Сооружение подводных нефтегазопроводов

Описанные методы планировки нельзя применять в подвижных барханных песках, особенно при сооружении трубопроводов больших диаметров, так как при изменении под действием ветров характера расположения барханов или гряд трубопровод может оголиться, что повлечет повреждение изоляции и в конечном итоге выход из строя самого трубопровода. Поэтому в подвижных барханных песках наиболее приемлемой является прокладка трубопровода по отметкам межгрядовых понижений по спланированной полосе ниже межбарханных впадин, где он надежно защищен от ветра и других воздействий внешней среды.

В зависимости от рельефа местности и расположения трассы применяют различные схемы производства работ при планировке строительной полосы. На участках грядовых песчаных барханов, расположенных перпендикулярно оси трассы, полосу планируют продольными проходами бульдозеров с послойной разработкой грунта выемки на вершине бархана и перемещением его вниз в межгрядовые понижения.

На участках грядовых барханов, расположенных под углом к оси трассы, планировку выполняют косопродольными проходами бульдозеров с послойной разработкой грунта на вершине бархана и перемещением его вниз. После срезки и планировки бархана производят доработку и окончательную планировку всего участка.

На участках грядовых и грядоячеистых барханов, расположенных параллельно оси трассы трубопровода, планировку выполняют, как правило, поперечными проходами бульдозеров с послойной разработкой и перемещением грунта сверху вниз.

При планировке полосы на уровне межбарханных впадин разработку и перемещение песчаного грунта наиболее целесообразно вести лотковым способом.

В крупноячеистых барханах планировочные работы выполняют преимущественно радиальными проходами бульдозеров. Сущность этого метода планировки заключается в засыпке больших и глубоких понижений и в разработке и перемещении грунта в них из соседних барханов. При этом в зависимости от рельефа местности в общем радиальном направлении могут преобладать продольные и косопродольные или косопоперечные и поперечные перемещения бульдозеров. Если при планировке полосы на участке объем грунта выемки превышает объем насыпи смежного понижения, лишний грунт используют для расширения близлежащих насыпей или перемещают в кавальер, а если объем грунта выемки меньше объема отсыпаемой насыпи, недостающий грунт получают в результате расширения выемки или разработки грунта из боковых резервов поперечными проходами бульдозеров.

Для планировочных работ в барханных песках следует применять мощные бульдозеры ДЗ-25, ДЗ-35С, Д-385А, ДЗ-34С и др.

Окончательную доработку и планировку полосы выполняют продольными проходами бульдозеров вдоль оси трассы, в том числе задним ходом с опущенным отвалом.

В горной местности для передвижения землеройной, сварочно-монтажной и изоляционно-укладочной колонн, а также для нормального движения автотранспорта производят планировку продольного и поперечных уклонов строительной полосы и устраивают подъездные дороги. Продольную планировку выполняют так же, как на холмистых и барханных участках. Планировка поперечных крутых уклонов на горных участках заключается в разработке полок.

Устройство полок и подъездов

В горной местности магистральные трубопроводы прокладывают параллельно горизонталям, под углом к ним и перпендикулярно. Участки трассы могут иметь поперечную и продольную косогорность. Безопасная работа машин на гусеничном и пневмоколесном ходу возможна на участках с поперечным уклоном не свыше 8° и продольным не более 15°.

Для обеспечения устойчивости машин и создания условий для выполнения всех технологических процессов при сооружении трубопроводов на таких участках устраивают полки. Параметры и конструкция полок определяются проектом в зависимости от диаметра труб, размера траншеи и отвалов грунта, типа используемых машин и методов производства работ.

В зависимости от рельефа местности и характеристики грунтов на склоне, полки устраивают полностью в выемке или в полунасыпи-полувыемке.

При сооружении трубопроводов в горной местности наибольший объем земляных работ приходится на устройство полок. Поэтому при выборе технологических и организационных схем строительства необходимо стремиться к устройству минимальной ширины рабочей полосы полки.

Чтобы снизить объем земляных работ при устройстве врезки, следует под полосу для прохода строительных и транспортных машин максимально использовать, где это возможно, полотно полунасыпи, отсыпаемой на склонах из грунта выемки. С этой целью полки в горных районах наиболее часто устраивают в полунасыпи-полувыемке.

Технология сооружения трубопроводов в горных районах отличается тем, что для обеспечения устойчивости насыпной части полки растительный покров на косогоре удаляют, а в подошве косогора устраивают уступы шириной до 2 м с уклоном 3--4% в сторону косогора. Уступы образуют взрывным способом или землеройными машинами.

На косогорных участках, особенно склонных к проявлению оползневых явлений, необходимо принимать специальные меры для обеспечения устойчивости и безаварийной работы трубопровода. Для этого трубопровод прокладывают в материковом, ненарушенном грунте, обнажаемом при создании полок, на которых разрабатывается траншея. Выше полки по склону снимают весь грунт, угрожающий осыпями или оползнями.

Для разъезда транспорта и строительных машин на полках большой протяженности через каждые 300--600 м в пределах видимости устраивают уширения (для трубопроводов 1020-- 1420 мм) до 15 м, длиной до 40 м. Разъезды целесообразно располагать на пологих участках склона, чтобы максимально использовать уширенную полосу полки.

В зависимости от свойств грунтов на участке косогора полки можно устраивать без рыхления или с предварительным рыхлением скальных пород взрывом. На участках с минеральными грунтами I--IV групп или разборной скалой полки разрабатывают без предварительного рыхления грунта взрывом. В ряде случаев рыхление таких грунтов можно выполнять корчевателями или тракторными стоечными рыхлителями.

При сооружении полок на участках с плотными скальными грунтами необходимо производить предварительное рыхление буровзрывным способом. Перед производством буровых работ в скальных грунтах как на склонах, так и на равнинной местности выполняют вскрышные работы. На участках, имеющих пологую поперечную косогорность, и на спусках большой протяженности вскрышной слой снимают преимущественно бульдозерами, которые разрабатывают и перемещают грунт под уклон сверху вниз.

Буровзрывные работы при устройстве полок в скальных грунтах производятся камерными или шпуровыми (либо скважинными) зарядами на рыхление или на сброс. Наибольшее распространение получили шпуровые и камерные заряды на рыхление. Шпуровые заряды применяют при глубине разработки 1,5--2 м, а камерные -- при глубине более 2 м. Для размещения камерных зарядов в скальном грунте устраивают вертикальные и горизонтальные выработки -- шурфы или штольни, которые разрабатывают преимущественно взрывным способом шпуровыми зарядами на рыхление. Для повышения эффективности действия взрыва перпендикулярно основным штольням бурят рукава, длину и расположение которых выбирают в зависимости от характера участка. Исходя из ширины врезки и крутизны склона заряды располагают в один, два, три, а в некоторых случаях и в четыре ряда.

При устройстве полок на участках с большой крутизной косогора (не менее 25°) иногда применяют взрыв на сброс, используя камерные заряды. Рыхление грунта при устройстве полок на косогорах с крутизной склона в пределах 10--15° выполняют шпуровыми зарядами, а в пределах 15--20° -- котловыми зарядами.

Шпуры и скважины в скальных грунтах бурят с помощью установок БМ-276, БТС-60, УБШ-2, а также самоходных и ручных перфораторов.

Земляные работы по устройству полок в зависимости от косогорности участка трассы и местных условий выполняют бульдозерами или одноковшовыми экскаваторами, оборудованными прямой лопатой.

На участках с поперечным уклоном до 15° разработку выемок в разрыхленных скальных грунтах следует производить поперечными проходами одного-двух бульдозеров перпендикулярно оси трассы. Доработку и планировку полки в этом случае производят продольными проходами бульдозера с послойной разработкой грунта и перемещением его в полунасыпь. Наиболее эффективно использование бульдозеров при разработке выемок глубиной до 2 м.

При устройстве полок на участках с поперечным уклоном до 15° грунт можно разрабатывать продольными проходами. При этом бульдозер должен сначала перемещаться по полосе, крайней к откосу, и разрабатывать и сдвигать грунт в полунасыпь, затем разрабатывать поочередно полосы, расположенные ближе к подошве откоса полувыемки.

Разработку широких полок под трубопроводы больших диаметров целесообразно выполнять двумя бульдозерами продольными проходами с двух сторон навстречу друг другу. Один бульдозер, как правило, срезает и перемещает грунт в насыпь, второй дорабатывает и планирует профиль полки.

Для разработки разрыхленного грунта при устройстве полок на крутых косогорах с уклоном более 12--15° рекомендуется применять одноковшовые экскаваторы, оборудованные прямой лопатой, которые, двигаясь по подготовленной бульдозером полосе, должны разрабатывать грунт в пределах полувыемки и отсыпать его в насыпную часть полки. В этом случае окончательную доработку и планировку профиля полки следует выполнять также бульдозером.

При прокладке трубопроводов в горных районах для сокращения транспортных путей и удобства подъезда к отдельным участкам трассы устраивают подъездные дороги, которые в зависимости от рельефа местности выполняют в виде полок или профилированного грунтового полотна.

3 Сооружение временных дорог, осушительные работы

Один из наиболее важных и ответственных этапов инженерной подготовки трассы при строительстве трубопроводов больших диаметров -- сооружение временных подъездных и вдольтрассовых дорог, по которым будет проходить тяжелая транспортная и строительная техника.

Схему временных дорог составляют после тщательного обследования полосы строительства и прилегающей местности. Тип и конструкция дорог в зависимости от грунтовых и климатических условий трассы, параметров транспортных средств и грузооборота определяются проектом производства работ.

Строительство временных дорог рекомендуется поручать специализированным организациям. В зависимости от рельефа трассы грунтовые дороги можно сооружать на нулевых отметках поверхности земли, в насыпи и выемке. При спокойном рельефе местности и наличии устойчивых грунтов дороги, как правило, устраивают на уровне земли, и все работы сводятся к планировке и профилированию проезжей части.

На участках трассы, проходящих по пересеченной местности, при устройстве полотна дороги необходимо выполнять работы по срезке бугров, засыпке оврагов, устройству на косогорах полувыемок-полунасыпей.

В слабых грунтах дороги сооружают на подсыпке из дренирующих грунтов. Отсыпку в зависимости от вида грунта можно выполнять с крутизной боковых откосов от 1 : 1 до 1 : 1,5.

На заболоченных участках трассы и болотах, покрытых лесом, при сооружении магистральных трубопроводов в теплое' время года, а также на незамерзающих болотах в зимнее время устраивают лежневые дороги. Конструкция временных дорог в каждом отдельном случае должна решаться на основе детального обследования участка и сравнения основных технико-экономических показателей различных вариантов с учетом характера болота и местных материалов.

Грунтовые дороги устраивают на болотах I типа с мощностью торфа не более 2 м при расположении пригодных для строительства дороги грунтов не более 10 км от строящегося участка.

Дороги из лесоматериалов (лежневые) следует сооружать на болотах I и II типов при любой мощности торфа. Конструкцию лежневых дорог назначают в зависимости от несущей способности грунта, наличия и сортамента местных дорожностроительных материалов и имеющихся ресурсов. Для подъездных и вдольтрассовых лежневых дорог используют, как правило, деловой лес, полученный в результате расчистки полосы отвода. Для ускорения строительства рекомендуется использовать заранее заготовленные сборные элементы, подвозку и сборку которых на места выполняют с применением трелевщиков, автокранов и мотопил.

В зимнее время наиболее распространенным видом временных дорог являются зимники. Их прокладывают преимущественно в местах, не доступных летом, и эксплуатируют до 6--7 месяцев в году. Зимники сооружают из уплотненного снега по суше или льда по рекам и оврагам. Для этого расчищают полосу от лесной растительности, срезают крупные откосы и выравнивают неровности путем засыпки грунтом, древесными остатками и снегом с уплотнением. Полотно зимника укатывают легкими пневмокатками, гладилками или тракторами на уширенных гусеницах.

На болотах и заболоченных участках подготовка основания заключается в засыпке неровностей и проведении мероприятий по ускорению промораживания верхнего торфяного покрова.

Глубина промерзания моховых болот для безопасного прохода тракторов на уширенных гусеницах должна составлять не менее 30 см, травянистых болот -- не менее 20 см.

На плохозамерзающих болотах для ускорения промерзания и увеличения их несущей способности поверхность проезжей части дороги поливают водой, которая, замерзая, образует ледяную корку и усиливает полосу.

Для защиты от снежных заносов на зимниках необходимо устанавливать решетчатые щиты и заборы, убирать снег бульдозерами или использовать их для последовательного наращивания проезжей части до максимальной высоты 0,3 м, устраивать защитные снежные валы вдоль дороги.

Снег с полосы вдольтрассовых дорог целесообразно сгребать бульдозерами на полосу рытья траншеи, чтобы обеспечить минимальное ее промерзание.

Для передвижения зимой транспорта и строительной техники через различные водные преграды (реки, ручьи, озера) делают ледяные переправы.

Если толщина льда недостаточна для прохода техники, осуществляют послойное его намораживание или усиливают проезжую часть хворостяной выстилкой либо деревянным настилом.

Для поддержания зимников в хорошем эксплуатационном состоянии должна быть создана дорожная служба с необходимой техникой и оборудованием для проведения таких работ.

При прокладке магистрального трубопровода в ряде случаев нарушается установившийся гидрогеологический режим, поэтому для обеспечения надежности трубопровода в проекте предусматривают необходимые гидротехнические сооружения -- боковые, отводные, нагорные и дренажные канавы, водопропускные и водоотводные сооружения. На нефтепроводах предусматривают аналогичные сооружения также для перехвата нефти, могущей разлиться в случае аварии.

Обеспечивая нормальные условия для производства строительных работ, в отдельных случаях в проекте производства работ предусматривают специальные мероприятия по осушению.

Устройство осушительных канав в устойчивых грунтах выполняют, как правило, одноковшовыми экскаваторами или плужными канавокопателями. Отводные и нагорные канавы в скальных грунтах устраивают одноковшовыми экскаваторами с предварительным рыхлением грунта взрывом мелкошпуровых зарядов.

На заболоченных участках и болотах канавы осушительной сети разрабатывают преимущественно одноковшовыми экскаваторами с уширенными гусеницами (обычными экскаваторами, передвигающимися на перекладных сланях) или канавокопателями. В сильно обводненных болотах осушительную сеть (отводные каналы) наиболее целесообразно выполнять взрывным способом.

Если по условиям рельефа местности сброс воды из траншеи по водоотводным канавам невозможен или поступление воды в траншею в процессе ее разработки и сооружения трубопровода незначительно, воду удаляют специальными установками.

Для более эффективного применения открытого водоотлива разработку траншей начинают с пониженного участка, откачивая воду установками, смонтированными на автомобильном или тракторном ходу. В практике трубопроводного строительства наибольшее применение получили самоходные установки.

Для откачки воды из траншей под трубопроводы диаметром 1020--1420 мм рекомендуется применять передвижные самоходные водоотливные агрегаты СВА-2, УОВ-ЗА и АВ-701.

17.9 «Транспортные работы при сооружении магистральных трубопроводов»

Транспортная схема строительства

Необходимые для сооружения трубопровода грузы доставляют к местам производства работ в соответствии с выбранной транспортной схемой строительства данного объекта. При этом может быть использован железнодорожный, водный, автомобильный и даже воздушный транспорт.

Выбор транспорта в каждом случае определяется технико-экономическим расчетом.

Выбирая пункты доставки материалов для сооружения трубопровода, исходят из обеспечения минимальных расстояний до сооружаемых участков трассы и надлежащей их оснащенности механизмами для приема и временного складирования грузов.

На железнодорожных станциях, где намечается выгрузка труб и других материалов, должны быть сооружены тупиковые пути с разгрузочными площадками необходимых размеров и подъездные дороги, обеспечивающие маневренность транспорта и погрузочно-разгрузочных средств.

При перевозке труб водным транспортом в морских портах и на речных пристанях также должны быть подъезды и разгрузочные площадки, рассчитанные на прием и хранение соответствующего объема строительных материалов и оборудования.

Пункты приема материалов необходимо выбирать с учетом максимального использования уже имеющихся сооружений с целью сокращения затрат на их расширение или строительство новых площадок и коммуникаций. Выбору мест отправки и приема грузов должны предшествовать расчеты по определению числа и марок кранов, машин и оборудования, необходимых для погрузочно-разгрузочных и транспортных работ.

Основную массу на строительстве магистральных трубопроводов больших диаметров составляют трубы. Перевозка их железнодорожным, водным и воздушным транспортом должна выполняться с соблюдением соответствующих правил. Трубы и плети должны быть снабжены соответствующими устройствами, обеспечивающими надежное их закрепление, сохранность и безопасность при транспортировке. Как правило, перевозку труб осуществляют по следующей схеме: пункт отправки железнодорожным или водным транспортом -- место приема (станция, пристань, порт) -- сварочно-монтажная база, откуда секции труб плетевозами доставляют к месту производства работ.

Выгрузку труб осуществляет бригада в составе мастера, крановщика и четверых рабочих, двое из которых заняты на стройке труб в полувагоне, а двое -- на приемке и укладке их на пристанционной площадке или непосредственно на трубовозы.

В зависимости от размеров пристанционного или причального склада трубы укладывают в один ряд по всей ширине площадки или в штабеля высотой не более 3 м. Секции труб больших диаметров рекомендуется складировать в один ряд.

Вглубь склада-площадки трубы откатывают по горизонтальным стеллажам из брусьев или труб (меньшего диаметра), проложенного от железнодорожного пути. Чтобы предупредить раскатывание труб в штабеле, их укладывают только на предварительно спланированную горизонтальную площадку. Нижний ряд труб помещают на деревянные подкладки из круглого леса диаметром не менее 200 мм. Под крайние трубы подкладывают деревянные упоры или специальные башмаки. Кроме того, кромки смежных труб нижнего ряда закрепляют стальными скобами, которые обеспечивают устойчивость труб в штабеле.

Последующие ряды штабеля из труб больших диаметров укладывают (накатом по направляющим лагам из бревен) по схеме «седло» (рис. 5).

Перевозку труб и других грузов железнодорожным транспортом и погрузочно-разгрузочные работы на пристанционных площадках выполняют в соответствии с нормативными документами.

В ряде случаев, особенно при сооружении магистральных трубопроводов в северных районах страны, трубы и другие грузы доставляют к месту строительства по согласованию с бассейновыми управлениями пути и управлениями речного пароходства России речным флотом. Перевозки по рекам в зависимости от вида груза осуществляются на грузовых теплоходах 576, речных баржах ГП-600, сухогрузных баржах-площадках 459, 942, а также на нефтеналивных и палубных баржах из универсальных понтонов УПГ-25. К месту разгрузки баржи буксируют катерами. Погрузочно-разгрузочные операции в этом случае осуществляют с помощью плавучих кранов, кранов на автомобильном или пневмоколесном ходу или трубоукладчиками.

Для доставки труб больших диаметров в северные труднопроходимые районы, особенно в межнавигационный период, целесообразно применять авиацию -- самолеты АН-12 и АН-22, вертолеты МИ-6, МИ-10К и В-12.

На трубосварочные базы трубы доставляют на трубовозах.

Транспортировка труб, секций, строительных материалов

Доставка к месту укладки труб большого диаметра связана с большими трудностями.

Спецификой технологии трубопроводного строительства определяются два основных потока по перевозке труб. Одиночные трубы длиной 12 м с пунктов разгрузки (железнодорожных станций, авиаплощадок и водных пристаней) доставляют на трубосварочные базы, где их сваривают в секции (плети) длиной 24--48 м.

Затем секции вывозят непосредственно к месту производства строительно-монтажных работ. В некоторых случаях одиночные трубы с пунктов разгрузки доставляют непосредственно к месту укладки на трассу.

Необходимое число транспортных машин для перевозки определенной массы труб в заданное время, время разгрузки состава и число рабочих смен определяют исходя из общей массы подлежащих перевозке труб, грузоподъемности транспортных средств, времени разгрузки труб кранами и времени нахождения машин в пути -- туда и обратно.

Число рейсов nр можно определить из уравнения

пр = Q/q,

где Q -- общая масса доставленных труб, т; q -- груз, перевозимый одной транспортной машиной за рейс, т.

Трубы больших диаметров от железнодорожных и речных площадок до сварочно-монтажных баз в обычных условиях перевозят автопоездами-трубовозами, а в сложных условиях -- тракторными плететрубовозами.

Наиболее широкое применение для транспортировки труб нашли машины ТВ-101, ПТВ-8, ПВ-92, ПВ-91, ПТЛ-214, ПВ-202, ПТ-62. Выбор конкретного вида трубовоза-плетевоза обусловливается его грузоподъемностью, а также характером и состоянием используемых дорог. Таким образом, состав и число машин для перевозки труб (секций) определяют в зависимости от диаметра труб, дальности возки и темпа строительства трубопровода.

В практике сооружения магистральных трубопроводов наибольшее применение при погрузочно-разгрузочных работах на сварочных базах получили краны-трубоукладчики. Выбор трубоукладчика зависит от массы выгружаемых труб и высоты разгрузки.

Выгрузку и складирование труб больших диаметров на сварочных базах можно осуществлять теми же кранами, которые применяются при выгрузке труб из вагонов.

Для выгрузки труб диаметром 1020 и 1220 мм с плетевоза на базе рекомендуется применять трубоукладчик Т-1530В или два трубоукладчика ТО-1224В, а для труб диаметром 1420 мм -- два трубоукладчика Т-1530В или один Т-3560А (К-594).

Сваренные на базе трехтрубные секции погружают на плетевозы кранами-трубоукладчиками методом натаскивания сзади с объездом прицепа или методом боковой укладки без объезда прицепа (рис. 6). В первом случае работы должны выполняться при предельно придвинутом положении стрелы. Вылет стрелы трубоукладчика не должен превышать 1,5 м.

Секции из труб больших диаметров погружают на плетевозы кранами-трубоукладчиками Т-1530, Т-3560, К-594.

От трубосварочных баз секции длиной 24--48 м перевозят на трассу и непосредственно к месту работ плетевозами на базе автомобильных или тракторных тягачей. Трубные секции больших диаметров транспортируют плетевозами-трубовозами ПТЛ-214, ПВ-202, ПВ-481, ПВ-301, ПТ-301.

Для перевозки 24-метровых секций труб диаметром 1020 мм используют также плетевозы на базе автотягачей ПТВ-8, ПВ-92 и ПВ-91 грузоподъемностью соответственно 7,5 и по 9 т и плетевоз ПТ-62 на базе тракторного тягача грузоподъемностью 6,5 т.

При выборе транспортных средств учитывают характер местности, вид дорожного покрытия и его состояние.

Для перевозки секций труб больших диаметров по дорогам, находящимся в удовлетворительном состоянии (по дорогам с твердыми покрытиями или сухим грунтовым полотном как в летнее, так и в зимнее время года) рекомендуются плетевозы с базовыми тягачами КрАЗ-214 и МАЗ-537.

В условиях бездорожья, а также по дорогам с грунтовым покрытием, переувлажненным или покрытым рыхлым снегом, и по равнинной песчано-пустынной местности секции следует транспортировать плетевозами с базовыми тягачами МАЗ-543, КрАЗ-255Б, ЗИЛ-131, ЗИЛ-157.

По заболоченной местности, неглубоким болотам. I типа, незакрепленным сыпучим барханным пескам, участкам, покрытым глубоким снегом, и дорогам с продольным уклоном до 20°, где использование транспортных машин на базе автомобилей не представляется возможным, перевозку секций необходимо осуществлять тракторными плетевозами на базе Т-100МБ, Т-100МБГП, Т-130, Т-180, а в северных районах -- плетевозами на базе ДЭТ-250.

Особо сложной является перевозка труб и секций при сооружении трубопроводов больших диаметров в горных районах. Здесь перед началом массовых перевозок необходимо провести тщательное обследование всех подъездных дорог и дорог вдоль трассы, чтобы определить условия вписываемости плететрубовозов при движении с грузом и места возможных объездов на сложных участках трассы. Кроме того, намечают участки, где необходимы работы по расширению и выравниванию дорог. Рациональную загрузку машин и длину перевозимых плетей на таких участках устанавливают в зависимости от параметров продольных уклонов и радиусов поворотов.

На сложных горных участках трассы транспортируют секции длиной не более 24 м, а на особо сложных и стесненных участках -- даже отдельные трубы длиной 12 м.

Трубы и секции длиной 24 м для сооружения трубопроводов в горных районах транспортируют, как правило, по следующей схеме:

от железнодорожных станций до трубосварочных и перевалочных баз -- автомобильными трубовозами;

от трубосварочных до перевалочных баз и до участков трассы с крутизной склона до 15°--автомобильными плетевозами;

от перевалочных баз до участков трассы с крутизной склона 15--20°--плетевозами с тракторной тягой.

На горных участках трассы с продольной крутизной склонов более 20° секции следует транспортировать по объездным дорогам или специальным подъездам. В отдельных случаях одиночные трубы или секции (24 м) от трубосварочных или перевалочных баз до места производства сварочных работ на трассе могут доставляться (на расстояние до 1 км) кранами-трубоукладчиками.

Перевозить трубы и секции следует в сухое время. Движение трубовозов и плетевозов на горных участках в гололедицу должно быть запрещено.

При перевозке труб и секций на подъемах с уклоном более 10° особенно в дождливое время необходимо устанавливать дежурный трактор-тягач для буксировки машин. На каждые 10 км горной трассы необходимо предусматривать один-два дежурных тракторных тягача или тракторные лебедки. Скорость передвижения трубовозов и плетевозов на таких участках не должна превышать 10--15 км.

В целях безопасности движения и повышения маневренности плетевозов необходимо уменьшать до 20 м расстояния между тягачом и роспуском. Прицепы должны быть оснащены крестовой сцепкой, обеспечивающей движение роспусков по следу тягача.

Кроме автоприцепов, для перевозки труб в горной местности применяют тракторные тележки или специальные подсанки, надежно закрепляя на них концы труб от сползания и повреждения при передвижении транспортных средств.

На болотах и заболоченных участках перевозка секций по трассе может выполняться на короткие расстояния кранами-трубоукладчиками, а на особо труднодоступные участки -- вертолетами.

При транспортировке труб и секций вертолетом их закрепляют стропами. На вертолетах МИ-6 и МИ-10К за один рейс можно доставлять по одной одиночной трубе диаметром 1220--1420 мм длиной 12 м или одной секции длиной 24 м из труб диаметром 1020 мм.

Все транспортные средства должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими сохранность перевозимых труб и секций. При перевозке труб и секций, изолированных в базовых или заводских условиях, коники должны быть снабжены деревянными ложементами с цилиндрической опорной поверхностью, покрытой амортизирующей прокладкой. Применяют также коники.

Чтобы трубы при перевозке не соприкасались и не нарушалась их изоляция, между ними устанавливают мягкие (прорезиненные) прокладки. Для предотвращения труб и секций от продольного смещения рекомендуется закреплять их на кониках с помощью поперечной увязки и страховыми канатами за торцы.

При большом объеме перевозок, разбросанности пунктов поступления и выгрузки труб, значительном по протяженности фронте линейных работ желательно создавать специализированные транспортные организации.

Для надлежащей эксплуатации и проведения качественного ремонта автотранспорта создаются территориальные автобазы и транспортные конторы с опорными ремонтными базами в крупных населенных пунктах. Для доставки труб и других грузов по трассе автобазы и транспортные конторы создают автоколонны с местом базирования в центре грузоперевозок.

При транспортировке труб и секций в малообжитых, удаленных от населенных пунктов районах (пустынях, тайге, тундре), на трассе перевозок с более чем однодневным переходом транспортных машин организуют полевые опорные пункты с запасом воды, пищи, горюче-смазочных материалов, передвижными ремонтными мастерскими, пунктами связи и вагончиками для жилья. Передвижение машин в таких районах должно осуществляться только группами, водители должны иметь смену, а в колонне должна быть рация для связи с опорными пунктами.

Все работы по перевозке труб и секций руководители автоколонны и водители плететрубовозов должны выполнять в строгом соответствии с «Правилами движения по улицам городов, населенных пунктов и дорогам» и СНиП Ш-Д.5--62.

Определение требуемого количества транспортных средств

Организации, занятые перевозкой труб больших диаметров, должны быть оснащены мощной современной техникой.

СКБ «Газстроймашина» разработал ряд новых машин большой грузоподъемности, предназначенных для транспортировки труб и секций диаметром 1020--1420 мм и длиной от 12 до 48 м в различных условиях. Для перевозки труб и плетей длиной 36 м массой до 9 т применяют преимущественно плетевозы ПВ-91, ПВ-93 на базе автомобиля «Урал-375» и плетевозы ПВ-92, ПВ-94 на базе автомобиля ЗИЛ-131. Они проходимы как по дорогам с твердым покрытием, так и по грунтовым труднопроходимым дорогам, включая участки бездорожья. Автомобили-тягачи этих трубовозов имеют надрамники с предохранительными щитами, на которых установлены полноповоротные коники со съемными стойками-упорами, обеспечивающие перевозку труб больших диаметров (до 1420 мм включительно). В конструкции коника предусмотрены тросовые стопорные устройства для удержания труб от продольного перемещения при перевозке.

Трубовозы снабжены двуосными бестормозными роспусками с рессорно-балансирными подвесками. Оси балансиров и колес соединены жесткими прямыми штангами с резиновыми вкладышами в головках обеспечивающими поперечное колебание осей колес роспуска. Сварная рама роспуска с двумя кониками, как на автомобиле, крепится к оси балансиров двумя опорами и тугелями. Между кониками смонтирован механизм для связки перевозимых труб. Механизм состоит из винта с тяговой гайкой, отводящего ролика, увязочного троса и балочного приспособления. Сцепка и разъединение роспуска с автомобилем производятся с помощью специального фиксирующего устройства, состоящего из винтовой стяжки и кронштейнов.

Плететрубовозы имеют по два тяговых каната -- шлейфа (короткий и длинный) диаметром 0,5 мм с коушами на концах для соединения автомобиля с роспуском. Один используется при : перевозке труб, а второй -- для секций.

Для перевозки труб диаметром 1420 мм и плетей длиной до 36 м предназначен плетевоз ПВ-202. Он смонтирован на базе автомобиля высокой проходимости КрАЗ-255Б и может транспортировать трубы массой до 19 т в различных условиях, включая бездорожье. Тяговый автомобиль мощностью 240 л.с, широкопрофильные шины переменного давления обеспечивают повышенную проходимость этого плетевоза по сложным участкам. На плетевозе вместо кузова смонтирован надрамник с предохранительным щитом и основанием, на котором установлен поворотный коник для труб. Роспуск оборудован рессорной подвеской и имеет два коника. Расстояние между стойками коников можно изменять в зависимости от диаметра и числа перевозимых труб. Надежное крепление труб обеспечивается винтовым механизмом увязки, расположенным на конике плетевоза. Тяговое усилие на роспуск передается непосредственно трубами.

Для перевозки труб диаметром до 1420 мм и плетей длиной до 48 м общей массой до 55 т по дорогам с твердым покрытием и улучшенным грунтовым дорогам предназначены плетевозы ПВ-481, а таких же труб и плетей общей массой до 30 т по дорогам различного состояния, включая участки бездорожья, -- плетевоз ПВ-301. Эти плетевозы сконструированы на базе тягачей Минского автозавода с колесной формулой 8X8.

Плетевозы ПВ-481 и ПВ-301 состоят из тягового автомобиля (соответственно МАЗ-537 и МАЗ-543) и роспуска, соединенных при перевозке труб шлейфом. Тяговые автомобили имеют съемные надрамники и предохранительные щиты. На плетевозе ПВ-481 надрамник устанавливается на месте снятого седельного устройства автомобиля, а на плетевозе ПВ-301 -- на месте кузова автомобильного тягача. Плетевозы имеют двуосные односкатные роспуски с жесткой балансирной подвеской. Рамы роспусков изготовлены из деталей автомобиля МАЗ-537, колеса и шины те же, что у базовых автомобилей. На роспуске плетевоза ПВ-301 установлены шины с повышенным числом слоев корда. Роспуски плетевозов оснащены колодочными тормозами с пневмогидравли-ческим приводом и световыми приборами.

Коники автомобильных тягачей и роспусков указанных плетевозов имеют устройства для увязки перевозимых труб.

Плетевозы могут быть использованы в различных районах и выполнять перевозки при температуре окружающего воздуха от --40 до +50° С. Плетевоз ПВ-301 вследствие использования положительных качеств базового тягача МАЗ-543 может транспортировать трубы больших диаметров по сыпучим пескам, заснеженным грунтовым дорогам со значительным продольным уклоном. Плетевозы ПВ-301 широко и эффективно использовались на строительстве системы газопроводов Средняя Азия -- Центр в условиях сыпучих барханных песков со сложным рельефом местности.

Трубы больших диаметров и плети длиной до 36 м транспортировать по труднопроходимым участкам трассы рекомендуется тракторным плетевозом ПТ-501. Это поезд, состоящий из трактора Т-180 и двух прицепов. Двуосные бестормозные прицепы оборудованы балансирной подвеской, а рамы --кониками для укладки труб.

На строительстве газопроводов Средняя Азия--Центр (первая очередь), Бухара--Урал, Шатлык--Хива в труднодоступных условиях широко применялись также тракторные плетевозы на колесном ходу ПТ-30. Эти машины предназначены для перевозки труб и плетей диаметром до 1020 мм включительно длиной до 48 м и общей массой до 30 т. ПТ-30 состоит из тракторного тягача Т-100М или К-700 и двух колесных двуосных прицепов, оборудованных двумя кониками, прицепы имеют безрессорные подвески балансирного типа.

Тракторные колесные плетевозы ПТК-251 и ПТК-252 на базе К-700 и К.-701 предназначены для перевозки секций диаметром до 1420 мм длиной до 36 м и общей массой до 25 т. Их можно эксплуатировать при температуре окружающего воздуха от --40 до +50° С.

При использовании в качестве тягача плетевозов колесных тракторов К-700 и К-701 значительно повышаются тяговые и скоростные характеристики машин при перевозке труб, особенно на дорогах с грунтовым полотном и твердым покрытием. Скорость транспортировки труб на таких участках при этом может достигать 18--22 км/ч.

Для перевозки плетей диаметром до 1420 мм и длиной до 36 м по участкам с несущей способностью от 0,28 кгс/см2 и более, непроходимым для колесного транспорта, разработан плетевоз ПТ-181 грузоподъемностью до 18 т. Плетевоз состоит из трактора-тягача Т-100МБ и двух прицепов на резинометаллических гусеницах. Передний прицеп связан с задним прицепом-роспуском тяговым канатом и плетями.

Перевозка труб диаметром до 1020 мм и плетей длиной до 36 м общей массой до 6,5 т по труднопроходимой местности {заболоченной и по рыхлому снегу с несущей способностью 0,24 кгс/см2 и более) может быть выполнена гусеничными прицепами-плетевозами ПТ-62. Этот плетевоз также состоит из трактора-тягача Т-100МБ и двух прицепов на резиногусеничном ходу.

Разработан опытный образец саморазгружающего плетевоза СПЛ-20 (рис. 7), предназначенного для перевозки и выгрузки секций диаметром 1220--1420 мм и длиной 24--36 м. Плетевоз смонтирован на шасси автомобиля КрАЗ-225Б, в нем использованы узлы и детали плететрубовоза ПВ-202. Базовый тягач высокой проходимости укомплектован тяговой лебедкой с усилием 8 тс. Надрамник тягача оборудован коником, предохранительным щитом и увязочными устройствами. Прицеп состоит из тележки с подвеской рессорно-балансирного типа и рамы, состоящей из двух полурам и закрепленной на оси подвески. На раме укреплены коники с боковыми стойками и направляющие балки, в которых имеется предохранительная тележка, фиксируемая при движении плетевоза специальным замковым устройством. Тележка для предотвращения ударов имеет амортизаторы.

Для обеспечения сохранности труб при их перевозке наружная поверхность тележки, соприкасающаяся с трубой, изготовлена из мягких материалов. Тележка в транспортном положении фиксируется специальным замком.

Погрузка секций, сваренных на трубосварочной базе, на плетевоз СПЛ-20 выполняется с помощью трубоукладчиков по обычной схеме.

Процесс саморазгрузки плетевоза на трассе состоит из трех операций: подготовительных, разгрузки и сцепки. При проведении подготовительных операций освобождают увязочные канаты и вытягивают трос лебедки.

В разгрузочные операции входят перемещение с помощью троса и тяговой лебедки роспуска и принудительное сближение тягача с роспуском, вследствие чего осуществляется выгрузка секции. При сближении верхняя рама прицепа перемещается по отношению к нижней и опускается на землю задним концом, образуя спусковой трап. По нему секция задним концом перемещается на грунт. Из-под секции прицеп освобождают путем передвижения тягача вперед или с помощью лебедки. При этом передний конец секции, опираясь на продольно перемещающуюся тележку, плавно опускается на землю.

Производственным объединением Укргазстрой и Киевским политехническим институтом разработана конструкция саморазгружающегося плетевоза СПВ, предназначенного для транспортировки секций диаметром до 1220 мм включительно общей массой до 19 т и раскладки их вдоль трассы. Плетевоз СПВ выполнен на базе прицепа ПВ-202. Скорость спуска переднего и заднего концов секции при саморазгрузке регулируется специальным приспособлением, что обеспечивает сохранность торцов труб от смятия при опускании их на землю. Прицеп оборудован тормозным устройством с дистанционным управлением, обеспечивающим равномерную саморазгрузку секции и исключающим столкновение роспуска с тягачом. Все перевозимые плетевозом секции могут выгружаться одновременно.

Применение саморазгружающихся плетевозов позволяет упростить процесс выгрузки труб и секций на трассе.

Перевозку изолированных труб рекомендуется осуществлять плетевозами, конструкция навесного оборудования которых дает возможность сохранить противокоррозийное покрытие при транспортировке труб по трассе, особенно по пересеченной местности. Примером такого решения может служить плетевоз ПП-3, для перевозки секций длиной до 24 м общей массой 7 т. Плетевоз состоит из навесного оборудования, смонтированного на шасси автомобилей ЗИЛ-157К и «Урал»-375, и двуосного роспуска.

Отличительная особенность плетевоза -- специальный коник, который может поворачиваться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. Благодаря этому обеспечивается постоянное расположение опор в одной плоскости при движении плетевоза по неровной дороге. Секция опирается своим передним концом на грузовую площадку коника, покрытую мягкой подкладкой из прорезиненной ленты.

Надежное и быстрое крепление труб на плетевозе обеспечивается специальной поворотной скобой, которая регулируется в зависимости от диаметра подлежащих перевозке труб и секций. Поворотная скоба также снабжена обрезиненными прижимами, перемещаемыми по дуге скобы и устанавливаемыми в нужном положении. Коники как на автомобиле, так и на прицепе оборудованы деревянными ложементами и обрезиненными прокладками.

17.10 «Изоляционно-укладочные работы»

Виды очистки поверхности труб

Перед нанесением на магистральные трубопроводы противокоррозийного покрытия их поверхность очищают от загрязнений, окалины и ржавчины. Если трубы в заводских условиях были покрыты консервирующей смазкой, то перед нанесением изоляции ее счищают.

Окалина образуется на поверхности труб при производстве их на заводе. Это продукт окисления металла при высокой температуре нагрева (около 1000°С). В зависимости от состава металла труб, состава газовой среды и температуры нагрева стали окалина может состоять из одного или нескольких слоев. Толщина слоя окалины па поверхности труб определяется температурой прокатки и условиями охлаждения металла. С увеличением температуры и продолжительности процесса окисления увеличивается толщина слоя окалины. Твердость окалины часто выше твердости основного металла труб.

При многослойной структуре окалины (обычно до трех) самый нижний слой, находящийся в непосредственном соприкосновении с основным металлом труб и составляющий примерно половину толщины окалины, имеет незначительную прочность и наиболее рыхлое (пористое) строение. Его химический состав -- FeO, Средний слой, составляющий 40--48% толщины всей окалины, характеризуется плотной структурой и высокой прочностью. Связь между нижним и средним слоями обычно непрочная. Верхний наружный слой окалины, представляющий разновидность гематита, составляет 2--10% толщины всего слоя окалины. Химический состав наружного слоя Fe2O3, прочность его весьма высокая, превосходит прочность среднего слоя примерно в 100 раз. Этот слой прочно соединен со средним слоем. При очистке отделение этих слоев происходит по границе нижнего рыхлого слоя.

Толщина слоя окалины в зависимости от состава стали и технологии изготовления труб колеблется в среднем от 0,2 Д° 1 мм. Как правило, окалина по поверхности располагается не сплошным слоем, а разделена трещинами либо имеет чешуйчатое строение.

При длительном хранении труб без изоляционного покрытия происходит процесс электрохимической коррозии металла в результате взаимодействия его с водой и воздухом, на поверхности Труб образуется ржавчина. Ржавчина представляет собой рыхлый пористый слой металла, прочность которого невысокая.

Ввиду того, что очаг ржавчины, содержащий, как правило, влагу, является источником дальнейшей коррозии основного металла, наличие его на поверхности труб недопустимо.

К загрязнениям труб относятся также различные пятна горюче-смазочных материалов, частицы и пыли грунта. Так как поверхность металла, имеющая такие загрязнения, обладает плохой адгезионной способностью, что обусловливает низкое качество прилипаемости изоляционных покрытий, необходимо ее тщательно очищать.

Очистку поверхности труб производят в два этапа. На первом этапе выполняют предварительную очистку поверхности -- удаляют масляные и жировые пятна, эмульсионные пленки. Для этого используют органические растворители и водные растворы щелочей. В трассовых условиях в качестве растворителей применяют бензин, уайт-спирит, бензол и др. Пятна удаляют обычно вручную ветошью, смоченной в растворителе. В базовых условиях и на заводах для обезжиривания поверхности труб могут применяться едкий натр или сода. На этом этапе в трассовых условиях трубопровод очищают от комков грунта, а в зимнее время -- от снега и льда, производят сушку влажной поверхности.

На втором, основном, этапе поверхность трубопровода очищают от консервирующей смазки, загрязнений, окалины и ржавчины.

Очистку наружной поверхности трубопроводов от загрязнений, ржавчины и окалины перед нанесением изоляционных покрытий можно выполнять механическим, химическим, ультразвуковым, термическим и другими способами.

Механическую очистку поверхности труб производят пескоструйными или дробеструйными иглофрезерными установками, а также специальными очистными машинами.

Пескоструйные и дробеструйные установки применяют в основном в стационарных условиях (на базах и заводах). В условиях трассы для трубопроводов больших диаметров используют преимущественно самоходные очистные машины.

Пескоструйная очистка основана на воздействии потока частиц кварцевого или металлического песка в струе сжатого воздуха на очищаемую поверхность. В процессе многократного удара частиц песка поверхность металла происходит разрыхление и удаление с поверхности труб ржавчины, окалины и загрязнений.

Дробеструйный способ, при котором используется стальная дробь диаметром 0,5--1,2 мм, обеспечивает высокие качество и скорость очистки (до 11,2; Гм3/мин).

Механическая очистка, производимая очистными самоходными машинами, передвигающимися по трубопроводу, заключается в разрушении, отделении и удалении с поверхности трубы ржавчины, окалины и загрязнений. Очистка осуществляется в процессе работы и перемещения по винтовой траектории роторного рабочего органа машины, насаженной на трубу. Насадку очистной машины на трубу и сопровождение ее (поддержание) при передвижении по трубопроводу выполняют трубоукладчики.

Роторный рабочий орган очистных машин оборудован скребками и металлическими щетками. Скребки -- стальные резцы с режущей кромкой из твердого сплава или армированные пластинами. Металлические щетки, очистка которыми производится после прохода скребков, состоят из стальных проволок диаметром от 0,3 до 1 мм.

В очистных машинах получили распространение следующие конструкции щеток: плоские, цилиндрические и чашеобразные. Хорошее качество очистки обеспечивается при использовании чашеобразных и круглых металлических щеток с плотным ворсом.

Необходимое качество очистки трубопровода (в том числе околошовной зоны) достигается путем придания очистному инструменту при работе вращательно-поступательного движения.

Большое значение при механической очистке поверхности трубопровода имеет правильный выбор технологического режима и степени прижатия щеток к трубе. Нельзя допускать снятия излишнего слоя металла со стенок трубопровода, что может привести к снижению его надежности при эксплуатации.

Химический метод очистки, применяемый в заводских условиях, заключается в обработке металлической поверхности труб водными растворами кислот и щелочей. Для удаления твердых окисных образований путем травления используют преимущественно водные растворы серной, соляной и фосфорной кислот. Травление осуществляют набрызгом или погружением трубы в ванну с подогретым до 40--80°С кислотным раствором.

Трубы, имеющие масляные или жировые пятна, очищают одновременно травлением и обезжириванием поверхности в специальном водном растворе серной кислоты с включением NaCl. При химическом методе хорошо удаляются образования различных структур окалины, а также ржавчина. Но в связи с тем, что при травлении окалинных образований происходит интенсивное растворение основного металла труб (примерно в 6 раз быстрее, чем рыхлого нижнего слоя окалины), используют различные ингибиторы и замедлители процесса растворимости металла. Поэтому указанный метод обладает малой производительностью, требуется длительное время очистки и громоздкое 'оборудование. Кроме того, химический метод очистки связан с большим расходом кислоты и потерей до 2--4% протравливаемого металла труб.

Ультразвуковой метод очистки заключается в воздействии на помещенную в жидкую среду трубу упругих механических колебаний частотой 20--40 кГц, создаваемых электрогенератором с помощью преобразователей. Этот метод очистки основан на действии на металл известного явления кавитации, происходящего в процессе возбуждения колебаний жидкости. В результате многократного воздействия большой силы гидравлического удара местах разрежения на границе металла и жидкости происходит очистка поверхности труб. При использовании высокочастотных колебаний скорость и качество очистки этим методом значительно повышаются. Ультразвуковой метод очистки в сочетании с химическим может дать большой эффект в стационарных условиях (на заводах и крупных изоляционных базах).

Термический метод очистки заключается в нагреве металла труб пламенем газокислородной смеси до температуры воспламенения имеющихся на поверхности загрязнений. Происходит сгорание поверхностного загрязненного слоя. Ввиду различных значений коэффициента линейного расширения металла трубы и слоя окалины и ржавчины происходит растрескивание и отслаивание последних от стенок трубопровода, изменяются механические свойства окалины и ржавчины и уменьшается их сцепление с металлом труб.

Для термической обработки труб применяют полукольцевые многопламенные горелки ПКХ, работающие на ацетилено-кислородной смеси. Горелка с помощью специального самоходного приспособления в процессе нагрева перемещается по трубе со скоростью 2--3 м/мин.

После термической обработки труб осуществляют их механическую очистку с помощью очистных инструментов. При этом не требуются большие затраты труда и времени.

Из перечисленных способов очистки труб в трассовых условиях наиболее экономичным и технически совершенным является механический способ с помощью специальных очистных машин, обеспечивающих необходимую степень подготовки поверхности при всех видах загрязнений и высокую производительность труда при сравнительно небольших затратах.

Критерии качества очистки труб

Различные загрязнения поверхности труб в виде пыли, комков земли, жировых пятен, наледи, влаги, а также ржавчины и непрочно соединенной с металлом окалины значительно снижают прилипаемость (адгезию) изоляционных покрытий и тем самым долговечность и надежность работы трубопровода. Поэтому к качеству подготовки металлической поверхности трубопроводов должны предъявляться высокие требования.

Проведенные ВНИИСТ исследования показали, что окалина, образующаяся на наружной поверхности труб в процессе их изготовления, представляет собой закись-окись железа темно-серого цвета, имеет, как правило, кристаллическую структуру и прочное сцепление с металлом. Электрохимические свойства ее близки к электрохимическим свойствам металла трубы. Окалина не оказывает отрицательного влияния на адгезию битумных покрытий в широком интервале положительных и отрицательных температур. Исследованиями установлено, что прилипаемость, например, битумных изоляционных покрытий к металлу труб окалиной выше прилипаемости к металлической поверхности без окалины. Ввиду того, что прочно соединенный слой окалины обладает незначительной гигроскопичностью, он не влияет отрицательно на технологию нанесения изоляционных материалов и защитные свойства покрытий.

...