Материалы сайта
Это интересно
Технология строительства магистральных трубопроводов: анкерное закрепление трубопроводов
| | |Конструкторская часть. | | | |1. Технология строительства магистральных | |трубопроводов. | | | |Общая технология. | | | |Линейное строительство, к которому относится и строительство трубопроводов, | |обладает одной важной особенностью - разнообразием и изменчивостью характера | |местности вдоль трассы трубопроводов, требующих применения различных | |технологических схем и технологии строительства. Это изменение может быть | |настолько существенным, что требует полного технического переоснащения | |строительных подразделений, выполняющих определенный вид работ. | |Все многообразие природных условий разделено на шесть групп: | |освоение равнины; | |освоение пустыни; | |освоение болота; | |вечномерзлых грунтов; | |гор; | |водных преград. | |Каждая из этих групп требует применения особой технологии строительства, | |специальной техники, без которой | | | | | | | | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | |Разраб. |Санин | | | |Лит.|Лист |Лис| | | | | | | | |тов| |Пров. |Закирзак| | |Конструкторская | | | |1 | | | |ов | | | | | | | | | | | | | |часть |ТФ | |Н. контр.|Иванов | | | |гр. СДМ 92 | |Утв. |Закирзак| | | | | | |ов | | | | | | | |строительство становится, если не невозможным, то, совершенно не | |технологичным.Следует отметить, что на болотах, вечномерзлых грунтах и в | |пустынях в некоторых условиях возможно применение тех же технологических схем, | |что и на освоенных равнинах. | |Например, промерзшие болота можно рассматривать, как равнину, сложенную на | |некоторую глубину мерзлым грунтом, однако, в осенне-летний период работа обычной| |технике на них практически невозможна. В летний период и вечномерзлые грунты | |оттаивают, что делает их непроходимыми. Поэтому отнести эти равнинные местности | |к освоенным и пригодным для круглогодичной работы равнинам нельзя. | |Рассмотрим основные элементы линейной технологии строительства: | | | |Подготовка трассы. | |Под подготовкой трассы понимается приведение ее в такое состояние, при котором | |возможно осуществление всех остальных технологических операций. | |Подготовка проводится вдоль всей трассы в полосе, ширина которой нормируется | |строительными нормами СН 452-73. При подготовке трассы к работе основных | |строительных подразделений наиболее важными являются три вида работ: | |вырубка леса, если он имеется в полосе отвода; | |создание начального профиля трассы; | |устройство проезда вдоль трассы. | | | |Рытье траншеи экскаватором. | |Рытье траншеи экскаватором производится роторными или | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |ковшовыми экскаваторами периодического действия. В плотных грунтах наиболее | |эффективным является рытье роторными экскаваторами. Траншея, подготавливаемая | |роторным экскаватором, имеет ровно спланированное дно, что исключает | |сосредоточенные участки давления на изоляцию трубы и способствует лучшему | |сохранению изоляции при укладке трубопровода. | | | |Монтаж и сварка трубопровода. | |Сварка трубопровода вдоль трассы может выполняться как до рытья, так и вслед за | |рытьем. Трубопровод в условиях равнинной местности монтируется из секций, | |состоящих из двух - четырех труб, свариваемых на трубосварочных базах (ТСБ) и | |доставляемых к месту монтажа плетевозами. Сварка трубопровода из одиночных труб | |осуществляется в исключительных случаях, когда по каким-либо обоснованным | |причинам доставка секций труб к месту работ невозможна. Сварка секций | |непосредственно на трассе производится по двум схемам: | |стыки свариваются ручной электродуговой сваркой сварочно-монтажной бригадой на | |участке длиной 300-350 метров (8-9 секций); | |трубопровод наращивается из секций методом контактной сварки с помощью | |специального оборудования. | | | |Изоляционно-укладочные работы. | |Применяют три схемы изоляционно-укладочных работ: | |схема изоляции стыков и укладка из труб с заводской изоляцией; | |раздельная схема изоляции и укладки. | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Общим для всех схем является перемещение трубопровода, находящегося на бровке | |траншеи с помощью трубоукладчиков на дно траншеи. При этом трубопровод | |изгибается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Напряженное | |состояние труб при этом должно быть таким, чтобы в них имели место только | |упругие деформации. | | | |Засыпка трубопровода. | |Траншея, с уложенным в нее трубопроводом, засыпается, как правило бульдозером. | |При этом грунт не должен содержать крупных комков, особенно в зимний период. | |Если такого грунта нет, то для засыпки привозят мягкий грунт. | | | |Способы закрепления трубопроводов. | | | |В настоящее время в отечественной практике трубопроводного строительства в | |условиях обводненной и заболоченной местности применяются различные типы | |железобетонных пригрузов; анкерные устройства; нетканные синтетические материалы| |и т.д. Трубопроводы больших диаметров обладают повышенной плавучестью и поэтому | |балластировка их одиночными грузами требует значительного расхода железобетона. | |Учитывая значительную стоимость и трудоемкость балластировки трубопроводов | |утяжеляющими грузами область их применения целесообразно ограничить следующими | |участками переходов трубопроводов: | |через глубокие болота; | |через болота, в основании траншеи которых залегают грунты повышенной прочности | |или грунты, не обеспечивающие расчетной несущей способности анкера; | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |через незамерзающие болота, водоотлив из которых невозможен при производстве | |работ в зимнее время. | |В настоящее время для балластировки трубопроводов применяются утяжеляющие грузы | |различных конструкций. | |Седловидные железобетонные грузы используют для балластировки трубопроводов | |диаметром от 273 до 1420 мм, при переходе через болота с мощностью торфа не | |превышающей 1 - 1,5 метра, при соблюдении условий, обеспечивающих их устойчивое | |положение на трубопроводе (смотри рис. 1). Главным недостатком является то, что | |центр тяжести конструкции расположен выше оси трубопровода. Это приводит к тому,| |что при смещении груза в плоскости, перпендикулярной к оси трубопровода, | |положение равновесия нарушается и груз опрокидывается. Недостатком также | |является малое сопротивление изгибающим напряжениям и деформациям в самом узком | |месте - вершине седла. | |Утяжелитель типа УБО (см. рис.2) представляет собой два железобетонных блока со | |скосами, соединенными между собой двумя силовыми поясами. Скосы на блоках | |выполнены для обеспечения возможности установки их на трубопровод в минимальные | |по габаритам траншеи. Груз типа УБО применяется для балластировки трубопроводов | |на переходах через болота различных типов и малые водостоки, вогнутых и выпуклых| |кривых и прямолинейных участках, прилегающих к ним; на углах поворота в | |горизонтальной плоскости и участках выхода трубопровода на поверхность. | |Утяжелитель седловидный самозакрепляющийся УСС. | |Состоит из седловидного железобетонного П-образного блока с проемами в опорах, в| |каждом из которых смонтирован | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |железобетонный прижимной элемент с криволинейной поверхностью, контактирующей с | |трубопроводом (см. рис.3). Груз может применяться для балластировки | |трубопроводов, прокладываемых в условиях обводненной и заболоченной местности, а| |также на переходах через малые водные преграды. К недостаткам этого типа | |утяжелителей относятся: | |трудоемкость изготовления; | |необходимость дополнительной изоляции, покрывающей при монтаже; | |сложность навески грузов УСС. | | | |Утяжелитель клиновидный болотный (см. рис.4) УБК. | |Можно использовать для балластировки трубопроводов взамен седловидных грузов на | |переходах через болота с мощностью торфа, не превышающей глубины траншеи. | |Клиновидный груз обладает повышенной устойчивостью на трубопроводе. При | |установке на изоляционный трубопровод полимерного покрытия, оно не нарушается. | |Технология и трудоемкость клиновидных грузов как на трубопроводных грузах, при | |этом используется тоже серийновыпускаемое промышленностью грузоподъемное | |оборудование. | |Наряду с железобетонными пригрузами стали применяться и полимерно-контейнерные | |балластировочные устройства ПБКУ (см. рис.5). Устройства ПБКУ могут применяться | |для балластировки трубопроводов диаметром до 1 420 мм на обводненных, | |заболоченных и периодически затопляемых участках строительства с грунтами | |минерального основания, применение которых в качестве грунтового заполнителя | |полостей ПБКУ позволяет создать необходимую балластировочную | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |нагрузку на трубопровод. | |Одним из наиболее экономичных способов обеспечения устойчивого положения | |трубопроводов на проектных отметках является закрепление их анкерными | |устройствами. | | | |Рис.6. Винтовое анкерное устройство (ВАУ) состоит из: | |силового пояса; | |тяги анкера; | |винтового анкера. | |ВАУ применяются для закрепления трубопроводной нитки, прокладываемой наземно, в | |насыпях и подземно на заболоченных и периодически затопляемых участках с | |устойчивыми подстилающими грунтами, обеспечивающими закрепление в них винтовых | |анкеров и установку анкерных устройств. | | | |Сварные анкера раскрывающегося типа АР-401 (см.рис.7). | |Способ основан на использовании прочностных свойств и продольной жесткости | |самого трубопровода, позволяющих балластировать его сосредоточенными нагрузками | |в несколько десятков тонн. | | | |Закрепление трубопровода выстреливаемыми анкерами. | |Способ предложен для использования его в минеральных грунтах. Сущность основана | |на том, что анкеры с прикрепленными к ним тягами выстреливаются в грунт | |гарпунно-китобойной пушкой с трактора или автомобиля. Тяги анкеров после | |подтягивания приваривают к силовому поясу, под который предварительно укладывают| |прокладку из бризола и футеровочный мат. | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Все вышеупомянутые способы балластировки с помощью анкерных устройств, да и сами| |анкерные устройства, имеют один серьезный недостаток - они почти или полностью | |не приемлемыми в условиях вечной мерзлоты. До недавнего времени балластировку | |трубопроводов производили в основном железобетонными пригрузами. Но карта | |месторождений распространяется все дальше на север и, естественно, доставлять на| |трубопроводные линии пригрузы большой массы становится все дороже, неэкомично. | |Поэтому в последнее время назрела необходимость использовать в условиях вечной | |мерзлоты более современные и экономически эффективные способы балластировки | |трубопроводов. | | | |Закрепление трубопровода с помощью машины МБШ-321. | |Этот способ основан на том, что в предварительно вырытую скважину глубиной не | |менее трех метров погружается стержневой анкер со "шляпкой" диаметром равным | |диметру скважины ("шляпкой" вниз). После чего скважина с погруженным анкером | |засыпается грунтом (мягким) с водой. Вода - это эффект объемного расширения, что| |позволяет анкеру прочно сидеть в грунте. В остальном технология закрепления | |почти такая же как и у ВАУ-1. | | | |Вывод. | |Основными преимуществами, способствующими широкому внедрению анкерных устройств | |в трубопроводное строительство являются: | |быстрота их доставки и установки; | |возможность заглубления анкера без нарушения грунта; | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |незначительный собственный вес по сравнению с развиваемой удерживаемой силой; | |небольшая стоимость. | |Рис. 1 | |[pic] | | | |Рис. 2 | | | | | |[pic] | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Рис. 3 | | | | | | | |[pic] | | | |Рис. 4 | | | |[pic] | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Рис. 5 | |[pic] | | | | | | | | | |Рис. 6 | |[pic] | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Рис. 7. | |[pic] | | | |Рис. 8. | |[pic] | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Особенности предлагаемого анкерного | |закрепления. | | | |2.1. Примерная технология производства работ при использовании стержневых | |анкеров. | | | |Технология рассчитана на комплекс работ по закреплению трубопровода в | |вечно-мерзлых грунтах стержневыми анкерами. | |За исходное положение принято: | |применяемый анкер - стержневой, стальной; | |диаметром до 32 мм; | |длиной до 6 метров. | |заглубление анкеров в грунт производиться с помощью гидравлического экскаватора | |ЭО-4124А, к стреле которого непосредственно и подвешен погружатель анкерных | |стержней. | |работы ведутся в одну смену; | |до начала работ погружателя трубопровод сварен в нитку, заизолирован и уложен в | |траншею. | |Технология работ по монтажу включает: | |разметку мест установки анкерных устройств; | |раскладку комплектов вдоль закрепляемого участка; | |погружение (с одновременным кручением) анкеров в грунт; | |укладку на трубопровод прокладок, футеровочного мата и силового пояса; | |приварку силового пояса к стержням погружаемых анкеров; | |изоляцию мест соединения пояса со стержнем. | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |Предлагаемая конструкция устройства | |(погружателя). | | | |Погружатель анкерных стержней предназначен для погружения в вечномерзлых | |водонасыщенных грунтах стержневых анкеров, применяемых при закреплении | |магистральных нефте- газопроводов на проектных отметках в районах севера | |Западной Сибири, при температуре окружающего воздуха от минус 60 до плюс 45 (С. | | | |Климатическое исполнение погружателя ХЛ, категория размещения I по ГОСТ | |15150-69. | |Погружатель представляет собой навесное оборудование к экскаватору ЭО-4124 и | |состоит из механизма погружения, ограждения и управления. Механизм погружения в | |свою очередь состоит из рамы с направляющими, вращателя, цилиндра подач, | |верхнего и нижнего зажимов. | |Вращатель представляет собой одноступенчатый редуктор, состоящий из корпуса, в | |котором установлены вал - шестерня, колесо зубчатое на пустотелом валу. Для | |монтажа колеса в корпусе предусмотрен люк, закрываемый крышкой. На корпусе | |предусмотрено посадочное место для стакана, в котором крепится гидромотор. Для | |заливки и слива масла установлены пробки. | |На сварной раме закреплены две направляющие, по которым перемещается вращатель с| |установленным на нем гидромотором. На верхней плите рамы и на тихоходном валу | |вращателя через штангу установлены зажимы. Вращатель перемещается по | |направляющим под действием гидроцилиндра, один конец | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | | | | |которого закреплен на раме, а другой на вращателе. | |Зажим предназначен для удержания погружаемого стержня при движении вращателя | |вверх. | |Зажим, установленный на верхней плите рамы механизма погружения, представляет | |собой корпус, установленный на подшипниках качения, в котором по подвижной | |посадке установлена втулка со шпоннами, имеющая пазы под обжимные рамки. С торца| |корпуса вставлена пружина, одним концом опертая во втулку, а другим в стакан. | |Зажим предназначен для передачи крутящего момента и осевого усилия погружаемому | |стержню от вращателя (нижний зажим (цанга)). | |Нижний зажим крепится к штанге и имеет аналогичную конструкцию зажима верхнего, | |только сдвоенного через промежуточный корпус. | |Управление включает гидрооборудование базовой машины (экскаватор 4124А), | |дополнительно установленного гидрооборудования, которое запитывается от секции | |управления 4124А.24.03.000. трехсекционного гидрораспределителя. При включении | |рукоятки секции управления подается рабочая жидкость в гидромотор и через | |дроссель и гидроклапан в распределитель и далее либо в поршневую, либо штоновую | |полость гидроцилиндра. Дроссель должен быть отрегулирован на подачу 40 л/мин, а | |гидроклапан - на давление 100 кг(с/см2. Запрещается подавать давление в сливной | |канал! Для этого необходимо на секции установить ограничитель. | |На механизме погружения имеется механизм реверсирования. Он устанавливается на | |раме погружателя около крепления стрелы с механизмом погружения | |(погружателем) и | | | | | | | |Лист | | | | | | |ДП. ПАС 32. 00. 00.000 | | |Изм.|Лист|№ докум.|Подп. |Дата| | |