Прокладка трубопровода — прокладка инженерных сетей или отдельных трубопроводов для подачи из одной точки в другую необходимого вещества — жидкости (нефти, воды, бытовых и промышленных канализационных стоков, включая продукты питания — алкоголь, молоко и др.), твёрдых веществ (уголь и др.), газа, либо энергии — электричества.
При изменении прокладки трубопровода, если требуется выполнение входа в землю или выход из земли трубопроводом либо требуется специальное сооружение (защитный кожух, мост, балка и др.) в связи с препятствием (овраг, река и др.), то такая часть прокладки трубопровода вместе с сооружением называется трубопроводным переходом.
Общая классификация В зависимости от интенсивности движения транспорта, категорий дорог, диаметра трубопровода, методов производства работ, грунтовых условий прокладку трубопроводов производят методами: открытым, скрытым и закрытымТехнология строительного производства. Под ред. О. О. Литвинова и Ю. И. Белякова. — Киев: «Вища школа», 1985. — 479 с. — С. 383—384.. В зависимости от местоположения трубопровода прокладку различают: надземную, подземную, подводную.
Открытая прокладка Открытая прокладка труб выполняется по существующим или специально возведённым строительным конструкциям (стенам, опорам, эстакадам) или в проходных и полупроходных каналах и галереях), в траншее (под землёй) или по грунту (на земле) следующим образом: на отдельно стоящих фундаментах или опорах; с балластировкой (установкой грузов на трубу или с анкеровкой трубы в грунт) — мероприятием против всплытия; на грунте с последующей засыпкой трубы привезённым или местным грунтом.
Открытый способ строительства переходов под автомобильными дорогами включает следующие способы организации работТиповые расчёты при сооружении и ремонте газонефтепроводов (Сооружение трубопроводов). Под ред. Л. И. Быкова. — С.-Пб.: «Недра», 2006. — 824 с. — С. 535—550. — ISBN 5-94920-038-1.: без нарушения интенсивности движения транспорта (с устройством объезда или переезда); с перекрытием движения транспорта в два этапа на одной половине ширины дороги, затем на другой; с краткосрочным перекрытием движения транспорта по дороге (без устройства объезда или переезда).
При пересечении дорог в сложных географических и гидрологических условиях может быть применено строительство тоннелей открытым способом. Например, такой переход был сооружён на нефтепроводе Каспийского трубопроводного консорциума при пересечении автодороги Краснодар — Новосибирск. Доступ к трубам в процессе производства работ и эксплуатации свободен.
Прокладка труб производится в соответствии с проектом производства работ, разработанным на основе рабочей документации проекта и действующих нормАТР 313.ТС-002.000 «Типовые решения прокладки трубопроводов тепловых сетей в изоляции из пенополиуретана диаметром 50—1000 мм»..
Земляные работы по разработке траншей и котлованов производятся в соответствии с правилами производства и приёмки земляных работ с соблюдением требований: рытьё производится без нарушения естественной структуры грунта в основании с недобором 0,10—0,15 м, далее зачистка производится бульдозером или вручную; если грунт разработан ниже проектной отметки, на дно подсыпается песок средней крупности с тщательным уплотнением (коэффициент уплотнения Купл = 0,98) толщиной не более 0,5 м; на дне траншеи устраивают песчаную подсыпку 0,10—0,15 м в зависимости от диаметра трубы; при обратной засыпке над трубой выполняется защитный слой из песчаного грунта 0,15—0,30 м, не содержащего твёрдых включений (щебня, камня и др.) с послойным уплотнением (особенно пространства между трубами, а также между трубами и стенкой траншеи); стыки не засыпаются; обратная засыпка трубопровода выполняется с послойным уплотнением грунта 0,2—0,4 м до планировочной отметки, либо без послойного уплотнения с возведением валика из земли над трубопроводом; высота валика выполняется по расчёту с учётом осадки неуплотнённого грунта до планировочной отметки земли в течение 1—2 лет; при производстве работ в зимнее время не допускается монтаж трубопроводов на промёрзшее основание.
Перед укладкой трубы, соединительные детали и элементы тщательно осматриваются с целью обнаружения трещин, сколов, глубоких надрезов, проколов, вырывов и других повреждений защитной оболочки.
После гидравлического испытания трубопровода производится его засыпка и уплотнение мест стыков с последующей равномерной засыпкой траншеи экскаватором слоем местного грунта толщиной 0,3 м с разравниванием грунта вручную и ковшом экскаватора.
Скрытая прокладка Скрытая прокладка — укладка труб в траншеях и непроходных каналах (в грунте или в строительных конструкциях зданий — стенах, подполье и т. п.). Доступ к трубам возможен во время эксплуатации только после вскрытия соответствующих конструкций.
Закрытая прокладка Закрытым способом трубы прокладывают без вскрытия грунта, такая прокладка называется и производится одним из методов: прокол; вибропрокол вибрационными установками; гидропрокол (приводными и ручными прокалывателями); прокол механический с помощью домкрата; прокол с помощью винтового грунтопрокалывателя (механизированный); пневмопробивка с помощью пневмопробойника; продавливание; вибровакуумное; бурение: бурение путём раскатки грунта проходчиком; наклонно-направленное бурение; горизонтальное бурение; вибробурение; микротоннелирование; проходка: щитовая; штольневая.
Выбор бестраншейного способа прокладки труб зависит от диаметра и длины трубопровода, физико-механических свойств и гидрогеологических условий разрабатываемых грунтов и применяемого оборудования.
Закрытая прокладка трубопровода может применяться под водой, в болотах и в других условиях, когда доступ к трубам после укладки невозможен или затруднён.
Рекомендуемые способы бестраншейной прокладки трубопроводов:
Способ Трубопровод Наилучшие грунтовые условия применения Скорость проходки, м/ч Необходимое усилие вдавливания, т Ограничение к применению способа Диаметр, мм Длина, м Прокол: механический с помощью домкрата 50—500 80 Песчаные и глинистые без твёрдых включений 306 15—245 В скальных и кремнистых грунтах не применяется Гидропрокол 100—200 30—40 Песчаные и супесчаные 1,6—14 25—160 Способ возможен при наличии источников воды и мест для сброса пульпы 400—500 20 Вибропрокол 500 60 Несвязные песчаные, супесчаные и плывуны 3,5—8 0,5—0,8 В твёрдых и скальных грунтах не применяется Грунтопрокалывателем 89—108 50—60 Глинистые 1,5—2 — То же Пневмопробойником 300—400 40—50 Мягкие грунты до III группы 30—40 (без расширителей) 0,8—2,5 В грунтах с повышенным водонасыщением не применяется Продавливание 400—2000 70—80 В грунтах I—III групп 0,2—1,5 450 В плывунных грунтах способ не применим. В твёрдых породах может быть применим лишь для продавливания труб максимального диаметра. Горизонтальное бурение 325—1720 40—70 В песчаных и глинистых грунтах 1,5—19 — При наличии грунтовых вод способ не применяется.
Надземная прокладка
Надземная прокладка трубопровода в условиях Коми АССР показала ряд эксплуатационных преимуществ: увеличение надёжности, простота надзора, облегчение ремонта и удлинение срока службы. Эксплуатация подвесных газопроводов в условиях Севера доказала надёжность и целесообразность надземной прокладки трубопроводов там, где подземная прокладка затруднительна. Ведение работ при надземной прокладке возможно круглый год, а на болотах особенно целесообразно вести работы зимой.И. П. Петров, В. В. Спиридонов. Надземная прокладка трубопроводов. — М.: «Недра», 1965. — 447 с. — С. 97-117.
Надземная прокладка трубопроводов производится на участках с любым рельефом, наиболее целесообразное применение на трассах, пересекающих территории с изрезанным рельефом, большим количеством рек, озёр и т. п., на просадочных многолетнемёрзлых грунтах и в других сложных условияхМ. А. Мохов, Л. В. Игревский, Е. С. Новик. «Краткий электронный справочник по основным нефтегазовым терминам с системой перекрестных ссылок». — М.: Изд-во РГУ нефти и газа, 2004..
При надземной прокладке трубопроводов применяютИ. П. Петров, В. В. Спиридонов. Надземная прокладка трубопроводов. — М. «Недра», 1965. — 447 с. — С. 117—119.: балочные системы; прямолинейная прокладка без компенсации продольных деформаций — простейшие однопролётные переходы; многопролётные системы на жёстких опорах; многопролётные системы по земляным опорам; прокладка трубопроводов с самокомпенсацией продольных деформаций — однопролётные консольные переходы; многопролётные системы с Г, П, Z-образными трапецеидальными компенсаторами; системы с линзовыми и сальниковыми компенсаторами; прокладка трубопроводов с изломами в виде «змейки» — с изгибом по кривой линии; в виде ломанной линии с криволинейными вставками; специальные эстакады; мосты.
В зависимости от вида прокладки и/или перехода, конструкция трубопровода может быть: арочнойАрочные трубопроводы // Горная энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. — М.: Советская энциклопедия, 1984—1991.; висячейВисячие трубопроводы // Горная энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. — М.: Советская энциклопедия, 1984—1991.; балочной.
Бестраншейная (подземная) прокладка
Схему прокладки подземных трубопроводов принимают такой же, как и надземных трубопроводов с компенсационными участками«Металлические конструкции». В 3-х томах. Т. 3. «Специальные конструкции и сооружения». Под ред. В. В. Горева. Изд. 2-е, испр. — М.: «Высшая школа», 2002. — 544 с. — С. 82—85. — ISBN 5-06-003787-8, 5-06-003697-9..
Подземные трубопроводы, лежащие на сплошном основании и засыпанные землёй, различают по расчётным схемам в зависимости от наличия или отсутствия поперечных колец жёсткости и длины трубопровода.
Метод «труба в трубе» Метод прокладки «труба в трубе» применяется в двух случаях: когда необходимо восстановить старый изношенный трубопровод, либо, когда требуется защита трубопровода от химических или механических воздействий.
Релайнинг — один из вариантов прокладки новых труб в старом трубопроводе; это бестраншейный метод санации и восстановления трубопроводов, когда новый трубопровод прокладывается внутри существующего без раскрытия (или с частичным раскрытием), а также без демонтажа старого трубопровода.
Для предотвращения быстрого изнашивания труб от механических и других воздействий на переходах через препятствия (реки, озёра, автомобильные дороги, железнодорожные пути и т. д.) их прокладывают в защитных кожухах, то есть прокладка трубы производится внутри другой трубы большего диаметра, не менее чем на 200 мм. В технической литературе кожух также называют «чехлом», «футляром» или «патроном».
Метод «прокола» Выделяют несколько методов прокола: вибро-, гидропрокол, прокол с помощью грунтопрокалывателя, прокол механический с помощью гидравлического домкрата, пневмопробивка с помощью пневмопробойника.
Прокол — это образование отверстий за счёт радиального уплотнения грунта при вдавливании в него трубы с коническим наконечникомА. Г. Борисов. Справочник строителя: полный комплекс строительных и отделочных работ для сдачи дома в эксплуатацию. — М.: АСТ; Астрель, 2008. — 327 с. — С. 41. — ISBN 978-5-17-037842-5, 978-5-271-14158-4.. Применяются различные по форме наконечники, наиболее распространённые из них в виде прямого кругового конуса, при использовании которых создаётся минимальное сопротивление грунта проколу. От угла заострения наконечника существенно зависит усилие прокола.
Прокол механический гидравлическим домкратом