Способ укладки подводного трубопровода зависит от его диаметра, длины и глубины подводного перехода, периода года и ряда других факторов.
Для того чтобы труба правильно легла на дно подводной траншеи и могла выполнить функцию дюкера, она должна иметь отрицательную плавучесть как при погружении, так и во время эксплуатации. Отрицательную плавучесть трубопровода диаметром более 300 мм создают балластировкой, а во время монтажа трубы могут заполняться водой.
При сооружении подводных трубопроводов их монтаж, сварка стыков, изоляция и испытание выполняются чаще всего на береговой площадке и мало чем отличаются от аналогичных процессов при строительстве тепловых сетей в обычных условиях.
Укладка подводных трубопроводов на дно открытым способом осуществляется одним из следующих основных способов:
— протаскиванием трубопроводов по дну;
— свободным погружением;
— с плавучих средств;
— последовательным наращиванием;
— со льда.
Протаскивание трубопроводов по дну выполняют в следующей последовательности:
— монтаж трубопровода с нанесением изоляции, устройство футеровки, оснащение его балластными грузами и понтонами;
— устройство спусковой дорожки;
— укладка плети трубопровода на спусковую дорожку;
— устройство береговых опор и установка системы блоков для протаскивания трубопровода;
— прокладка по дну траншеи тягового троса;
— протаскивание трубопровода с помощью трактора или лебедки.
Схема протаскивания трубопровода дюкера по дну и детали устройства спусковых дорожек
а — схема протаскивания трубопровода;
б — роликовая дорожка для спуска трубопровода;
в — роликовая опора;
г — рельсовая дорожка;
д — тележка;
е — организация спусковой дорожки в виде канала с водой;
1 — поплавки;
2 — трубоукладчик;
3 — трубопровод;
4 — канат;
5 — стационарные роликовые опоры;
6 — трактор (тягач);
7 — приямок;
8 — узкоколейные тележки;
9 — основание;
10, 11 — опорный и направляющий ролики;
12 — рельсовый путь;
13 — отводной путь;
14 — якорь;
15 — сварочные посты;
16 — лебедки;
17 — трубы;
18 — стапели (через 5 м);
19 — сплавной канал;
20 — бульдозер,
21 — утяжеляющие грузы;
22 — плавучие опоры (понтоны);
23 — экскаватор;
24 — водолазная станция;
25 — перемычка;
26 — катер;
27 — насосный опрессовочный агрегат
На одном берегу (рис. е) устаивают строительную площадку, на которой располагают стапель и спусковую дорожку из роликовых опор (рис. б) или тележек, двигающихся по узкоколейному пути (рис. г). На стапели, длина которых соответствует длине подводной траншеи. Производят сварку звеньев труб в плеть, изоляцию стыков, футеровку, утяжеление и испытание трубопровода. На передний конец плети наваривают специальную конусообразную заглушку, являющуюся оголовком секции. К заглушке приварено кольцо из круглой стали, за которое цепляется крюк тягового троса. Тяговый трос протаскивают в створе дюкера через весь водоем и выводят на противоположный берег (рис. а) к системе блока, а трос трактора перебрасывают через блоки и укрепляют на жесткой опоре.
Подготовленную на стапеле плеть укладывают трубоукладчиками на тележки узкоколейного пути (или роликовые опоры) спусковой дорожки. Узкоколейный путь спусковой дорожки устроен так, что перед урезом воды он имеет поворот, и тележки, дошедшие до него, отходят в сторону (рис. г), а трубопровод при движении вперед ложится на головную опору.
При протаскивании плеть трубопровода ползет по дну подводной траншеи. Для облегчения протаскивания и уменьшения возможности порчи футеровки и навешенных утяжеляющих грузов отрицательную плавучесть на период укладки трубопровода снижают установкой понтонов до минимально необходимой (по расчету). Понтоны снимают после укладки трубопровода в проектное положение.
Вместо узкоколейного пути или роликовой дорожки можно использовать трубоукладчики, которые поднимают всю плеть над поверхностью земли. В процессе протаскивания трубоукладчики должны двигаться с той же скоростью, с которой трубопровод тянут с противоположного берега (не более 5 м/мин). Подошедший к урезу воды трубоукладчик отцепляют от трубопровода и отводят в сторону, а трубопровод через головную опору опускают в воду. Если скорость протаскивания будет меньше скорости трубоукладчиков, то из-за продольного изгиба может произойти отклонение трубопровода от заданного направления и его повреждение.
Работа по протаскиванию заканчивается тогда, когда противоположный конец плети будет вытянут из воды на проектную длину.
Укладка трубопроводов с плавучих средств используется, когда способы протаскивания и свободного погружения неприменимы. Спущенную на воду плеть буксируют к створу моторными лодками, катерами, пароходами, а на малых реках — тракторами и лебедками с берегов. На месте перехода плеть заводят в створ, выверяют, освобождают от поплавков и опускают на дно траншеи. Спуск трубопровода на дно траншеи производят с помощью плавучих кранов или опор путем стравливания тросов с лебедок. Трубопровод обычно начинают укладывать с опор, расположенных на участках наибольшей глубины. По мере опускания трубопровода вода на этих участках включают в работу соседние опоры с таким расчетом, чтобы радиус кривой его изгиба не превышал допустимого.
Укладка способом последовательного наращивания применяется при прокладке подводных трубопроводов через широкие водные преграды. Наращивание плети трубопровода производится в надводном или подводном положении. В первом случае плети наращивают на понтонах или специально оборудованных судах, служащих монтажной площадкой. В подводном положении наращивание осуществляется путем соединения секций, уложенных на дно, водолазами, чаще всего на фланцах.
Зимой со льда трубопроводы укладывают с помощью опор или свободным погружением. Для прокладки трубопроводов по створу трассы во льду дисковыми пилами прорезают сквозную прорубь (майну). Приготовленный трубопровод укладывают над майной на подкладки (лежни), проложенные поперек проруби. Затем устанавливают на льду опоры (козлы) с талями, с помощью которых его опускают на дно. При способе свободного погружения трубопровод, заполняя его водой, опускают на дно траншеи без применения опор и талей.
При открытом способе естественные препятствия преодолевают воздушными переходами. Они подразделяются на два основных типа:
— несущие, в которых трубопроводы укладываются на специальные устройства в виде мостов;
— самонесущие, где трубопровод используют как несущий элемент какой-либо конструктивной схемы (балочная — однопролетная и многопролетная; висячая вантовая; арочная; в виде провисающей нити).
