Спосіб прокладання трубопроводу через водні перешкоди

Винахід належить до способів укладання або заміни несправних труб на поверхні води або під водою і може бути використаний під час прокладання трубопроводу через водні перешкоди. У вітчизняній і закордонній практиці будівництва трубопроводів застосовують три основних способи укладання підводних переходів: протягування по дну траншеї підготовленого і цілком оснащеного трубопроводу за допомогою троса, заздалегідь покладеного в траншею; занурення повної довжини трубопроводу з поверхні води на дно траншеї; укладання з поверхні води нарощуванням трубопроводу з плавзасобів. Трубопроводи, що прокладаються в підводних траншеях на переходах через водні перешкоди повинні бути довантажені баластовими вантажами для забезпечення стійкості газопроводу проти спливання. Відомий спосіб прокладки трубопроводу через водну перешкоду (Патент Російської Федерації №2089775, МПК6 F16L1/16, дата публікації 1997.09.10). У цьому способі, що полягає в розміщенні транспортуючої продукт труби в зовнішній трубі-кожусі, який відрізняється тим, що вн утрішню трубу виконують з поліетилену, а міжтрубний простір заповнюють екологічно нейтральною рідиною водою, з якої видалено розчинений кисень, з добавками інгібітору корозії. Міжтрубний простір оснащують датчиками тиску, що дозволяють робити автоматичне відключення перекачувальних насосів при підвищенні або зниженні тиску. Автори винаходу стверджують, що це те хнічне рішення дозволяє підвищити екологічну надійність роботи трубопроводів, бо у випадку пошкодження зовнішньої труби у навколишнє середовище може вилитись лише вода, датчики тиску при цьому забезпечать автоматичне відключення перекачувальних насосів. Причинами, що перешкоджають одержанню потрібного технічного результату є проблематичність забезпечення трубопроводу стійкості проти спливання без додаткових баластних пристроїв. Відомий спосіб прокладки трубопроводу через водні перешкоди (патент Російської Федерації №2103584, МПК5 F16L1/26, 27.01.1998р.). При протягуванні через водну перешкоду трубопроводу по типу «тр уба в тр убі» міжтрубний простір заповнюють хімічним реагентом - олігоорганоетоксихлорсилоксаном. У випадку ушкодження зовнішньої труби хімічний реагент вступає в реакцію з водою, що надходить, і утворює неплавкий і нерозчинний поліорганосилоксановий полімер, що відновлює герметичність зовнішньої труби. Причинами, що перешкоджають одержанню потрібного технічного результату є проблематичність забезпечення трубопроводу стійкості проти спливання без додаткових баластних пристроїв, а також дуже велика собівартість олігоорганоетоксихлорсилоксану. За прототип вибрано за найбільшим числом спільних суттєвих ознак спосіб за патентом України №UA 16809, МПК5 F16L1/18, 29.08.97, бюл. №4. Спосіб спорудження підводного трубопроводу, що полягає в розміщенні його на плаву в створі переходу, оснащенні баластними пристроями, плавучість яких попередньо регулюють частковим заповненням їхнього об'єму баластом і зануренні трубопроводу наступним заповненням баластних пристроїв водою, який відрізняється тим, що оснащення трубопроводу баластними пристроями здійснюють попередньо на березі, при цьому як баластні пристрої використовують розташовані паралельно йому і з'єднані з ним гнучкими тягами трубопроводи, а в якості баласту - бетон, об'єм якого визначають зі співвідношень: b£ b£ н н r В ( Vосн + Vдоп ) - å G тр + q в r б Vдоп н н в К(Vосн + Vдоп )r В - å G тр + r В V доп в (r б - r В )Vдоп де b - коефіцієнт заповнення бетоном баластних пристроїв; н Vосн - зовнішній об'єм одного погонного метра трубопроводу; н Vдоп - зовнішній об'єм одного погонного метра баластних тр убопроводів; в Vдоп - вн утрішній об'єм одного погонного метра баластних тр убопроводів; r В - густина води; r б - густина бетону; å G тр - маса одного погонного метра системи трубопроводів; К - заданий коефіцієнт стійкості системи трубопроводів на дні водойми; q - задана позитивна плавучість системи трубопроводів. Спільними ознаками з винаходом, що заявляється є прокладання трубопроводу, а також використання бетонного баластування. Причинами, що перешкоджають одержанню потрібного технічного результату є те, що тр убопровід, що розміщений у воді, потребує додаткового захисту від корозії та можливого механічного пошкодження. В основу винаходу поставлена задача у способі прокладання трубопроводу через водні перешкоди шляхом зміни стадій способу та введення нових операцій забезпечити надійне баластування з одночасним захистом трубопроводу від корозії та механічних пошкоджень. Поставлена задача вирішується тим, що у способі прокладання трубопроводу через водні перешкоди, який включає прокладання трубопроводу з використанням бетонного баластування, згідно з винаходом, прокладання трубопроводу ведуть методом протягування по дну, а баластування проводять методом суцільного покривання поверхні трубопроводу бетоном. Згідно з винаходом, перед бетонуванням арматурну сітк у виста вляють у проектне положення з фіксацією за допомогою бетонних вкладишів круглої форми діаметром рівним товщині обетонування, з радіальним прорізом на довжину радіуса. Згідно з винаходом, для бетонування беруть опалубку багаторазового використання з листової сталі, що складається з двох напівциліндрів з ребрами жорсткості в двох взаємно перпендикулярних напрямках, нижня частина опалубки має стикувальну пластину, чотири опорних площадки під підтримуючі домкрати і два пристрої для кріплення вібраторів, розташованих із протилежних боків, на стикувальній пластині розміщені чотири настановних штирі, розташування яких строго відповідало отворам стикувальної пластини верхньої частини опалубки, у верхній частині опалубки для укладання бетону виготовлено завантажувальний проріз, замкнутий поперечними дугоподібними ребрами по всій довжині, а також два пристрої для кріплення вібраторів. Згідно з винаходом, торці опалубки закривають двома півкільцями, виготовленими зі штабової сталі, із стяжними болтами на рівні горизонтальної осі опалубки, під півкільця опалубки підкладають гумові прокладки, всі елементи опалубки сполучають сталевими струбцинами. Згідно з винаходом, обетонування з використанням арматури і опалубки виконують через одну секцію з фіксованими проміжками між секціями, а потім обетоновують з використанням арматури і опалубки проміжки між секціями. Згідно з винаходом, як опори для трубопроводу використовують збірні залізобетонні плити з опорними дерев'яними прокладками, що мають ложементи під трубу, і прокладки з транспортерної стрічки для захисту ізоляції труби від механічних ушкоджень. Для здійснення способу, що заявляється, брали труби діаметром 1220мм і використовували оригінальну опалубку багаторазового використання з листової сталі, що складається з двох напівциліндрів довжиною 3м з ребрами жорсткості в двох взаємно перпендикулярних напрямках. Нижня частина опалубки мала чотири опорних площадки під підтримуючі домкрати і два пристрої для кріплення вібраторів, розташованих із протилежних боків. На стиковій пластині розміщені чотири настановних штирі, розташування яких строго відповідало отворам стикувальної пластини верхньої частини опалубки. У верхній частині опалубки для укладання бетону був передбачений завантажувальний проріз, замкнутий поперечними дугоподібними ребрами по всій довжині. На ньому також розміщені два пристрої для кріплення вібраторів, які після монтування всієї опалубки розташовували в ша ховому порядку. Торці опалубки закривали двома півкільцями, виготовленими зі штабової сталі, із стяжними болтами на рівні горизонтальної осі опалубки. Для захисту ізоляції труби від механічного ушкодження під півкільця опалубки установлювали гумові прокладок. Всі елементи опалубки сполучали сталевими струбцинами. Для бетонування брали сульфатостійкий портландцемент при класі бетону по міцності на стиснення В35. Композиція виготовленого бетону мала об'ємну масу 2350кг/м 3. Для забезпечення проектної негативної плавучості тр убопроводу за результатами попередніх розрахунків потрібна товщина шару бетону становила 16см. Для фіксації проміжків, які тимчасово не бетонувались, використовували легкі сталеві каркаси. Для армування брали сітку з арматури O 5BPI. установлювали одну сі тку кроком 150х150мм. Розташування / сітки по осі перетину бетону (тобто захисний шар бетону товщиною 70мм). Подачу бетону в опалубку здійснювали безпосередньо з автобетоновоза за допомогою пересувної естакади. Автобетоновоз заїжджав на пересувну естакаду і подовженим жолобом подавав бетон безпосередньо в опалубку. Пересування естакади уздовж труби здійснювали за допомогою трубоукладача. У процесі ведення робіт з обетонування як опори використовували збірні залізобетонні плити з опорними дерев'яними прокладками, що мають ложементи під трубу, і прокладки з транспортерної стрічки для захисту ізоляції труби від ушкоджень. У кожній опалубці установили по торцях із внутрішнього боку смугові вкладиші зі сталі 5х50 із кріпленням потайними гвинтами. Окремі операцій виконували у такій послідовності. 1. Обетонування виконували через одну секцію з фіксованими проміжками між секціями, рівними 2,9м. Для фіксації проміжків шириною 2,9м, які тимчасово не бетонувались, використовували легкі сталеві каркаси. Арматурну сі тку виставляли у проектне положення з фіксацією за допомогою бетонних вкладишів круглої форми діаметром рівним товщині обетонування, з радіальним прорізом на довжину радіуса. 2. Опалубку з установленими по торцях із внутрішнього боку смуговими вкладишами із кріпленням потайними гвинтами готували шля хом її очищення і змащення внутрішньої поверхні, що стикається з бетоном, рідиною, яка запобігає скріплюванню деталей опалубки з бетоном. 3. Для фіксації проміжків шириною 2,9м, які тимчасово не бетонувались, використовували виготовлені легкі сталеві каркаси. 4. Еластичні прокладки для деформаційних швів відливали в заводських умовах з бітумної мастики у вигляді півкілець і на площадці клеїли до торців обетонування. 5. Нижню частину опалубки розміщували на чотирьох гвинтови х домкратах, установлених на дерев'яних підкладках. За допомогою домкратів і дерев'яних шаблонів опалубку виставляли в проектне положення. 6. Установлювали верхню частину опалубки і суміщали з нижньою частиною опалубки за допомогою штирів і отворів у стикувальних пластинах частин опалубки. 7. Торцеві півкільця опалубки установлювали на гумові прокладки для захисту ізоляції труби від механічного пошкодження і з'єднували півкільця між собою стяжними болтами. 8. Проводили остаточну перевірку проектного положення всіх частин опалубки і сполучення їх між собою, при потребі регулювали їх положення за допомогою сталевих струбцин. 9. Встановлювали і приєднували до опалубки вібратори. 10. Заповнювали вільний простір опалубки бетоном з ретельним вібруванням спочатку нижньої частини опалубки, а потім верхньої. 9. Після досягнення бетоном 70% проектної міцності (мінімум через 7 діб) опори переміщали з не бетонованих ділянок на вже обетоновані секції. 10. З опалубок витягали смугові вкладиші. Проводили обетонування проміжків шириною 2,9м із «охоплюванням» опалубкою суміжних обетонованих секцій на ширину 50мм із кожного боку з установкою домкратів. Спосіб, що заявляється, забезпечує рівномірність бетонного покриття, якісний захист деформаційних швів. Він був перевірений на практиці під час прокладки другої нитки газопроводу Ананьев - Ізмаїл через р.Дунай. Наскільки відомо з практики будівництва аналогічних підводних переходів із труб діаметром 1220мм, на території країн СНД чи за рубежем баластування трубопроводу методом суцільного обетонування не виконувалося.