Методы строительства подводных переходов
Проблемы
При прокладке магистрального трубопровода через водные препятствия суши, прежде всего реки, необходимо обеспечить безопасное залегание трубопровода, как на дне, так и на береговых выходах. Обнажение трубопровода, связанное с изменениями рельефа дна и побережья, влечет за собой самые разнообразные опасности — это и критическая деформация, связанная с провисанием трубы, усиление внешней коррозии, внешние воздействия, в частности, во время ледохода или в результате деятельности плавсредств. В связи с этим необходимо просчитывать различные варианты прокладки трубопровода для минимизации возможных рисков.
Решения
Существуют три возможных метода прокладки трубопровода через водные преграды. Самый экзотический — это размещение трубопровода непосредственно в толще вод, либо на специальных опорах, либо на поплавках. Подобный вариант имеет смысл в случае прокладки временного трубопровода, либо трубопровода на большое расстояние, измеряемое километрами. Подобная система сложноприменима для перехода через реки с постоянным и иногда весьма быстрым течением.
На практике выбор делается между двумя другими методами форсирования водных преград — траншейным и бестраншейным. Траншейный метод подразумевает укладку трубы в траншею, выкопанную непосредственно в грунте, в защитном кожухе, в специальном канале, укрытые бетонными защитными плитами. Это наиболее традиционный способ организации подводного перехода.
Данный метод имеет очень долгий срок применения, существует множество практических наработок и технологических приемов. Одновременно существуют принципиальные недостатки данного метода. С точки зрения безопасности функционирования трубопровода, он заглубляется недостаточно, чтобы полностью исключить его размыв. С точки зрения строительства наносится значительный ущерб окружающей среде и, прежде всего, ихтиофауне, поскольку размывается грунтовая толща, выбрасывается в воду значительный объем мути и иногда химических загрязнений, таких как нефтепродукты.
По завершению строительства траншейным методом требуется проводить комплекс работ по рекультивации береговой зоны на большой площади, восстанавливать профиль берегов, благоустраивать территорию.
Бестраншейные методы строительства переходов лишены этих недостатков и ограничений. Основной принцип заключается в создании сквозного миниатюрного туннеля под руслом реки (или иной преградой), в котором и будет находиться трубопровод. Этот мини-туннель может быть создан различными способами: продавливанием или наклонно-направленным бурением, с расширением скважины и без.
Данный метод позволяет провести трассу на глубинах (от поверхности дна) полностью исключающую возможность размыва грунта вокруг трубопровода. На берегу возможна работа на достаточно ограниченных площадках. Поскольку нет работ на акватории, то прокладка переходов не мешает судоходству, рыболовству и не наносит ущерба окружающей среде. Существуют при этом определенные геологические ограничение ограничения по применению данного метода и по предельной длине переходов. Метод также требует применения специальной, дорогостоящей техники, однако, в сумме он оказывается выгоднее традиционных траншейных методов.
Источник
Методы сооружения подводных переходов .
Существуют следующие методы строительства подводных переходов трубопроводов: траншейный метод; ННБ; микротоннелирование.
Из указанных методов выбор предпочтительного основывается на рассмотрении совокупности условий прохождения трассы нефтепровода и требований к переходу — инженерно-геологические условия трассы перехода; стоимость работ; ширина водной преграды.
Наиболее распространенный траншейный метод сооружения подводных переходов трубопроводов наряду с достоинствами имеет ряд недостатков и в полной мере не отвечает современным требованиям, предъявляемым к надежности этих переходов.
Основным недостатком траншейного метода является большой объем подводно-технических и земляных работ, связанных с разработкой траншеи, которая, к тому же, нарушает целостность водоема, что приводит к значительному экологическому ущербу.
Магистральный трубопровод на пересечении с водной преградой прокладывают с заглублением в дно водоема. Земляные работы под водой выполняются с помощью специальной землеройной техники (земснарядов, грунтососов, гидромониторов, скреперов и т.д.). На мелких водоемах, глубина которых не превышает 2-3 м, разработку подводных траншей осуществляют с помощью экскаватора, устанавливаемого на понтоне. Применяются три метода укладки трубопровода в подводные траншеи: протягивание по дну; погружение с поверхности воды трубопровода полной длины; укладка с плавучих средств и опор.
Перед укладкой в траншею трубы сваривают, изолируют поперечные стыки, футеруют матами из деревянных реек, балластируют.
Футерование трубопровода используют в целях предохранения изоляционных покрытий при транспортировке, монтаже в секции и укладке его в траншею.
Бестраншейные методы. В настоящее время при строительстве трубопроводов все чаще при переходе через водные преграды применяется бестраншейная прокладка труб. При использовании бестраншейных технологий строительства ППМН, таких как наклонно направленное бурение и микро-тоннелирование, отсутствуют недостатки традиционных методов, уменьшается неблагоприятное воздействие на окружающую среду, повышается надежность трубопровода.
Метод наклонно направленного бурения (ННБ) для преодоления водных преград при прокладке трубопроводов в мировой практике начали применять в 1970-х годах; сейчас метод ННБ является одним из наиболее прогрессивных в строительстве подводных переходов. Диаметр трубопроводов, уложенных этим методом, увеличился до 1400 мм, а максимальная протяженность выполненного перехода достигла 1800 м.
Строительство подводных переходов нефтепроводов методом ННБ в зависимости от характеристики водных преград, технических характеристик используемых буровых установок, технологии бурения, конструктивных параметров протаскиваемого трубопровода (длины криволинейного участка, диаметра и др.) осуществляется по различным технологическим схемам, имеющим определенные отличия.
Общим для всех технологических схем строительства ПП методом ННБ являются следующие основные этапы:
бурение пилотной скважины;
расширение скважины в один или несколько приемов в различных направлениях;
протягивание трубопровода в разработанную скважину.
Преимущества метода ННБ:
большая надежность построенного объекта;
сокращение эксплуатационных затрат (исключаются водолазные обследования, необходимость периодических работ по ликвидации размывов берегов и ремонту берегоукреплений);
сокращение сроков строительства за счет использования высокотехнологичных буровых комплексов с большой скоростью проходки;
возможность строительства в любое время года;
сохранение природного ландшафта и экологического баланса в месте проведения работ, исключение техногенного воздействия на флору и фауну, размыва берегов и донных отложений водоемов;
Технические ограничения при использовании метода ННБ: По геологическим условиям. Предпочтительными для применения метода ННБ являются связные однородные грунты — суглинки, супеси, алевриты. Несколько сложнее выполнять бурение в плотных глинах, водонасыщенных песках, однородных скальных породах. Наибольшую сложность представляют грунты с большим содержанием гравия (более 30 %), илистые и карстовые грунты, а также грунты, содержащие галечник, булыжники и валуны. Рискованными для бурения являются водоносные пласты, оползни.
По максимальной длине и диаметру перехода. Это ограничение связано в первую очередь с тяговыми возможностями буровых установок. С увеличением длины и диаметра скважины повышается риск обвала скважины в процессе расширения.
Метод микротоннелирования основан на строительстве тоннеля с помощью дистанционного управляемого проходческого щита. Микротоннельный щит работает из заранее подготовленной стартовой шахты в заданном прямолинейном или криволинейном направлении. Выемка щита производится из приемной шахты.
Технологический комплекс выполняемых операций по укладке трубопровода методом микротоннелирования сводится к выполнению следующих основных видов работ:
устройство стартовой шахты;
устройство приемной шахты;
монтаж технологического оборудования;
щитовая проходка с обустройством тоннеля железобетонными трубами;
сварка и предварительное гидравлическое испытание рабочего трубопровода на площадке;
устройство опор для укладки рабочего трубопровода;
протягивание трубопровода в тоннель; гидравлическое испытание трубопровода (II этап); контроль сплошности изоляционного покрытия;
забутовка межтрубного пространства (если необходимо).
Преимущества микротоннелирования. По сравнению с обычным траншейным способом метод микротоннелирования имеет следующие преимущества:
полностью отсутствующее отрицательное воздействие на русловые процессы пересекаемой водной преграды;
надежная защита руслового участка подводного перехода от размыва и высокая степень защиты трубопровода от механических повреждений, 
обеспечиваемая прокладкой трубопровода на глубине не менее 7 м от дна и значительно ниже линии предельного размыва русла реки;
отсутствие ущерба биоценозу в районе строительства;
отсутствие воздействия на режим судоходства;
Источник
Способ строительства подводных переходов
ТРУБОПРОВОДЫ МАГИСТРАЛЬНЫЕ И ПРОМЫСЛОВЫЕ ДЛЯ НЕФТИ И ГАЗА
Строительство подводных переходов и контроль выполнения работ
Main and field pipelines for oil and gas. Construction of underwater crossings and control of works
Дата введения 2019-06-25
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — ООО «Трансэнергострой»
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)
5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)
6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет
Введение
Настоящий свод правил разработан авторским коллективом ООО «Трансэнергострой» (канд. хим. наук И.В.Вьюницкий, канд. техн. наук А.А.Башлыков, С.А.Артемьева, А.В.Фомин, В.А.Клинников, Д.З.Стерелюхина).
1 Область применения
Настоящий свод правил распространяется на строительство и контроль выполнения работ на подводных переходах через водные преграды (реки, озера, водохранилища, обводненные и заболоченные речные поймы) магистральных и промысловых трубопроводов для нефти, газа и нефтепродуктопроводов с условным диаметром до DN 1400 и избыточным давлением среды:
— не выше 10 МПа — для магистральных трубопроводов и нефтепродуктопроводов;
— не выше 32 МПа — для промысловых трубопроводов.
Свод правил устанавливает требования к балластировке подводных трубопроводов, строительству подводных переходов методами укладки в открытую траншею, горизонтального направленного бурения, «труба в трубе», микротоннелирования, берегоукрепительным работам при строительстве подводных переходов, контролю выполнения работ и охране окружающей среды.
Настоящий свод правил не распространяется на строительство переходов морских трубопроводов.
2 Нормативные ссылки
В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 19179-73 Гидрология суши. Термины и определения
ГОСТ 24950-81 Отводы гнутые и вставки кривые на поворотах линейной части стальных магистральных трубопроводов. Технические условия
ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения
ГОСТ 33213-2014 (ISO 10414-1:2008) Контроль параметров буровых растворов в промысловых условиях. Растворы на водной основе
ГОСТ Р 52132-2003 Изделия из сетки для габионных конструкций. Технические условия
ГОСТ Р 58033-2017 Здания и сооружения. Словарь. Часть 1. Общие термины
СП 21.13330.2012 «СНиП 2.01.09-91 Здания и сооружения на подрабатываемых территориях и просадочных грунтах» (с изменением N 1)
СП 36.13330.2012 «СНиП 2.05.06-85* Магистральные трубопроводы» (с изменением N 1)
СП 45.13330.2017 «СНиП 3.02.01-87 Земляные сооружения, основания и фундаменты» (с изменением N 1)
СП 48.13330.2011 «СНиП 12-01-2004 Организация строительства» (с изменением N 1)
СП 68.13330.2017 «СНиП 3.01.04-87 Приемка в эксплуатацию законченных строительством объектов. Основные положения»
СП 86.13330.2014 «СНиП III-42-80* Магистральные трубопроводы» (с изменениями N 1, 2)
СП 93.13330.2016 «СНиП 2.01.54-84 Защитные сооружения гражданской обороны в подземных горных выработках»
СП 126.13330.2017 «СНиП 3.01.03-84 Геодезические работы в строительстве»
СП 245.1325800.2015 Защита от коррозии линейных объектов и сооружений в нефтегазовом комплексе. Правила производства и приемки работ
СП 249.1325800.2016 Коммуникации подземные. Проектирование и строительство закрытым и открытым способами
СП 277.1325800.2016 Сооружения морские берегозащитные. Правила проектирования
СП 284.1325800.2016 Трубопроводы промысловые для нефти и газа. Правила проектирования и производства работ
Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.
3 Термины и определения
В настоящем Своде правил применены термины по [1], СП 21.13330, СП 36.13330, СП 86.13330, СП 93.13330, СП 249.1325800, СП 277.1325800, ГОСТ 19179, ГОСТ Р 58033, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 береговой участок: Участок, ограниченный с одной стороны горизонтом низких вод 95%-ной обеспеченности, с другой стороны — границами перехода.
3.2 бентонит: Глина, состоящая в основном из минералов группы монтмориллонита, обладающая выраженными сорбционными свойствами и высокой пластичностью.
3.3 водомерный пост: Пункт на водном объекте, оборудованный устройствами для проведения систематических измерений высоты уровня воды в данном месте водоема.
входной контроль: Контроль продукции поставщика, поступившей к потребителю или заказчику и предназначаемой для использования при изготовлении, ремонте или эксплуатации продукции.
3.5 стык гарантийный: Кольцевой стык, свариваемый по специальной технологии и не подвергающийся испытанию внутренним давлением.
3.6 границы подводного перехода: Участок трубопровода, ограниченный:
— для однониточного перехода и основной нитки многониточного перехода — запорной арматурой, установленной на берегах, а при ее отсутствии (на газопроводах) — участок, ограниченный горизонтом высоких вод не ниже отметок 10%-ной обеспеченности;
— для резервной нитки многониточного перехода, оборудованного камерами пуска (приема) средств очистки (диагностики), — затворами камеры пуска и камеры приема средств очистки (диагностики), установленных на этой нитке. При отсутствии камеры пуска и камеры приема средств очистки (диагностики) границы подводного перехода для резервной нитки — участок, ограниченный запорной арматурой, установленной на берегах.
3.7 дюкер: Участок трубопровода, прокладываемый на пересечении с водной преградой под руслом реки или водоема.
3.8 защитный (опережающий) экран: Временная конструкция крепи подземного сооружения, образуемая последовательно прокладываемыми методом микротоннелирования трубами, связанными между собой направляющими замками в сплошной защитный экран.
3.9 ложе водоема: Понижение земной поверхности, служащее вместилищем водоема (озера, водохранилища, пруда и т.д.).
3.10 призабойная зона: Область пласта, прилегающая к забою скважины.
3.11 проходка: Искусственное образование в земной коре полостей путем выемки грунта механизированным или ручным способом.
3.12 проходческий щит: Подвижная металлическая крепь, ограждающая забойную зону от окружающего грунтового массива.
рекультивация земель: Комплекс работ, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды в соответствии с интересами общества.
3.14 рефулер (грунтопровод): Плавучий трубопровод для перемещения пульпы от земснаряда к месту укладки.
3.15 русловой участок: Участок, расположенный в русле реки (водотока) или в ложе водоема (озера, водохранилища, пруда и т.д.).
3.16 створ перехода: Плановое положение и вертикальная плоскость, соответствующие проектной оси подводного перехода — линейный участок реки, ограниченный специальными знаками на обоих берегах, определяющими размещение подводного перехода.
3.17 тампонажный раствор: Рационально составленная, перемешанная до однородного состояния смесь вяжущего вещества (цемента или многокомпонентного вяжущего), заполнителя (песка, песчано-известковой смеси, гравия и др.), воды и добавок.
3.18 тоннель (здесь): Горизонтальное или наклонное подземное искусственное сооружение, предназначенное для размещения коммуникаций.
3.19 урезный участок: Участок подводного перехода, находящийся в границах уреза воды.
4 Сокращения
В настоящем своде правил применены следующие сокращения:
БМ — бетонный мат;
ГВВ — горизонт высоких вод;
ГНБ — горизонтальное направленное бурение;
КСУ — канатно-скреперные установки;
МТПК — микротоннелепроходческий комплекс;
НСМ — нетканые синтетические материалы;
ПОС — проект организации строительства;
ППР — проект производства работ;
ППБР — проект производства буровзрывных работ;
УТК — утяжелитель железобетонный сборный кольцевой;
Источник
