Rörledningsläggning - läggning av tekniska nätverk eller separata rörledningar för att från en punkt till en annan förse de nödvändiga ämnena - vätskor ( olja , vatten , hushålls- och industriavlopp, inklusive livsmedel - alkohol , mjölk , etc.), fasta ämnen ( kol , etc.) . ), gas eller energi - elektricitet .
Vid ändring av läggningen av en rörledning, om en ingång i marken eller en utgång från marken med en rörledning krävs, eller en speciell struktur (skyddande hölje, bro , balk , etc.) krävs på grund av ett hinder ( ravin , flod , etc.), så kallas en sådan del av att lägga rörledningen tillsammans med strukturen en rörledningskorsning.
Beroende på trafikintensitet , vägkategorier , rörledningsdiameter , arbetsmetoder, markförhållanden, läggs rörledningar med metoder: öppen, dold och stängd [1] . Beroende på platsen för rörledningen särskiljs läggningen: ovan jord, under jord, under vatten.
Öppen läggning av rör utförs längs befintliga eller speciellt uppförda byggnadskonstruktioner ( väggar , stöd , övergångar ) eller i genomgående och halvgenomgående kanaler och gallerier), i ett dike (underjordiskt) eller på marken (på marken) enligt följande [1] :
En öppen metod för att bygga korsningar under motorvägar inkluderar följande metoder för att organisera arbetet [2] :
Vid korsning av vägar under svåra geografiska och hydrologiska förhållanden kan byggande av tunnlar på ett öppet sätt tillämpas . Till exempel byggdes en sådan övergång på oljeledningen i Caspian Pipeline Consortium vid korsningen av motorvägen Krasnodar-Novosibirsk [2] . Tillgång till rör under produktionsprocessen och driften är gratis [1] .
Rörläggning utförs i enlighet med projektet för produktion av verk, utvecklat på grundval av arbetsdokumentationen för projektet och nuvarande standarder [3] .
Markarbeten för utveckling av diken och gropar utförs i enlighet med reglerna för produktion och godkännande av markarbeten i enlighet med kraven [3] :
Innan röret läggs inspekteras beslag och element noggrant för att upptäcka sprickor , spån, djupa skär, punkteringar, revor och andra skador på inneslutningen [3] .
Efter ett hydrauliskt test av rörledningen återfylls den och skarvarna tätas, följt av en jämn återfyllning av diket med en grävmaskin med ett lager lokal jord 0,3 m tjockt med manuell utjämning av jorden och en grävskopa [ 3] .
Dolda utläggningsrör i diken och oframkomliga kanaler (i marken eller i byggnadskonstruktioner - väggar , underjordiska , etc.) [1] . Tillgång till rör är endast möjlig under drift efter att motsvarande strukturer har öppnats [1] .
På ett stängt sätt läggs rör utan att öppna marken, sådan läggning kallas "trenchless" och utförs med någon av metoderna [1] [2] :
Valet av en dikeslös metod för att lägga rör beror på rörledningens diameter och längd, de fysiska och mekaniska egenskaperna och de hydrogeologiska förhållandena hos de utvecklade jordarna och den utrustning som används [2] .
Sluten utläggning av rörledningen kan användas under vatten, i träsk och under andra förhållanden när tillgång till rör efter utläggning är omöjlig eller svår [1] .
Rekommenderade metoder för dikesfri läggning av rörledningar [2] :
| Sätt | Rörledning | Bästa markapplikationsförhållanden | Penetrationshastighet, m/h | Erforderlig presskraft, t | Begränsning av användningen av metoden | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Diameter, mm | Längd, m | |||||
| Punktering: mekanisk med domkraft | 50-500 | 80 | Sand och lera utan fasta inneslutningar | 306 | 15-245 | Gäller inte steniga och kiselhaltiga jordar |
| Hydroprocol | 100-200 | 30-40 | Sandig och sandig | 1,6-14 | 25-160 | Metoden är möjlig i närvaro av vattenkällor och platser för massautsläpp |
| 400-500 | tjugo | |||||
| Vibropunktur | 500 | 60 | Osammanhängande sandig, sandig och kvicksand | 3,5-8 | 0,5—0,8 | Inte lämplig för hårda och steniga jordar |
| Markpiercer | 89-108 | 50-60 | lerig | 1,5-2 | — | Samma |
| Pneumatisk stans | 300-400 | 40-50 | Mjuka jordar upp till grupp III | 30-40 (utan expanders) | 0,8–2,5 | Ej tillämpligt i jordar med hög vattenmättnad |
| Stansning | 400-2000 | 70-80 | I jordar av I-III-grupper | 0,2–1,5 | 450 | I flytande jordar är metoden inte tillämplig. I hårda bergarter kan den endast användas för stansning av rör med maximal diameter. |
| Horisontell borrning | 325-1720 | 40-70 | I sand- och lerjordar | 1,5—19 | — | I närvaro av grundvatten är metoden inte tillämplig. |
Den ovanjordiska läggningen av rörledningen i förhållande till Komi ASSR visade ett antal operativa fördelar: ökad tillförlitlighet, enkel övervakning, enklare reparation och längre livslängd. Driften av luftledningar för gasledningar under förhållanden i norr har bevisat tillförlitligheten och ändamålsenligheten med att lägga rörledningar ovan jord där det är svårt att lägga under jord. Arbete med ovanjordsläggning är möjligt året runt, och det är särskilt lämpligt att arbeta i träsk på vintern. [fyra]
Ovanjordsläggning av rörledningar utförs i områden med vilken terräng som helst , den lämpligaste användningen är på rutter som korsar territorier med oländig terräng, ett stort antal floder, sjöar, etc., på permafrostjordar med sättningar och under andra svåra förhållanden [5] .
När de lägger rörledningar ovan mark använder de [6] :
Beroende på typen av läggning och/eller övergång kan utformningen av rörledningen vara:
Schemat för att lägga underjordiska rörledningar tas på samma sätt som för ovanjordiska rörledningar med kompensationssektioner [9] .
Underjordiska rörledningar som ligger på en solid bas och täckta med jord särskiljs enligt designscheman beroende på närvaron eller frånvaron av tvärgående förstyvningsringar och rörledningens längd [9] .
Rör-i-rör-läggningsmetoden används i två fall: när det är nödvändigt att återställa en gammal utsliten rörledning, eller när det är nödvändigt att skydda rörledningen från kemisk eller mekanisk påverkan.
Relining är ett av alternativen för att lägga nya rör i en gammal rörledning; detta är en dikesfri metod för rehabilitering och restaurering av rörledningar, när en ny rörledning läggs inuti en befintlig utan öppning (eller med partiell öppning), såväl som utan att demontera den gamla rörledningen.
För att förhindra snabbt slitage av rör från mekaniska och andra stötar vid korsningar över hinder (älvar, sjöar, vägar, järnvägar, etc.), läggs de i skyddshöljen, det vill säga röret läggs inuti ett annat rör med större diameter, inte mindre än 200 mm. I den tekniska litteraturen kallas höljet även för "fodral", "fodral" eller "patron".
Det finns flera metoder för punktering: vibro-, hydraulisk punktering, punktering med hjälp av en jordpiercer, mekanisk punktering med hjälp av en hydraulisk domkraft, pneumatisk stansning med hjälp av en pneumatisk stans.
En punktering är bildandet av hål på grund av den radiella packningen av jorden när ett rör med en konisk spets pressas in i den [10] . Spetsar av olika former används, varav de vanligaste är i form av en rak cirkulär kon, som vid användning skapar en minimal jordmotstånd mot punktering [2] . Punkteringskraften beror väsentligt på spetsvinkeln [2] .
Fördjupningen utförs med en hydraulisk domkraft . En rörlänk med spets läggs i gropen och, efter inriktning med en domkraft, pressas den ner i marken under längden av stångslaget . Efter att stången har återgått till sitt ursprungliga läge, sätts ett tryckrör ( ramstav ) in på dess plats, och processen upprepas. I slutet av fördjupningen av den första rörlänken till full längd, tas ramstången bort, nästa länk sänks ner i gropen och svetsas ände mot ände till den som redan har krossats i marken. Därefter krossas den svetsade länken, och cykeln upprepas tills punkteringen för hela längden av sektionen. För varje cykel går röret fram 150 mm. [tio]
Skapandet av en tryckkraft på den bakre änden av höljet istället för en domkraft kan åstadkommas av dragkraften från en vinsch eller traktor som använder vajer eller kättingtelfer. Istället för en lång ramstångsskjutare används också korta tryckrör med flänsar, vars längd är lika med domkraftsstångens slaglängd. I detta fall, efter punktering av jorden under en slaglängd, återförs domkraftsstången till sitt ursprungliga läge och ytterligare ett tryckrör förs in i det resulterande utrymmet för att fortsätta punkteringsprocessen [11] .
Punkteringsmetoden används för att lägga rör upp till 500 mm i diameter för en längd av 30–40 m med en penetrationshastighet på 2–3 m/ h ;
Metoden praktiseras i mycket komprimerbar jord, hål genomborras för rör med en diameter på 100-400 mm på ett djup av mer än 2,5-3 m [10] . I lätt komprimerbara jordar (sand, sandig lerjord), för att säkerställa väggarnas stabilitet, appliceras förutom horisontalkraften tvär- och vibrationseffekter, medan håldiametern är upp till 300 mm [10] .
Pneumatisk stansning utförs med en speciell vibro-impact tunnelprojektil - en pneumatisk stans, först föreslagen av den sibiriska grenen av USSR Academy of Sciences [12] , som låter dig passera brunnar upp till 50 m för rörledningar upp till 400 mm inklusive [10] .
Enheten är en självgående pneumatisk maskin, vars kropp är den arbetskropp som bildar brunnen [10] . Trumslagaren under inverkan av tryckluft går fram och tillbaka och slår mot den främre inre änden av kroppen och kör ner den i marken [10] .
Vid användning av stansmetoden pressas ett lagt rör med en öppen ände, utrustat med en "kniv", in i jordmassan, och jorden som kommer in i röret i form av en tät kärna (plugg) utvecklas och avlägsnas från ansikte [2] . När röret förs fram övervinns jordens friktionskraft längs dess yttre kontur och skärningen av knivdelen i jorden.
För stansning av rör används tryckpumpnings- och domkraftsinstallationer av två, fyra, åtta eller fler hydrauliska domkrafter med en kraft på 50–300 ton vardera med en slaglängd på 1,1–2,1 m, drivna av högtryckspumpar [ 2] .
Borrning används för att lägga rörledningar med en diameter på 0,8–1,0 m i lerjordar för en längd på upp till 100 m. Rörets ände är försedd med en skärkrona med ökad diameter, röret drivs av en motor installerad på kanten av gropen. Rörets translationsrörelse rapporteras av en kuggstång med betoning på gropens bakvägg. Jorden som fyller röret från insidan kan avlägsnas med hjälp av en skruvinstallation eller med en hydromekanisk metod. [tio]
Vid borrning förstörs berget av mekanisk eller fysisk påverkan [10] . Mekanisk borrning utförs på tre huvudsakliga sätt: roterande, slagverk, slag-roterande och vibration [13] ; fysisk borrning utförs på följande sätt: termisk, hydraulisk, elektrohydraulisk, plasma, ultraljud, etc. [10] .
Mikrotunnling är en automatiserad tunnling med stansning av rörbeklädnadsstrukturen, utförd utan närvaro av människor i arbetet [14] . Detta är en dikesfri metod för att lägga rörledningar och kommunikationer med hjälp av speciella domkraftsstationer, när röret "skjuts" genom marken från en station till en annan med hjälp av en speciell tunnelsköld , även kallad borr (borrborrning) till ett avstånd av 100– 120 m [15] , som under drift blandar berget med vatten och transporteras av reningssystemet till ytan, där det separeras .
Mikrotunnelteknik gör det möjligt att lägga underjordiska kommunikationer i tätt bebyggda områden, eller områden som korsas av transporter och annan kommunikation. Arbeten utförs i vattenmättad, icke-stenig och stenig jord, inklusive med blandad slakt , i grov jord med införande av grus , småsten , krossad sten i form av ett mellanskikt och stenblock . Utläggning utförs längs en rak och kurvlinjig sträcka i profil och plan.
Bakom skölden med hjälp av domkrafter pressas rör igenom : stål , glasfiber , keramik , betong , armerad betong eller polymerbetong med speciella glasfiberkopplingar som ger lite motstånd när rör trycks in i brunnen [15] . För konstruktion av avloppssamlare används vanligtvis rör med intern polyetenisolering , vilket ökar strukturens livslängd med 3-5 gånger.
Läggning utförs med två gropar: start och mottagning, vars djup motsvarar läggningsdjupet. En kraftfull domkraftsstation är installerad i startgropen, på vilken en tunnelsköld är placerad. Med hjälp av domkrafter drivs skölden i marken till sin längd, varefter ett segment av stansröret av samma längd placeras på domkraftsstationen, och processen upprepas. Efter att rören har byggts upp i separata sektioner genomförs ytterligare penetration tills skölden kommer ut i mottagningsgropen. Därefter demonteras skölden och rören förblir i marken. [16]
Genom att ändra standardstorleken på tunnelskölden är det möjligt att lägga underjordiska mikrotunnlar med olika inre diametrar - från 250 mm till 3600 mm med ett djup på upp till 30 m. Det minsta djupet på toppen av rörledningen i förhållande till jorden ytan bör vara minst 1,5-2 rördiametrar [15] . Avståndet mellan rörledningen som läggs och redan placerade kommunikationer och strukturer bör vara minst 1 m [15] . Sköldgenomträngning används i halvsteniga och steniga jordar, där det är omöjligt att använda andra metoder, samtidigt som man använder rör av betong eller armerad betong [15] .
Den första delen av borrsträngen kan avvika flera grader vertikalt och horisontellt (upp till 13 mm per 200 m), vilket kräver konstant justering av borrriktningen . Penetrationsnoggrannheten uppnås av ett datorstyrsystem som använder ett styrsystem för lasersköld [15] . Borrningsprocessen styrs från ytan av operatören med hjälp av navigationssystemet [15] .
Mikrotunnelteknik gör det möjligt att lägga kommunikationer och rörledningar med hjälp av samlare med små diametrar i jord av vilken komplexitet som helst - från instabil lerjord och vattenförande sand till stenar [16] , inklusive med blandad slakt , i grova klastiska jordar med inkluderande av grus , småsten , krossad sten i form av ett mellanskikt och stenblock [15] .
Det avancerade styrsystemet för tunnling av komplex ger noggrannheten av tunneldrivning som uppfyller de högsta kraven och låter dig när som helst kontrollera de värden som helt karakteriserar positionen för tunnelskölden, parametrarna för dess rörelse, såväl som parametrarna av hur dess huvudkomponenter och mekanismer fungerar [16] . Komplexen är byggda på en modulär princip, vilket gör att de kan flyttas från ett objekt till ett annat och för att minimera tiden för installation av utrustning [16] .
Genomträngning för utläggning av rörledningar utförs med avskärmning eller adit .
Djupet på utläggning av rörledningar beror på [1] :
Djupet på att lägga rörledningar ställs vanligtvis av projektet från 0,6-0,9 m ( gasledningar ) till 5,0 m eller mer (fekal, industriavlopp , vattenledningar ) [ 1] .
Vid läggning av vatten och avlopp tas djupet på läggning av rör [17] under djupet för markfrysning (beroende på det transporterade ämnet, dess känslighet för frysning på vintern).
Vid läggning av gasledningar tas rörens djup av projektet till toppen av röret [18] :
Fördjupning av huvudrörledningar accepteras av projektet till toppen av röret: