Організація робіт при будівництві переходів через водні перешкоди

Існують наступні способи укладання підводних трубопроводів: протягання трубопроводу або окремих його ланок дном водоймища (траншеї); вільне занурення (опускання) плаваючого трубопроводу на дно при заповненні його водою або відкріпленні понтонів, що утримують трубопровід на поверхні водоймища; укладання з трубоукладальних суден; опускання трубопроводу за допомогою плавучих кранів.

Трубопровід в межах русла річки баластується чавунними вантажами, заплавні ділянки баластуються армобетонними сідлоподібними вантажами.

а)
б)

Рис. 4.31. Схеми переходів через водні перешкоди:

а – підводні переходи; б – надводні переходи

4.3.1. Прокладка трубопроводу через малі річки (підводний спосіб)

У зв'язку з тим, що правий берег може бути крутий й тягачі мають змогу рухатися тільки по вузькій смузі, уздовж берега влаштовується поворотний пристрій, що складається із блоку й анкерної опори.

Перша ланка з оголовком для кріплення тягового троса укладається в траншею (рис. 4.32) і протягується на плаву.

По завершені цієї операції до кінця першої ланки центрується і приєднується початок другої (руслової з чавунними вантажами). Стик зварюється, виконується контроль зварного шва, ізолювання й футерування, по закінченні протягується перехід із двох ланок, приєднується третя ланка і протягується весь перехід. Баластування заплавної частини виконується сідлоподібними армобетонними вантажами за схемою див. рис. 4.32. Екскаватори, рухаючись по заплаві на сланях, привантажують трубопровід.

Рис. 4.32. Схема укладання переходу трубопроводу через малу річку:

а − схема переходу; б − схема протаскування; в − баластування трубопроводу; 1 – монтажний майданчик; 2 – підготовча ланка; 3 − зварювальний агрегат; 4 – приєднувальна ланка; 5 − чавунний вантаж; 6 − трубоукладач; 7 – сплавлювана ланка; 8 − тяговий трос; 9 − блок; 10 − трактор; 11 − екскаватор на сланях; 12 − вантаж на піноволокуші

У випадку затоплення трубопроводу водою, місця установки вантажів позначаються буями. По траншеї рухається баржа з водометним двигуном для подачі вантажів до місця укладання.

4.3.2. Прокладка трубопроводу через лимани

Прокладку трубопроводів можна влаштовувати як наземним так і підземним способом. Наземний варіант передбачає влаштування захисного кожуха, буро набивних паль, компенсаторів, тимчасових дамб.

Підземний варіант переходу передбачає прокладку робочої ланки в захисному кожусі по типу «труба в трубі» з попереднім випробуванням труби й кожуха. Це дозволяє збільшити надійність трубопроводу.

Будівництво підводного переходу здійснюється в наступний спосіб. Через велику довжину перехід зазвичай розділяють на декілька ділянок і укладають методом сплаву й нарощування. Ділянки попередньо підготовлюються на бровці. Робочу ланку і захисний кожух кожної ділянки гідравлічно випробовують на міцність і щільність. Робочу ланку ізолюють двома шарами полімерної стрічки. Захисна обгортка виконується в два шари. На робочу ланку по окружності через 20 м установлюють напрямні бруси (рис. 4.33).

Захисний кожух після випробування ізолюється у два шари полімерною стрічкою й захищається шаром обгортки, після чого футерується для запобігання пошкодження ізоляції при сплаві.

Траншея може розроблятися земснарядом, одноковшевими екскаваторами. Монтажний майданчик, на якому проводяться всі підготовчі операції, обладнується безпосередньо в зоні заплави лиману. Робоча ланка з монтажного майданчика сплавляється по траншеї, кінець її залишається на брівці й до нього приварюється наступна ділянка, стики виконуються з гарантією.

Рис. 4.33. Схема прокладки трубопроводу «труба в трубі»:

а − підготовка робочої ланки до протаскування: 1 − напрямний брус, 2 – катанка; б − схема протаскування робочої ланки в кожух: 1 – трубоукладач, 2 – робоча ланка, 3 − сферична заглушка, 4 – лежні, 5 – кожух, 6 − плоска заглушка

Для полегшення протягування до кінця першої ланки кріпиться понтон, виготовлений із труб великого діаметра. Після сплавки всього переходу його заповнюють водою й укладають на дно траншеї. Кожух баластується армобетонними вантажами й перехід випробовується вдруге. Міжтрубний простір пропонується заповнювати після укладання розчином наступного складу: цемент, пісок, сповільнювач строків твердіння.

4.3.3. Будівництво балкових переходів

Балкові переходи можуть монтуватися як із заздалегідь виготовлених ланок на всю довжину переходу так і бути багатопрогоновими або залежно від місцевих умов із окремих ланок труб. При монтажі балкових переходів або при надземній прокладці трубопроводу на котках, закріплених на ригелях П-подібних опор, виникає необхідність у виконанні будівельно-монтажних робіт на висоті. Для цього використовується підвісний візок, що складається із двох поворотних кареток з котками, послідовно розташованими в напрямку переміщення їх по трубопроводу. Монтаж трубопроводу на опори залежно від прийнятої конструкції й місцевих умов виконується за наступними схемами.

1-ша схема. Широка плоска й прохідна заплава, незначна глибина й ширина меженного русла, висота опор 3-4 м. Ланки труб зварюють на заплаві уздовж змонтованих опор в ланки довжиною, яку дозволяють місцеві умови й вантажопідйомність трубоукладачів. Ланка укладається на опори з необхідним поздовжнім переміщенням.

2-га схема. Різко виражене русло, ущелина, балка, прохід механізмів неможливий. Ланку зварюють на рівнинному березі. Довжина ланки повинна бути приблизно рівна подвійній довжині переходу. Укладання ланки в проектне положення можливе двома способами: перший - укладання ланки підйомом з наступним насувом у проліт трубоукладачами, що підтримують ланку з консоллю, рівній величині переходу (рис. 4.34, а); друга – ланка монтується перпендикулярно до осі переходу на тимчасовій опорі із шарніром і противагою, після чого вона повертається трактором у проектне положення й трубоукладачі укладають ланку на постійні опори (рис. 4.34, д).

3-тя схема. Русло водної перешкоди або дно яру різко виражене, ширина більше 50 м, прохід машин заплавою, руслу або дну неможливий. Ланка укладається в проектне положення, але для зменшення довжини консолі в прольоті переходу встановлюють тимчасову опору (триногу) з підвішеної до неї тролейною підвіскою (рис. 4.34. б).

4-та схема. Умови аналогічні 3-ій схемі, але береги невисокі. Монтаж аналогічний схемі 3, але замість установки нерухомої тимчасової опори для підтримки консолі можна використати трубоукладач або автокран з підвішеною до його гака тролейною підвіскою (рис. 4.34, в).

5-та схема. Ріка протікає у вузькому каньйоні із крутими берегами. Заплава широка, прохідна для машин. Перехід багатопрогоновий, берегові опори встановлюють на спеціально влаштованих полках. Через відсутність спеціального місця монтажу й зварювання ланки ці роботи виконують у руслі в період мінімального стояння вод. Трубопровід укладається на опори трубоукладачами.

6-та схема. Водна перешкода перетинає рівнинні ділянки із широкою заплавою, що прохідна для машин. Ланку збирають уздовж опор і монтують на опори трубоукладачами (рис. 4.34, г).

7-ма схема. Багатопрогоновий балковий перехід з компенсаторами в прольоті, доступний для проходу трубоукладачів. Зварювання ланок виконується в прольоті, а компенсаторів - на монтажній площадці з доставкою тракторами до місця монтажу. Монтаж ланок і компенсаторів роздільний. Стикування ланок трубопроводу з компенсаторами й зварювання стиків виконують із переносних інвентарних або плавучих опор.

8-ма схема. Багатопрогоновий перехід типу «змійка» з зиґзаґоподібним укладанням влаштовують із окремих ланок, довжина яких визначається відстанями між кутами повороту «змійки» (до моменту зварювання ланок необхідно мати побудовані опори). Підйом трубопроводу здійснюється за допомогою трубоукладачів (гусеничних кранів). Після підйому трубопроводу прямолінійні ділянки з'єднуються зварюванням у висячому положенні компенсаційними кутами. Ця операція здійснюється з послідовним нарощуванням загальної довжини піднятого трубопроводу.

9-та схема. Багатопрогоновий балковий перехід через ріку, прохід механізмів по дну неможливий (рис. 4.34, е). Ланка зварюється на більш пологому березі, по опорах прокладається тяговий трос, що буксирується тракторами із протилежного берега або за допомогою лебідки. По головній ділянці протаскуються Ланки за допомогою крана або триноги на понтоні з візком.

Рис. 4.34. Схема монтажу балкових переходів

З метою спрощення технології будівництва балкового повітряного переходу можна використовувати наступне технологічне оснащення й технологію виконання робіт: після закінчення будівництва буронабнвних паль на їх установлюють технологічні каткові опори, які попередньо виготовляють у вигляді двох опорних роликів на металевій плиті; підготовляють на більше пологому березі технологічні багатотрубні ланки; між правим і лівим берегами (над дзеркалом води) натягується несучий трос із транспортною карою на роликах, що призначена для підтримки від неприпустимого прогину головної ланки; до першої ланки трубопроводу приварюють технологічне напрямне оснащення, виконане із труб меншого діаметра, зварених через перехідники між собою й з першою ланкою труб. Таке технологічне оснащення повинно зменшити масу головної ланки, що перебуває в підвішеному стані, від однієї опори до іншої, зменшити навантаження на несучий трос, звести до мінімуму прогин головної ланки за рахунок збільшення її стійкості шляхом зміни геометрії головної ланки нитки й використання підтримки торця труби.

На заплавні палі укладається головна ланка, що містить технологічне напрямне оснащення, до неї стикується й приварюється друга ланка, торець технологічного оснащення фіксується за допомогою троса й каретки від прогину. Потім зварена нитка, яка складається з головної ланки, що містить технологічне напрямне оснащення проштовхується по каткових опорах до наступної опори, стропується, збирається з наступною ланкою і методом нарощування й проштовхування по технологічним катковим опорам нитку трубопроводу встановлюють на опорах. Після цього технологічні каткові опори зрізуються автогеном і трубопровід лягає на стаціонарні ложементи.

Рис. 4.35. Схема організації робіт з монтажу трубопроводу через балку

(річку): 1 − щогла; 2 − трос; 3 − каретка; 4 − тяговий трактор; 5 − перехідник; 6 − роликова опора; 7 − забивна паля

4.3.4. Будівництво висячого переходу

Основна виробнича база розташовується на більш пологому березі, де влаштовують бетонний вузол й арматурну ділянка. Будівництво комплектується кранами, трубоукладачами, бульдозерами, компресорами, електричними лебідками, монтажними блоками, щоглою, понтоном, тощо.

Монтаж переходу складається з наступних етапів: монтаж і підйом пілонів; навішення несучих канатів; монтаж і навішення вантової системи; монтаж ферм твердості; монтаж і натяг вітрової ферми; укладання трубопроводу; випробування й регулювання системи.

Готові канатні елементи довжиною понад 50 м намотують на барабани. Короткі елементи зберігаються на стелажах поруч зі стендом. Збірка пілонів виконується у горизонтальному положенні. Збірку виконують монтажним краном і трубоукладачем. Всі монтажні стики, що сполучають високоміцними болтами, очищають піскоструминним апаратом до металевого блиску. Монтаж пілона здійснюється при постійному геодезичному контролі. По закінченні монтажу пілона виконується остаточне затягування болтів тарованими індикаторними ключами на задане проектне зусилля. Підйом пілона виконують у два етапи.

Для проведення першого етапу підйому пілона з поворотом на 45° від горизонтального положення встановлюють дві монтажні щогли, оснастивши їх поліспастами й електролебідками. Схема підйому пілона наведена на рис. 4.36.

Рис. 4.36. Схема підйому пілона: I й II - етапи підйому

Для другого етапу підйому (у проектне положення) у верхній частині пілона встановлюють зрівняльну траверсу із прикріпленими до неї тягами з каната. До нижніх кінців тяг підключають поліспасти, із протилежної сторони встановлюють тягу з канату з поліспастами для підгальмовування пілона при виході його у вертикальне положення. Лебідки, що створюють тягове зусилля на канати, установлюють на фундаменті. На версі пілона, до його підйому, монтують монтажні площадки й пристосування для подальшого монтажу. Перед підйомом пілон фарбують. Гальмову тягу включають при виході пілона в положення під кутом 75° до горизонту, що забезпечує спокійну посадку пілона на опорні плити. Для протаскування канатів використовують баржу. Далі виконують укладання й кріплення канату до П-подібної траверси, установку фундаментів під пілони. Підйом канатів виконують з обох берегів одночасно.

Після навішення канатів починають монтаж вантової системи. Укладання трубопроводу по переходу проводиться методом насуву з пологого берега. Напрямний кінець першої ланки обладнується конічним оголовником з вушками для кріплення тягового канату. Статичне випробування переходу сполучається з гідравлічним випробуванням трубопроводу. Навантаження від заповнення переходу водою є розрахунковою для основних елементів конструкцій переходу.

4.3.5. Будівництво переходів через меліоративні канали

Значні труднощі представляє розробка траншеї через меліоративні канали. Виконати проектне рішення - заглиблення верху трубопроводу на 1м нижче існуючого дна каналу найчастіше дуже важко. Це веде до витрати значних трудових і матеріальних ресурсів. При проектуванні переходів через канали доцільно розмежувати останні по глибині каналів до 1, 5 і вище 1, 5м. При глибині каналу до 1, 5 м трубопровід виконується підземно (рис. 4.37), понад 1, 5 м - надземно.

В разі надземного влаштування трубопроводу під переходом влаштовується трубний водотік з урахуванням витрати води через трубу, для попередженням замулення трубопроводу або по всьому профілі каналу вище максимального рівня води укладаються залізобетонні плити.

Рис. 4.37. Варіанти переходів трубопроводу через меліоративні й дренажні

Канали