КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
Основной составляющей магистрального трубопровода является линейная часть, представляющая собой непрерывную нить, сваренную из отдельных труб и уложенную по трассе подземно, наземно или надземно. При этом применяются трубы длиной 12,18и24м. Чем длиннее применяемая труба, тем меньше количество сварных стыков и, следовательно, выше надежность трубопровода. Способ прокладки трубопровода — подземный, наземный или надземный, зависит от топографических, геологических, гидрогеологических и климатических условий. Наряду с участками, обладающими большой несущей способностью, по трассе встречаются участки с грунтами малой несущей способности (болотистые участки, обводненные участки, участки с многолетнемерзлыми грунтами). Кроме того, трубопровод пересекает множество рек, речек, ручьев, озер, железных и автомобильных дорог, каналов. Поэтому применяются различные способы прокладки с целью обеспечения устойчивости трубопровода и удешевления строительства (рис. 8.4.1).
298
Часть II. Объекты и сооружения подготовки и транспорта ...
■ . Рис. 8.4.1. Основные способы прокладки магистральных трубопроводов
Подземный способ прокладки трубопроводаявляется наиболее распространенным. При этом заглубление трубопровода до верха трубы принимается 0,6—1,1 м в зависимости от диаметра трубопровода и грунтовых условий. Это диктуется необходимостью исключения
Глава 8. Линейные объекты магистрального трубопроводного транспорта 299
повреждения трубопровода от проезжающей техники и при выполнении сельскохозяйственных работ на пахотных землях. Минимальное заглубление 0,6 м разрешается на заболоченных участках, где движение техники или транспортных средств исключается.
Наземный способ прокладки трубопроводапредполагает укладку трубопровода на дневной поверхности земли или выше на грунтовых подушках или сплошной подсыпке с последующей обваловкой привозным или местным грунтом. Высота обваловки от верхней образующей трубы должна быть 0,8—1,0 м в зависимости от диаметра трубопровода. Такой способ прокладки применяется в основном на заболоченных участках и многолетнемерзлых грунтах и крайне редко, так как требует выполнения дорогостоящих грунтотранспортных работ, открытия специальных карьеров грунта, закрепления откосов обваловки против эрозии, рекультивации карьеров. Кроме того, об-валовка препятствует естественным потокам поверхностных вод, миграции диких животных.
Надземная прокладка трубопроводапредусматривает сооружение его над земной поверхностью на опорных устройствах различного рода. В качестве опорных устройств используются железобетонные или металлические сваи, на которые непосредственно укладывается трубопровод; или на сваи сначала укладываются несущие балки, а затем сверху трубопровод (по типу моста). Используются также висячие на тросах конструкции (по типу висячих мостов). Надземная прокладка в основном применяется на пересечениях рек, озер, глубоких оврагов и каньонов с целью снижения объемов земляных работ и исключения повреждения трубопровода водотоками.
Прокладка трубопровода на сваях без дополнительных пролетных строений, когда используется несущая способность трубы (так называемые «балочные переходы»), широко применяется на многолетне-мерзлых грунтах. Дело в том, что в таких грунтах газопровод, благодаря наличию высокой температуры, воздействует на мерзлые грунты, они начинают таять, в результате чего трубопровод теряет устойчивость, возникают разрывы. А нефтепровод прокладывают на многолетнемерзлых грунтах надземно для того, чтобы избежать остывания нефти от воздействия мерзлых грунтов, в результате которого нефть загустевает и ее перекачка затрудняется. При надземной прокладке нефтепровода трубы покрывают тепловой изоляцией, а иногда осуществляют попутный подогрев (с помощью электрического кабеля) для поддержания температуры нефти.
Подробнее о технологиях различных способов прокладки трубопроводов см. в главе 17.
300 Часть II. Объекты и сооружения подготовки и транспорта ...
Подводная прокладка трубопроводапроизводится при эксплуатации морских месторождений нефти и газа, все более удаленных от суши. Подводные трубопроводные системы являются эффективными средствами транспорта при освоении нефтегазовых ресурсов континентального шельфа морей и океанов.
Подробнее о строительстве морских трубопроводных систем см. главы 15 и 16.
На надземных трубопроводах монтируют через определенные расстояния компенсаторы (искривленные участки), которые «гасят» продольные перемещения трубопровода от воздействия переменной атмосферной температуры, что позволяет избежать возникновения опасных напряжений в стенках труб.
При параллельной прокладке нескольких трубопроводовв общем техническом коридоре между нитками выдерживается безопасное расстояние, величина которого зависит от способа прокладки трубопровода, назначения трубопровода и диаметра трубопровода и колеблется от 5 м до 100 м. Не допускается прокладка магистральных трубопроводов в тоннелях железных и автомобильных дорог, совместно в тоннелях с электрическими кабелями связи, а также по мостам железных и автомобильных дорог, за исключением газопроводов диаметром до 1000 мм с рабочим давлением 2,5 МПа (25 кгс/см2) и нефтепроводов диаметром 500 мм и менее.
Безопасные минимальные расстояния от оси трубопровода до зданий и сооружений изменяются в широком диапазоне — от 25 м до 350 м и зависят от назначения трубопровода, его диаметра и вида здания и сооружения.
К конструктивным элементам трубопровода предъявляются следующие требования:
• толщина стенки труб подбирается расчетом; при этом основны-
ми параметрами, определяющими толщину стенки труб, явля
ются рабочее давление, диаметр трубопровода, прочность стали
труб (нормативное сопротивление растяжению или сжатию);
толщина стенки труб по трассе все время меняется в зависимо
сти от категории участков;
• минимальный радиус изгиба трубопровода определяется исходя
из условия прохождения очистных и диагностических устройств
и составляет не менее пяти его диаметров;
• длина патрубков («катушек»), ввариваемых в трубопровод при
соединении уложенных плетей в нитку или при ремонте повре
жденных участков, составляет не менее 250 мм;
• запорная арматура устанавливается на расстоянии, определяе
мом расчетом, но не более 30 км. Кроме того, запорная арматура