МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение  высшего  профессионального образования

Национальный  исследовательский  томский политехнический  университет

Институт  природных ресурсов

Кафедра транспорта и хранения нефти  и газа 
 
 

Реферат на тему:

«Технология строительства переходов магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание С.

Введение 3

Подземные переходы трубопроводов через автомобильные 4

 и железные  дороги

Основные технологические  схемы и организационно-технологическая   6

надежность  строительства переходов

Организация строительства  переходов 7

Конструкции переходов  магистральных трубопроводов 10

Открытый способ прокладки защитного кожуха под   14

автомобильными  дорогами

Закрытый способ прокладки защитного кожуха под   20

автомобильными  и железными дорогами

Список используемой литературы 31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ

     Российские  трубопроводные системы активно  развиваются постоянно увеличивая свою протяженность и объемы перекачки. Для обеспечения надежности поставок, сохранности имущества, экологической  безопасности, жизни и здоровья людей  к ним предъявляются повышенные требования. В настоящем реферате рассмотрены требования к прокладке трубопроводов под автомобильными и железными дорогами, способы их прокладки, требования к ним. 
 
 
 
 
 
 
 

  ПОДЗЕМНЫЕ ПЕРЕХОДЫ ТРУБОПРОВОДОВ  ЧЕРЕЗ ЖЕЛЕЗНЫЕ И  АВТОМОБИЛЬНЫЕ ДОРОГИ

  Переходы  трубопроводов через железные и  автомобильные дороги следует предусматривать  в местах прохождения дорог по насыпям либо в местах с нулевыми отметками и в исключительных случаях - при соответствующем обосновании  в выемках дорог.

  Угол  пересечения трубопровода с железными  и автомобильными дорогами должен быть, как правило, 90 °. Прокладка трубопровода через тело насыпи не допускается.

  Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах  через железные и автомобильные  дороги всех категорий с усовершенствованным  покрытием капитального и облегченного типов, должны предусматриваться в  защитном футляре (кожухе) из стальных труб или в тоннеле, диаметр которых  определяется из условия производства работ и конструкции переходов  и должен быть больше наружного диаметра трубопровода не менее чем на 200 мм.

  Концы футляра должны выводиться на расстояние:

  а) при прокладке трубопровода через  железные дороги:

  от  осей крайних путей —50 м, но не менее 5 м от подошвы откоса насыпи и 3 м от бровки откоса выемки;

  от  крайнего водоотводного сооружения земляного полотна (кювета, нагорной канавы, резерва) -3 м;

  б) при прокладке трубопровода через  автомобильные дороги - от бровки земляного полотна -25 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи.

  Концы футляров, устанавливаемых на участках переходов нефтепроводов и нефтепродуктопроводов  через автомобильные дороги III, III-п, IV-п, IV и V категорий, должны выводиться на 5 м от бровки земляного полотна.

  Прокладка кабеля связи трубопровода на участках его перехода через железные и  автомобильные дороги должна производиться  в защитном футляре или отдельно в трубах.

  На  подземных переходах трубопроводов через железные и автомобильные дороги концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала.

  На  одном из концов футляра или тоннеля  следует предусматривать вытяжную свечу на расстоянии по горизонтали, м, не менее:

от оси  крайнего пути железных дорог общего пользования .................... 40

то же, промышленных дорог ....................................................................... 25

от подошвы  земляного полотна автомобильных  дорог ............................ 25

Высота  вытяжной свечи  от уровня земли  должна быть не менее 5 м.

  Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под железными дорогами общей  сети, должно быть не менее 2 м от подошвы рельса до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 1,5 м от дна кювета, лотка или дренажа.

  Заглубление участков трубопроводов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должно приниматься не менее 1,4 м от верха покрытия дороги до верхней образующей защитного футляра, а в выемках и на нулевых отметках, кроме того, не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводной канавы или дренажа.

  При прокладке трубопровода без защитных футляров вышеуказанные глубины  следует принимать до верхней  образующей трубопровода.

  Заглубление участков трубопровода под автомобильными дорогами на территории КС и НПС  принимается в соответствии с  требованиями СНиП II-89-80*.

  Расстояние  между параллельными трубопроводами на участках их переходов под железными  и автомобильными дорогами следует  назначать исходя из грунтовых условий и условий производства работ, но во всех случаях это расстояние должно быть не менее расстояний, принятых при подземной прокладке линейной части магистральных трубопроводов.

  Пересечение трубопроводов с рельсовыми путями электрифицированного транспорта под  стрелками и крестовинами, а также  в местах присоединения к рельсам  отсасывающих кабелей не допускается.

  Минимальное расстояние по горизонтали в свету  от подземного трубопровода в местах его перехода через железные дороги общей сети должно приниматься, м, до: 

Основные  технологические  схемы и организационно-технологическая  надежность строительства  переходов

    Основные технологические схемы  строительства переходов магистральных  трубопроводов через железные и автомобильные дороги определяются нормами проектирования этих переходов (СНиП 2.05.06-85*, п.п. 6.31 - 6.37), а также правилами производства и приемки работ (СНиП III-42-80*, п.п. 8.20 - 8.22).

    В отечественной и зарубежной практике строительства линейной части магистральных трубопроводов (ЛЧМГ) наибольшее распространение получили следующие основные технологические схемы сооружения этих переходов:

  - открытая (траншейная) прокладка в  защитных кожухах (под автомобильные  дороги);

  - закрытая (бестраншейная) прокладка  в защитных кожухах (под автомобильные  и железные дороги);

  - открытая (траншейная) прокладка без  защитного кожуха (под автомобильные  дороги низкой категории).

  Закрытая  прокладка трубопроводов на переходах в защитных кожухах (при диаметре трубопровода 1420 мм) допускается:

  - методом продавливания;

  - методом горизонтального бурения.

  Другие  методы (например, вибрационный, виброударный, последовательного расширения скважины и др.) в данном случае следует  считать неприемлемыми.

  Организационно-технологическая  надежность (ОТН) строительства перехода, прежде всего, определяются его конструктивным решением и принятой технологической  схемой его сооружения. Однако вне  зависимости от этих исходных условий  формирование ОТН должно осуществляться в обязательном порядке по четко  определенным этапам.

  Этап 1-й - экспертиза проектных решений (на стадии ТЭО строительства МГ).

  Этап 2-й - экспертиза тендерной документации (на стадии конкурентных торгов).

  Этап 3-й - проектирование собственно сооружения переходов (на стадии разработки проекта производства работ):

  - использование действующих общегосударственных  и ведомственных нормативных  и директивных документов - СНиП, ГОСТ, Р, СП, РДС, ТСН, СТП, СТО,  действующих до настоящего времени  ВСН, РД, ГОСТ, а также каталогов,  типовых технологических карт, технологических  регламентов и др.;

  - использование современных строительных  и специальных материалов, в том  числе труб, изоляционных и сварочных  материалов и др.;

  - учет природно-климатических условий  строительства переходов (грунтовых,  погодных и др.);

  - учет экологических факторов.

    Этап 4-й - изготовление и выполнение частей и элементов переходов - кожуха, рабочей трубы, изоляционного покрытия, манжет и др.

  Этап 5-й - транспортировка частей и элементов переходов к местам производства строительно-монтажных работ (сохранение заводского изоляционного покрытия труб - прежде всего, сохранение изоляционного покрытия кожуха и др.).

  Этап 6-й - производство строительно-монтажных работ (СМР):

  - выполнение принятых в ППР  технологических и организационных  методов выполнения СМР;

  - соответствие машин и технологической  оснастки принятой основной технологической  схеме производства СМР;

  - соответствие квалификации рабочих  категории сложности выполняемых  СМР;

  - ремонт или замена поврежденных  при транспортировке и в процессе  производства СМР частей и  элементов переходов;

  - соблюдение графика производства  СМР.

  Организация строительства  переходов

    Главной формой организации строительства ЛЧМТ, в том числе и переходов их через железные и автомобильные дороги (в дальнейшем переходов), является поточность производства всех видов СМР как по их комплексам, так и по отдельным видам работ.

    Основными задачами организации строительства переходов являются:

  - определение оптимального числа  специализированных бригад для  строительства переходов в пределах  сроков строительства всего МГ  при обязательном обеспечении  сплошности нитки трубопровода на всех участках работы отдельных комплексных трубопроводостроительных потоков (КТП), исходя из основополагающего принципа организации строительства ЛЧМТ;

  - разделения трассы трубопровода на отдельные (расчетные) участки и организации на каждом из них КТП;

  - установление оптимальной во  времени последовательности (очередности)  строительства всех переходов  вне привязки работы специализированных  бригад к границам отдельного  КТП;

  - определение объемов работы (производственной  загрузки) каждой специализированной  бригады (по числу сооружаемых  переходов) на весь срок строительства  МГ, исходя из необходимости предельно  возможного равенства этой загрузки  для всех специализированных  бригад.

    Предпосылками организации производства СМР на переходах являются следующие положения:

  - каждый переход рассматривается  как сосредоточенный строительный  объект, сокращение сроков строительства  которого за счет дополнительной  концентрации машин и рабочих  не представляется возможным,  так как число захваток на  объекте ограничено и постоянно;

  - специализация бригад по строительству  переходов должна соответствовать  конструкции переходов, протяженности  и принятой технологии их сооружения:

  а) - закрытым способом - методом горизонтального  бурения или - продавливания;

  б) - открытым способом с устройством  или без устройства объездов (за исключением переходов через  железные дороги);

  - до начала работ по строительству  переходов опережающим методом  (до начала работы КТП на  участке расположения этих переходов)  к каждому переходу должна  быть проложена временная дорога (если она отсутствует) для  доставки машин и технологической  оснастки, труб, материалов, рабочих  и др.

    Для решения указанных выше задач организации строительства переходов рекомендуется метод, получивший название графо-аналитический (использование метода на стадии разработки ППР).

  Суть  метода состоит в следующем.

    Все подлежащие сооружению переходы трубопровода через железные и автомобильные дороги группируются на сооружаемые:

  - открытым способом без кожуха;

  - открытым способом в кожухе;

  - методом продавливания;

  - методом горизонтального бурения.

    Для каждой из этих групп проводится следующая проектная работа.

    Места расположения переходов  наносятся на график «протяженность  трассы - время», где должны быть  указаны границы каждого КТП  и работа бригад по ликвидации  технологических разрывов также  в границах осуществления КТП  (рис.1).

Рис.1 Организация строительства переходов

    Для каждого перехода должно  быть определено время его  сооружения одним из следующих  способов:

  а) разработчик данного раздела  ППР использует собственный опыт строительства переходов;

  б) разработчик использует экспертов;

  в) разработчик ППР составляет на каждый переход технологическую карту  или производит «привязку» типовой  технологической карты к каждому  переходу (по схеме: область применения, технико-экономические показатели, организация и технология строительного  процесса, организация и методы труда, материально-технические ресурсы, техника  безопасности, экологическая безопасность).

    На упомянутый график, начиная  с перехода 1, наносятся схемы  работы специализированных бригад  с указанием времени работы  на каждом переходе, времени перебазировки  с предыдущего перехода на  следующий по трассе и с  обязательным выполнением условия  окончания производства СМР на  каждом переходе до подхода  к нему бригады по ликвидации  технологических разрывов (обеспечение  сплошности нитки трубопровода). Таким образом, определяются первоначальное число специализированных бригад и последовательность строительства ими переходов.

    При получении неудовлетворительных (неприемлемых) результатов (на рис.1 специализированные бригады явно неравномерно загружены: 1-я сооружает шесть переходов, 2-я - три, 3-я - два) производится корректировка графика. Для этого используются резерв времени от начала строительства трубопровода до начала работ бригад по ликвидации технологических разрывов (на рис.1 для строительства перехода 8) и опережающее строительство отдельных переходов (на рис. 1 переход 9).

  Корректировка графика позволяет, во-первых, сократить  число специализированных бригад (в  данном примере с трех до двух), во-вторых, обеспечить примерно одинаковую загрузку для оставшихся бригад (в примере - по шесть и пять переходов на бригаду).

  Дальнейшее  уточнение графика (он представляет «постановку на поток» отдельных  переходов) следует производить  по методу составления графика движения строительных и специальных строительных машин и оснастки («постановка  на поток» производства отдельных видов  работ; например, бульдозер, закончивший  работу по подготовке строительной площадки на переходе 1, должен немедленно перебазироваться для той же работы на переход 2 и  т.д.).

  Совмещение  графиков строительства переходов  различных групп (в данном случае сооружаемых методом горизонтального  бурения, методом продавливания  и открытым способом) в единый при  «постановке на поток» отдельных  видов работ при использовании  одних и тех же машин и оснастки для строительства переходов  различных групп представляет собой  более сложную организационную  задачу, удовлетворительное решение  которой в каждом случае является индивидуальным и может быть получено лишь при использовании ЭВМ.

Конструкции переходов магистральных  газопроводов 

    Переходы магистральных газопроводов под железными и автомобильными дорогами состоят из защитного кожуха, рабочего трубопровода (трубной плети), опор, манжет, отводной трубы и вытяжной свечи.

    При пересечении дорог газопроводы, как правило, укладываются в специальные защитные кожуха, состоящие из стальных труб или иногда в тоннеле. При пересечении автомобильных дорог без покрытий трубопровод прокладывается без защитного кожуха.

    Переходы магистральных газопроводов под железными и автомобильными дорогами должны прокладываться под любым углом к их оси.

    Строительство переходов под железными и автомобильными дорогами представляет комплекс специальных строительных и монтажных работ, который включает в себя:

  - изготовление узлов и деталей  перехода;

  - прокладку защитного кожуха;

  - монтаж, сварку, контроль сварки  и испытание трубной плети;

  - очистку, изоляцию, контроль изоляции  и оснастку трубной плети опорными  элементами;

  - размещение трубной плети в  кожухе;

  - монтаж манжет, отводной трубы  и вытяжной свечи.

    Длина участка перехода и защитного кожуха определяется исходя из категории дорог, ширины земляного полотна, высоты насыпи и крутизны откосов.

  Для газопровода Ямал-Европа длина перехода и защитного кожуха принимается  с учетом нормируемых СНиП 2.05.06-85* расстояний.

  Глубина заложения защитных кожухов нормируется  и СТН Ц-01-95. Для магистральных  газопроводов глубина заложения  защитного кожуха под железными  дорогами должна быть не менее 2 м от подошвы рельса, а при прокладке  газопровода методом продольного  или горизонтального бурения - не менее 3 м: в выемках и на нулевых  местах - от подошвы рельса, на насыпях - от подошвы насыпи.

  При этом, во всех случаях глубина заложения  от дна продольных водоотводов (лотков, кюветов, водоотводных канав, дренажей и т.п.) должна быть не менее 1,5 м. Все  расстояния даны до верхней образующей защитного кожуха.

  Минимальная глубина заложения верха рабочей  трубы газопровода на расстоянии 50 м в обе стороны от земляного  полотна должна быть не менее 2,5 м  от дневной поверхности.

  Расстояние  от искусственных сооружений (мостов, путепроводов, водопропускных труб и  т.п.) до места пересечения газопроводов всех классов с железной дорогой  должно быть не менее 150 м.

  Устройство  переходов газопроводов в теле насыпей  и прокладка их в отверстия  железнодорожных искусственных  сооружений категорически запрещаются.

  Глубина заложения защитных кожухов, прокладываемых под автомобильными дорогами всех категорий, должна быть не менее 1,4 м от бровки земляного полотна до верхней  образующей защитного кожуха, в выемках  и на нулевых отметках - не менее 0,4 м от дна кювета, водоотводных канав или дренажа.

    Выбор соответствующего метода для прокладки кожуха определяется классом и категорией дорог, интенсивностью движения транспорта, наличием подземных коммуникаций, геологическими и гидрогеологическими условиями.

Защитный  кожух

    Защитный кожух предназначен для защиты газопровода на переходах через железные и автомобильные дороги от воздействия внешних нагрузок, создаваемых движущимся транспортом, а также отвода газа от дороги в случае его утечки из трубопровода.

    Защитный кожух также позволяет при необходимости заменить или отремонтировать газопровод без нарушения движения железнодорожного или автомобильного транспорта.

    Основными параметрами защитного кожуха являются диаметр, длина и толщина стенки.

    Для изготовления защитного кожуха перехода газопровода используют, как правило, стальные трубы диаметром 1720 мм и длиной 6 - 12 м; толщина стенки 16 мм - при бестраншейном способе прокладки и 18 мм - при открытом методе.

    Наружная поверхность защитного кожуха покрывается изоляцией усиленного типа в заводских, базовых или трассовых условиях.

Трубная плеть

    Газопровод подземного перехода через автомобильную и железную дороги относится к участкам В и I категории магистрального газопровода.

    Для изготовления трубной плети перехода используют трубы с соответствующей этой категории утолщенной стенкой.

    Длина плети перехода и прилегающих участков указывается в проекте.

    Сваренная плеть перед нанесением на нее изоляции и размещением в кожухе подвергается контролю. Сварные кольцевые стыки трубной плети контролируются методами просвечивания рентгеновскими или гамма-лучами согласно .

  Испытание плети на прочность и герметичность  выполняют гидравлическим способом в соответствии с .

    После контроля стыков на наружной поверхности плети наносят изоляцию. Изоляция стыков выполняется термоусаживающимися манжетами.

    Для предохранения изоляции от механических повреждений ее покрывают оберточным рулонным материалом.

Опоры

  Опоры служат для размещения внутри защитного кожуха трубной плети.

  Опоры выполняют несколько функций. Они воспринимают нагрузку трубопровода и передают ее защитному кожуху. Служат скользящими элементами при протаскивании плети в кожухе, а при эксплуатации - диэлектрическим изолятором между газопроводом и кожухом.

  Количество опор и расстояния между ними определяются расчетом и указываются в рабочих чертежах.

  Опоры бывают роликовые и ползунковые.

  Роликовые опоры используют при прокладке плети в защитных кожухах большой длины.

Рис.2. Опорно-направляющее кольцо:

1 - кожух; 2 - неметаллический опорный элемент; 3 - болтовое соединение сегментов; 4 - сегмент опорного кольца

    Ползунковая опора (опорно-направляющее кольцо) состоит из сегментов, соединенных болтами, и опорных элементов (подушек), изготавливаемых из диэлектрических материалов (полиэтилен, полиуретан, текстолит и т.п.).

    Конструкция опорно-направляющего кольца приведена на рис. 3.1. Она состоит из неметаллических опорных элементов - 2, болтовых соединений сегментов - 3 и сегментов опорного кольца - 4.

  Опорно-направляющие кольца могут быть изготовлены полностью  из полимерных материалов (полиэтилен, полиуретан).