Устройство для погружения трубчатых свай гидроэжекторного типа с успехом применяли на ряде объектов строительства подводных сооружений. Так с его помощью было выполнено закрепление водоводов диаметром 4 м на подводном откосе Мингечаурской плотины при строительстве Азербайджанской ГРЭС, благодаря чему удалось значительно сократить объемы водолазных работ и стоимость строительства.

5.6. Строительство подводной части слипов

Большинство современных судостроительных и судоремонт­ных заводов оснащены слипами — специальными сооружениями для спуска на воду и подъема из воды судов. Подводную часть слипов выполняют чаще всего на шпально-балластном или свайном основании. В последние годы в отечественной практи­ке применены конструкции судоподъемных сооружений, выпол­ненные из монолитных или сборных железобетонных элементов на балластном основании из щебня или песка или на отдель­ных опорах из железобетонных элементов.

Наиболее простыми и имеющими сравнительно низкую сто­имость являются слипы на шпально-балластном основании, до­стоинство которых состоит в возможности их строительства без устройства перемычек. Технология строительства слипов такой конструкции состоит в выполнении следующих производствен­ных процессов: планировка подводного откоса; устройство на нем под каждую судовозную дорожку щебеночного балластно­го основания; монтаж на берегу судовозных путей на шпалах, которые связываются между собой общей металлической рамой; спуск путей с рамой по направляющим рольгангам к воде; на­вешивание понтонов на раму с целью придания ей положитель­ной плавучести; вывоз путей и рамы на место установки и спуск под воду; обкатка путей и их выравнивание с подбивкой щебня под провисающие участки.

Иногда вместо вывода на понтонах судовозных путей с ме­таллической рамой их монтируют на предварительно построен­ной эстакаде и спускают с нее при помощи специальных под­весок.

В последние годы при строительстве подводной части слипа используют монолитные или сборные железобетонные балки. В период освоения такой конструкции слипов их строили насу­хо за перемычкой либо до заполнения водохранилища. В на­стоящее время освоена технология строительства слипов из же­лезобетонных элементов без перемычек. При этом железобетон­ные блоки предварительно вывешивают на временные монтаж­ные опоры из свай, между которыми на швеллерах подвеши­вают траверсы с винтовыми домкратами. На траверсы плавучими кранами устанавливают балки слипа, после чего водолазы при помощи винтовых домкратов выравнивают балки в плане, добиваясь установки их в проектное положение. После опускания балок на дно их выравнивают в вертикальном поло­жении с помощью винтовых домкратов, установленных на мон­тажных площадках опор.

При строительстве и модернизации слипов Красноармейско­го, Ахтубинского и других судоремонтных заводов слиповые дорожки полной длины на железобетонных балках опускались в проектное положение плавучим краном с 50-метровой травер­сой. Иногда для укладки балок под воду применяют плавучую траверсу из заглушённой с обоих сторон трубы, служащей од­новременно разгружающим понтоном.

При строительстве судоподъемных сооружений на слабых просадочных грунтах применяют конструкции слипов в виде ба­лок, лежащих на свайном основании или на оболочках (рис.80).

Рис. 80. Конструкции судовозных путей на свайном основании и на оболоч­ках:

а— неразрезные железобетонные балки на сваях; б — разрезные балки на опорах в виде кустов свай; в—балки на колоннах-оболочках диаметром 3—5 м; г—балки на трубах-оболочках диаметром 0,8—2 м; / — рельс; 2 — железобетонные балки; 3 — сваи; 4 — железобетонные оболочки; 5 — монолитный оголовок; 6 — сборная капитель

При этом для забивки свай используют плавучую направляющую раму с отверстиями, которую располагают в створе установки свай при помощи геодезических инструментов и закрепляют на месте якорями или вспомогательными сваями. Такой способ позволяет устанавливать сваи с погрешностью ±10 см. Погружать сваи в грунт можно любым из известных способов, механическим молотом, вибропогружателем и т. д. Бетонируют подводные подушки чаще всего насухо за инвен­тарными металлическими перемычками, изготовленными из ли­стовой стали с ребрами жесткости из уголков и швеллеров. Пе­ремычки устанавливают вдоль ряда свай плавучим краном и заглубляют методом подмыва на глубину 1 —1,5 м, после чего осушают пространство за перемычкой при помощи водоотлив­ных насоссв, а затем насухо бетонируют опорные подушки. Балки устанавливают на опоры обычно при помощи плавучих кранов с контролем правильности их положения водолазами. При участии водолазов осуществляются также работы по сты­ковке балок между собой и их закреплению на опорах.

5.7. Удаление наносов с подводных путей слипа

Многие из эксплуатируемых в настоящее время слипов по­строены на акваториях с интенсивным отложением наносов, в результате чего подводная часть судовозных дорожек этих слипов заносится грунтом, и возникает необходимость в перио­дической очистке путей и пространства между ними.

Наиболее распространен метод очистки подводной част слипов с применением водолазного труда и использованием средств малой механизации ручных гидромониторов и грунтососов. Такой метод очистки требует больших затрат труда, ма­лопроизводителен, весьма продолжителен и дорог.

Попытки повысить эффективность удаления наносного грун­та с подводной части слипа предпринимались на некоторых су­доремонтных заводах, где для этих целей использовали земле­сосные снаряды, оборудованные грунтозаборным устройством с широким всасывающим наконечником и гидравлическим рых­лителем грунта. Однако такой способ распространения не по­лучил из-за невозможности контролировать процесс удаления грунта и предотвращать размывы и повреждения балластного основания судовозных дорожек.

В настоящее время на ряде заводов для удаления наносов с подводных путей слипа применяют гидромеханическую уста­новку, конструкция которой разработана Гипроречтрансом. Ис­пользование установки позволяет в сжатые сроки, не нарушая балластного основания, очищать подводную часть слипа от на­носов. В конструкции установки использован принцип принуди­тельного подвода грунта к зеву всасывающего наконечника при помощи гидравлических струй. Этот принцип был предложен и используется в гидравлических рыхлителях землесосных снарядов.

Установка (рис.81) состоит из гидромеханического устрой­ства 8, закрепляемого в лобовой части судовозной тележки 1, двух спаренных плавучих противопожарных агрегатов 7, подъ­емного устройства 4 с ручной лебедкой, шарнирной рамы 3, на­гнетательного 2 и отливного 3 рукавов, пульпопровода 5, кото­рый поддерживается на плаву при помощи понтонов 6.

Гидромеханическое устройство (рис. 82) включает в себя расположенные под углом один к другому два щита-экрана

Рис. 81. Установка для удаления наносов с подводной части слипа

Рис. 82 Гидромеханическое устройство

13 длиной по 4,5 м, между ко­торыми расположен гидро­эжектор 3. Грунт подгоняют к зеву всасывающего наконечни­ка гидроэжектора водяными струями, истекающими из кони­ческих насадков 2 и 12 диа­метром по 15 мм, которые рас­положены по «эстафетному» принципу один за другим вдоль режущего ножа, установленного к рельсам. В нижней и боковых частях щитов-экранов расположены горизонтальный 14 и вертикальные ножи 1, а также горизонтальный козырек 7, препятствующие переливу грунтовой смеси через устройство. Для предотвращения засорений гидроэжектора камнями, мусо­ром и другими предметами всасывающий наконечник защищен предохранительной решеткой 9. Кроме того, во избежание раз­мыва шпально-балластного основания судовозных путей слипа ниже всасывающего наконечника гидроэжектора на уровне по­верхности очистки имеется жесткий предохранительный экран 10, к которому примыкают разделительный щит гидроэжекто­ра 11, предназначенный для сокращения потерь энергии от соединения встречных потоков грунтовой смеси и улучшения усло­вий поступления ее в гидроэжектор. С задней стороны устрой­ства расположены напорные трубопроводы 4, а также рама 6 и монтажные стойки 5 с домкратами, при помощи которых устройство устанавливают на судовозной тележке.

При разработке слежавшегося грунта требуется его пред­варительное рыхление, для чего на щитах-экранах имеются от­верстия, к которым примыкают рыхлящие насадки 8, направ­ленные выходными отверстиями в сторону забоя.

Удаление наносов гидромеханической установкой начинают с верхней по течению дорожки. При этом включаются в рабо­ту гидроэжектор и гидравлические струи.

Тележка под действием горизонтальной составляющей веса продвигается вперед. В результате разработки наносного грун­та перед тележкой образуется свободное пространство, позво­ляющее перемещать тележки с устройством вперед по рельсо­вым путям. Грунт, разрыхленный струями, от гидроэжектора по плавучему пульпопроводу транспортируется за порог слипа, откуда его после окончания работ убирают любым дноуглуби­тельным земснарядом. В случае остановки тележки с устройст­вом гидроэжектор и «эстафетные» насадки отключаются и всю воду подают к разрыхляющим насадкам.

Гидромеханическое устройство, устанавливаемое в лобовой части судовозной тележки, обеспечивает непрерывность и по­точность процесса удаления наносов и отвода их за пределы

подводной части слипа. Это устройство конструктивно неслож­ное, простое з изготовлении и надежное в эксплуатации. От­сутствие в устройстве каких-либо движущихся элементов так­же повышает надежность конструкции по сравнению с надеж­ностью других устройств.

Испытаниями и практическим использованием гидромехани­ческого устройства на Тюменском и Омском судоремонтных за­водах было установлено, что оно обеспечивает быстрое и каче­ственное удаление наносов с дорожек и пространства между путями. Производительность установки достигает 15—29 м3/ч.

5.8. Строительство водозаборных и выпускных сооружений

Подводные элементы водозаборных и выпускных сооруже­ний включают в себя оголовки, береговые насосные станции или колодцы, между которыми прокладывают самотечные тру­бопроводы.

Оголовки обычно устанавливают в глубокой части водоема чаще всего на значительном удалении от берега.

Конструкции оголовков (рис.83) весьма разнообразны, они могут быть в виде раструбов, поднятых над дном пли поверну­тых своим отверстием в направлении течения воды; в виде ме­таллических, железобетонных или ряжевых массивов, устанав­ливаемых на заранее подготовленное основание, и пр. Масса оголовков также изменяется в широких пределах (от 5 до 100 т).

Оголовок строят на береговом стапеле вблизи от места его установки. До начала выполнения работ по установке оголовка углубляют прибрежную часть водоема для создания условий постановки оголовка на плав. Перед его спуском на воду на оголовке закрывают водоприемные окна и отверстия для само­течных труб, верх оголовка закрывают деревянными щитами для предохранения от залива в него воды при крене. Для уве­личения плавучести и остойчивости оголовка к нему подвеши­вают разгружающие понтоны.

Спускают оголовок со стапеля на плав при помощи тяго­вых лебедок, размещенных на плавучих площадках, которые устанавливают на якорях напротив берегового стапеля. Спуск оголовков может быть выполнен береговыми лебедками, для чего тяговые канаты пропускают через закрепленные на яко­рях блоки, расположенные напротив стапеля под водой или на плавучих площадках. Для спуска оголовка на воду также используют тракторы, плавкраны или другие подъемные и тя­говые средства.

Рис. 83. Оголовки водозаборных соо­ружений:

а — металлический; б — железобетонный; 1 — водоприемный патрубок; 2 — соедини­тельные фланцы; 3 — сварное колено; 4 — основание; 5 — водоводы

Транспортировка оголовка к месту установки выполняется буксирами. Металлические и железобетонные оголовки с ма­лой осадкой для придания им большей остойчивости в процес­се транспортировки на плаву частично заполняют водой.

Простой оголовок небольшой массы устанавливают в про­ектное положение плавучим краном, после чего производится водолазное обследование и корректировка положения оголов­ка, а также отдача стропов плавкрана.

Оголовки значительной массы погружают на дно в следу­ющей последовательности. Оголовок устанавливают непосред­ственно над котлованом и швартуют к канатам лебедки, распо­ложенной на берегу или на заякоренных плавучих средствах (баржах, плашкоутах, понтонах), при этом длина канатов-рас­тяжек должна быть не менее трехкратной глубины воды в мес­те опускания оголовка. Фиксируют плановое положение оголов­ка перед его погружением на дно при помощи свай, забитых в придонный грунт в нескольких местах по контуру оголовка. Погружают оголовок на дно, заполнив его водой, подаваемой насосной установкой. Для опускания ряжевых оголовков их балластируют камнем, подаваемым плавкраном с барж.

Строят насосные станции и береговые колодцы, к которым присоединяют трубопроводы, чаще всего открытым способом с водоотливом или с использованием средств гидромеханиза­ции без участия водолазов.

Наиболее сложным видом работ при строительстве водоза­борных и водовыпускных сооружений является прокладка под­водных трубопроводов, соединяющих оголовки с береговыми колодцами и насосными станциями. Сложность эта вызвана тем, что для этого, как правило, используют трубы большого диаметра (свыше 1000 мм), длина трубопроводов достигает не­скольких километров, глубина, на которой прокладывают тру­бопроводы, также весьма большая (до 100 м).

При сооружении подводных трубопроводов большинство производственных операции, увязанных с монтажом, сваркой, изоляцией труб и подготовкой их к укладке, выполняют на бе­реговой строительной площадке, которую выбирают в непосред­ственной близости от створа их прокладки.

5.9. Укладка подводных трубопроводов

В практике сооружения подводных трубопроводов приме­няют следующие способы их укладки: протаскивание по дну водоема; погружение с поверхности водоема; укладка трубо­проводов с плавучих или с кнехтовых опор, вмороженных в лед; опускание трубопроводов со специальных судов (трубоукладочных барж).

Укладка трубопровода методом протаскивания по дну сос­тоит в выполнении операций: сборка трубопровода на берегу в секцию или нитку, его испытание, изоляция, футеровка де­ревянными рейками, оснащение понтонами или балластными грузами, устройство берегового спускового пути, размещение на нем смонтированного и подготовленного к укладке трубо­провода, прокладка по дну в створе укладки тягового каната и собственно протаскивание трубопровода тяговыми средствами (тракторами, лебедками и др.).

Таблица 29

Протаскивание трубопровода может быть осуществлено по различным технологическим схемам, основные из которых по­казаны на рис. 84.

При протаскивании трубопроводов применяют специальные тяговые лебедки серии ЛП, разработанные СКВ «Газстроймашина», их характеристики приведены в табл. 29.

Для уменьшения тягового усилия при стаскивании трубопро­вода с берега его располагают на заранее устроенной спуско­вой дорожке. В конце спусковой дорожки устанавливают тор­мозную лебедку, которая служит для предотвращения самопро­извольного передвижения трубопровода и гашения сил инерции при трогании.

В качестве спусковых дорожек применяют рельсовые пути с тележками (ОСД2 и ОСДЗ), роликовые опоры и спусковые пути в виде береговой траншеи, заполненной водой.

Рис. 84. Схемы укладки подводных трубопроводов способом протаскивания

по дну:

а - При расположении трубопровода и тяговых средств на противоположных берегах; б —при расположении их на одном берегу; в —с последовательным наращиванием тру­бопровода; 1 — трубопровод; 2 —тяговый канат; 3 — тракторы; 4 — -спусковые вагонетки; 5 — понтоны; 6 — рельсовая спусковая дорожка; 7 — блок; 8 — береговой анкер; 9 — секции труб; 10 — монтажный стык

Рис. 85. Роликовая опора

Роликовую спусковую дорож­ку монтируют из роликовых опор (рис. 85), сконструирован­ных Гипроречтрансом. Такая опора представляет собой раму 1 с находящимися на ней опор­ными (средними) 2 и боковыми 3 роликами. На опорные пере­дается сила воздействия массы трубопровода, боковые — пре­дотвращают соскальзывание трубопровода с опоры при его протаскивании. Каждую опору укладывают на шпальное осно­вание.

Спусковой путь в виде береговой траншеи, заполненной во­дой, применяют при пологих пойменных берегах, глубину во­ды в береговой траншее принимают на 0,4—0,5 м больше осад­ки плавающего трубопровода.

Уменьшение тягового усилия при протаскивании трубопро­вода по дну можно достичь, применяя разгружающие понтоны, предварительно закрепленные на протаскиваемом трубопрово­де. Наибольшее распространение в практике строительства подводных трубопроводов получили инвентарные понтоны ци­линдрической формы грузоподъемностью от 1,5 до 10 т, техни­ческие характеристики которых приведены в табл. 30.

Таблица 30

Количество понтонов и расстояние между ними при уклад­ке трубопровода подбирают исходя из выполнения двух усло­вий: максимального уменьшения силы воздействия массы тру­бопровода и сокращения тем самым тягового усилия и в обес­печении такого минимального веса конструкции, который спо­собен противостоять силе гидродинамического давления на трубопровод от течения воды.

Широкое распространение при сооружении подводных тру­бопроводов получила и укладка с поверхности водоема. При этом способе плавающий трубопровод выводят в створ, а затем под действием перемещающейся распределенной нагрузки его опускают на дно водоема с допустимым изгибом в вертикаль­ной плоскости. В ряде случаев этот способ укладки оказывает­ся наиболее экономичным по сравнению с другими. Однако область его применения ограничена несущей способностью материала трубы, которую подвергают изгибу при погруже­нии на дно водоема.

Наиболее часто укладку трубопроводов с поверхности во­доема выполняют способом свободного погружения, при кото­ром находящийся на плаву трубопровод, не поддерживаемый никакими стационарными или плавучими опорами с подъемны­ми устройствами, опускают на дно траншеи (водоема) путем придания ему отрицательной плавучести.

Операция по укладке трубопровода способом свободного по­гружения включает в себя спуск плетей трубопровода на воду, буксировку трубопровода в район строительства перехода, ус­тановку его в створе и опускание на дно траншеи (водоема).

Трубопровод спускают с берега или со стапельных площа­док при помощи тяговых средств, расположенных на берегу или плавучих площадках. Спускать можно при параллельном или перпендикулярном расположении осей трубопровода отно­сительно уреза воды.

Буксировку заглушённых плетей трубопровода к месту его укладки выполняют буксирами. Тяговое усилие для буксиров­ки трубопроводов FБ, H, ориентировочно определяется по фор­муле:

fб=10ftStvб

где fT — коэффициент трения воды о смоченную поверхность трубопровода., равен 0,3—0,4; VБ — скорость буксировки, м/с; ST —смоченная поверхность трубопровода, м2.

Для буксировки трубопроводов малого диаметра, обладаю­щих отрицательной плавучестью, применяют понтоны, подби­раемые из расчета, чтобы запас положительной плавучести был не менее 0,1 силы воздействия массы трубопроводов.

Устанавливают трубопровод в створ перехода по одной из следующих технологических схем:

-разворотом трубопровода с помощью буксира и вспомога­тельных катеров против течения с перемещением одного из концевых его участков вдоль берега;

-разворотом трубопровода по течению вокруг его концевой части, удерживаемой в створе вблизи берега;

-транспортированием трубопровода на плаву в створ по спу­сковой дорожке при помощи тяговых средств.

Трубопровод в створе траншеи при ширине водоема до 250 м удерживается с помощью оттяжек, закрепленных на ле­бедках, которые устанавливают на расстоянии 150—200 м вы­ше створа на обоих берегах, а при ширине водоема более 250 м, кроме того, оттяжками, прикрепленными к плавучей опоре, также находящейся выше створа перехода. При длине трубопровода свыше 1500 м его раскрепляют в створе якорны­ми оттяжками через 200 м сверху и через 300 м снизу по те­чению во избежание сноса его водным потоком и ветром.

Схема расстановки плавсредств и механизмов в процессе укладки трубопровода на дно водоема способом свободного погружения показана на рис.86. Воду в трубопровод заливают через патрубок, врезанный в концевой участок, при этом воз­дух, находящийся во внутренней полости плавающей части тру­бопровода, выпускается через воздушный вантуз на другом конце. Если трубопровод сносит течением воды или ветром со створа, его выравнивают оттяжками.

Рис. 86. Схема укладки трубопровода способом свободного погружения:

1—трубопровод; 2 — лебедки; 3 — оттяжки; 4 — якорь; 5 — краны-трубоукладчики; 6 — насосы для заливки воды в трубопровод; 7 — буксиры

Скорость укладки трубопровода vy зависит от его внутрен7" него диаметра dT и суммарного расхода воды QT, поступающе­го в него. Эта скорость определяется по формуле:

vy=4QT /

Воду в трубопровод заливают до тех пор, пока он весь опус­тится на дно, а из установленного на противоположном участ­ке воздушного рукава с краном начнет выбивать устойчивая без пузырьков воздуха струя воды. Во избежание появления в трубопроводе воздушных пузырей опускаемый конец его нуж­но до начала залива воды пригрузить любым съемным грузом массой 2—3 T.

Рис. 87. Положения тру­бопровода при укладке с поверхности водоема.

В процессе погружения трубопровода на дно водоема мож­но выделить три положения (рис. 87), каждому из которых со­ответствует своя расчетная схема: консольный изгиб (а), при котором один конец трубопровода почти достиг дна, но еще не коснулся его; - S-образный изгиб (б), при котором часть пригруженного трубопровода находится на дне, а другая в плаваю­щем состоянии расположена на поверхности; концевой изгиб (в), соответствующий последней стадии погружения, когда большая часть трубопровода лежит на дне, а один из его не­загруженных торцовых концов находится на поверхности воды.

Укладывают трубопровод с поверхности водоема в зависи­мости от его назначения, размеров и условий строительства по одной из пяти технологических схем (рис.88), каждой из которых соответствует свои значения положительной qT и отрицательной рТ плавучести (табл.31).

Рис. 88. Схемы укладки трубопроводов с поверхности водоема:

1 - трубопровод; 2 - разгружающие понтоны; 3 - балластные грузы; 4 отстрапливающие понтоны;

5 - соединительный канат; 6 – буксир; 7 – удерживающие понтоны (остающиеся на трубопроводе);

8 – плавучая насосная установка.

Таблица 31

При погружении по первым двум схемам, изменяя соотно­шение pT/qT таким образом, чтобы оно было меньше 0,1 или больше 10, возможно лишь до 10—15% увеличить допустимую глубину опускания трубопровода без риска его поломки. В схе­ме 1 для этого требуется увеличить количество понтонов, а в схеме 2 — балластных грузов.

Укладка трубопроводов по схемам 3—5 дает возможность увеличить допустимую глубину, укладки на 15—20%, причем схема 3 предпочтительна для. трубопроводов диаметром свыше 700 мм, а схемы 4 и 5 — менее 700 мм.

Основной недостаток этих схем состоит в том, что их при­менение требует дополнительных работ по установке и отстропке понтонов, что приводит к увеличению материальных и тру­довых затрат.

Для устранения этого недостатка Гипроречтрансом разра­ботана новая технология укладки трубопроводов с поверхно­сти водоема, позволяющая не только изменять соотношение pТ / qT но и уменьшать суммарную нагрузку на трубопровод, благодаря чему удается существенно увеличить допустимую глубину погружения. По этой технологии трубопровод запол­няют смесью воды и полистирола или во внутренней полости погружаемого трубопровода размещают понтоны, соединенные между собой гибкими канатами. Применение таких способов укладки трубопроводов позволяет в несколько раз увеличить допустимую глубину укладки.

В последние годы получает распространение метод погру­жения трубопроводов с приложением растягивающих усилий. Натяжение трубопровода можно осуществлять как с плав­средств, так и с берега. Устойчивость укладываемой плети от сдвига по дну обеспечивают за счет трения уложенной на дно части трубопровода или анкеровкой его конца.

Для определения растягивающей силы, которую необходимо приложить к трубопроводу для погружения его на заданную глубину, Гипроречтрансом выполнены исследования, позволив­шие установить простую зависимость для определения изгиба­ющего момента MF от действия растягивающей силы Fp в сече­нии трубопровода с максимальным изгибающим моментом. На­пряжения а, Па, в наиболее опасном сечении трубопровода оп­ределяют по формуле:

(35)

где Мо — момент от действия нагрузок рт и qT, Н*м, при опускании трубо­провода без учета растягивающей силы, определяемый по методи­ке, изложенной в работах [12, 13].

Mo — момент сопротивления сечения трубы, м3.

Момент от действия растягивающей силы MF, Н-м, опре­деляется в зависимости от глубины укладки трубопровода h по соотношениям:

при консольном изгибе:

(36)

при S-образном изгибе:

(37)

при погружении концевого участка:

(38)

где h—глубина погружения трубопровода, м;

— угол между направлением действия растягивающей силы и горизон­талью; с—длина кривой упругого изгиба, м, определяемая по методике, при­веденной в [12, 13]

Е — модуль деформации материала трубы, Н/м2; J— момент инерции сечения трубы, м.

Сопоставление приведенных простых формул с более точ­ными, но и более сложными методами расчета [13] показывает, что их погрешность составляет 10—15% при определении до­пустимой глубины погружения, не превышающей 30—40 диа­метров трубопровода.

При укладке трубопроводов большого диаметра (свыше 1000 мм) целесообразно сочетать метод погружения с прило­жением растягивающих усилий с одним из способов, позволя­ющих изменять соотношение нагрузок рT и qT на опускаемый трубопровод. Например, если для трубопровода диаметром 426 мм (с толщиной стенки 12 мм) достаточно приложить рас­тягивающую силу 160 кН для увеличения глубины погружения с 16 до 39 м, то для трубопровода диаметром 1420 мм (с толщиной стенки 14 мм) увеличение глубины укладки с 5 до 20 м требует приложения растягивающего усилия 4000 кН, что тре­бует большого количества тяговых средств. Уменьшение нагру­зок. рТ и qT введением внутрь трубопровода понтонов может су­щественно снизить растягивающее усилие. При этом число пон­тонов требуется в несколько раз меньше, чем при укладке тру­бопровода без приложения к нему растягивающего усилия.

В последние годы на ряде объектов внедрен способ уклад­ки трубопроводов с предварительной компрессией. Сущность его состоит в том, что для уменьшения изгибающих напряже­ний и обеспечения устойчивости сечений трубопровода на участ­ие кривой его упругого изгиба перед погружением в него наг­нетают сжатый воздух. В процессе погружения трубопровода. на дно с заливом в него воды при помощи выпускного клапа­на давление воздуха в нем поддерживают постоянным, благо­даря чему увеличивается допустимая глубина укладки и умень­шается количество кранов, понтонов и другого оборудования. Использование этого метода, например, для укладки трубопро­вода диаметром 1420 мм, длиной 3,7 км при строительстве рассеивающего выпуска сточных вод в г. Саратове позволило увеличить допустимую глубину погружения с 8 до 17 м, сокра­тить сроки строительства на 6 месяцев.

При строительстве подводных трубопроводов большой про­тяженности технологический процесс усложняется трудоемко­стью монтажа трубопровода на полную его длину. В случаях когда сварочно-монтажная площадка имеет ограниченные раз­меры, технические средства для спуска трубопровода на воду имеют недостаточную грузоподъемность и при наличии других условий трубопровод монтируют отдельными плетями, которые затем на плаву соединяют в единую нитку требуемой протя­женности.

Монтаж трубопроводов на плаву выполняют обычно путем стыковки и сварки плетей при помощи портальных опор, плав­кранов и других плавучих средств. Для монтажа трубопрово­дов на плаву иногда применяют плавучие камеры (монтажные ящики-кессоны).

Плавучая камера предназначена для монтажа, сварки и изоляции стыков плавающих плетей трубопровода диаметром до 1420 мм на переходах через водоемы, в которых скорость течения не превышает 0,7 м/с, а волнение—1 балл. Камера представляет собой прямоугольный открытый сверху понтон размером 3,6X3,1X1,8 м, сваренный из листовой стали толщи­ной 4—5 мм. Положительная плавучесть камеры обеспечива­ется четырьмя воздушными герметичными ящиками объемом' по 2,3 м3, расположенными с двух сторон от понтона. В обеих торцовых стенах камеры вырезаны круглые гнезда, в которые заводят концевые участки стыкуемых плетей трубопровода. На дне камеры сделан настил из досок.

Стыкуемые концы плетей при помощи плавкрана пли плаву­чих опор приподнимают над водой, укладывают в гнезда каме­ры и закрепляют в ней. Затем на стыкуемых концах трубопро­вода вырезают заглушки, после чего ведут работы по зачистке, прихватке, сварке и изоляции стыка. Иногда заглушки вырезают после монтажа и заварки стыка. В этом случае в трубопроводе вырезают лаз, через который сварщик и подручный выносят куски срезанных, заглушек. Лаз по окончании работ завари­вают.

При монтаже трубопровода на плаву необходимы плавучие площадки с лебедками для устройства оттяжек и удержания камеры в нужном положении, буксирные катера, оборудование для резки, сварки и изоляции стыка. При монтаже трубопрово­да на плаву плавплощадки с канатными оттяжками устанавли­вают выше по течению. Их количество, а также удерживающая сила якорей зависят от диаметра трубопровода, его длины и емкости течения и могут быть определены в соответствии с данными табл.32,

При опускании трубопровода с трубоукладочных барж при­меняют два метода: опускание прямолинейной секции трубопро­вода с баржи при ее движении вдоль трассы и опускание с баржи трубопровода диаметром до 400 мм, предварительно на­мотанного на барабан большого диаметра.

При укладке трубопровода первым способом баржа при по­мощи якорных или буксирных - устройств перемещается по трассе, а трубопровод, уложенный на рольганги, стаскивается с па­лубы.

Таблица 32

К кормовой части корпуса баржи обычно прикрепляется стингер прямо - или криволинейного очертания, являющийся продолжением рольганга и предназначенный для уменьшения изгибающих напряжений в сечениях укладываемого трубопро­вода. Наклон стингера может изменяться в зависимости от глубины водоема в месте укладки трубопровода. По мере про­движения трубоукладочной баржи вдоль трассы трубопровод наращивают при помощи сварочно-монтажного оборудования, установленного на барже, где заранее создают запас труб.

При опускании с баржи трубопровода, предварительно намо­танного на барабан, после сматывания трубопровод проходит через специальное выпрямляющее устройство, а затем по стин­геру опускается на дно водоема.

При укладке трубопроводов особенно на большие глубины важное значение приобретает необходимость точного регули­рования плавучести трубопровода, что достигается применени­ем утяжеляющих покрытий и различных понтонов.

Плавучесть трубопровода можно регулировать различными способами, например, применением труб с большей толщиной стенок, наружной или внутренней пригрузкой. Другими возмож­ными вариантами уменьшения плавучести трубопровода явля­ется прикрепление к укладываемому трубопроводу другого тру­бопровода, который в процессе укладки заполняется водой. Ино­гда при укладке подводных трубопроводов для изменения их плавучести и обеспечения безаварийного погружения на дно во внутреннюю полость укладываемого трубопровода вводят второй трубопровод, который в процессе укладки может напол­няться водой и выполнять роль пригруза или оставаться пус­тым и при заполнении водой укладываемого трубопровода слу­жить как бы непрерывным разгрузочным понтоном.

5.10. УКЛАДКА ПОДВОДНЫХ КАБЕЛЕЙ

5.10.1. Требования к подводной прокладке кабелей

По дну водных преград кабели укладывают, заглубляя их в грунт (для защиты от случайных повреждений) или по поверх­ности грунта. Для прокладки применяют специальные кабели, имеющие более толстую свинцовую оболочку, чем кабели, про­кладываемые по суше. Они так же имеют проволочную броню, на которую допускаются в процессе укладки продольные растя­гивающие усилия (табл. 33).

Таблица 33. Подводные коаксиальные кабели связи

Таблица 34. Подводные электрические кабели

В местах, подверженных размыву, на реках с сильным тече­нием, а также на берегах морей в зоне прибоев применяют ка­бель с двойной броней. При пересечении небольших несудоход­ных и несплавных рек могут применяться кабели с ленточной броней.

Для подводной прокладки применяют по возможности кабели одной строительной длины: для силовых кабелей — 200 м, а для телефонных — 250 м.

При выборе трассы перехода следует избегать мест, где ведут­ся или намечаются строительные работы. Кабели укладывают преимущественно на прямых, глубоких и устойчивых участках водных преград, где дно и берега мало подвержены размыву и переформированию.

Прокладке кабелей предшествует обследование водолазами дна водоема и тщательный замер глубин через каждые 5—10 м с тем, чтобы вычертить профиль дна, определить его пригодность

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19