Способ прокладки подводного трубопровода

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотоэ Советскик социалистических

Ресиублин ((ц1002466 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) ЗаЯвлено 21.09.81 (21) 3358857/29 03 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 07.03.83, (51)М. Кд.

Е 02 F 5/10

F 16 g 1/00

Гасудврстлеккил каилтет (53) УДК 621. .643.002. . 2(088.8) le аллан лзебратеркй

w вткритнй

М. А. Камышев, С. И. Левин, В. А. Масчев и,П. -П. Бащаратьян

Всесоюзный научноисследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов и Всесоюзное строительно-монтажное обьединение "Союзподвоатрубопровоцстрой (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ПРОКЛАДКИ ПОДВООНОГО ТРУБОПРОВОИА

Изобретение относится к строительству, в частности к строительств подводных переходов магистральных трубопроводов через водные преграды. Оно может быть также использовано в гидротехническом строительстве.

Известен способ прокладки подводного трубопровода, включающий разработку подводной траншеи и щотаскивание в эту траншею трубопровода посредством о . троса от тягового механизма, устанавливаемого на противоположном берегу Dl.

Однако в указанном способе процесс разработки траншеи всегда предшествует процессу протаскивания s нее трубопровода. Между этими видами работ существует разрыв по времени от нескольких недель до нескольких месяцев. За это время траншея заносится настолько, что перед протаскиванием трубопровода тре- щ буется ее повторная, частичная либо полная, разработка земснарядом, Из-за этого способ и разработка подводной траншеи получает я дорогостоящим и трудоемким.

Наиболее близким к предлагаемому является способ прокладки подводного трубопровода, включакиций разработку подводной траншеи земснарядом и протаски. вание в траншею трубопровода посредством троса 1.2).

Недостатком известного способа asляется оольшие отклонения земснаряда (1-3 м) при разработке траншеи эа бько-. вые кромки дна на каждой стороне, пос кольку ориентация земснаряда цроизве дится багермейстером визуально по 1-5 береговым створам, показывающим ось и боковые кромки верха и низа трапе цеидальной траншеи. В процессе укладки тягового троса на дно готовой траншеи происходит его смешение от оси траншеи из-за отклонений судна, укладывающего трос от осевого створа, действия течения, зацепов за неровности дна.

Величина этих отклонений более всего зависит от обшей длины перехода и в практике измщяется от 0,5 до 10 м, 3 1002

Занесение речными наносами дна готовой траншеи со стороны верхового откоса определяется мутностью речного потока и продолжительностью действия течения, определяемого с момента окончания разработки до начала протаскивания в нее трубопровода. Обычно это время принимается в пределах 1-2 недель. Уширение дна траншеи при проектировании на величину указанных запасов резко отражается 10 на увеличении объема разработки в ней грунта и продолжительности строительстM„

Цель изобретения — повышение производительности работ и точности прокладки ts трубопровода в створе перехода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу прокладки подводного трубопровода, включающему разработку подводной траншеи земснарядом и щ протаскивание в траншею трубопровода посредством троса, концы троса закрепляют на одном берегу соответственно на двух тяговых механизмах, предварительно пропустив трос через направляющие зем- 25

:снаряда и оголовок трубопровода, а про таскивание трубопровода осуществляют одновременно с разработкой траншеи впереди идущим земснарядом, перемещающимся по тому же тросу. 30

На фиг, 1 изображена прокладка подводного трубопровода на переходе через водную преграду, общая схема; на фиг.

2 - разр.ез А-А на фиг, 1; на фиг,. 3— разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 4 — схема

33 устройства эаглубляемых направляющих троса, укрепленных на корпусе земснаряда или плашкоуте, узел I на фиг. 3, Симметрично оси перехода на левом берегу водной преграды установлены на береговых анкерных опорах два тяговых механизма - лебедки 1, на которых своими концами закреплен трос 2, огибающий земснаряд 3, плашкоут 4, с помощью смонтированных на них направляющих 5, 45 и на правом берегу водоема - тяговая направляющая 6 на оголовке трубопровода

7, подготовленного к протаскиванию.

Прокладку подводного трубопровода осуществляют в следующем порядке.

И начале на обоих берегах перехода

50 имеющимися сухопутными машинами отрывают приурезные надводные участки а траншеи, примыкающие к подводному переходу. Одновременно земснарядом траншейным способом:разрабатывают короткий начальный участок б подводной траншеи, примыкающей к правому берегу, длиной в 2-3 раза превышающей длину эем466 4 снаряда. При разработке этого участка продольную ось земснаряда совмещают

i с береговым створом оси подводного перехода. Глубина опускания зева наконечника при разработке начального б и основного с участков подводной траншеи назначается ниже проектного дна на каждом коротком отрезке траншеи длиной 50100 м иэ расчета равенства плошади поперечного сечения мгновенной траншеи во время разработки и плошади ее установившегося поперечного сечения с проектной отметкой дна после отсыпания боковых откосов.

С окончанием разработки приуреэных надводных участков а и подводного участка б на левом берегу симметрично оси подводного перехода на расстоянии ширины корпуса плашкоута 4 за границей участка а устанавливают на анкерных опорах две тяговые лебедки 1. В это время вб п зи уреза воды левого берега с помощью рабочих якорны;: л бедок устанавливают плашкоут 4 таким образом, чтобы его продольная ось совместилась с береговым створом оси подводного перехода.

По окончании разработки участка б земснаряд 3 для продолжения разработки подводной траншеи перехода на основном участке с разворачивают на 180 в сторону левого берега с помощью мотозавозни и оперативных якорных лебедок земснаряда. Продольную ось земснаряда 3

TIpN этом, как и продольную ocb плашкоуга 4, совмещают с береговым створом оси подводного перехода.

Предварительно для связи с тяговым тросом 2 на боковых, сторонах земснаряда 3 и плашкоута 4 должны быть смонтированы на максимально возможном рассто янии друг от друга по две направлиющих

5 и одна тяговая направляющая 6 на оголовке первой цлети трубопровода 7, подготовленного для протаскивания на правом берегу водоема.

Йалее тяговый трос 2, используя могоэавоэню,, пропускают через тяговую направляющую 6 оголовка трубопровода

7 и затем поочередно правый и левый концы троса пропускают соответственно через правые и левые боковые направляющие 5 земснаряда 3 и плашкоута 4 и закрепляют на барабанах тяговых лебедок 1.

Затем, после предварительного натяжения троса 2 лебедкамн L, в работу включают одновременно рбе тяговые лебедки 1 и земснаряд 3. Скорость протаскивания трубопровода 7 лебедками 1 с по5 1ООг мощью тягового троса 2 устанавливают не более скорости перемещения земснаряда 3 в процессе разработки одиночной траншеи траншейным способом. Земснаряд 3 при разработке траншеи с помощью нап- s равляюших 5 находится в постоянном кон» такте с двумя ветвями вытянутого по оси подводного перехода тягового гроза 2.

Направляющие 5, установленные на земснаряде 3 и плашкоуте 4, обеспечивают 10 безопасность плавания судов и стабильность натяжения провисающих ветвей тягового троса 2. Их отклонение под дейсвием течения от продольной оси подводного перехода должно компенсироватъся 15 с помощью установленных на земснаряде оперативных и становых лебедок, способных воспринимать при перекрещении снаряда по оси траншеи усилие, создаваемое течением на корпус снаряда и ветви rpo- 20 ca, При поддержании скорости разработки траншей земснарядом одинаковой или близкой сксрости протаскивания в нее трубопровода отклонения по течению провисаю- 2S ших ветвей тягового троса не оказывают существенного влияния на отклонение разрабатываемой траншеи ог продольной оси перехода, так как при этом земснаряд вместе с трубопроводом как бы выполня- З0 ет роль тяжелого груза, перемещаемого по дну траншеи изогнутым по течению тяговым тросом, прижатым ко дну траншеи трубопроводом. Фактические отклонения оси траншеи от оси перехода не могут оказать заметного влияния на поперечные размеры и объем траншеи, а также на положение в ней трубопровода, так как ее разработка производится траншейным способом, а протаскивание грубопро-4 вода на ее ось выполняется тяговым тросом, огибающим земснаряд, Поперечный профиль траншеи и ее продольный уклон на участке с при разработке земснарядом регулируют изменением заглубления грунтозаборного органа земснаряда, также как на участке б. По мере разработки траншеи и приближения земснаряда 3 к плашкоуту 4 необходиЮ .мость в последнем отпадает. Плашкоут

4 при этом отводят из зоны перехода, освобсяив тяговый трос 2 от связи с его боковыми направляющими 5. Земснаряд

3 по окончании разработки траншеи на урезе левого берега также отводят из эоны перехода, освободив трос 2 на корпусе снаряда из боковых направляющих

5. После отвода земснаряда 3 лебедками

466 d

1 протаскивают трубопровод 7 на участок а приурезной береговой траншеи.

Запасовку тягового троса 2 в роликовую направляющую 5 и тяговую направляющую 6 или его освобождение производят вручную. Для этой операции стоЯка каждой направляющей 5 на земснаряде и плашкоуте поднимается груэоподъемным механизмом на уровень борта, где ново» ротная обойма 8 с опорным роликом 9 открывается подъемом вверх поворотной планки 10 замка, закрываемого болтом.

Прокладка по предлагаемому способу . подводного трубопровода диаметром до

1420 мм осуществляется аналогично выше описанному.

Плашкоут 4 с направляющими 5 применяют при обшей длине подводного перехода более 1 км. В таких случаях при необходимости повышения тягового усилия для протаскивания .трубопровода каждая ветвь троса до подключения к тяговым лебедкам на участке между земснарядом и плашкоутом может быть дополнительно пропущена через ролики двух полиспастов, закрепленных вместо ролика на поворотной обойме направляющей 5 земснаряда 3 и плашкоута 4. Во избежание поа мех судоходству направляющие с роликовой опорой или полиспастом на земснаряде и плашкоуте должны иметь воэможность заглубленная. на необходимую глубину.

Йля реализации предлагаемого способа необходимы две тяговые лебедки с анкерными опорами, земснаряд (эемлесосный, либо многочерпаковый, одночерпаковый ), и в отдельных случаях плашкоут либо баржа.

Удаление гт унта при разработке поцводной траншеи землесосным снарядом производится оефулироваыием грунта в приурезные подводные отвалы, примыкающие к берегам. По окончании протаскивания трубопровода в траншею и проверки качества его строительства производится замыв траншеи грунтом, рефулируемым тем же земснарядом иэ возведенных приурезных отвалов. При эасьптке траншеи пульпа сбрасывается на поверхность водоема над верхней кромкой траншеи с таким расчетом, чтобы она, опускаясь, под действием течения попадала на середину засыпаемой траншеи, При использовании черпаковых снарядов уцаление грунта в отведенные поцводиые отвалы производится самоходными саморазгружающимися шаландами. Их загрузка

1002 грунтом выполняется продвижением каждой шаланды троновой лебедхой вдоль борте работающего земснаряде. При засыпке траншеи с уложенным трубопроводом грунт . забирается иэ возведенных отвалов тем же земснарядом и возвращается шаландами в траншею, Раскрытие шаланд при опорожнении грунта в траншею производится также нвд ее верхней бровкой, чтобы под действием течения он попадал в траншею. 10

В качестве примера рассмотрим технологию укладки подводного трубопровода денным способом диаметром 1020 - 20 мм через водную преграду по трассе магистрального газопровода. Ширина зерхвлв воды но оси перехода 3560 м, максимальная глубина 28,5 м. Скорость течения в период строительства у поверхности 0,4 м/с, у дна 0,1 м/с.,Блина трубопровода, уклвдываемого нв дно подвод1О ной траншеи, 2300 м (нв глубинах до

20 м) и на дно водоеме 1476 м {с глубинами более 20 м). Трубопровод изолируется полимерной липкой лентой с оберткой двумя слоями бриэоле. Беллестировкещ выполняется чугунными грузами 2068 шт весом по l,l т.

Трубопровод. собирается из 5,5 плетей по 700 м, полностью подготовленных для стыковки и протаскивания, Лля их изготовления и оборудования на правом берегу подготавливается необходимая монтажная площадка. А для спуска с нее изготовленных плетей в воду разрабатывается приурезный береговой участок траншеи, где по направлению оси перехо35 да монтируется рельсовый путь спусковой дорожки с горизонтальным участком

700 м и наклонным 100 м. На нем с интервалами 15 м размещают 43 спус40 ковые тележки, несущие по одной опоре для подвески к ним готовой плети трубо, проводе. Для спуска в воду каждая плеть не длине 650 м подвешивается к опорам тележек с помощью шести трубоуклад45 чиков, три иэ которых поддерживают хвостовую часть плети длиной 50 м во время спуска, Нв каждой боковой стороне земснаряде и баржи-площадки должны быль смонSO тированы по две направляющие для тягового тросв, опускаемые после заправки с них троса под воду на глубину до 3 м.

Баржа-площадка для перемещения в створе переходе оборудования двумя становыми и четырьмя пацильонажными лебедка- ми с тяговым усилием до 7 т.

Строительство подводного перехода осуществляется в две этапа.

466 8

На первом этапе производят. следующие работы: разбивку осевого створа перехода; планировочные работы; рвэработху береговых участков траншеи; монтаж рельоового пути со спусковой дорожкой; сборку 5,5 плетей (нк опрессовку под давлением 70 атм, очистку, изоляцию, футеровку, бвллвстировку); заготовку оголовке с блоком на усилие 200 т; установку не левом берегу симметрично оси перехода на расстоянии равном ширине корпусе баржи-площадки двух тяговых лебедок с анкерными опорами не усилие 100 r и двух вспомогательных лебедок; заготовку 8 км тягового троса диаметром 56 мм, отрезками по l км с соединительными звеньями.

Нв втором этапе производят работы по разработке земснарядом у правого берега приуреэного участка подводной траншеи длиной 200 300 м в направлении от фарввтора к ревому берегу; переводу земснаряда не левую кромку разработанного участке с раскладкой якорей пвпильонвжных и становых: лебедох с целью продолжения разработки траншеи к левому берегу; установке баржи-площадки в ство.ре перехода с помощью якорей пвпильонежных и становых; лебедок на расстоянии 1 км от земснаряда; прокладке тягового троса с помощью мотозавозни и буксира по дну перехода с вводом троса в боковые направляющие баржи-площадки, земснаряда и направляющую оголовка, приваренного х первой плети трубопровода; поочередному монтажу и протаскиванию лебедками с. тяговым rpocoM диаметром 56 мм готовых плетей в траншею, разрабатываемую впереди идущим земсна« рядом, перемещающимся по тому же тросу.

На каждую плеть для снижения отрицательной плевучести с 176 до 37,1 кг/п.м на спусковой дорожке навешивается 6»7 понтонов грузоподъемностью 15 т, накачанных воздухом под давлением 3 атм.

Понтоны изготавливаются иэ трех труб диаметром 1220 мм. В процессе ггрогаскивания производит обтяжку тросов и трубопроводе йля етого усилйе в rpoсах повышают ступенями с интервалом в 10 т через каждые 5-10 мин. Скорость протаскивания трубопровода нв участках с разработкой траншеи 0,3-0,5 м/мин, нв участках беэ разработки - 3-10 м/мин.

Во время протаскивания каждой плети плавучие тележки спусковой дорожки автоматически отстегиваются в конце спуска

1002466

10 над заполненным водой приямком, откуда они извлекаются для повторного использования трубоукладчиком и автокраном, устанавливаемым на противоположных сторонах приямка. Одновременно с протаски- S ванием трубопровода тяговыми лебедками впереди него с такой же скоростью земснарядом разрабатывается подводная траншея> а баржа-площадка, как и земснаряд, перемецается боковыми направляющими по1в тяговому тросу с помощью становых н папильонажиых лебедок ло оси перехода к левому берегу, сохраняя дистанцию в

1 км до земснаряда, используемую в это время в качестве судового хода. 1S

Темп прокладки одной плети длиной

700 м с попутной разработкой траншеи—

3 сут яэ которых 2 сут затрачивается на протаскивание и разработку траншей, а суткина установку спусковых тележек, уклацку в 2Е иих очерецной плети, поцвешивание разгрузочных понтонов, сварку и обработку стыка. По известному способу, без разработки траншеи темп прокладки одной плети длиной 350 м — двое суток. 2S

Общая продолжительность строительства подводного перехода по предлагаемому способу 55 сут, что ускоряет строительство прокладки подводного трубопровода в

1,9 раза. о

Использование предлагаемого способа на переходах через водоемы дополняет визуальный способ ориентирования при разработке траншеи землеройным снарядом и протаскивания,в нее готового трубопровода, вызывающий необходимость разработки траншеи с значительными запасами ширины цна, является более нацежиъ|м и точным способом ориентирования по тяговому тросу, вытянутому симметрично оси .перехода в две параллельные линии, которые становятся одновременно направляк5щими ориентирами для земснаряда и прокладываемого трубопровода, позволяет цикл работ по разработке подводной траншеи и протаскиванию в нее готового трубопровода выполнять беэ существенных отклонений or продольного створа перехода и совместить их в единый технологический процесс, исключающий необходимость разработки траншеи с запасами по ширине дна, что значительно понижает объемы подводных земляных работ, сокращает сроки и стоимость их производства при строительстве подводных пере-, ходов магистральных трубопроводов.

Формула иэобрегенйя

Способ прокладки подводного трубопровода, включающий разработку подводной траншеи земснарядом и протаскивание в траншею трубопровода посредством гроса, о т л и ч а ю щ: и и с я тем, что, с целью повышения производитель ности работ и точности прокладки трубопровода в створе перехода, концы троса закрепляют на одном берегу соответственно на двух тяговых механизмах, rtpenварительно пропустив трос через направляющие земснаряда и оголовок трубоцровода,. а протаскивание трубопровода осу;ществляют одновременно с разработкой траншеи впереди идущим земснарядом, перемещающимся по гому же тросу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

34 796605, кл. F 16/ L, 4./00, 1978.

2. Левин С. И, Подводные трубопрово« ды, М„"Недра", 1970, с. 183-186.

1002466

1002466

1002466

Филиал ППП Патенг", r. Ужгороп, ул. Проекгкая, 4