Строительство трубопроводов в горных условиях

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Строительство трубопроводов в горах - весьма сложная в инженерно-техническом и организационном отношении задача.

Сильная пересечённость рельефа местности требует необходимость выполнения работ на крутых подъемах и спусках, косогорных участках. Часто встречаются уклоны такой крутизны, что работа машин на них оказывается невозможной. Требуются такие методы работ, при которых исключалась их необходимость применения на уклонах машин (тракторов, трубоукладчиков, экскаваторов и т. п.).

Горные дороги имеют большое число крутых подъёмов и поворотов. Это создаёт значительные трудности в транспортировке длинномерных грузов (секций труб). В некоторых случаях доставка даже двухтрубных секций оказывается сложной и строительство трубопроводов приходится вести из одиночных труб.

Работы можно вести только одной колонной, устраивая сначала полки, дорогу, траншею. Только вслед за землеройной колонной может идти изоляционно-укладочная. На очень сложных участках работы ведёт обычно комплексная колонна, выполняя все операции, вплоть до засыпки уложенного трубопровода.

Подготовительный период строительства в горных районах имеет особое значение, а сами подготовительные работы в значительной мере отличаются от выполняемых в нормальных условиях.

До начала работ подробно изучают особенности трассы в пределах каждого участка. В процессе визуального обследования выясняют:

а) возможные варианты транспортировки труб и строительных материалов по трассе. Это важный вопрос, удачное решение которого для горных условий в значительной мере определяет успех выполнения основных работ;

б) состояние трассы к моменту начала работ. В горах одинаково важны все факторы, которые могут повлиять на ход работ. Тщательным образом обследуют участки, подверженные оползням или пересекаемые селевыми потоками.

Трассы трубопроводов в горах прокладывают с таким расчётом, чтобы они проходили как можно ближе к существующим дорогам.

Подъезды устраивают с помощью бульдозеров или экскаваторов так же, как и полки на косогорах. Особенность устройства подъездов заключается в том, что разрабатываемый грунт из-за близости дороги общего пользования не может сбрасываться под уклон. Поэтому применение бульдозера иногда становится невозможным и разработку грунта ведут экскаватором, оборудованным прямой лопатой, а породу перевозят на автотранспорте. При выполнении буровзрывных работ движение по дороге в опасной зоне перекрывают. Если по требованиям эксплуатации дороги это не допускается, то для рыхления скального грунта используют только механические рыхлители.

Для устройства траншей на продольных уклонах используют одноковшовые и роторные экскаваторы и бульдозеры.

Траншеи разрабатывают несколькими способами:

разработка траншей без анкеровки экскаваторов;

разработка траншей с анкеровкой (закреплением) экскаваторов;

разработка траншей лотковым способом;

разработка траншей канатной скреперной установкой.

Устройство траншей в скальных грунтах на участках с продольными уклонами включают следующие основные операции:

очистку трассы от крупных валунов и рыхлого грунта, если он покрывает коренной скальный грунт;

рыхление коренного скального грунта;

планировку разрыхлённого грунта;

разработку разрыхлённого грунта экскаватором, рыхление оставшихся крупных кусков породы и перемычек накладными зарядами и окончательную подчистку траншеи.

При прокладке ГНП по участкам с продольными и поперечными уклонами (так называемые косогоры) сначала устраивают «полку», которой ликвидируют поперечный уклон или уменьшают его до 3-6°, а затем открывают траншею.

При устройстве полок и траншей в скальных грунтах обычно:

проводят буровзрывные работы для рыхления грунта;

удаляют разрыхленный грунт и взрывают зарядами крупные глыбы;

выполняют буровзрывные работы для рыхления грунта траншеи; удаляют разрыхленный грунт из траншеи и дорабатывают оставшиеся глыбы.

Как на участках с продольными уклонами, так и на косогорах, сложенных скальными грунтами, выполняют комплекс работ, связанных с их рыхлением.

Рыхление проводят буровзрывным комплексом, включающим бурение шпуров, в которые закладывают взрывчатое вещество (ВВ), заряжение шпуров и взрывание зарядов ВЗ. При устройстве траншей используют преимущественно мелкошпуровые заряды, что обеспечивает наилучшее соответствие профиля траншеи проектному, хорошее дробление и, кроме того, исключает разброс кусков породы на далекое расстояние.

После рыхления объём грунта значительно увеличивается, вследствие чего поверхность его оказывается вспученной и имеет большие неровности. Проход по такой поверхности экскаватора с колеей обычной ширины практически невозможен. Поэтому после взрыва грунт разравнивают бульдозером.

После планировки траншею разрабатывают экскаватором с соблюдением мер по удержанию его от сползания. Если в траншее остаются перемычки, большие глыбы, то их разрыхляют накладными или шпуровыми зарядами. Разрыхлённый грунт укладывают вдоль траншеи так, чтобы он не мешал изоляционно-укладочным работам, и чтобы его можно было использовать при засыпке трубопровода. Особенно бережно следует относиться к мягкому грунту, так как его используют для устройства подушки под трубопровод и присыпки последнего сверху. Перед производством буровзрывных работ мягкий грунт снимают бульдозером или роторным экскаватором, работающим сверху вниз.

Разрыхлённый скальный грунт разрабатывают бульдозерами или экскаваторами на полках. Применение их в каждом случае зависит, в первую очередь, от поперечного и продольного уклонов косогора.

В отличие от трасс нормальной сложности, где монтажники и строители действуют относительно независимо друг от друга, в горах, особенно на сложных участках, необходим тесный контакт между ними. Часто монтаж, изоляция и укладка в горах настолько взаимозависимы, что выполняются в едином комплексе.

При этом работы выполняются так, чтобы после прохода строительной колонны не оставалось недоделок. Линейные сооружения, в том числе и переходы через балки, овраги, реки, строятся в одном потоке.

Технологическая схема монтажных и изоляционно-укладочных работ в горных условиях включает следующие укрупненные операции: доставку труб на трассу; монтаж трубопровода со всеми кривыми вставками и переходами; изоляционно-укладочные работы, футеровку трубопровода, подсыпку и присыпку его мягким грунтом, полную засыпку.

Актуальностьданной темы заключается в том, что всё большее количество магистральных трубопроводов протягивается в сложных инженерно-геологических условиях. Организация строительства нефтепроводов в горных районах достаточно сложная.

Цель работы - повышение надежности нефтегазопроводов путем совершенствования и уточнения методов проектирования и строительства трубопроводов, прокладываемых в горных условиях.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1.Произвести анализ особенностей работы трубопроводов, прокладываемых в горных условиях.

2.Выявить влияние геологических свойств грунта на устойчивость и напряженное состояние трубопроводов в горных условиях.

3.Провести уточнение существующих методов проектирования и строительства магистральных трубопроводов, прокладываемых в условиях сильно горной местности.

4.Предложить мероприятия, направленные на обеспечение надежности трубопроводов, прокладываемых в горных условиях.

строительство трубопровод магистральный



1. Строительство трубопроводов в горных условиях

Горная местность относится к особым природным условиям и строительство трубопроводов в ней требует соблюдения особых норм строительства и правил безопасности. Это требует привлечения большего количества денежных средств, людей и техники.

В особо стесненных районах горной местности допускается предусматривать прокладку трубопроводов в специально построенных тоннелях. Экономическая целесообразность этого способа прокладки должна быть обоснована в проекте.

Испытания газопроводов в горной и пересеченной местности разрешается проводить комбинированным способом. При комбинированном способе испытания давление внутри трубопроводов создают двумя средами - природным газом и водой или воздухом и водой.

Строительство трубопровода в горах исключительно сложный в технологическом и организационном отношении процесс.

Горный ландшафт непрерывно изменяется под воздействием различных факторов, которые необходимо учитывать при проектировании трубопровода и при выборе технологии и организации строительства.

Как показывает практика, строительство трубопроводов в условиях сильно пересеченной и горной местности - весьма сложная в инженерно-техническом и организационном отношениях задача. Осложняющие факторы при этом:

- значительное число горных рек и ручьев;

- продольные склоны местности, достигают бп=30° и более на участках большой протяженности;

- косогорные участки с поперечными уклонами бк = 40° и более;

- наличие скальных пород;

- залесенность трассы на значительном протяжении;

- большое количество осадков в весенне-летний период;

- наличие селевых потоков и оползней.

В зависимости от перечисленных факторов прокладку трубопроводов осуществляют открытым или закрытым способом.

Закрытый способ (бестраншейная проходка) применяют обычно без ограничений инженерно-геологических и гидрологических условий, но необходимо учитывать его высокую стоимость. Этот способ широко распространен в мировой практике трубопроводного строительства, в России также все большее применение получают бестраншейные методы прокладки, такие как микротоннелирование и тоннельная проходка.

Микротоннелирование используется не только при прокладке трубопроводов в сильнопересеченной и горной местности, но и при строительстве переходов через другие естественные и искусственные препятствия.

Тоннельную проходку осуществляют с применением различных марок отечественных и зарубежных горнопроходческих комбайнов с возведением сборной или монолитной железобетонной обделки.

Проходку тоннелей производят на основании специальной нормативно-технической документации.

Прокладку трубопровода внутри построенного тоннеля осуществляют методом постепенного наращивания и протаскивания. Трубопровод укладывают на роликоопоры или непосредственно на дно тоннеля, при этом для защиты изоляции применяются кольцевые поливинилхлоридные хомуты.

Вентиляция тоннелей должна предусматриваться естественной. Искусственная вентиляция допускается только при специальном обосновании в проекте.

В случае строительства непроходного тоннеля пространство между трубопроводом и стенками обделки можно заполнять цементно-песчаным раствором.

Исследования напряженно-деформированного состояния, трубопроводных магистралей, а также опыт их эксплуатации показывают, что в горных условиях нагрузки и воздействия на трубопроводы значительно больше, чем, например, на равнинных участках. Кроме того, техническое обслуживание и ремонт на крутых склонах весьма сложны, требуют специальной технологии, машин и механизмов.

Характер строительства и эксплуатации трубопроводов в горах определяется целым рядом факторов такими как: климатические условия; геологические особенности; рельеф местности; строение грунтов; проявление сейсмических и экзогенных процессов (оползней, селей, снежных лавин и т. п.); региональные и местные различия.

Большое практическое значение для оценки и прогноза технического состояния наиболее опасных участков трубопроводов представляют аналитические исследования уровня напряжений. Подтвержденные экспериментальными измерениями теоретические расчеты напряжений и возможных деформаций в трубопроводе создают предпосылки для принятия необходимых решений по обеспечению конструктивной надежности, не затрачивая в то же время крупных средств на ремонт менее опасных участков.

К настоящему времени трудами советских и российских ученых, исследовательских, учебных и проектных организаций разработаны научные основы проектирования и строительства магистральных и промысловых трубопроводов в условиях сильно пересеченной местности, однако некоторые вопросы не нашли законченного решения, например, по реологическим свойствам грунтов, влияющим на устойчивость трубопроводов, напряженному состоянию трубопроводов на продольных склонах при различных его углах в период монтажа, напряженному состоянию трубопроводов от воздействия оползня, направленного под углом к продольной оси трубы, разработке классификации противооползневых мероприятий применительно к трубопроводному строительству. Транспортировка сырой нефти осуществляется по сети трубопроводов, которые поставляют нефть от скважин к хранилищам на промысле или к магистральным терминалам. По магистральным трубопроводам нефть перекачивают к нефтеперерабатывающим заводам или терминалам танкеров. Переработка нефти осуществляется либо в районах ее добычи, либо на значительных расстояниях от нее вблизи главных потребителей и рынков сбыта.



2. Схема строительства трубопровода в горах

Структурная схема строительства трубопровода в горах:

1. Подготовительные работы (обследование трассы, расчистка, устройство подъездных путей);

2. Устройство полок (в скальном грунте, в мягком грунте);

3. Разработка траншеи (одноковшовым, роторным экскаваторами, бульдозером, канатно-скреперной установкой);

4. Монтаж и сварка (доставка секций, монтаж и сварка труб в нитку);

5. Изоляция и футеровка (изоляция стыков и футеровка, изоляция трубопровода);

6. Укладка (особые способы укладки);

7. Устройство специальных сооружений (устройство подпорных стенок, водоотводов, тоннелей);

8. Испытание (воздухом, водой).

Работы в горных условиях следует выполнять в период наименьшей вероятности появления на каждом участке производства работ селевых потоков, горных паводков, камнепадов, продолжительных ливней и снежных лавин.

На период строительства должны быть организованы службы безопасности, оповещения, аварийно-спасательная, медобслуживания и др.

2.1 Подготовительные работы

Выделяют три последовательно выполняемые операции: обследование трассы, расчистку трассы, устройство подъездных путей.

В обследование трассы входит обязательная аэрофотосъемка в полосе 200 - 500 м, визуальное изручение трассы, инструментальные измерения.

В результате выполнения этих работ устанавливают:

- оползневые участки, их конфигурацию, размеры, состояние (активное, спокойное), возможности активизации, а также переноса трассы;

- варианты транспортирования труб и других материалов по трассе;

- участки, пересеченные селевыми потоками;

- возможность перемещения техники по крутым подъемам, спускам, косогорам;

- характеристику лесокустарникового покрытия трассы.

На участках бп> 15° валку деревьев следует производить только вершиной к подошве склона.

При строительстве трубопроводов на косогорных участках с поперечными уклонамиап> 8° необходимо устраивать полки (рисунок 1) со съездами и въездами на нее.

Наиболее экономичными являются полки в виде полувыемов-полунасыпи (рисунок а, б),при этом насыпной грунт полки используется для устройства проезда на период производства строительно-монтажных работ и последующей эксплуатации (рисунок 2а).



Рисунок 1 Конструкции полок на косогорных участках трассы

Рисунок 2 Расчетные схемы устойчивости полки на сдвиг по подошве склона

(1)

Где - угол внутреннего трения грунта насыпи;

- коэффициент запаса устойчивости против сползания грунта;

Ширину полки необходимо назначать из условия производства работ, возможности устройства траншей и механизированной прокладки кабеля связи с нагорной стороны породы, а также с учетом местных условий.

При прокладке двух параллельных ниток раздельные полки или прокладка на одной полке (нефтепродуктопроводы) - расстояние между нитками 3м.

Допускается прокладка двух нефтепроводов (нефтепродуктопроводов) IV класса в одной траншее 9диаметр 300мм и менее).

Разработку грунта (не требующую предварительного рыхления) при сооружении полок на косогорах с поперечным уклоном бк= 8ч18 следует производить бульдозерами (рисунок 3, 4).

Рисунок 3 Схема разработки полок на склонах поперечными проходами бульдозера



Рисунок 4 Схема разработки полок на склонах продольными проходами бульдозера: I, II, III, IV - призмы разработанного грунта

Разработка грунта при устройстве полок на участках с поперечным уклоном до 15° можно выполнять также продольными проходами бульдозера по схеме (рисунок 4).Бульдозер вначале производит срезку и разработку грунта у линии перехода полувыемки в полунасыпь. После срезки в призме I и перемещения его в насыпную часть полки разрабатывается грунт в призме II, а затем - в призмах III и IV - до полной разработки профиля полувыемки

На поперечных уклонах бк> 18° разработка полок бульдозером продольными ходами малопроизводительна, а поперечными ходами - невозможна из-за сползания бульдозера под откос. Поэтому полки устраивают одноковшовым экскаватором, оборудованным прямой лопатой, или экскаватором совместно с бульдозером.



Рисунок 5 Схема устройства полки:а- экскаватором;1- первый проход экскаватора;2- второй проход экскаватора;б- экскаватором и бульдозером;1- часть полки, разрабатываемой экскаватором;2- часть полки, разрабатываемой бульдозером

Экскаватором полку разрабатывают за один проход при высоте забоя до 6 м и за два прохода при большей высоте забоя (рисунок 5а). Такая схема разработки целесообразна при крутизне косогора 45° и больше.

На уклонах бк = 18ч40° применяют другую схему работ: разработку полки осуществляют экскаватором и бульдозером (рисунок 5б). Экскаватор разрабатывает за один проход часть полки на наибольшую высоту забоя для прямой лопаты, а оставшийся грунт снимает бульдозер поперечными ходами.

При разработке полки одним экскаватором необходима планировка подошвы полки бульдозером, так как после экскавации поверхность получается неровной, с большими неразрыхленными глыбами (в скальных грунтах). По такой поверхности не могут проходить даже тракторы, не говоря уже об экскаваторах.

На поперечных и продольных уклонах разработка полки имеет некоторые особенности.

На участках с продольными (не превышающими бпр) и поперечными (до 25 - 30°) уклонами разработку полки можно осуществлять с помощью бульдозеров продольными ходами без закрепления. Если продольный уклон не превышает 8°, а поперечный - 25ч30°, то бульдозер может работать и поперечными ходами. Однако в этом случае резко возрастает изнашиваемость ходовой части.

Значения предельных углов бпр (в градусах) в зависимости от вида грунта следующие: суглинки и глины увлажненные - 16,5; суглинки и глины сухие - 21; песчаные и гравийные грунты - 20 - 22; скальный плотный грунт - 24; скальный взорванный грунт - 26,5. В условиях, когда продольные уклоны превышают бпр полки разрабатывают экскаватором, который закрепляют одним или двумя тракторами (или бульдозером).

Земляные работы по разработке траншей следует вести с опережением вывозки труб на трассу. Землеройные машины при разработке траншей должны перемещаться по тщательно спланированной полке; при этом одноковшовые экскаваторы, оборудованные обратной лопатой, могут перемещаться так же, как и при сооружении траншей в скальных грунтах на равнинной местности, по настилу из металлических или деревянных щитов.

Отвал грунта из траншеи необходимо размещать у бровки откоса полувыемками, с правой стороны полки по ходу разработки траншеи. Если отвал грунта располагается в зоне проезда, то грунт планируют по полке и утрамбовывают бульдозерами.

2.1.1 Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы

При разработке схемы доставки труб в труднодоступные горные участки предусматривают промежуточную перевалку труб с автотрубовозов на высокопроходимый гусеничный транспорт (площадка перевалки).

Трубы и гнутые отводы могут транспортироваться автомобильными и тракторными трубовозами.

Транспортирование труб и трубных секций длиной до 24 м в горных условиях на участках с уклонами бпдо 15° выполняются трубовозами на колесном ходу, при этом важно в зависимости от рельефа определить вертикальную и горизонтальную вписываемость.

На участках трассы с крутизной склона бп > 20° трубы и секции, транспортируют по объездным или специально сооруженным подъездным дорогам; на особо труднодоступных участках трассы и пересеченной местности необходимо предусматривать дежурные трактора тягачи или тракторные самоходные лебедки.

На крутых уклонах транспортировка труб может осуществляться двумя или тремя соединенными друг с другом тракторами.

На продольных уклонах свыше 35°трубы укладывают на салазки и транспортируют лебедками.

При больших длинах уклонов для доставки труб сверху-вниз или снизу-вверх могут быть использованы канатные подъемники с подвеской труб на несущем канате.

При погрузке труб на трубовозы и особенно их разгрузке на горных участках трассы с повышенной требовательностью относятся к мерам, направленным на исключение самопроизвольного скатывания транспортного средства под уклон; для обеспечения надежной фиксации колесной техники на уклоне пользуются стопорными башмаками и специальными упорами.

2.1.2 Разработка траншей

Размеры и профили траншей устанавливаются проектом в зависимости от назначения и диаметра трубопроводов, способа его закрепления, характеристики грунтов, рельефа местности, гидрогеологических и других условии.

Размеры траншеи (глубина, ширина по дну, откосы) устанавливают в зависимости от назначения и диаметра трубопровода, характеристики грунтов, гидрогеологических и других условий.

Разработку траншей на участках трассы с продольными уклонами до 15°, если нет поперечных косогоров, следует выполнять одноковшовым экскаватором без специальных предварительных мероприятий. При работе на продольных уклонах от 15 до 36° должна быть осуществлена предварительная анкеровка экскаватора. Число анкеров и метод их закрепления следует определять расчетом в соответствии с проектом производства работ.

На продольных уклонах до 22° разработка грунта одноковшовым экскаватором допускается в направлении как снизу-вверх, так и сверху вниз по склону.

На участках с уклоном более 22° допускается вести работы при прямой лопате только в направлении сверху вниз по склону ковшом вперед по ходу работ, а при обратной лопате - только сверху вниз по склону ковшом назад по ходу работ.

Разработку траншей на продольных уклонах до 36° в грунтах, не требующих рыхления, следует производить одноковшовым или роторным экскаваторами; в предварительно разрыхленных грунтах - одноковшовыми экскаваторами.

Работа роторных экскаваторов разрешается на продольных уклонах до 36° при движении их сверху вниз. При уклонах от 36° до 45° применяется анкеровка экскаваторов.

Работу одноковшовых экскаваторов при продольном уклоне свыше 22° и роторных экскаваторов при уклоне свыше 45° следует выполнять специальными приемами согласно проекту производства работ.

Работа бульдозера разрешается на продольных уклонах до 36°.

Засыпку трубопровода скальным грунтом в случае, если грунт распланирован по полке, необходимо производить бульдозером или роторным траншеезасыпателем, оставшийся грунт разравнивать по полосе строительства. В том случае, если грунт находится у бровки со стороны откоса полувыемки, то допускается использование одноковшового экскаватора.

Засыпку трубопровода на продольных склонах необходимо производить с помощью бульдозера, который перемещается вдоль или под углом к траншее, а также можно осуществлять сверху вниз по склону траншеезасыпателем с обязательным его якорением на уклонах свыше 15°. В скальных грунтах для защиты изоляции трубопровода он присыпается мягким грунтом толщиной 20 см или обертывается защитными листами.

Для предотвращения смывания грунта при засыпке трубопровода на крутых продольных склонах (свыше 15°) необходимо устраивать перемычки.

При продольных уклонах бп> 36° на практике получил широкое распространение лотковый способ устройства траншей (рисунок 6) при этом ширина траншеи по дну равна ширине ножа бульдозера. Слой грунта - 0,4 - 0,6 м на всю длину.

Рисунок 6 Разработка траншеилотковым способом:1- работающий бульдозер Д-27;2- анкерный трос;3- якорящий бульдозер или трактор; I, II, III - последовательно разрабатываемые слои грунта

При бп> 45°, если уклон длиной 100 м и более, целесообразно устройство траншей выполнять канатными скреперными лебедками, например серии ЛС, (рисунок 7), широко использующихся при разработке подводных траншей, лебедочный блок диаметром 0,4 - 0,6 м, тяговый канат - диаметром 24 - 26 мм, вспомогательные диаметром 16 - 18 мм.

Рисунок 7 Разработка траншеи скреперной установкой:I- лебедка скреперная;2- тяговый трос:3- ковш;4- вспомогательный канат;5- поворотный блок;6- отвал грунта.

2.1.3 Сварочно-монтажные работы

В горных районах сварочно-монтажные работы характеризуются резким увеличением числа криволинейных вставок на вертикальных и горизонтальных углах поворота, необходимостью вести монтаж на крутых продольных уклонах.

Сборку и сварку труб и секций трубопроводов в нитку на уклонах следует производить снизу - вверх по склону, подхват трубы или секции сверху-вниз, при большей крутизне - на промежуточных горизонтальных площадках или на горизонтальных площадках вершины горы с последующим протаскиванием подготовленной плети трубопровода (рисунок 8, 9, 10).

Рисунок 8 Схема наращивания трубопровода снизу-вверх с доставкой труб на уклон трубоукладчиком:1- трубопровод;2- стыкуемая секция; 3 - якорящий трос; Т -трубоукладчик; Тр- трактор

Рисунок 9 Схема наращивания трубопровода с доставкой труб на уклон лебедкой: 1- доставляемая секция; 2- трос; 3- лебедка



Рисунок 10 Схема наращивания трубопровода сверху вниз

При производстве работ напродольных уклонах с крутизной свыше 15°, а также на косогорах с крутизной свыше 3° должны приниматься меры, исключающие самопроизвольное смещение труб, секций и трубных плетей.

Штабель труб должен располагаться на горизонтальных участках, при этом трубы в нижнем ряду должны быть скреплены между собой.

При производстве работ в горной местности соблюдают минимально возможные разрывы во времени между сваркой нитки трубопровода и ее укладкой в траншею, так как могут возникнуть трудности связанные с вписываемостью трубопровода в габариты траншеи (потребуется уширение траншеи, усложниться технология укладочных работ).

К любому месту на трассе во время производства работ должен быть обеспечен подъезд с двух сторон.

На уклонах более 18° сварку труб (секций) в плеть производят на соседних косогорах на удобных участках с последующей доставкой плети к месту укладки.

Вывоз труб на полки до разработки траншеи не допускается.

Для сборки кольцевых стыков применяется внутренний центратор, который перемещается лебедкой, установленной на анкерной площадке.

После пристыковки и центровки производят сварку корневого и двух заполняющих слоев шва.

После монтажа трубопровода производят работы по изоляции стыков.

2.1.4 Изоляционно-укладочные работы в горных условиях

Очистка, изоляция и укладка трубопровода должны выполняться, механизированным поточно-совмещенным способом в соответствии с проектом производства работ под непосредственным руководством производителя работ (начальника колонны) или мастера. Нанесение изоляции ручным способом допускается лишь при ремонте поврежденной изоляции и при небольшом объеме работ.

Изоляционно-укладочные работы в горных условиях при поперечных уклонах трассы менее 8° и на полках с достаточной шириной проезда при продольных уклонах до 10° необходимо выполнять теми же методами, что и в обычных условиях. В настоящее время строительство магистральных трубопроводов ведется из труб с заводской изоляцией. В этом случае изоляционно-укладочные работы сводятся к изоляции стыков и укладке трубопровода в траншею. При ремонтных работах (переизоляция трубопровода) трубопровод очищается и изолируется в полевых условиях, после чего производится его укладка в траншею (рисунок 11, 12).

Рисунок 11 Изоляционно-укладочные работы на спусках и подъемах 10-20°



Рисунок 12 Изоляция и укладка на уклонах более 20°

При уклонах от 10 до 25° изоляционно-укладочная колонна должна работать с дополнительным трубоукладчиком, снабженным монтажным полотенцем. При подходе колонны к участку со спуском дополнительный трубоукладчик следует устанавливать в начале колонны, а при завершении работы на затяжном подъеме - в ее конце, позади изоляционной машины.

При продольных уклонах более 25° изоляционно-укладочные работы необходимо вести совместно со сварочно-монтажными в такой последовательности:

- доставка отдельных труб или секций на специально подготовленные монтажные площадки, которые размещают на горизонтальных участках трассы;

- очистка, изоляция и футеровка труб (секций) или заранее сваренных на монтажных площадках плетей;

- последовательное наращение трубопровода с одновременной подачей его вдоль траншеи;

- продольное перемещение (подача трубопровода с помощью трубоукладчиков, тракторных лебедок и тягачей, находящихся на монтажной площадке).

В горных условиях рекомендуется изоляцию трубопровода вести с применением липких полимерных лент. Рационально по возможности большой объем изоляционных работ вести на трубозаготовительных базах.



3. Основные положения по охране окружающей природной среды

Охрана природы - это совокупность научно обоснованных конструктивных, технологических, организационных, социально-экономических и правовых решений, и мероприятий, направленных на уменьшение отрицательных воздействий, восстановление и улучшение состояния, и рациональное использование природных ресурсов в процессе сооружения и последующей эксплуатации объектов трубопроводного транспорта.

Различают экономический (рациональное использование природных ресурсов), рекреационный (создание и сохранение природных зон, пригодных для отдыха, туризма и спорта), научный (сохранение образцов естественных природных комплексов для их изучения), социально-экономические и организационно-правовые аспекты проблемы охраны окружающей природной среды.

В проблеме охраны окружающей среды выделяют следующие задачи:

разработка научно обоснованных принципов выбора проектных решений магистральных газо- и нефтепроводов, позволяющих предотвратить или минимизировать отрицательные воздействия на природные компоненты;

совершенствование технологии и технических средств для сооружения газо- и нефтепроводов с учетом требований по охране природной среды;

повышение надежности трубопроводов с целью сокращения аварийных потерь транспортируемых продуктов;

прогнозирование взаимодействия природных компонентов и трубопроводов в процессе их эксплуатации;

разработка методов восстановления состояния природных компонентов, нарушенных в результате прокладки и эксплуатации газо- и нефтепроводов; оценка ущерба окружающей природной среде при строительстве и эксплуатации магистральных газо- и нефтепроводов.

Экология - наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Важнейшими понятиями экологии являются биосфера, экосистема, биогеоценоз, биоценоз, биотоп и др.

Производственная деятельность, в том числе связанная с добычей нефти, газа и газового конденсата, прокладкой магистральных трубопроводов, транспортом и хранением, обусловливает неизбежное изменение показателей качества окружающей природной среды. Ввиду этого проектные решения и технология строительства магистральных трубопроводов, технические средства и организационные мероприятия, эксплуатация и обслуживание трубопроводов должны быть экологически безопасными, т. е. исключить возможность выхода конкретного фактора и их совокупности за пределы зоны его (их) оптимума.

Земельным законодательством регламентируется порядок отвода и использования земель, а также восстановления их качества по завершении строительных и иных работ.

Предприятия, организации и учреждения, заинтересованные в изъятии земельных участков несельскохозяйственных нужд, обязаны до начала проектных работ предварительно согласовать с землепользователями и органами, осуществляющими государственный контроль за использованием земель, место расположения объекта и при мерные размеры намечаемой к изъятию площади.

Для строительства промышленных предприятий, автомобильных дорог, линий электропередачи, магистральных трубопроводов предоставляются земли несельскохозяйственного назначения или непригодные для сельского хозяйства либо сельскохозяйственные угодья худшего качества. Предоставление или указанных целей земельных участков из земель государственного лесного фонда производится преимущественно за счет непокрытых лесом площадей, или площадей, занятых кустарником и малоценными насаждениями.

Предприятия, организации и учреждения, проводящие строительные или иные работы на предоставленных им во временное пользование сельскохозяйственных землях или лесных угодьях, обязаны за свой счет приводить эти земельные участки в состояние, пригодное для использования в сельском, лесном или рыбном хозяйстве, а при производстве указанных работ на других землях - в состояние, пригодное для использования их по назначению. Приведение земельных участков в пригодное состояние производится в ходе работ, а при невозможности этого не позднее, чем в течение года после завершения работ.

Предприятия, организации и учреждения, проводящие работы, связанные с нарушением почвенного покрова, обязаны снимать и хранить плодородный слой почвы в целях использования его для рекультивации земель и повышения плодородия малопродуктивных угодий. Водным законодательством устанавливается порядок размещения различных объектов, выполнения строительных и иных работ на водоемах. Определение мест строительства предприятий, сооружений и других объектов, влияющих на состояние вод, согласовывается с органами по регулированию использования и охране вод, органами, осуществляющими охрану рыбных запасов.

Строительные, дноуглубительные и взрывные работы, прокладка кабелей, трубопроводов, рубка леса и другие работы на водных объектах или в прибрежных зонах водоемов, влияющие на состояние вод, производятся по согласованию с органами по регулированию использования и охране вод.

Строительные и взрывные работы, прокладка кабелей, трубопроводов и иных коммуникаций, буровые и другие работы в лесах, а также на землях государственного лесного фонда, непокрытых лесом, не связанные с ведением лесного хозяйства и осуществлением лесных пользовании, производятся по согласованию с исполнительными комитетами местных Советов депутатов трудящихся, государственными органами лесного хозяйства.

В Законе об охране атмосферного воздуха указано: при размещении, проектировании, строительстве и вводе в эксплуатацию новых и реконструированных сооружений, и других объектов, при совершенствовании существующих и внедрении новых технологических процессов и оборудования необходимо обеспечить соблюдение нормативов вредных воздействий на атмосферный воздух.

При размещении, проектировании и строительстве трубопроводных и других транспортных магистралей, линий электропередачи и связи должны разрабатываться и осуществляться мероприятия, обеспечивающие сохранение путей миграции животных.

3.1 Влияние строительства трубопроводов на почвенно-растительный покров и рельеф местности

Воздействия строительного периода на почвенно-растительный покров (ПРП) определяются конструктивной схемой прокладки трубопровода, типом строительных машин и механизмов, технологией сооружения и условиями местности. Основные воздействия на ПРП связаны с производством подготовительных работ: расчистка трассы от растительности, удаление пней, валунов, планировка полосы, сооружение временных подъездных и вдольтрассовых дорог, устройство полок, срезка продольных склонов, удаление нависших скал и камней, проведение противооползневых и противообвальных мероприятий в горной местности, подготовка строительных площадок по сооружению подводных переходов и переходов через автомобильные и железные дороги, строительство временных складов для хранения материалов, строительство жилых городков и т. д. Основной объем подготовительных работ выполняется непосредственно на строительной полосе, ширина которой для магистральных подземных трубопроводов определяется СН 452-73 «Нормы отвода земель для магистральных трубопроводов» в зависимости от диаметра труб и категории земель. При выполнении расчистки трассы от растительности, планировки и других подготовительных работ происходит интенсивное нарушение ПРП, в результате которого снижается биологическая продуктивность почвы, нарушается водный и температурный режим грунтов, эрозия, на участках с незначительной мощностью почвенного покрова - полное его уничтожение. Значительный вред ПРП наносится при передвижении строительной техники и транспортных средств и особенно за пределами строительной полосы и временных дорог, засорении строительных площадок, полосы отвода, пунктов складирования труб и материалов, горюче-смазочных материалов, отходами строительного производства. Такие участки после завершения строительства оказываются длительное время непригодными для использования их по назначению.

В связи с этим при пересечении трубопроводом сельскохозяйственных земель и лесных угодий проектом производства работ предусматривается снятие плодородного слоя, сохранение и последующее нанесение его на рекультивируемую полосу.

Подготовительные работы, выполняемые при прокладке магистральных трубопроводов на пересеченной местности, являются частой причиной активизации эрозионных и оползневых явлений, что обусловливает необходимость проведения превентивных и защитных мероприятий по повышению устойчивости склонов. Такие мероприятия осуществляются также при пересечении трубопроводом участков, подверженных эрозионным и оползневым процессам до начала строительства. Противоэрозионные мероприятия включают закрепление грунтов и устройство сооружений для организованного стока поверхностных вод.

Закрепление склонов осуществляют посевом трав, одерновкой, посадкой кустарников, нанесением специальных материалов. Среди трав наиболее эффективны костер безостый, мятлик луговой, овсяница красная, ежа сборная, житняк ширококолосый, полевица белая, клевер белый, донник белый и др. Одерновка выполняется сплошным покровом или в шахматном порядке с посевом трав на смежных с дерном клетках.

Мероприятия по повышению устойчивости склонов при прокладке магистральных трубопроводов ставят целью предотвращение возникновения оползня на еще неподвижном склоне или прекращение смещения оползающих масс. На практике находят применение следующие способы.

Переустройство склонов и откосов - уполаживание, срезка верхней части, террасирование, уменьшение мощности оползня.

Механическое удержание оползающих масс - устройство подпорных стенок, забивка свай и т. д.

Буронабивные сваи заглубляются ниже поверхности скольжения (фактической или потенциальной) в коренные породы. При недостаточном заглублении свай может происходить их смещение вместе с оползнем на отдельных его участках. Важным является выбор места установки свай по профилю склона. При близком расположении к голове оползня возможен разрыв его тела ниже свай. В этом случае оползень продолжает развиваться.

Регулирование поверхностного стока - перехват нагорными канавами поверхностных вод до их поступления на оползень, организация стока по лоткам и быстротокам, сокращение инфильтрации заделкой трещин.

Укрепление склонов и откосов осуществляется одерновкой, посевом трав, посадкой кустарника и деревьев, мощением, покрытием грунтобетоном или черными вяжущими материалами.

Выбор конкретного мероприятия или их комбинации зависит от совокупности факторов - типа склона и оползневого процесса, стадии его развития и характеристики пород, вида и состояния растительного покрова, расположения и мощности водоносных горизонтов, интенсивности и периодичности поверхностного водостока, характера и уровня нагружения склона искусственными сооружениями и т. п.



4. Охрана труда при прокладке трубопроводов в горных условиях

Работы в горных условиях следует выполнять в период наименьшей вероятности появления на каждом участке производства работ селевых потоков, горных паводков, камнепадов, продолжительных ливней и снежных лавин.

На период строительства должны быть организованы службы безопасности, оповещения, аварийно-спасательная, медобслуживания и др. При появлении признаков возможного стихийного бедствия (сель, паводок, лавина и т.д.) или предупреждении об этом спецслужб люди и машины должны быть немедленно вывезены в безопасное место.

Для возможности разъезда встречных машин на полках должны предусматриваться устройства съездов (въездов) не реже, чем через 600 м, или уширений протяженностью не менее 15 м.

В случае появления оползневых процессов или обнаружения несоответствия состава грунта проектным данным во время производства работ все работы необходимо прекратить и на место вызвать представителей проектной организации и заказчика для принятия соответствующих решений.

При срезке склонов балок и оврагов разработанный грунт должен удаляться в места, предусмотренные проектом.

Рыхление скальных грунтов при разработке полок следует выполнять взрывами шпуровых зарядов, исключающих возможность появления трещин в породах, прилегающих к месту взрыва.

Работа роторных экскаваторов должна во всех случаях производиться сверху вниз.

В местах сварки потолочных стыков и захлестов в траншее необходимо устраивать уширения в сторону верхнего откоса косогора, принимая необходимые меры против обрушения стенок траншей.

Вывозка труб на полки до разработки траншей не допускается.

При расположении отвала грунта из траншей в зоне проезда для обеспечения работы машин должна выполняться предварительная планировка отвала по полке.

При работах по очистке, изоляции и опусканию трубопровода раздельным или совмещенным методом на продольных уклонах свыше 15° должны приниматься меры против продольного смещения трубопровода, трубоукладчиков, очистных и изоляционных машин.

Сборку и сварку труб и секций трубопроводов в нитку на уклонах до 20° следует производить снизу вверх по склону, подавая трубы или секции сверху вниз, при большей крутизне -- на промежуточных горизонтальных площадках или на горизонтальных площадках вершины гор с последующим протаскиванием подготовленной плети трубопровода.

Сборка и сварка плетей трубопровода на поперечных лежках, уложенных над траншеей, допускается на участках с крутизной косогора более 18°, где использование полунасыпи для пропуска механизмов невозможно; в этих случаях сварка труб в секции может также производиться на соседних с косогором удобных участках с последующей доставкой секций трубопровода к месту укладки.



Заключение

Трубопроводный транспорт - один из самых экономичных способов передачи углеводородного сырья на дальние расстояния. Общая протяженность магистральных трубопроводов России составляет более 200 тыс. км, в том числе около 48,5 тыс. км нефтепроводов и около 155 тыс. км газопроводов.

Трубопроводные системы рассчитаны на длительный срок эксплуатации, поэтому к ним предъявляют высокие требования по долговечности и надежности. ОАО "Газпром" регулярно проводит комплекс мероприятий по диагностике, ремонту и реконструкции объектов транспорта газа для обеспечения надежности и безопасности функционирования Единой системы газоснабжения (ЕСГ). Одним из важнейших направлений повышения надежности функционирования газотранспортной системы является своевременное проведение капитального ремонта. Ежегодно на эти цели направляются огромные финансовые средства. В 2010 году ОАО "Газпром" направило на капитальный ремонт магистральных газопроводов общей протяженностью 1350 км более 16 млрд. руб., а в 2012 году более 22,5 млрд. руб. на ремонт 1900 км магистральных газопроводов, сообщается в пресс-релизе компании по итогам совещания по вопросам повышения надежности ЕСГ (официальный сайт ОАО «Газпром»,

Использование цельнотянутых бесшовных, тонкостенных и упроченных труб, введение компьютерного контроля, дистанционное обслуживание с помощью мониторов, улучшение технологии сварки - главные составляющие прогресса в строительстве и эксплуатации трубопроводов. Трубопроводы приходится строить через неровности рельефа, леса, болота, в экстремальных климатических условиях. Нефть и продукты ее переработки перекачиваются насосными станциями, расстояние между которыми определяется рельефом, скоростью транспортировки и другими факторами. Различные виды сырой нефти или, в случае продуктопроводов, продукты ее переработки, обычно транспортируются с минимальным смешением. Компрессорные станции поддерживают давление, необходимое для постоянного движения природного газа. Диаметр трубопровода, число и мощность насосных и компрессорных станций определяют производительность трубопровода.

Характер строительства и эксплуатации трубопроводов в горах определяется целым рядом факторов такими как: климатические условия; геологические особенности; рельеф местности; строение грунтов; проявление сейсмических и экзогенных процессов (оползней, селей, снежных лавин и т. п.); региональные и местные различия

К настоящему времени трудами советских и российских ученых, исследовательских, учебных и проектных организаций разработаны научные основы проектирования и строительства магистральных и промысловых трубопроводов в условиях сильно пересеченной местности, однако некоторые вопросы не нашли законченного решения, например, по реологическим свойствам грунтов, влияющим на устойчивость трубопроводов, напряженному состоянию трубопроводов на продольных склонах при различных его углах в период монтажа, напряженному состоянию трубопроводов от воздействия оползня, направленного под углом к продольной оси трубы, разработке классификации противооползневых мероприятий применительно к трубопроводному строительству.

ГОРНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ (а. miningpipelines; н. Bergrohrleitungen; ф. tuyauteriesminieres; и. tuberiasenlasminas) --трубопроводы, сооружаемые на сильно пересечённой местности, характеризующейся чередованием крутых подъёмов и спусков, наличием участков с продольными и поперечными уклонами рельефа (косогоров). В зависимости от крутизны уклонов и их расположения прокладывают подземные и наземные горные трубопроводы, а в особо сложных случаях их сооружают в тоннелях. На участках с уклонами, не превышающими 25-30°, укладку ведут изоляционно-укладочной колонной с одновременным нанесением антикоррозионного изоляционного покрытия (совмещённый способ). Перед укладкой труб дно траншеи планируется и в случае скального грунта для защиты изоляции от механических повреждений присыпается мягким грунтом слоем 15-20 см.

На участках с уклонами более 30° производят укладку заранее подготовленных плетей из труб, соединённых сваркой, покрытых антикоррозионной изоляцией и теплоизолирующей футеровкой (раздельный способ). Подготовленную плеть (или несколько плетей при длине уклона более 100 м) укладывают в траншею с бровки спуском сверху вниз или подъёмом снизу-вверх.



Список использованной литературы

1.СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы. М., Госстрой, 2004.

2. П. П. Бородавкин, В. Д. Таран. Трубопроводы в сложных условиях. М., Недра, 2000.

3. П. П. Бородавкин, В. Л. Березин. Сооружение магистральных трубопроводов. М., Недра, 2001.

4. Л. Г. Телегин, Б. Н. Курепин, И. В. Березина. Сооружение газонефтепроводов. М., Недра, 2002.

5. Батыров К.А., Лерман М.Г. Сооружение магистральных трубопроводов на участках повышенной сложности. Киев: Будвельник, 2010. - 104с.

6. Бабин JI.A., Григоренко П.Н., Ярыгин Е.Н. Типовые расчеты при сооружении трубопроводов. М.: Недра, 1995 - 255с.

7. Батыров К.А., Сидоренко В.П., Степанова О.П. Особенности сооружения трубопроводов в горных условиях//Экспресс-информ. Сер.: Линейное трубопроводное строительство. - 1984. - Вып. 10. - С. 2 - 6.

8. . Особенности расчета трубопроводов, проложенных в горной местности. А.Г. Гумеров, Р.С. Зайнуллин, В.Д. Олешко, ЧжанДунчэнь В сб.: Материалы III Конгресса нефтегазопромышлеников России. - Уфа: "Транстэк", 2001. - С. 114-115.

9. Перун И.В., Гнатюк Я.Д. Особенности сооружения трубопроводов в горных условиях//Строительство предприятий нефтяной и газовой промыш-леннисти. Сер.: Линейное трубопроводное строительство. - 2008. - №3. -С. 32 -34.

10. Перун И.В. Магистральные трубопроводы в горных условиях. М.: Недра, 1987. - 175с

11. СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы. М., Госстрой, 2000.

12. П. П. Бородавкин, В. Д. Таран. Трубопроводы в сложных условиях. М., Недра, 2003.

13. П. П. Бородавкин, В. Л. Березин. Сооружение магистральных трубопроводов. М., Недра, 2003.

14. Л. Г. Телегин, Б. Н. Курепин, И. В. Березина. Сооружение газонефтепроводов. М., Недра, 2007.

Размещено на Allbest.ru