Сооружение нефтепровода в горных условиях

Содержание

 

1  Введение                                                        3

2  Технологическая часть                                                     5

2.1  Подготовительные работы                                                                             5            2.2  Земляные и скальные работы                                                                       12

2.3 Изоляционно-укладочные работы                                                                19

3 Расчетная часть                                                                                                  31

3.1 Гидравлический расчет                                                                                  31

3.2 Выбор оптимального диаметра                                                                     37

Список использованных источников                                                                  41                                                                                                

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Введение

 

Как показывает практика, строительство трубопроводов  в условиях сильно пересеченной и  горной местности–весьма сложная в инженерно-техническом и организационном отношениях задача, осложняющими факторами при этом являются:

• значительное число горных рек и ручьев;
• продольные склоны местности, достигают α_п=30^о и более на участках большой протяженности; 
• косогорные участки с поперечными уклонами α_к = 40^о и более;
• наличие скальных пород;
• заселенность трассы на значительном протяжении;
• 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-геологическими 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. Более подробно этот метод рассмотрен в предыдущем разделе. 

При разработке организационно-технологической проектной  документации отдельно выделяют особо сложные горные участки (например, с уклоном более 35^о), приравнивая их к переходам. Их строительство должно осуществляться специализированными бригадами, оснащенными дополнительными машинами и технологическим оборудованием, предназначенным для сооружения участков

в границах осуществления данного проекта.

При выполнении работ в горах все строительные подразделения должны быть обеспечены:

• надежной радиосвязью с руководителем потока;
• средствами экстренной медицинской помощи (аптечками, носилками);
• средствами индивидуальной защиты (шлем, спецобувь);
• запасом питьевой воды;
• дополнительным комплектом огнетушителей.

Работы  в горных  условиях должны выполняться  в период наименьшей вероятности появления селевых потоков, горных паводков, камнепадов, продолжительных ливней и снежных лавин.

В случае появления оползневых процессов  или обнаружения несоответствия характеристик грунтов проектным данным во время строительства все работы должны быть прекращены и на место вызваны представители проектной организации и заказчика для принятия соответствующего решения.

Рассмотрим  более подробно технологическую  последовательность производства отдельных видов работ, выполняемых открытым способом, которая в принципе остается такой же, как и в нормальных условиях.[3,4] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Технологическая  часть

 

2.1 Подготовительные работы

 

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

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

В результате выполнения этих работ устанавливают:

- состояние грунтов к моменту начала работ;

- 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 с αп > 15º валку деревьев следует производить только вершиной к подошве склона.

На уклонах  с αп > 22º, а в зимнее время с αп > 15º тролевые хлысты вдоль склона тракторами не допускают.

При строительстве  трубопроводов на косогорных участках с поперечными уклонами     αп > 8º необходимо устраивать полки (рисунок 1) со съездами и въездами на нее не реже, чем через 100 м. 

Наиболее  экономичными являются полки в виде полувыемов-полунасыпи (рисунок 1 а, б), при этом насыпной грунт полки используется для устройства проезда на период производства строительно-монтажных работ и последующей эксплуатации нефтепровода.

Критерием устойчивости отвала является угол поперечного  уклона, не превышающий угла внутреннего трения насыпного (разрыхленного) грунта.

Расчет  устойчивости насыпной части полки  выполняют с учетом воздействия не нее работающих машин.

 

Рисунок 1 - Конструкция полок на косогорных участках трассы

 

Ширину  полки необходимо назначать из условий  производства работ, возможности устройства траншеи 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 3 м.

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

Разработку  грунта (не требующую предварительного рыхления) при сооружении полок на косогорах с поперечным уклоном α_к = 8-18^о следует производить бульдозерами (рисунки 2,3).

Разработку  грунта при устройстве полок на участках с поперечным уклоном до 15^о можно выполнять также продольными проходами бульдозера по схеме (рисунок 3). Бульдозером вначале производят 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.

 

 

Рисунок 2 - Схема разработки полок на склонах поперечными проходами бульдозера

 

 

I, II, III, IV – призмы разработанного грунта

 

Рисунок 3 - Схема разработки полок на склонах продольными проходами бульдозера.

 

На поперечных уклонах α_к > 18^о 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. 

Экскаватором (тип Э-505) полку отрабатывают за один проход при высоте забоя до 6 м и за два прохода при большей высоте забоя (рисунок 4а). Такая схема разработки целесообразна при крутизне косогора 45^о и больше.

На уклонах  α_к = 18-40º применяют другую схему работ: разработку полки осуществляют экскаватором и бульдозером (рисунок 4б). 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 не разрыхленными 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. 

 

а–экскаватором; 1–первый проход экскаватора; 2–второй проход экскаватора; б–экскаватором и бульдозером; 1–часть полки, отрабатываемой экскаватором; 2–часть полки, отрабатываемой бульдозером

 

Рисунок 4 - Схема устройства полки.

 

На участках с продольными (не превышающими α_пр) и поперечными (до 25–30^о) уклонами отработку полки можно осуществлять с помощью бульдозеров продольными ходами без закрепления. Если продольный уклон не превышает 8^о, а поперечный – 25– 30^о, то бульдозер может работать и поперечными ходами. Однако в этом случае резко возрастает изнашиваемость ходовой части. Следует отметить, что вообще при работе на скальных грунтах ходовая часть (особенно гусеницы) тракторов, бульдозеров изнашиваются очень быстро. Гусеницы рвутся, края башмаков их стираются и ломаются.

На продольных (больше предельных, но не превышающих 30^о) и поперечных (до 15^о) уклонах полки можно разрабатывать бульдозерами продольными ходами послойно без закрепления. 

Если  поперечные уклоны больше 15 –16^о, а продольные больше α_пр, то разработка полок бульдозерами становится крайне сложной. В таких условиях 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 поезда, то грунт планируют по полке и утрамбовывают бульдозерами.

При разработке схемы доставки труб на труднодоступные  горные участки предусматривают  промежуточную перевалку труб с  автотрубовозов на высокопроходимый гусеничный транспорт.

На объектах большой протяженности и при  наличии отдельных особо сложных  участков может предусматриваться организация специальной горно-спасательной службы; ее численный состав и оснащение необходимым оборудованием должен определяться при разработке проекта с учетом специфики конкретного объекта. Необходимость создания такой службы устанавливается на стадии формирования задания на проектирование.

При разработке транспортной схемы для горных участков трассы и при ее реализации в процессе строительства предусматривают установку по маршруту следования трубовозов специальных информационных щитов и дорожных знаков, в частности ограничивающих скорость, указывающих места разъездов, предупреждающих об опасных поворотах, уклонах и  сужениях дороги. 

До наступления  неблагоприятного по метеоусловиям  строительства вдоль маршрута следования трубовозов предусматривается развертывание дополнительной системы радиосвязи.

Строительство в горных условиях ведется преимущественно  из одиночных труб длиной 12 или 18 м с заводским противокоррозионным покрытием; это обусловлено трудностью доставки на трассу длинномерных секций.

 

а–габаритная полоса движения плетевоза на повороте; 1-траектория движения тягача; 2-траектория движения прицепа; В_вх В_вых-ширина соответственно входного и выходного проезда; б–номограмма для определения ширины полотна дороги на прямоугольном повороте.

 

Рисунок 4 - Основные размеры полосы криволинейного движения транспортных средств при поезде прямоугольных поворотов.

Трубы и  гнутые отводы в зависимости от профиля  дороги могут транспортироваться автомобильными или тракторными трубовозами, коники которых должны быть оборудованы устройствами для перевозки труб с противокоррозионным покрытием.