книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

При поперечном уклоне косогора 12—18° необходимо предусма­ тривать уступы для предотвращения сползания грунта по косо­ гору.

На косогорах с поперечным уклоном свыше 18° строительство по­ лок осуществляется только путем срезки грунта.

Во всех случаях насыпной грунт должен быть использован для устройства проезда на период производства строительно­ монтажных работ и последующей эксплуатации трубопровода при соблюдении следующего условия:

где ак — угол наклона косогора, град; фгР — угол внутреннего трения грунта насыпи, град;

пу— коэффициент запаса устойчивости насыпи против сполза­ ния, принимается 1,4.

На косогорах с поперечнымуклоном свыше 35°при прокладке тру­ бопроводов необходимо предусматривать устройство подпорных стен с контрфорсами.

Траншея для укладки трубопровода должна предусматри­ ваться в материковом грунте вблизи подошвы откоса на расстоя­ нии, обеспечивающем нормальную работу землеройных машин. Для отвода поверхностных вод у подошвы откоса необходимо строить кювет с продольным уклоном не менее 0,2%. Вэтом случае полке откоса придается уклон 2% в обе стороны от оси траншеи. При отсутствии кювета полка должна иметь уклон не менее 2% в сторону откоса.

При прокладке в горной местности двух параллельных ни­ ток трубопроводов и более следует предусматривать раздельные полки или укладку ниток на одной полке. Расстояние между осями газопроводов, укладываемых по полкам, определяется проектом.

При укладке на одной полке двух нефтепроводов и более или продуктопроводов расстояние между нитками может быть уменьшено при соответствующем обосновании до 3 м. При этом все трубопроводы должны быть отнесены ко II категории.

Допускается прокладка двух нефтепроводов (продуктопро­ водов) IV класса в одной траншее.

При прокладке трубопроводов по узким гребням водоразделов не­ обходимо предусматривать срезку грунта на ширине 8—12 м с обеспечением уклона 2% в одну или в обе стороны. При проклад­ ке вдоль трубопроводов кабельной линии связи ширина срезки грунта увеличивается до 15 м.

202

В особо стесненныхрайонах горнойместности допускается предусматривать прокладкутрубопроводов вспециально построенных тоннелях. Вентиляция тоннелей, как правило, предусматривается естественным способом. Искусственная вентиляция тоннелей обычно выпускается при осложненных условиях проветривания тоннеля. Вариант вентилирования тоннеля определяется технико­ экономическим расчетом.

5.4.3. Прокладка трубопроводов врайонах шахтныхразработок

Проектирование трубопроводов, предназначенных для строительства на территориях, где проводится или планируется проведение горных выработок, осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.01.09—91 и требованиями, которые будут изложены ниже.

При прокладке трубопроводов в местах шахтных разработок и горных выработок возможно воздействие деформации земной поверхности на их конструкции. Это должно учитываться при проектировании трубопроводов. Прокладкутрубопроводовдопу­ скается проводить влюбых горно-геологических условиях, имею­ щих место на подрабатываемых территориях. Но при этом трасса трубопроводов на подрабатываемых территориях должна быть увязана с планами производства горных работ и прокладываться преимущественно по территориям, на которых уже закончились процессы деформации поверхности, атакже потерриториям, под­ работка которых намечается на более позднее время.

Пересечение шахтных полей трубопроводами рекомендуется предусматривать на пологих падающих пластах и поперек узкой части пласта, а на крутопадающих пластах — по направлению распространения (простирания) пласта.

Конструктивные решения по защите подземных трубо­ проводов от воздействия горных выработок определяются по результатам расчета трубопроводов на прочность. Суть этих ре­ шений заключается в увеличении компенсирующей способности трубопроводов в продольном направлении. Осуществляются они за счет применения компенсаторов, которые устанавлива­ ются в специальных нишах, предохраняющих их от защемления грунтом.

На участках пересечения трубопровода с местами тектони­ ческих нарушений, у границ шахтного поля или границ остав­ ляемых целиков, у которых по условиям ведения горных работ ожидается прекращение всех выработок, необходимо устанавли­ вать компенсаторы.

203

В случаях невозможности выполнения указанных требо­ ваний применяется надземная прокладка трубопроводов. Над­ земная прокладка выполняется также на участках трассы, где возможно образование на земной поверхности провалов, на пере­ ходах через железные и автомобильные дороги, проложенные в выемках.

5.4.4. Прокладка трубопроводов в сейсмическихрайонах

Прокладку магистральных трубопроводов в регионах с сейс­ мичностью (выше шести баллов для надземных и свыше восьми балловдля подземных) необходимо производить с учетом сейсми­ ческих воздействий и выполнением мероприятий по обеспечению сейсмостойкости трубопроводов.

Сейсмостойкость трубопроводов обеспечивается:

—выбором трассы и площадок под НПС с благоприятными сейсмическими изысканиями;

—применением рациональных конструктивных решений и антисейсмических мероприятий;

—дополнительным запасом прочности и устойчивости тру­ бопровода.

При выборе трассы трубопровода в сейсмических районах необходимо обходить участки:

—сейсмичность которых превышает девять баллов;

—горных выработок и активных тектонических разломов;

—на косогорах и с неустойчивыми, просадочными грунтами. Прокладка трубопроводов в перечисленных условиях может

быть осуществлена в случае особой необходимости. При этом в проектедолжны быть предусмотрены дополнительные мероприя­ тия, обеспечивающие надежность трубопровода, как-то:

—при пересечении трубопроводом участков трассы с грун­ тами, резко отличающимися друг от друга сейсмическими свой­ ствами, необходимо предусматривать возможность свободного перемещения и деформирования трубопровода;

—присоединение трубопроводов к оборудованию должно выполняться с применением демпферов или заменяющими их устройствами (криволинейными вставками, универсальными компенсаторами и т.д.);

—все монтажные сварные соединения трубопроводов долж­ ны подвергаться радиографическому контролю вне зависимости от категории трубопровода;

—вводы трубопроводов в здания (в компрессорные, насо­ сные и т. д.) должны осуществляться через специальные проемы,

204

размеры которых должны превышать диаметр трубопровода не менее чем на 200 мм, и другие мероприятия.

На участках пересечения трассой трубопровода активных тектонических разломов необходимо применять надземную про­ кладку по опорам. Конструкции опор должны обеспечивать воз­ можность перемещений трубопроводов, возникающих во время землетрясения, а для гашения колебаний трубопроводов необхо­ димо устанавливать в каждом пролете демпферы или универсаль­ ные компенсаторы, позволяющих компенсировать перемещения трубопровода при температурных перепадах.

На наиболее опасных участках трассы необходимо предусма­ тривать систему контроля, сигнализации и аварийного отключе­ ния опасных участков трубопровода.

Для трубопроводов диаметром свыше 1000 мм, а также в районах переходовтрубопроводов через реки идругие препятствия необходимо предусматривать установку сейсмометрических стан­ ций для записи колебаний трубопровода и грунтового массива при землетрясениях.

При подземной прокладке трубопровода грунтовое основание трубопровода должно быть уплотнено.

5.4.5. Прокладка трубопроводов в вечномерзлых грунтах

При прокладке магистральных трубопроводов врайонах веч­ ной мерзлоты для трассы трубопровода должны выбираться наи­ более благоприятные в мерзлотном и инженерно-геологическом отношении участки местности. Прокладка трубопроводов в этих районах возможна как подземным, так и наземным способом. Основная опасность заключается в том, что могут изменяться прочностные свойства мерзлотных грунтов, что может привести к просадке трубопровода, увеличению напряжений вметалле труб и к их разрушению. Поэтому при строительстве трубопроводов используется принцип использования и сохранения вечномерз­ лых грунтов.

Сохранение несущей способности вечномерзлых грунтов за­ висит от способа прокладки трубопровода, от его температурного режима, инженерно-геологических условий. При выборе трассы и прокладке трубопровода на вечномерзлых грунтах необходимо выполнять следующие требования:

• Выбор трассы для трубопровода и площадок для его объ­ ектов должен выполняться на основе:

экономических расчетов и мерзлотных инженерно-геоло­ гических карт и карт ландшафтного районирования;

205

прогнозной карты восстановления растительного покрова; карт относительной осадки грунтов при оттаивании; оценки благоприятности освоения территории.

•Температура продукта при прокладке трубопровода должна приниматься в зависимости от способа прокладки и физических

ипрочностных свойств вечномерзлых грунтов.

•На участках с просадочными грунтами должны предусма­ триваться мероприятия, снижающие тепловое воздействие тру­ бопровода на грунты и обеспечивающие восстановление вечной мерзлоты в зимний период.

•Регулирование процесса воздействия температуры нефте­ провода или газопровода на вечномерзлые и талые грунты должно производиться путем охлаждения нефти или газа в соответствии с теплотехническим расчетом.

Глубина прокладки подземного трубопровода принимается с условием обеспечения надежной беспросадочной работы трубо­ провода и требований охраны окружающей среды.

Высоту прокладки надземного трубопровода от поверхности земли необходимо принимать в зависимости от рельефа местно­ сти, грунтовых условий и теплового воздействия трубопровода. Обычно принимается не менее 0,5 м. На участках, где происходит компенсация деформаций за счет перемещения трубы поперек оси, трубопровод прокладывается выше максимального уровня снегового покрова не менее 0,1 м.

5. 4. 6. Прокладка переходов трубопроводов через водные преграды

К естественным и искусственным водным преградам отно­ сятся реки, водохранилища, озера, пруды, протоки, болота и ка­ налы. Подводные переходы трубопроводов через водные преграды еще называются дюкерами. Прокладка водных переходов должна осуществляться в соответствии с требованиями ВСН 010—88, основные положения которого указаны ниже.

Границами длины подводного перехода трубопровода считается участок, ограниченный запорной арматурой, установленной на берегах с учетом наивысшего горизонта паводковых вод 10 %-ной обеспеченности. При ширине водных преград при меженном го­ ризонте 75 м и более в местах пересечения водных преград тру­ бопроводом необходимо предусматривать прокладку резервной нитки. Диаметр резервной нитки определяется проектом и, как правило, принимается равным основной.

206

Место водного перехода при проектировании согласовывают с бассейновыми управлениями речного флота, местными органа­ ми по регулированию использования и охране вод, охраны рыбных запасов и другими заинтересованными организациями.

Подводные переходы проектируются и строятся на основании данных изысканий (гидрологических, инженерно-геологических

итопографических) и с учетом:

—условий работы существующих и проектируемых гидро­ технических сооружений;

—опыта их эксплуатации в районе строительства ранее по­ строенных переходов;

—возможных дноуглубительных работ в реке или водоеме;

—требований по охране рыбных ресурсов и других конкрет­ ных условий.

Переходы нефтепроводов и продуктопроводов через реки и каналы рекомендуется предусматривать ниже по течению от на­ селенных пунктов, мест массового обитания рыбонерестилищ.

При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается располагать переходы нефтепроводов и продукто­ проводов через реки и каналы выше по течению от указанных объектов на расстояниях, предусмотренных СНиП, и с условием проведения дополнительных мероприятий, обеспечивающих на­ дежность работы подводных переходов

Рекомендуется створы переходов через реки выбирать пер­ пендикулярно оси водного потока на прямолинейных устойчивых участках с пологими не размываемыми берегами при минималь­ ной ширине заливаемой поймы. Устройство переходов на пере­ катах не допускается.

Обычно рассматривается несколько вариантов водного пере­ хода и принимается вариант оптимального положения створа и профиля перехода. Критериями выбора варианта являются эконо­ мические затраты, надежность работы трубопровода и соблюдение требований охраны природы.

Прокладка подводныхпереходов должна проводиться с заглублени­ ем, то есть с разработкой траншей в дне реки или водоема. Вели­ чина заглубления принимается с учетом возможных деформаций русла и дноуглубительных работ в целях судоходства.

Проектная отметка верхазабалластированного трубопровода при прокладке подводных переходов должна назначаться на 0,5 м ниже прогнозируемого предельного профиля размыва руслареки. За основу прогнозирования принимаются данные изыскательских работ и возможные прогнозы изменения русла в течение 25 лет после окончания строительства перехода.

207

При пересечении водных преград, дно которых сложено из скальных пород, заглубление трубопровода принимается не менее 0,5 м, считая от верха балласта трубопровода до дна водоема.

При параллельной прокладке водных переходов расстояние между нитками трубопроводов принимаются исходя из инженерно­ геологических и гидрологических условий, а также из условий производства работ по устройству подводных траншей, возможно­ сти укладки вних трубопроводов и сохранности трубопровода при аварии. Минимальные расстояния между осями газопроводов, заглубляемых в дно водоема с зеркалом воды в межень шириной свыше 25 м, должны быть:

—не менее 30 м для газопроводов диаметром до 1000 мм включительно;

—50 м для газопроводов диаметром свыше 1000 мм.

На многониточном переходе нефтепровода и продуктопровода, на котором предусмотрена одновременная прокладка не­ скольких основных трубопроводов (основных ниток) и одного резервного (резервной нитки), допускается прокладка основных ниток трубопроводов водной траншее. Минимальные расстояния между параллельными трубопроводами, прокладываемыми на пойменных участках подводного перехода, принимаются такими же, как для линейной части магистрального трубопровода.

Ширина подводныхтраншей принимается в каждом конкретном случае с учетом следующих факторов:

—режима водной преграды; необходимости водолазного обследования трассы перехода; методов разработки траншеи;

—способа проведения водолазных работ рядом с уложенным трубопроводом;

—способа укладки и условиями прокладки кабелей систем связи, контроля и управления режимом работы данного трубо­ провода.

Расчет траншей подводных переходов трубопроводов приво­ дится в разделе 10 учебника.

Всплытие трубопроводов. Если результаты расчета подтверж­ дают возможность всплытия трубопровода, то необходимо пред­ усматривать:

—на русловом участке перехода — сплошные (бетонные) по­ крытия или специальные грузы (балласт), конструкция которых должна обеспечить надежность их крепления к трубопроводу;

—на пойменных участках—одиночные грузы или закрепле­ ние трубопроводов в грунте анкерными устройствами.

Подводные переходы через реки и каналы шириной 50 м и менее допускается прокладывать с учетом продольной жесткости

2 0 8

труб, но при этом необходимо обеспечить закрепление перехода против всплытия на береговых неразмываемых участках.

При проектировании подводных переходов, прокладывае­ мых на глубине свыше 20 м из труб диаметром 1000 мм и более, необходимо производить проверку устойчивости поперечного сечения трубы на воздействие гидростатического давления воды на изгиб трубопровода.

Профиль трассы трубопровода принимается с учетом таких факторов, как допустимый радиус изгиба трубопровода, рельеф русла реки, возможный размыв берегов, геологическое строение дна и берегов, необходимость утяжеления (балластирования) тру­ бопровода и способ его и другие факторы.

Запорная арматура на подводных переходах трубопроводов размещается на обоих берегах на отметках не ниже отметок верх­ него горизонта воды (ГВВ) с 1,0%-ной обеспеченностью и выше отметок ледохода. На берегах горных рек запорная арматура раз­ мещается на отметках не ниже отметок ГВВ 2 %-ной обеспечен­ ности.

Укрепление берегов. При строительстве трубопровода должны выполняться мероприятия по укреплению берегов в местах про­ кладки подводного перехода. Для предотвращения стока воды вдоль трубопровода необходимо предусматривать строительство водоотводных канав или глиняных перемычек, струенаправляю­ щих дамб и т.д.

Опознавательные знаки. На обоих берегах судоходных и ле­ сосплавных рек и каналов при пересечении их трубопроводами должны предусматриваться сигнальные знаки согласно «Прави­ лам плавания по внутренним судоходным путям РФ» и «Правилам охраны магистральных трубопроводов».

5.4.7. Прокладка трубопроводов на заболоченных участках

На болотах и заболоченных участках рекомендуется преду­ сматривать подземную прокладкутрубопроводов, прямолинейно с минимальным числом поворотов.

Укладку трубопроводов при переходе через болота, в за­ висимости от мощности их торфяного слоя и водного режима, рекомендуется предусматривать непосредственно в торфяном слое или на минеральном основании. При подземной прокладке трубопроводов через болота II и III типов длиной свыше 500 м должна предусматриваться прокладка резервной нитки.

Допускается в исключительных случаях укладка трубопро­ водов по поверхности болота в теле насыпи или на опорах (над­ земная прокладка).

209

При прокладке трубопровода в насыпи должна быть обе­ спечена повышенная прочность и надежность трубопровода. То естьустойчивость в продольном направлении и против всплытия. Очень важно при этом соблюдать равномерную передачу нагрузки на поверхность торфа путем устройства выстилки из мелколесья. Выстилка должна покрываться слоем местного или привозно­ го грунта толщиной не менее 25 см, по которому укладывается трубопровод.

Размеры насыпи принимаются в размерах:

—толщина слоя грунта над трубопроводом не менее 0,8 м (с учетом уплотнения грунта в результате осадки);

—ширина насыпи по верху равной 1,5 диаметра трубопро­ вода, но не менее 1,5 м;

—откосы насыпи с уклоном не менее 1:1,25.

Вслучае использования для устройства насыпи торфа со сте­ пенью разложения органического вещества менее 30% необходимо предусматривать защитную минеральную обсыпку поверх торфа толщиной 20 см.

При проектировании и строительстве насыпи должно быть предусмотрено устройство водопропускных сооружений.

Участки трубопроводов, прокладываемые в подводной траншее, должны быть рассчитаны против всплытия. Для обе­ спечения устойчивости положения необходимо предусматривать специальные устройства для балластировки (утяжеляющие по­ крытия, балластирующие устройства с использованием грунта, анкера и др.).

При закреплении трубопровода анкерными устройствами должна быть обеспечена надежность закрепления. Лопасть анкера не должна находиться в слое торфа, лёсса, пылеватого песка или других подобных грунтов, которые не в состоянии обеспечить надежное закрепление анкера.

5.4.8. Прокладка трубопроводов в местах пересечения дорог

Переходы трубопроводов через железные и автомобильные дороги в соответствии с требованиями ВСН-51-1—97 необходимо предусматривать в местах прохождения дорог по насыпям или в местах с нулевыми отметками.

Пересечение трубопровода с железными и автомобильными дорогамидолжно быть перпендикулярным. Прокладка трубопро­ вода через тело насыпи не допускается.

Участки трубопроводов, прокладываемых на переходах че­ рез железные и автомобильные дороги всех категорий, должны

210

предусматриваться в защитном футляре (кожухе, патроне). Фут­ ляры должны выполняться из стальных труб или в виде тоннеля, диаметр которых должен быть больше наружного диаметра тру­ бопровода не менее чем на 200 мм.

Концы футляра должны выводиться на расстояние:

а) при прокладке трубопровода через железные дороги:

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

—от крайнего водоотводного сооружения земляного полот­ на (кювета, нагорной канавы, резерва) не менее 3 м;

б) при прокладке трубопровода через автомобильные до­ роги — от бровки земляного полотна на 25 м, но не менее 2 м от подошвы насыпи.

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

Прокладка кабеля связи трубопровода на участках его пере­ хода через железные и автомобильные дороги должна произво­ диться в защитном футляре или отдельно в трубах.

На подземных переходах газопроводов через железные и ав­ томобильные дороги концы защитных футляров должны иметь уплотнения из диэлектрического материала.

На одном из концов футляра или тоннеля необходимо пред­ усматривать вытяжную свечу на расстоянии по горизонтали не менее:

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

—от оси крайнего пути промышленных железных дорог................................................... 25 м

—от подошвы земляного полотна

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 дополнительно 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 допол­

211