При строительстве трубопроводов в горных условиях в состав подготовительных работ входят также удаление нависших камней и скал, проведение защитных противообвальных и противооползневых мероприятий, вскрышные работы, устройство «полок», срезка крутых склонов, установка средств якорения машин, устройство подъездов к трассе трубопровода в местах расположения «полок», тоннелей, монтажных площадок, устройство водопропускных сооружений и другие работы.

В зимнее время, кроме того, проводят мероприятия по обеспечению минимального (в зоне рытья траншеи) или максимального {в зоне проезда механизмов) промерзания грунта, строительство зимних дорог и ледовых переправ через реки и водотоки.

Подготовительные работы начинают с восстановления и закрепления геодезических знаков, определяющих положение оси трубопровода и временных сооружений. Это необходимо для переноса на местность с технического проекта размеров ширины строительной полосы, места расположений запорной арматуры и т. п., а также для производства разбивочных работ. Геодезические знаки закрепляют выносными столбами или кольями, которые располагают вне строительной полосы с целью их сохранения на весь период строительства.

После восстановления и закрепления геодезических знаков на залесенных участках приступают к расчистке строительной полосы, которая включает в себя следующие операции: валку деревьев и обрубку сучьев, формирование воза и трелевку хлыстов к штабелям, раскряжевку, подборку сучьев, корчевку пней, засыпку ям и планировку неровностей. К расчистке строительной полосы приступают после получения лесорубочного билета (ордера). Работы по расчистке от леса выполняют комплексные бригады. Деревья валят бензиномоторными пилами или лесоповалочными машинами, пни корчуют корчевателями, а засыпают ямы и планируют местность бульдозерами. Расчищают строительную полосу от кустарника и мелколесья бульдозерами, кусторезами и валочно-пакетирующими машинами.

Временные дороги сооружают для проезда строительных машин и автотранспорта при строительстве магистральных трубопроводов на болотах, заболоченных участках, на мелкодисперсных, сильно увлажненных грунтах и на участках с вечномерзлыми и просадочными грунтами.

Основные конструкции временных дорог — лежневые и зимние. Лежневые дороги представляют собой настил из бревен диаметром 14…20 см, который уложен на продольные бревна (лежни) диаметром 18…25 см и длиной 6…8 м, размещенные на расстоянии 1… 1,5 м одно от другого. По краям проезжей части укладывают прижимные бревна, которые скрепляют с лежнями проволочной скруткой. Сверху на настил насыпают слой торфа толщиной 5…10 см и дренирующий грунт толщиной не менее 20 см. Слой насыпанного торфа и грунта защищает бревенчатый настил от разрушения гусеницами тракторов.

Зимние дороги устраивают вдоль трассы в первые зимние месяцы с наступлением морозов. Зимняя дорога представляет собой расчищенную от лесной растительности и выровненную полосу с уплотненным снежным покровом и намороженным ледяным покрытием. При пересечении зимними дорогами рек и водотоков устраивают ледовые переправы.

Временные дороги строят специализированные бригады, оснащенные бульдозерами, автомобильными кранами, одноковшовыми экскаваторами, бортовыми автомобилями, автосамосвалами, автогрейдерами, катками и поливомоечными машинами.

Для отвода поверхностных вод от строительной полосы на обводненных участках трассы и понижения уровня грунтовых вод отрывают продольные канавы, к которым в зависимости от степени обводненности местности и притока грунтовых вод прокладывают поперечные водоотводные канавы для сброса вод в нижележащие водоприемники (реки, озера). При сложном рельефе местности на участках со значительными склонами устраивают нагорные канавы. Водоотводные и нагорные канавы обычно отрывают трапецеидального профиля глубиной 0,8…1,2 м (после осадки грунта) в зависимости от интенсивности притока вод и шириной по дну до 0,5 м.

На пересечениях прокладываемых трубопроводов с дорогами, ручьями, небольшими речками, оросительными каналами устраивают водопропускные сооружения в виде железобетонных лотков или труб.

Для осушения дна траншей при небольшом притоке грунтовых вод применяют открытый водоотлив, т. е. воду откачивают самоходными водоотливными установками непосредственно перед укладкой трубопровода в траншею и его засыпкой.

Планируют строительную полосу для беспрепятственного передвижения строительной техники и автотранспорта. При планировании выравнивают микрорельеф, срезают продольные и поперечные уклоны, подсыпают низинные места. Планировку микрорельефа производят на строительной полосе в зоне рытья траншеи роторными траншейными экскаваторами. Это необходимо для выравнивания дна траншеи и устранения дополнительных напряжений в трубопроводе, поскольку дно траншеи, отрытой роторным траншейным экскаватором, копирует рельеф поверхности. Микрорельеф планируют бульдозерами 2 (см. рис. 1) продольными проходами вдоль оси строительной полосы.

Планировка строительной полосы в условиях сильно пересеченной местности включает в себя срезку продольных и поперечных уклонов, а также подсыпку низинных мест. При этом грунт, срезанный с местных возвышений, перемещают в случае надобности в пониженные места. Глубокие низины при нехватке срезаемого грунта подсыпают грунтом, разрабатываемым из бокового резерва.

На косогорах с поперечной крутизной склонов более 8° для возможности производства строительных работ и прохода строительной техники устраивают рабочую полосу («полку»), ширина которой зависит от поперечных размеров трубоукладчиков как наиболее габаритных из строительных машин и диаметра трубопровода, но не менее 8 м, включая и насыпную часть. При устройстве «полок» грунт разрабатывают бульдозерами и одноковшовыми экскаваторами. Скальные грунты предварительно рыхлят взрывным способом.

Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы. После подготовки трассы к строительству и сооружения временных дорог приступают к перевозке труб и строительных материалов с пунктов их поступления на трубосварочные базы, строительные площадки, временные склады и к местам производства работ.
Трубы, поступающие на железнодорожную станцию, при разгрузке складируют на перевалочном складе, в штабеля или же грузят непосредственно на трубовозы.

Трубы укладывают в штабеля высотой не более 8 м на спланированной горизонтальной площадке. Нижний ряд труб располагают на подкладках из круглого леса диаметром не менее 200 мм. На концах подкладок делают упоры, чтобы трубы не раскатывались.

Из вагонов трубы разгружают автомобильными кранами в штабеляЭтими же кранами трубы из штабелей грузят на трубовозы для перевозки на трубосварочные базы. Для транспортирования труб используют трубовозы на базе автомобилей повышенной проходимости.

На трубосварочных базах трубы разгружают с трубовозов трубоукладчиками, которые за один прием берут одну или несколько труб в зависимости от массы труб и грузоподъемности трубоукладчика.

В северных районах страны трубы и другие строительные материалы доставляют к месту строительства водным путем — на грузовых теплоходах, речных баржах, сухогрузных баржах-площадках, а также на палубных баржах из универсальных понтонов. Для разгрузки труб и грузов строят специальные пристани. Разгружают трубы и грузы с помощью плавучих кранов, автомобильных кранов или трубоукладчиками.

Сварочно-монтажные работы. На строительстве магистральных трубопроводов применяют базовую схему производства сварочно-монтажных работ. По этой схеме поступающие на трубосварочные базы трубы длиной от 10,5 до 12 м разгружают трубоукладчиком и подвергают укрупнительной сборке на механизированных линиях.

Трубосварочная база состоит из сборочного стеллажа с центровочными кондукторами и внутренними центраторами, сварочного стенда с вращателем и сварочного оборудования. На этих установках трубы сваривают в секции длиной 24…36 м, которые затем вывозят на трассу плетевозами, и раскладывают трубоукладчиками вдоль будущей траншеи для сварки в непрерывную нитку трубопровода.

На трассе трубные секции сваривают между собой в основном ручной дуговой сваркой. Электрический ток для сварки на трассе вырабатывает сварочный генератор.

Сварку на трассе ведут двумя методами: элементарным и поточным.

При первом методе бригада сварщиков делится на два звена: одно из них сваривает первый (корневой) слой, другое — последующие. Указанный метод применяют чаще всего на строительстве трубопроводов диаметром до 530 мм.

Поточный метод используют при прокладке магистральных трубопроводов диаметром 1020…1420 мм. Этот метод сварки подразделяют на поточно-групповой к поточно-расчлененный. При использовании поточно-группового метода строительно-монтажные работы выполняет бригада, звенья которой разгружают и подготовляют к сборке секции труб; осуществляют подогрев и сварку первого и второго швов, а также заполняющих и облицовочных слоев. Поточно-расчлененный метод обеспечивает дальнейшее расчленение-процесса сварки стыков труб на отдельные технологические операции. Каждое звено ведет сварку одного (определенного) участка каждого стыка. При поточно-расчлененном методе бригада комплектуется из звеньев: выгрузки секций труб и раскладки по трассе; подготовки их к сварке и предварительного подогрева; сборки,, выполняемой вместе со сваркой корневого слоя; горячего прохода;, сварки заполняющих и облицовочных слоев.

Бригада, выполняющая сварочно-монтажные работы на трассе,, оснащена трубоукладчиками, бульдозерами, сварочными установками, внутренним центратором, пропановым подогревателем, клещевыми захватами, газорежущей машинкой.

При сварке трубопровода большое внимание уделяют контролю-качества сварочно-монтажных работ, который состоит из периодической проверки состояния и качества сварочных материалов; систематического пооперационного контроля в процессе сборки » сварки труб в секции на трубосварочной базе и сварки секций в нитку трубопровода на трассе; внешнего осмотра и измерения геометрических параметров сварных стыков и подготовки их поверхности к контролю физическими методами дефектоскопии; периодической проверки квалификации сварщиков; контроля качества сварных соединений физическими методами дефектоскопии.

Для контроля сварных стыков широко используют неразрушаю-щие методы контроля путем просвечивания швов гамма-лучами. Пучок гамма-лучей, пронизывая контролируемый стык, позволяет обнаружить скрытые дефекты (например, трещины, непровары, газовые поры, шлаковые включения).. В последнее время на трассе начали применять для контроля стыков рентгеновские лучи. При проверке качества сварной стык труб подвергается просвечиванию по всей окружности. Внутреннее состояние сварного стыка при просвечивании фотографируется на светочувствительную пленку и, если в стыке есть дефекты, они отображаются на пленке. Все сварные стыки, забракованные по результатам контроля, вырезают и ремонтируют в соответствии с требованиями Строительных норм к правил (СНиП Ш-42—80).

Сварочно-монтажные работы выполняют с помощью трубоукладчиков. Трубоукладчики на трубосварочной базе перегружают-трубы с трубовоза на сборочно-сварочную линию или укладывают их в штабеля, сваренные секции труб снимают со сварочного стенда и грузят на плетевоз или укладывают в штабеля. Кроме того они участвуют во всех операциях по подъему, поддержанию и перемещению труб при правке и зачистке их концов.

После сварки двух- и трехтрубные секции грузят трубоукладчиками на плетевоз методом натаскивания. При этом трубоукладчик совершает объезд плетевоза по контуру его прицепа.

На трассе трубоукладчики участвуют в сборке и сварке неповоротных стыков: поднимают (одним или двумя трубоукладчиками) секцию и нитку трубопровода и, поддерживая ее, создают условия для стыковки, центровки и сварки последующей секции сосваренной ранее ниткой трубопровода. Причем при выполнении этих операций требуется особенно точная работа машиниста трубоукладчика. После приварки очередной секции трубоукладчик укладывает ее вдоль траншеи на землю на деревянные лежки.

При сварке захлестов, вварке запорной арматуры или катушек трубоукладчик выполняет те же операции, что и при сварке неповоротных стыков на трассе, только требуются особенно точные движения грузового крюка и стрелы.

Земляные работы —рытье и засыпка траншей, рекультивация плодородных земель и др. Траншеи под трубопроводы роют в основном роторными траншейными экскаваторами (см. рис. 1). Только на криволинейных участках трассы радиусом 50…60 м при работе в мягких неустойчивых грунтах, а также с включением валунов и обломков горных пород траншеи разрабатывают одноковшовыми экскаваторами с ковшами вместимостью 0,5…1,6 м3. Мерзлые и скальные грунты предварительно рыхлят взрывом или механическим способом с помощью мощных бульдозеров-рыхлителей. Во влажных и заболоченных грунтах траншеи роют одноковшовыми экскаваторами болотной модификации или обычными экскаваторами с использованием переносных настилов, а также специальными плавающими болотными экскаваторами.

Засыпают траншеи бульдозерами или траншеезасыпателями непосредственно после укладки трубопровода. После засыпки и уплотнения грунта толщина его слоя над трубопроводом должна быть не менее 0,8 м.

При прокладке трубопровода по плодородным землям производят их рекультивацию: снимают плодородный слой до начала строительства, хранят его в отвалах и возвращают на место по окончании строительства. В песчано-пустынных районах после окончания работ прилегающую к трубопроводу полосу закрепляют посадкой засухоустойчивых растений.

При наземной прокладке трубопроводов комплекс земляных работ состоит из устройства оснований под него из хорошо дренирующих маловлажных грунтов (галечниковых, гравелкстых и песчаных пород), обвалования основания и сооружения водоотводных и противопожарных канав.

Если трубопровод прокладывают на свайных опорах (как правило, на вечномерзлых грунтах), заранее бурят скважины и устанавливают свайные опоры. Технология этих работ и типы механизмов назначают в зависимости от структуры и температурного режима вечномерзлых грунтов.

Изоляционно-укладочные работы (очистка наружной поверхности трубопровода от грязи, ржавчины, окалины, нанесение на нее грунтовки и изоляционного покрытия; контроль качества покрытия; укладка трубопровода в траншею) выполняет механизированная колонна, оснащенная специализированными машинами: группой трубоукладчиков И, одной трубоочистной и одной трубоизоляционной машинами.

Изоляционно-укладочные работы выполняют тремя способами: совмещенным, раздельным и с укладкой заранее изолированных труб.

Совмещенный способ применяют при прокладке трубопроводов на равнинной местности в плотных грунтах, на заболоченных участках трассы без глубоких болот и трясин, а также на пересеченной местности с уклоном или подъемом до 3%. При этом способе очистку наружной поверхности трубопровода, нанесение грунтовки и изоляционного покрытия, а также укладку трубопровода в траншею выполняют одновременно — непосредственно на трассе в едином технологическом потоке.

Раздельный способ применяют при прокладке трубопроводов в грунтах со слабой несущей способностью. В этом случае трубоукладчики, поддерживающие на весу трубопровод, из-за возможности обрушения стенок траншеи перемещаются на значительном удалении от бровки траншеи. Раздельный способ используют также при прокладке трубопроводов на местности с большими уклонами, заболоченных и обводненных участках трассы и т. п. При раздельном способе работы по очистке и изоляции наружной поверхности трубопровода выполняют так же, как при совмещенном: способе,— непосредственно на трассе, но при этом они технологически отделены от работ по укладке трубопровода в траншею. В этом случае после очистки и изоляции трубопровод сначала опускают трубоукладчиками на деревянные лежки, установленные на берме траншей, а затем при повторном проходе трубоукладчиков—в траншею.

При сооружении трубопроводов из труб с нанесенной на них заранее изоляцией очистку и изоляцию труб осуществляют на полустационарных или стационарных базах. При этом перед изоляцией трубы сваривают в секции длиной 24…36 м, затем их изолируют и перевозят на трассу. На трассе секции сваривают между собой в-сплошную нитку, которую укладывают на деревянные лежки параллельно оси траншеи. После этого бригада изоляционно-укладочной колонны восстанавливает поврежденную изоляцию, очищает места сваренных стыков, наносит на них грунтовку и изоляционное покрытие, а затем трубопровод опускают трубоукладчиками в траншею, так же как при раздельном способе укладки.

Для защиты наружной поверхности трубопроводов от коррозии применяют битумно-резиновые мастики или полимерные (полиэтиленовые и поливинилхлоридные) пленочные покрытия. Битумно-резиновую мастику по мере нанесения на трубопровод армируют нетканым стекловолокнистым холстом, который наносят с нахлесткой 20…25 мм.

При прокладке трубопроводов в каменистых и скальных грунтах, на «горячих» участках, где будет транспортироваться продукт температурой выше 55° С, на переходах через автомобильные и железные дороги, а также через водные акватории битумно-резиновые мастики и полимерные пленочные покрытия защищают оберточным материалом для предохранения их от механических повреждений.

Оберточный материал наносят на изолируемую поверхность в один или два слоя с нахлесткой 3.. .4 см непосредственно за нанесением антикоррозионного покрытия.

Битумно-резиновой мастикой поверхность труб обливают с помощью трубоизоляционных машин. Приготовляют мастику в битумоплавильных котлах, установленных на строительных площадках вблизи базирования колонны. Готовую мастику от котлов к трубоизоляционным машинам доставляют битумовозами на шасси автомобилей.

Полимерные ленты наносят трубоизоляционными машинами, а также комбинированными машинами, которые одновременно очищают трубопровод и изолируют его полимерными лентами.

Основными машинами при производстве изоляционно-укладочных работ являются трубоукладчики. Число трубоукладчиков в колонне и их мощность устанавливают в зависимости от диаметра и толщины стенок труб, рельефа местности и характера грунтов.

Трубоукладчики при производстве изоляционно-укладочных работ выполняют следующие операции: поднимают трубопровод с бровки траншеи на высоту 0,8… 1,8 м и поддерживают его с установленными на нем трубоочистной и трубоизоляционной машинами. При выполнении этих операций трубоукладчики одновременно двигаются вдоль строящегося трубопровода, манипулируют стрелами с различным вылетом, смещают изолируемый трубопровод с бровки к оси траншеи, окончательно совмещают ось трубопровода с осью траншеи и опускают трубопровод в траншею.

При ведении изоляционно-укладочных работ осуществляют пооперационный контроль качества очистки, грунтовки, изоляции и укладки трубопровода в траншею. Для контроля качества очистки и изоляции используют приборы, с помощью которых проверяют чистоту очистки, сплошность изоляции и ее прилипаемость (адгезию) к поверхности трубопровода. Качество укладки трубопровода проверяют визуально.

Балластировочные работы. Трубопроводы больших диаметров, проложенные на обводненных участках, болотах или в поймах, обладают плавучестью. Для придания трубопроводу отрицательной плавучести его пригружают железобетонными (рис. 118, а) или чугунными утяжелителями массой по 4 т либо прикрепляют к дну траншеи анкерами (рис. 118, б). Балластировку анкерами применяют з том случае, если несущая часть анкера может быть погружена в минеральный грунт.

Строительство переходов. Трубопроводы пересекают различные естественные и искусственные препятствия (например, железные и автомобильные дороги, овраги, реки). В зависимости от вида препятствий переходы трубопроводов подразделяют на подземные и подводные.

К подземным относятся переходы трубопроводов, сооружаемые л од автомобильными и железными дорогами. Эти переходы строят в основном бестраншейным способом, т. е. без вскрытия земляного полотна и верхнего покрытия или строений дороги и поэтому без остановки движения по дороге. При пересечении дорог трубопроводы укладывают в защитных кожухах. Для прокладки кожухов применяют установки горизонтального бурения.

При пересечении больших рек и озер переходы осуществляют преимущественно под водой (дюкеры). Работы по обустройству переходов через водные преграды выполняют по индивидуальным проектным решениям. При строительстве переходов на судоходных, сплавных путях и водохранилищах проект производства работ согласовывают с судоходной инспекцией, с организацией, ведущей сплав леса, или с бассейновыми управлениями.

Рис. 118. Балластирование трубопровода:
а — утяжелителями, б — анкерами; 1 — трубопровод, 2 — утяжелитель, 3 — силовой пояс, 4 — фу-теровочный мат, 5 — анкерная тяга, 6 — анкер

Строительство подводных переходов состоит из следующих операций: подготовительных работ; сварки, гидравлического испытания, изоляции и футеровки трубопроводов; разработки береговых и подводных траншей; устройства спусковой дорожки при укладке способом протаскивания; балластировки трубопроводов; укладки трубопроводов в траншею; вторичного испытания; засыпки траншей; берегоукрепительных работ.

Строят подводные переходы специализированные подразделения.

В состав подготовительных работ входят: проверка гидрогеологических и криологических условий (если строительство ведут в зимний период), промер глубин для уточнения фактического профиля дна в створе перехода и соответствия его проекту.

Сварочные и изоляционные работы ведут теми же способами, что и для линейной части трубопровода. В качестве изоляционного покрытия используют полимерные ленты, которые от механических повреждений защищают оберточным материалом и футеровкой из деревянных реек.

Подводные траншеи разрабатывают землечерпательными снарядами, землесосами, скреперными установками, экскаваторами, установленными на плавучие средства, специальными механизмами, приспособленными для заглубления уложенных подводных трубопроводов, или взрывным способом.

Наиболее ответственным видом работ при строительстве подводных переходов магистральных трубопроводов является укладка их на дно водной преграды. Применяют следующие основные способы укладки трубопроводов: протаскивание по дну водной преграды; свободное погружение с заливом воды в трубопровод или пригруз-кой его; опускание с использованием плавучих кранов или опор, оборудованных подъемными устройствами; укладка с трубоукла-дочных барж с последовательным наращиванием секций труб; укладка с буксировкой секции (плетей) и сваркой межсекционных стыков наплаву.

При сооружении подводных переходов трубоукладчики используют в процессе выполнения сварочно-монтажных и изоляционных работ, а также при разгрузке отдельных труб и секций. В отдельных случаях трубоукладчики применяют в качестве тяговых механизмов при протаскивании дюкеров.

Очистка полости и испытание трубопровода на прочность и герметичность. Уложенный в траншею трубопровод испытывают на прочность и герметичность. Предварительно его очищают от окалины, грата и попавших в него грунта, воды и различных предметов. Очищают трубопровод продувкой с пропуском очистных поршней или эластичных разделителей, а также промывкой водой с пропуском эластичных разделителей. Продувки производят сжатым воздухом, иногда природным газом. Надземные газопроводы очищают в соответствии с особыми правилами. После очистки на открытых концах трубопровода устанавливают инвентарные заглушки.

Магистральные трубопроводы до сдачи их в эксплуатацию подвергают испытанию под давлением на прочность и герметичность воздухом, водой или продуктом, для которого они предназначены. Порядок и параметры испытания определены СНиПами.