Подводно-технические работы, водолазное дело и мониторинг морских нефтегазовых сооружений (стр. 1 )

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

,

ПОДВОДНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ РАБОТЫ,

ВОДОЛАЗНОЕ ДЕЛО И

МОНИТОРИНГ МОРСКИХ НЕФТЕГАЗОВЫХ СООРУЖЕНИЙ

Утверждено редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

Волгоград 2009

УДК 626

ББК 39.495 я 73

Ш 514

Рецензенты:

Заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой конструкционных материалов, Волгоградского государственного технического университета, доктор технических наук, профессор, ;

Заведующий кафедрой теории и методики непрерывного профессионального образования Волгоградского государственного педагогического университета, доктор технических наук, профессор

Ш514 Подводно-технические работы и водолазное дело: учебное пособие / , . Волгогр. гос. архит.-строит. ун-т. Волгоград: ВолгГАСУ, 20с.

ISBN

Содержатся материалы об условиях и особенностях подводно-технических работ.

Приведены основные сведения по теории и практике водолазного дела (в том числе основы водолазных спусков на глубины до 60 м на сжатом воздухе), о применяемом водолазном оборудовании и снаряжении, организации и технике безопасности спусков под воду и их медицинском обеспечении, организации и технологии подводных работ при строительстве и ремонте причальных, оградительных, мостовых, водозаборных и других видов сооружений, а также трубопроводных и кабельных переходов. Даны сведения о подводных земляных и буровзрывных работах, устройстве каменных постелей и отсыпок, резке и сварке металла, бетонировании, а также строительстве инженерных сооружений (массивов, молов, опор, слипов и т. д.). Описаны особенности производства работ в зимнее время.

Для студентов дневной формы обучения специальности 090«Морские нефтегазовые сооружения» и аспирантов.

УДК 626

ББК 39.495 я 73

ISBN

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Волгоградский государственный

Архитектурно-строительный университет»,

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Подводно-технические работы – это особый вид работ, требующий применение квалифицированного водолазного труда и специального оборудования.

Современный уровень технологии и механизации подводно-технических работ позволяет во многих случаях лишь в небольшой степени использовать тяжелый, дорогостоящий, малопроизводительный и не безопасный для здоровья труд водолазов. При строительстве подводных сооружений отдельные узлы и блоки изготавливают на берегу, после чего их транспортируют и укладывают под воду при помощи плавучих кранов, понтонов и другой специальной техники. Подводные земляные и монтажные работы осуществляют с применением высокопроизводительных машин и механизмов, оснащенных системами автоматизации.

В практику обследования подводных сооружений внедряют нивелиры, трассоискатели, рентгено – и магнитографические установки, кино - фото – и телекамеры. Все это позволяет значительно облегчить труд водолаза, свести его работу к наблюдению и контролю за выполняемыми производственными процессами.

Одним словом, арсенал технических средств, с помощью которых осуществляются подводно-технические работы, который к тому же постоянно пополняется и совершенствуется, настолько обширен и разнообразен, что не мог быть описан в данном пособии исчерпывающим образом.

Цель пособия заключается в ознакомлении студентов с известными и наиболее востребованными техническими решениями в области технологии и механизации производственных процессов, выполняемых при строительстве и эксплуатации подводных сооружений.

1.  ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДВОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ

1.1. Виды подводно-технических работ

Подводно-технические работы включают в себя разнообразные виды строительно-монтажных и ремонтных производственных операций, выполняемых в водной среде водолазом вручную или с использованием средств механизации, а также машинами, управляемыми с берега или с плавучих технических средств.

В настоящее время выполняются большие объемы разнообразных работ, к которым относятся обследование дна и сооружений, дноуглубление, устройство подводных оснований и фундаментов, прокладка подводных трубопроводов и кабелей, различные монтажные работы, подъем затонувших судов и другого оборудования, и т. д.

К подводно-техническим работам принято относить производственные процессы, которые непосредственно связанны со строительством подводных элементов сооружений, их ремонтом или наблюдением за их состоянием при эксплуатации. В зависимости от производственных задач, которые ставят при осуществлении подводно-технических работ их можно подразделить на три вида:

-работы, выполняемые с целью получения информации об условиях предстоящих строительно-монтажных и ремонтных работ. Сюда относятся обследование дна акватории, изучение состояния конструктивных элементов, производство различного вида подводных и инженерных изысканий;

-строительно-монтажные работы, связанные со строительством подводных сооружений; к этой группе относятся земляные работы, создание оснований под сооружения, установка подводных элементов сооружений, прокладка трубопроводов и кабелей, погружение свай, оболочек, опускных колодцев, бетонирование, сварка и резка металлоконструкций под водой и т. д.;

-ремонтные работы под водой, к ним относятся засыпка размытых участков вблизи сооружений, бетонированием их, очистка конструкций от обрастаний и ржавчины с последующей окраской или гидроизоляцией, периодическое удаление с элементов сооружений наносного грунта, мешающего их нормальной эксплуатации, восстановление проектного профиля откосов и т. д.

1.2. Условия выполнения подводных работ

При проектировании и выполнении производственных операций, когда конструкционные материалы, оборудование, инструмент полностью или частично находятся ниже уровня воды, необходимо учитывать плотность воды, глубину, давление, температуру, скорость течения, волнение, тепло-, электро - и звукопроводность, коррозионную активность, обитаемость и т. д. Существенное влияние водная среда оказывает на организм работающего под водой человека с биологической и психологической точек зрения; это влияет на выполение производственных процессов и ухудшает качество выполняемых работ. Ниже рассматриваются основные свойства водной среды, оказывающие наиболее существенное влияние на выполнение подводно-технических работ.

ПЛОТНОСТЬ. Плотность воды является одной из основных характеристик, которую необходимо учитывать при проектировании и использовании технических средств, основанных на принципах использования подъемной силы. К числу таких средств относятся разгружающие контоны, пневматические грунтососы (эрлифты). Плотность воды увеличивается с возрастанием глубины из-за повышения гидростатического давления при повышении солености. К аномалиям воды относятся необычное по сравнению с другими жидкостями изменение ее плотности в зависимости от температуры (рис.1).

Рис.1. Зависимости плотностей воды и ртути от температуры

При температуре от 40С и выше плотность воды уменьшается, а в интервале температур от 0 до 40С возрастает.

Наибольшая плотность воды =1000 кг/ м3 при температуре + 40С. Характер изменения плотности воды в зависимости от ее температуры является весьма важной характеристикой, которую необходимо учитывать при создании установок для поддержания участков водной поверхности в незамерзающем состоянии за счет тепла глубинных вод.

Использование таких установок приобретает в настоящее время особенно большое значение в связи с проводимыми работами по продлению навигации на внутренних водных путях.

ГЛУБИНА. Основные факторы, влияющие на технологию подводно-технических работ в зависимости от глубины воды в месте проведения работ, делят на две группы [1]:

-факторы, связанные с изменением геометрического расстояния от поверхности водоема или от берега до места производства работ;

-факторы, связанные с возрастанием гидростатического давления с увеличением глубины.

Факторы, связанные с увеличением расстояния до места производства работ с увеличением глубины, усложняют и удорожают технологические процессы на доставку материалов и оборудования, повышают затраты времени и труда на установку плавучих технических средств при использовании ими якорных систем, затрудняют управление технологическими операциями.

ДАВЛЕНИЕ. Повышение давления воды приводит к необходимости улучшения прочностных характеристик оборудования (понтонов, подводных камер и др.), что чаще всего сопровождается увеличением его массы и повышением стоимости. Особенно существенное влияние оказывает увеличение давления на работающего под водой водолаза, уменьшая допустимое время пребывания его на рабочем месте, усложняя его труд и обусловливая необходимость принятия мер для устранения неблагоприятных последствий пребывания человека под повышенным давлением (постепенный, иногда многочасовой подъем водолаза с глубины с неоднократными остановками или помещение его после выхода из воды в декомпрессионную камеру).

Давление в системе СИ выражается в паскалях (Па), однако многочисленные приборы для измерения давления (манометры, вакуумметры, глубиномеры и др.), широко применяемые в технических средствах, имеют различные единицы: атм. мм рт. ст., м вод. ст. и др. Соотношения между наиболее часто встречающимися единицами давления приводятся в табл.1.

Таблица 1

ТЕМПЕРАТУРА. Диапазон изменения температуры воды в водоемах достаточно широк, значение ее в месте производства работ зависит от месторасположения объекта, времени года, глубины водоема. Изменения температуры необходимо учитывать при проектировании технических средств и технологических процессов.

СКОРОСТЬ ТЕЧЕНИЯ. Скорость течения воды существенно влияет на выполнение подводно-технических работ, затрудняя работу водолаза. Оказывая гидродинамическое давление на оборудование и конструктивные элементы сооружений, этот фактор указывает на необходимость принятия мер по обеспечению устойчивости конструкций и технических средств.

ВОЛНЕНИЕ. Волнение воды, возникающее из-за ветра над поверхностью водоема или создаваемое судами, проходящими вблизи места проведения работ, также оказывает влияние на технологию подводных работ. На глубине, равной половине длины волны и более, волнение почти не ощущается водолазом. Однако из-за волнения увеличивается мутность воды, что создает трудности по обеспечению нормальной жизнедеятельности водолаза с водолазного судна, находящегося на подверженной волнению акватории. Характерные признаки, по которым возможна оценка волнения на водохранилищах, озерах и морях [2], приведены в табл.2.

Нормальными условиями при выполнении работ водолазами принято считать следующее: скорость течения воды до 0,5 м/с, волнение не более двух баллов, глубина воды от 2,5 до 12,5 м, положение водолаза на дне водоема свободное, температура воды не менее 120С, температура воздуха выше 00С, работа в светлое время суток, видимость под водой не менее 5 м, загрязненность воды и воздуха вредными примесями отсутствует.

Таблица 2

2.  СВОЙСТВА И КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДВОДНЫХ ГРУНТОВ

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