книги / Транспортировка нефти, нефтепродуктов и газа

Обычно экскаваторы для удобства работают колоннами по три и более машины с интервалом друг от друга 0,5-1,0 км. Для ориентации вработе водителей экскаваторов по трассе устанавли­ ваются временные вешки. На кривых участках на вешки крепятся флажки. Среднемесячная норма экскаваторной колонны из трех машин составляет примерно 30—35 км траншеи.

Примерырасчета объемов земляныхработ

П ример. Определение объема земляных работ при рытье траншеи одноковшовым экскаватором.

И сходны е данны е: Диаметр трубопровода — 1220 мм; длина траншеи — 2 км; условия прохождения трассы — нормальные; грунт — супесь.

Расчет.

1. Подиаметрутрубопровода определяем основные геометрические параметры траншеи:

— ширину траншеи по дну

С= 1,5 D= 1,5 *1,22= 1,83 м

— глубину траншеи

H=D+h= 1,22+ 1,0= 2,22 м

2.Так как по условию расчета грунт — супесь, которая относится

кслабым грунтам, разработку траншеи выполняем одноковшовым экс­ каватором с обратной лопатой. Профиль траншеи будет иметь вид:

232

Крутизна откосов будет составлять как 1:0,67 (см. теоретические сведения) при глубине траншеи 2,22 м.

5=2,22-0,67= 1,487 м

3.По размерам определяем площадь траншеи:

S=[(A +С)/2] Н= [(1,487 + 1,487+ 1,83) + 1,83]2,22 = 7,36 м2

4.Определяем объем грунта при разработке траншеи:

V = S - L - K р.

Коэффициент рыхления грунта принимаем из табл. 6.8 кр = 1,17. Длина трубопровода 2,0 км. Площадь траншеи — 7,36 м2 Рассчитываем объём земляных работ:

V=S- L -KP= 7,36 • 2000 *1,17= 17222,5 м3

Вывод: Для разработки траншеи под трубопровод диаметром 1220мм идлиной 2,0 км в супесчаных грунтаходноковшовым экскавато­ ром с обратной лопатой объём земляных работ составит 17 222,5 м3.

П ример. Определение объема земляных работ при рытьетраншеи роторным экскаватором.

И сходны е данны е: Диаметр трубопровода — 1220 мм; длина траншеи — 2 км; условия прохождения трассы — нормальные; грунт — суглинок. Разработка траншеи роторным экскаватором ЭТР 254.

Расчет.

1. Подиаметрутрубопровода определяем основные геометрические параметры траншеи:

— ширину траншеи по дну

С—1,5 • D—1,5 • 1,22= 1,83 м

— глубину траншеи

#= D+h= 1,22+ 1,0= 2,22 м.

2.Так как по условию задачи грунт — суглинок и разработка тран­ шеи выполняется роторным экскаватором ЭТР 254, профиль траншеи будет:

3. Профиль траншеи рассчитываем исходя из характеристики экс­ каватора: ширинытраншеипогабаритамротораС= 1,8м, началооткосов траншеи от дна т = 0,5 м; величина откосов 1:0,27. (см. табл. 9.6 и 9.7). Рассчитываем площадь поперечного сечения траншеи.

233

S = C H + (Я - m)b=1,8- 2,22 + (2,22 - 0,5)0,27=4,46 м2

4. Потабл. 6.8 определяем коэффициент разрыхления для суглинка кр= 1,32. Длина трубопровода 2км. Площадь траншеи — 4,46 м2. Рассчи­ тываем объём земляных работ:

V=S-L'kp —4,46 • 2000 • 1,32 = 11 744,5 м3

Вывод: Для разработки траншеи под трубопровод диаметром 1220 мм длиной 2,0 км в суглинках роторным экскаватором ЭТР-254 объём земляных работ составит 11744,5 м3.

Контрольные вопросы для проверки знаний

1.Требования к устройству траншей при прокладке со спокой­ ным рельефом местности.

2.Требования к устройству траншей при прокладке с пересе­ ченным рельефом местности.

3.Требования к устройству траншей при прокладке вскальных

грунтах.

4.Требования к устройству траншей при прокладке в заболо­ ченных местах.

5.Виды поперечного сечения траншей и требования к опреде­ лению их размеров.

6.Требования, предъявляемые к засыпке траншей.

7.Область применения канавокопателей на автомобильном

шасси.

8.Область применения многоковшовых экскаваторов.

9.Область применения одноковшовых экскаваторов.

10.Область применения экскаваторов-драглайнов.

6.5. Монтажные работы при строительстве магистрального трубопровода

Строительство трубопровода, как было сказано выше, про­ водится поэтапно, часть этапов совмещается и проводится парал­ лельно. Обычно применяется следующий порядок производства монтажных работ:

—в цеховыхусловиях в период подготовки трассы трубопро­ вода сваривают трубы в звенья (по 2—3 трубы);

—в цеховых условиях заблаговременно изготавливают фа­ сонные заготовки линейной части трубопровода — повороты, тройники, узлы врезок арматуры, свечи и другие изделия;

—звенья трубопровода вывозят на трассу на автомобилях-

234

трубовозах и раскладывают трубоукладчиками на подкладках (лежках) на бровке траншеи;

—из звеньев трубопровода сваривают на бровке траншеи плети длиной от 1,5 до 2,0 км;

—после сварки плетей проводят контроль качества сварных

швов;

—очищают трубы от ржавчины с помощью очистительных

машин;

—наносят на трубопровод изоляцию от коррозии — битум­ ную или из липкой пленки из ПВХ (или другого вида);

—опускают сваренные и изолированные плетитрубопровода

втраншею с помощью трубоукладчиков;

—засыпают трубопровод участками бульдозерами и экс­ каваторами;

—проводят продувку трубопроводов воздухом и очистку внутренней поверхности от ржавчины, песка и других предметов путем пропуска ершей;

—проводят испытание участков трубопровода на плотность и прочность;

—проводят стыковку «захлестов» трубопровода с дюкерами и различными переходами через дороги, овраги, тоннели и т.д.

При укладке трубопровода в траншею должно соблюдаться и контролироваться:

—качество постели в траншеи;

—соблюдаться требования метода укладки трубопровода;

—учитываться температура окружающего воздуха;

—соблюдаться требования засыпки трубопровода.

Укладка труб в траншею должна проводиться в день окон­ чания изоляционных работ, в крайнем случае — на следующий день. При несоблюдении этого требования за счеттемпературных изменений изоляция может отслоиться от трубопровода.

Летом трубопровод укладывается в траншею при минималь­ ной температуре в течение суток. В холодное время — при макси­ мальной температуре суток.

Для сохранения изоляции и предупреждения нарушения ее целостности укладку труб выполняют трубоукладчиками с при­ менением специальных «мягких» захватов — «полотенцев», изго­ тавливаемых из широких стальных полос или брезента. При при­ менении захватов, изготовленных из листовой стали, обязательно должны применятся прокладки из резины или прорезиненного хлопчатобумажного полотна.

Число трубоукладчиков, одновременно участвующих в укладке трубопровода, определяется проектом производства работ

235

и зависит от рельефа грунта и диаметра трубопровода. Обычно трубопровод укладывается одновременно тремя трубоукладчика­ ми с захватами в трех точках. Опускание должно быть плавным, без рывков и перекосов.

Засыпка траншеи выполняется сразу же после укладки труб

вдва этапа:

—сначала трубопровод присыпается грунтом по бокам и по­

верху трубы на высоту примерно 20—25 см;

— затем бульдозером траншея засыпается полностью мест­ ным грунтом с образованием валика над траншеей.

Краткие сведения о строительной технике, применяемой при строительстве магистральных трубопроводов

Трубоукладчики. В настоящее время в Российской Федера­ ции производство трубоукладчиков в основном сосредоточено на двух тракторных заводах — ОАО «Промтрактор» (бывш. Че­ боксарский завод промышленных тракторов) и ОАО «Челябин­ ский тракторный завод — Уралтрак», которые выпускают шесть моделей трубоукладчиков номинальной грузоподъемностью от 12 до 50 т. Трубоукладчики грузоподъемностью 6,3 т по отдельным заказам выпускает ОАО «Газстроймаш».

Трубоукладчики классифицируются по номинальной гру­ зоподъемности, под которой понимается допустимая нагрузка на крюке трубоукладчика при работе с единичными грузами. ГОСТ 15150предусматривает пять типоразмеров трубоукладчиков номинальной грузоподъемностью 6,3; 12,5; 20; 32 и 50 т.

За последние годы в зарубежной практике производства тру­ боукладчиков определились четыре ведущие фирмы — Caterpillar, Komatsu, Dressta и Liebherr.

Фирма Caterpillar выпускает четыре модели гусеничных тру­ боукладчиков номинальной грузоподъемностью от 9 до 50,8 т, мощностью от 82 до 313 кВт.

Фирма Komatsu производит три модели гусеничных трубо­ укладчиков номинальной грузоподъемностью от 20 до 45 т, мощ­ ностью от 168 до 269 кВт.

Фирма Dressta выпускает три модели трубоукладчиков но­ минальной грузоподъемностью от 16до 48,8 т, мощностью от 130 до 238 кВт.

Компания Liebherr производит четыре модели трубоукладчи­ ков номинальной грузоподъемностью от 10,3 до 44 т, мощностью от 97 до 243 кВт.

Ниже приводится характеристика отечественного трубоу­ кладчика ТБ-4, котопрый широко применяется при строительстве магистральных трубопроводов (табл. 6.9)

236

Бульдозеры. Бульдозеры выпускаются трех категорий — легкой, средней и тяжелой.

Общие требования, принятые для всех бульдозеров, занятых в промышленности, подразумевают наличие кабины с защитой ROPS и системы микроклимата, хотя в ряде случаев допускается использование моделей без кабины (экстремальные условия ра­ боты, где водитель будет подвергаться опасности, находясь в за­ крытой кабине, — Арктика, тундра, горные районы и т. п.)

Обозначения в маркировке бульдозеров, отвалов в таблице: S — прямой (тяжелые материалы); U— универсальный с больши­ ми уширительными косынками (с перекосом, что улучшает спо­ собность к рытью траншей и вскрышным работам, может также быть использован для рекультивации земель); SU— полууниверсальный с короткими боковыми косынками (при наличии буфер­ ной плиты эффективен для толкания скреперов на погрузке); Л —

237

поворотный, идентичный по форме S-отвалам (для скальных и тяжелых работ); Р —с изменяемым под нагрузкой углом перекоса, VP (VPAT-отвал) — с регулируемыми высотой подъема, опу­ скания, углом поворота и перекоса; RC — рекультивационный универсальный; ИС—для угольной щепы; CL — угольный; HU— мощный универсальный; LF— мусорный для захоронения отхо­ дов, с увеличенным объемом «чаши»; TW — отвал для работы в двух направлениях—толкание/волочение (очистка трюмов судов); CU—буферный с амортизацией для тол кания скреперов (для про­ филирования толкания скреперов на погрузке); СРВ—толкающий блок с амортизацией для толкания скреперов (для профилиро­ вания толкания скреперов на погрузке); СВ — угольный бульдо­ зерный; VR — с изменяемым радиусом. Кроме этого применяют отвалы: CD — нагружаемый отвал с «ковшовой» формой (липкие материалы); VR— с изменяемым радиусом (рекультивационные и планировочные работы); V— вальщик деревьев, корчеватель пней; K/G — кусторез для расчистки территорий; «грабли» — для рас­ чистки территории.

Легкая категория. Базой для бульдозеров легкой серии дли­ тельное время служили сельскохозяйственные тракторы. В на­ стоящее время бульдозеры выпускаются на базе гусеничных тракторов промышленного назначения. В первых машинах ис­ пользовались механические коробки передач (КП), но к концу 1970-х большое распространение получили гидромеханические, а позже и гидростатические трансмиссии. Привод бульдозерного отвала также гидрофицирован. Окончательное разделение с сель­ скохозяйственными тракторами сформировалось в начале 1990-х, когдатолкающий брус с поворотным отвалом начали монтировать не на раме гусеничной тележки, а на раме трактора, место крепле­ ния для сельскохозяйственной навески усилили для установки трехили пятизубого рыхлителя, а подвеска ходовой системы стала полужесткой, с поперечной качающейся балкой.

За рубежом промышленные бульдозеры легкого класса выпу­ скают компании Case, Caterpillar, Daewoo, Dressta, FIAT-KOBELCO (ранее FIAT-Hitachi и FIAT-ALL1S), HSW, Hyundai, Hitachi, HSW, John Deere, Komatsu, Shantui, XCMG и Walbon.

Средняякатегория. Ксредней категории отнесены бульдозернорыхлительные агрегаты рабочей массой от 10до 30т и мощностью в диапазоне 100...300 л. с., и эта группа тракторов остается самой востребованной. Средние бульдозеры предназначены для вы­ полнения широкого комплекса земляных работ на грунтах 1...IV категорий, в том числе на грунтах сезонного промерзания, тре­ щиноватых и скальных породах.

238

В отечественном тракторостроении основными производи­ тсяями промышленных бульдозеров средней категории являются ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» и ОАО «Промтрактор». Их машины при раз­ личной комплектации рассчитаны на эксплуатацию в условиях холодного, умеренного и тропического климата.

ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» в средней категории бульдозеров вы­ пускает две базовые модели классов 10 и 15. Сейчас бульдозеры ЧТЗ остаются самыми популярными на рынке СНГ благодаря не только своей многофункциональности и универсальности, но и числу модификаций (болотоходные тракторы, для лесной про­ мышленности, погрузчики, трубоукладчики).

На базе тракторов выпускают бульдозеры Очерский (ДЗ-182.1), Октябрьский (ДЗ-182, ДЗ-182.2) и Уральский заводы (УРБ-170). До недавнего времени навесное оборудование ДЗ-171.1 выпускал ЧЗК (ныне ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины»). На тракторах ЧТЗ применяют дизели Д-160 и Д-180, укомплектованные механической или гидромеханической короб­ кой передач (КП). Не менее популярным в России также являет­ ся чебоксарское ОАО «Промтрактор» (бывший ЧЗПТ), которое выпускает бульдозеры тяговых классов 11, 15 и 20 и стремится вывести на рынок серию машин нового поколения под маркой «Четра». ЗАО «ЧСДМ», помимо бульдозерного оборудования, для ЧТЗ выпускало бульдозерно-рыхлительный агрегат ДЗ-240 тягового класса 10. Недавно появился совершенно новый агрегат ТС-10, который, как и предшественник, оснащен 180-сильным дизелем ЯМЗ-236М2-4.

За рубежом бульдозеры средней категории выпускают более 20 производителей. Бессменные лидеры на этом рынке — широко известные в России Caterpillar и Komatsu, которые имеют свои за­ воды в Японии, Индии, США, Южной Америке и Европе. Поми­ мо этих производителей на рынке СНГ представлены бульдозеры Case, Liebherr и Dressta (в том числе в лице Huta Stalowa Wola). По лицензии Liebherr бульдозеры выпускают компании Bell и John Deere. Примечательно, что техника всех названных производи­ телей предназначается практически на все случаи жизни: для работы на болотах (тип LGP или РХ) и угольных складах, для дорожно-строительных работ, захоронения промышленных от­ ходов и ТБО (WHA).

Тяжелая категория. К бульдозерно-рыхлительным агрегатам (БРА) тяжелой категории относят машины массой свыше 30 т и мощностью свыше 300 л. с.

Бывший СССР был одним из первых, кто начал выпускать бульдозеры тяжелой категории. Россия продолжает выпуск этой

239

элитной сверх мощной техники. Самый большой из выпускаемых на всем континенте тяжелых бульдозеров производится в России. Это бульдозерр Т-800 (Т-75.01) рабочей массой 106 т, оснащенный 820-сильным двигателем 6ДМ-21Т с газотурбинным наддувом.

Сейчас БРА изготавливают на двух предприятиях — «ЧТЗУралтрак» и «Промтрактор». ОАО «ЧТЗ-Уралтрак» в тяжелой ка­ тегории сейчас выпускает две модели в тяговом классе 25 — это ДЭТ-250М2 и ДЭТ-320Б1Р2 с электромеханической трансмиссией и один бульдозер тягового класса 75 — Т-800 (Т-75.01)

За рубежом БРА тяжелой категории выпускают компании Caterpillar, Dressta (HSW), FIAT-KOBELCO, Hindustan, John-Deere, Komatsu, Liebherr, Shantui и Scope International.

Для большинства БРА тяжелой категории характерно при­ менение:

—гидромеханической трансмиссии, как правило, с плане­ тарной, реже — с вальной, КП с переключением под нагрузкой (кроме ЧТЗ ДЭТ, Liebherr и John Deere), с многодисковыми тор­ мозами поворота и тормозами, работающими в масле и не тре­ бующими регулировок;

—бесступенчатого механизма поворота, позволяющего вести земляные работы на криволинейных рабочих участках и трассах;

—упругих и полужестких подвесок ходовой системы (при­ чем для первых характерно свойство приспособления (облегания) гусениц к микронеровностям рабочей поверхности и снижение динамических нагрузок на несущие рамные конструкции);

—овальных обводов гусеничных цепей как наиболее отра­ ботанных конструкций;

—гусениц с уплотненными, со смазкой шарнирами, с за­ мыкающим разъемным звеном, опорными поддерживающими катками, заправленными на весь срок их службы;

—автоматизированных систем контроля технического со­ стояния основных узлов машин и систем оповещения оператора

окритическом износе или возможности выхода узлов и агрегатов из строя;

—закрытых шумовиброизолированных кабин с защитой ROPS и возможностью установки кондиционера;

—переднемоторной компоновки с задним расположением кабины;

—отвалов и рыхлительного оборудования различного на­ значения.

* Сведения по строительной технике приведены по материалам журнала «Основные средства».

240

Контрольные вопросы для проверки знаний

1.Какие виды работ выполняются в заготовительных цехах?

2.Порядок вывоза звеньев трубопровода на трассу.

3.Порядок сборки трубопровода на трассе трубопровода.

4.Машины и механизмы, применяемые при сборке и монтаже трубопровода.

5.Порядок укладки трубопровода в траншеи.

6.6.Балластировка и закрепление

подземных трубопроводов

При эксплуатации магистральных газопроводов, а также не­ фтепроводов и продуктопроводов большихдиаметров, проложен­ ных в водоемах, болотах, в местностях с высоким уровнем грунто­ вых вод возможен их вынос изтраншеи («всплытие»). Такие случаи возможны, когда выталкивающая сила воды не уравновешивается весом трубопровода и грунтом, находящимся над трубопроводом. Чтобы исключить такие аварийные ситуации, увеличивают массу трубопроводадополнительным грузом — балластом, асам процесс утяжеления называется балластировкой трубопровода.

Для балластировки и закрепления трубопроводов против всплытия разработано множество конструкций балластирующих устройств, анкеров и технологий их монтажа. Требования к их конструкции и способам применения изложены в ГОСТ 15.001—88, ВСН -391.9-003—98 и в специальных технических условиях (ТУ) на их изготовление. Организация и технология производства работ по балластировке и закреплению трубопроводов должны осуществляться в соответствии с требованиями технологических карт и проектов производства работ.

В состав работ по балластировке трубопроводов железобе­ тонными утяжелителями различных типов входят: доставка, разгрузка и раскладка утяжелителей в местах производства ра­ бот; подача утяжелителей к месту монтажа; сборка и установка комплектов утяжелителей на уложенный в проектное положение трубопровод.

Выбор конструкции утяжелителей и способы их закрепле­ ния на трубопроводе определяются при проектировании, исходя из конкретных условий строительства, материалов инженерных изысканий и расчетных нагрузок, действующих на устройство. Обычно при этом проводятся технико-экономические расчеты по выбору оптимального варианта. Применяемые для изготовления

241