стрелок и крестовин железнодорожного пути и мест присоединения отсасывающих кабелей к рельсам электрифицированных железных дорог не менее 10 м;

- стрелок и крестовин железнодорожного пути при пучинистых грунтах не менее 20 м;

- труб, тоннелей и других искусственных сооружений на железных дорогах не менее 30 м.

В зависимости от интенсивности движения, категорийности, диаметра трубопровода, методов производства работ, грунтовых условий укладка трубопроводов может осуществляться следующими способами:

- открытым, при котором трубопровод с защитным футляром (кожухом) или без него укладывается в траншею, устроенную в насыпи дороги;

- закрытым, при котором для укладки футляра (кожуха) через дороги применяются методы бестраншейной проходки.

Открытый способ используется при отсутствии защитного футляра (кожуха) или тогда, когда есть возможность временно приостановить движение транспорта и устроить временные объезды (автомобильные дороги III – V категорий). При открытом способе работы выполняются в следующем порядке:

- планировка площадок, доставка труб, машин и другого оборудования;

- сварка кожуха (футляра) и трубной (рабочей) плети;

- изоляция кожуха и плети;

- оснащение плети опорными устройствами;

- насадка кожуха на плеть;

- разборка покрытия дороги (рельсового пути);

- разработка траншеи на переходе;

- укладка плети с кожухом в траншею;

- засыпка траншеи с послойной трамбовкой грунта в пазухах траншеи;

- испытание плети;

- восстановление твердого покрытия дороги;

- приварка вытяжных свечей (сливных патрубков);

- вварка плети в общую нитку трубопровода;

- установка герметизирующих сальников на кожухе;

- испытание плети совместно с прилегающими участками.

Больший интерес представляет закрытый способ (бестраншейная проходка), который может применяться без ограничений, т. е. независимо от категории дорог, интенсивности движения транспорта, категории грунтов и диаметра трубопровода. При закрытом способе работы выполняются в следующем порядке:

- планировка площадок, доставка труб, машин и другого оборудова­ния;

- сварка кожуха (футляра) и трубной плети;

- разработка рабочего и приемного котлованов;

- изоляция кожуха (футляра);

- прокладка кожуха (футляра) под насыпью и наращивание его до проектной длины;

- изоляция плети;

- оснащение плети опорно-центрирующими устройствами и оголовником;

- очистка полости кожуха (футляра), шлифовка заусенцев и дру­гих неровностей на кольцевых стыках;

- протаскивание плети через кожух;

- контроль электроизоляции «кожух–плеть»;

- предварительное испытание плети;

- вварка плети в общую нитку трубопровода;

- установка герметизирующих манжет и испытание герметично­сти межтрубного пространства;

- приварка свечей (сливных патрубков);

- засыпка трубопровода на участках, выступающих за полотно дороги;

- испытание плети совместно с прилегающими участками. Схема протаскивания рабочей плети трубопровода показана на рисунке 14.8.

Рисунок 14.8 – Схема протаскивания рабочей плети трубопровода

 

При закрытом способе прокладки кожухов (футляров) применяются следующие способы проходки: прокалывание, горизонтальное бурение; продавливание, наклонно-направленное бурение (ННБ), микротоннелирование (МТ), тоннельная проходка.

Метод прокалывания (рис. 14.2.3) 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.

Рисунок 14.9 – Метод прокалывания

 

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 является 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. Для уменьшения сил трения диаметр режущего кольца на 30-40 мм больше диаметра прокладываемого кожуха. При этом грунт, поступающий в полость кожуха, разрабатывают и удаляют ручным или механическим способами. Как правило, продавливание кожухов осуществляют с помощью гидродомкратов.

Рисунок 14.10 – 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

 

Прокладку кожуха этими методами производят звеньями дли­ной 6 – 12 м путем их наращивания сваркой (рис. 14.10).

Горизонтальное бурение применяют для трубопроводов сред­них и больших диаметров (530 – 1420 мм) в грунтах I – IV категорий. Проходку скважин ведут установками горизонтального бурения (рис. 14.11). Этот метод не рекомендуется применять на слабых (водонасыщенных и сыпучих) грунтах во избежание просадки дорож­ного полотна.

Рисунок 14.11 – Схема установки горизонтального бурения: 1 – режущая головка; 2 – шнек транспортера; 3 – якорь-труба; 4 – блок полиспаста; 5 – кожух; 6 – лебедка; 7 – УГБ; 8 – кран-трубоукладчик; 9 – роликовая опорная тележка

Особенность прокладки кожухов методом горизонтального бу­рения в том, что разработка грунта по площади сечения скважины несколько опережает продвижение защитного кожуха в скважину. Работы по строительству переходов начинают с геодезической раз­бивки места перехода и рытья рабочего и приемного котлованов. После окончания рытья рабочего котлована и устройства крепле­ний стенок дно котлована выравнивают и размещают направляю­щие конструкции, агрегаты и узлы установки, применяемой для прокладки кожухов; особое внимание обращают на правильное их размещение в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Про­кладывают кожухи путем последовательного наращения их зве­ньями или же без наращения на всю длину предполагаемой про­кладки (рис. 14.12).

 

Рисунок 14.12 – Бестраншейная прокладка трубопровода под дорогой

 

Размеры рабочего котлована при закрытом способе прокладки выбирают в зависимости от диаметра трубопровода, глубины его заложения, вида применяемого оборудования и длины перехода че­рез дорогу. Ширину котлована подбирают с учетом обеспечения безопасного размещения людей, обслуживающих проходческое оборудование; в котловане устанавливают лестницу для подъема и спуска людей.

Рисунок 14.13 – Схема прокладки трубной плети в защитном кожухе: 1 – трактор-тягач; 2 – канат; 3 – автомобильная дорога; 4 – защитный кожух; 5 – краны-трубоукладчики; 6 – трубная плеть; 7 – сферическая заглушка

 

При неустойчивых грунтах необходимо укрепить стенки котлована; при наличии воды – устроить водосборный при­ямок, откуда по мере накопления удаляют воду.

Если предусматривается прокладка кабеля связи внутри ко­жуха, то трубы для этого кабеля прикрепляются к трубной плети и протаскиваются сквозь кожух совместно с ней (рис. 14.13).

При наличии высоких грунтовых вод во избежание осадки земляного полотна или выноса грунта подземными водами необхо­димо до начала земляных работ осушить участок перехода методом открытого водоотлива или закрытого водопонижения. Открытый метод предусматривает устройство водоотливных каналов и колод­цев. Закрытое водопонижение предполагает использование игло­фильтров.

Контрольные вопросы

1. Конструктивные схемы надземных трубопроводов.

2. Особенности строительства надземных трубопроводов.

3. Конструкции переходов магистральных трубопроводов под железными и автомобильными дорогами.

4. Открытый способ прокладки магистральных трубопроводов под автомобильными или железными дорогами.

5. Закрытый способ прокладки магистральных трубопроводов под автомобильными или железными дорогами. Их виды.