Открытый способ пересечения водной преграды

Конструкция подводного перехода и способы его сооружения во мно­гом определяются характером пересекаемой водной преграды. Переходы предпочтительно предусматривать из полиэтиленовых труб, укладыва­емых как открытым способом (в подводную траншею), так и закрытым способом наклонно-направленного бурения. В отдельных обоснованных случаях могут предусматриваться надводные переходы из стальных труб.

Подводные переходы прокладываются через реки, ручьи, пруды, а также через участки с вы­соким уровнем грунтовых вод (выше глубины прокладки газопровода), поскольку они также в большинстве случаев требуют установки балластирующих устройств, проведения связанных с этим расчетов ус­тойчивого положения газопровода и специальных мероприятий по спо­собам его прокладки.

Подводные переходы через водные преграды проектируют на ос­нове гидрологических, гидрогеологических и геодезических изысканий, проведенных не позднее, чем за два года до начала строительства. Створы перехода через реки необходимо выбирать на пле­совых участках пологих берегов, не подверженных эрозии. Створ пере­хода следует предусматривать, как правило, перпендикулярным дина­мической оси потока. При наличии на реке мостов расстояния между выступающими конструкциями моста и газопроводами следует назна­чать, пользуясь табл. 2.2.

При ширине пересекаемой водной преграды 75 м и более (длина оп­ределяется, исходя из горизонта высоких вод 2-процентной обеспеченности) и в некоторых других случаях нормативными документами рекомендуется прокладка двух нитокгазопровода. Диаметр каждой нитки газопроводаподбирается из условия обеспечения пропускной способности трубы по0,75 расчетного расхода газа.Это связано с требованием обеспечения большей надежности при эксплуатации газопровода и возможности осуществления ремонтных работ на одном из участков без необходимос­ти отключения потребителя от подачи газа. В то же время для полиэти­леновых газопроводов давлением до 0,6 МПа возможна прокладка одной нитки на этих участках в случаях, если предусмотрена закольцовка газоп­роводов, если потребители могут перейти на другой вид топлива на пе­риод ремонта подводного перехода или при строительстве использован метод наклонно-направленного бурения. Для газопроводов давлением свыше 0,6 МПа (трубы ПЭ100 SDR 9) вторую нитку газопровода можно рекомендовать предусматривать независимо от способа прокладки.

Расстояния между двумя нитками рекомендуется принимать равными не менее 30 м. На участках трассы, не подверженных размыву, возможна прокладка обеих ниток газопровода в одной траншее. При этом допускается прини­мать расстояние между нитками газопровода составляющим менее 30 м, но таким, чтобы при повреждении одного трубопровода не вышел из строя другой и было оставлено достаточное расстояние между ними для обеспече­ния устойчивости каждой отдельной нитки и удобства проведения ремон­тных работ на одной

Газопроводы на подводных переходах следует прокладывать с заглублением в дно пересекаемых водных преград.Отметка верха га­зопровода должна быть не менее чем на 0,5 м ниже уровня возможно­го размыва (разработки) дна с целью исключения обнажения труб и их повреждения от плавающих предметов. При этом запас глубины зало­жения газопровода должен компенсировать погрешности, возникаю­щие при определении предполагаемой величины размыва, которая во многом зависит от случайных факторов. Рекомендуется при­нимать запас не менее 0,1 м. На переходах через судоходные или сплав­ные реки отметка верха труб газопровода должна быть равной не менее 1,0 м от уровня возможного размыва дна.

Рекомендуется прокладка подводных газопроводов по кривой уп­ругого изгиба, так как это уменьшает объем земляных и сварочных ра­бот и не требует применения соединительных деталей длявыполнения крутоизогнутых поворотов.

Коэффициент запаса прочности труб, укладываемых в подводную траншею, должен составлять не менее 2,5 (ПЭ80) на переходах до 25 м (при ГВВ 2%-ной обеспеченности) и 2,8 в остальных случаях. При прокладке газопроводовдавлением до 0,6 МПа методом наклонно-направленного бурения во всех случаях могут применяться полиэтиленовые трубы с коэффициентом запаса прочности не менее 2,5.Для газопроводов давлением свыше 0,6 МПа возможно использование коэффициента запаса прочности С = 2,0 при условии прокладки второй нитки газопровода.

При проектировании подводных переходов выполняются расчеты на прочность и устойчивость газопроводов. Потеря устойчивого поло­жения - наиболее частая причина повреждения трубопроводов. Плот­ность полиэтилена составляет всего 0,95-0,96 г/см^3. Это означает, что полиэтиленовые трубопроводы, даже заполненные внутри водой, будут обладать положительной плавучестью. Неправильный расчет баллас­тировки или неправильное закрепление грузов на трубе приводят к всплытию участков газопроводов.

Способы балластировки (закрепления) газопровода принимают в зависимости от грунтовых и гидрологических условий. При укладке труб в открытую траншею предусматривают использование:

- утяжелителей из высокоплотных материалов (чугунных, железо­бетонных);

- утяжелите­лей в виде плотных оболочек из проч­ных негниющих полотен (мешки, контейнеры или конверты), за­полненных мине­ральным грунтом, песком или песчано-цементной сме­сью;

- минерально­го грунта в сочета­нии с эластичным синтетическим материалом (пок­рытием), укладываемых сверху на трубу и применяемых на участках с повышенным уровнем грунтовых вод;

- анкерных устройств, применяемых в основном на пересечениях через болота и на участках распространения вечномерзлых грунтов.

Аналогичные мероприятия проводят и при строительстве газоп­роводов в водонасыщенных грунтах. При отсутствии грунтовых вод в предполагаемый период строительства допускается не предусматривать установку балластирующих устройств, если пригрузка от грунта обес­печивает проектное положение газопровода при воздействии на него грунтовых вод, появляющихся после засыпки траншеи. Расчеты пока­зывают, что для труб диаметром до 225 мм и SDR 11, проложенных с заглублением не менее 1,0 м до верха трубы, устройства балластировки не требуется при выполнении тщательного уплотнения грунта засыпки.

Конструкцию утяжелителей следует применять такую, которая обеспечивает их устойчивое положение на газопроводе и препятствует осевому смещению при его монтаже и прокладке через водную преграду. Конструкции балластирующих устройств и способы производства работ должны оказывать на газопровод рассредоточенное и плавное воздействие во избежание появления недопустимой овализа­ции. При выборе средств для балластировки соблюдают требование, связанное с ограничением предельно допустимого значения овализации труб - не более 5 %.

Балластирующие мешки-контейнеры изготавливаются в условиях заготовительных мастерских или непосредственно на месте производства работ с контролем массы каждого мешка-контейнера. Для оболочки мешка-контейнера возможно использование стандартных техни­ческих мешков (например, по ГОСТ 30090-93 с размерами 46 х 80 или 74 х 112 см) из химических нитей или хлопчатобумажной пряжи. Сте­пень заполнения мешка не должна превышать 50 % его максимальной вместимости. После засыпки в мешок подготовленной цементно-песчаной смеси горловины мешков перевязывают.

В табл. 2.3 в качестве примера приведена величина балластиров­ки для некоторых наиболее ходовых типоразмеров труб при использо­вании в качестве утяжелителей мешков с цементно-песчаной смесью и ρ_w = 10,1 кН/м³. Конструкция утяжелителей и их монтаж должны исклю­чать возможность сброса утяжелителей при возможных подвижках тру­бопровода под действием выталкивающей силы воды.

Подводные траншеи под трубопровод разрабатываются землечер­пательными снарядами, землесосами, скреперными установками, экска­ваторами различных конструкций (работающих с плавучих средств или непосредственно с берегов пересекаемой преграды), гидро­мониторными установками (предназначенными для заглубления предва­рительно уложенных на дно трубопроводов) или взрывными способами. Разработка подводных траншей является наиболее сложной операцией с точки зрения затрат труда и времени по сравнению с другими технологи­ческими операциями по сооружению подводных переходов.