Подводные переходы газопроводов через естественные преграды

Распределительным газопроводам, особенно межпоселковым, часто приходится пересекать водные преграды: реки, каналы, озера, заливы и т.д. Надводные переходы применяются для нешироких ручьев, рек, когда устройство опорной системы позволяет компенсировать изгиб газопровода под воздействием собственного веса, гололедных, снеговых и ветровых нагрузок. Но основным способом пересечения газопроводами широких водных преград является подводная прокладка.

Такой участок газопровода часто именуют дюкером. Правда, согласно СП 422.1325800.2018 «Трубопроводы магистральные и промысловые для нефти и газа. Строительство подводных переходов и контроль выполнения работ» дюкер — это участок трубопровода, прокладываемый на пересечении с водной преградой под руслом реки или водоема. То есть только непосредственно под водой, а переход включает еще и береговые участки.

Для подводных переходов нормируются:

• расстояния от мостов;

• заглубление в дно;

• требования к трубам.

Расстояние от подводных газопроводов до мостов

Газопроводы при подземном пересечении водных преград размещают от мостов на расстоянии, указанном в таблице 1. Расстояния указаны от выступающих конструкций моста.

Таблица 1

Заглубление в дно и балластировка

Подводный переход распределительного газопровода прокладывают с заглублением в дно водной преграды.

Верх газопровода (балласта, футеровки) должна быть не менее чем на 0,5 м, а на переходах через судоходные и сплавные преграды — не менее чем на 1 м ниже прогнозируемого профиля дна на весь период эксплуатации газопровода. При прокладке наклонно-направленным бурением — не менее чем на 2 м ниже дна.

Рис.1 На реке Лена всплыл газопровод

Газопроводы небольших диаметров тонут в воде, так как вес трубы больше выталкивающей ее силы. Но с увеличением размера труба начинает плавать. Плавучесть кроме диаметра зависит еще и от толщины стенки. Чем она больше, тем металлоконструкция тяжелее. Но начиная с условного прохода 150 мм стальные трубы обладают положительной плавучестью, что может послужить причиной серьезных происшествий. 22 мая 2018 года в Якутии во время ледохода на подводном переходе через реку Лену всплыл магистральный газопровод (рис.1). Взамен пришлось прокладывать под водной преградой новую трубу условным проходом 500 мм и протяженностью 500 м.

Рис. 2 Обетонированные трубы

Если газопровод имеет положительную плавучесть, то есть всплывает, его утяжеляют — проводят балластировку. Для больших диаметров от 530 до 1420 мм применяют сплошные покрытия для обетонированных труб (рис.2).

Рис.3 Типы балластировочных устройств

Другой вариант преодоления положительной плавучести — применение различных утяжелителей, расположенных на трубе, когда создается усилие, не позволяющее ей всплывать. Для балластировки применяют:

• железобетонные или чугунные утяжелители;

• утяжелители, заполняемые минеральным грунтом;

• засыпку с использованием нетканого синтетического материала.

При использовании железобетонных или чугунных утяжелителей применяют следующие типы балластировочных устройств:

• седловидные (рис.3, а);

• кольцевые (рис.3, б);

• охватывающие (рис.3, в).

Рис.4 Железобетонные утяжелители

П-образные железобетонные утяжелители УБКм (рис.4, а) устанавливаются сверху газопровода. Для предохранения труб от механических повреждений под них подкладывают защитные коврики из негниющих материалов (резинотканевые, полиэтиленовые и др.). Для балластировки газопроводов также применяют кольцевые утяжелители УТ, УТК и клиновые УБО (рис.4, б).

1 - криволинейный свод; 2 - силовой пояс; 3 - боковая стенка; 4 - лобовой участок; 5,6 – карманы для грунта

Рис.5 Полимерконтейнер ПКУ

Для утяжеления газопроводов, проложенных в обводненных грунтах, возможно применение других способов балластировки. Полимерконтейнер ПКУ (рис.5) представляет собой емкость в виде П - образного утяжелителя, стенки которого выполнены из нетканого синтетического материала, пропитанного твердеющей полимерной смолой, придающей его полости необходимую прочность и жесткость. Верхний силовой пояс сохраняет форму емкости при засыпке. Контейнеры заполняются грунтом на специальном загрузочном бункере с послойным трамбованием.

1 – газопровод, 2 - нетканый синтетический материал, 3 – металлический штырь, 4 - грунт

Рис.6 Балластировка с использованием нетканого синтетического материала

При балластировке минеральным грунтом им заполняют контейнеры из тканых или нетканых синтетических материалов, которые устанавливают поверх газопровода. Спаренные контейнеры представляют собой два мешка из технической (геотекстильной) ткани, соединенные между собой полотном на промышленном швейном оборудовании.

Балластировка трубопроводов грунтом с применением нетканого синтетического материала (геотекстиля) в зависимости от характеристик грунта осуществляется по всей длине трубопровода или отдельными участками. Она производится путем опускания материала в траншею и заполнения им всех пазух (рис.6). Потом производится заполнение минеральным грунтом полостей, ограниченных нетканым материалом. В зависимости от характеристик грунта, которым засыпается траншея, и диаметра трубы достигается частичная или полная величина нормативной балластировки.

Требования к трубам

На подводных переходах независимо от способа прокладки следует применять:

• стальные трубы с толщиной стенки на 2 мм больше расчетной, но не менее 5 мм;

• полиэтиленовые трубы и соединительные детали из ПЭ 100 (ПЭ 100-RC) с SDR, определенным прочностным расчетом, или имеющие SDR не более SDR 11.

При прокладке полиэтиленового газопровода давлением свыше 0,6 до 1,2 МПа методом наклонно-направленного бурения во всех случаях следует применять полиэтиленовые трубы из ПЭ 100 или ПЭ 100/ПЭ100-RC с коэффициентом запаса прочности не менее 2,0.

Природные условия, в которых прокладываются наружные газопроводы, разнообразны. Кроме обычных имеются разнообразные особые условия, о которых следующая статья.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь