В книге описаны применяемые в настоящее время в СССР и за рубежом основные способы укладки подводных трубопроводов, методы расчетов их, а также способы производства отдельных видов работ на строительстве переходов. Кроме того, приведены примеры сооружения переходов в различных условиях, справочные материалы и ценные технические указания по выбору мест переходов. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занятых строительством, проектированием и эксплуатацией магистральных трубопроводов.

Введение

Глава 1. Основные положения проекта перехода
Изыскания 
Выбор трассы перехода 
Выбор материала и сечения подводных трубопроводов
Количество ниток труб подводного перехода 
Расстояния между нитками труб и их трассировка
Заглубление подводных трубопроводов
Особенности проектирования морских подводных трубопроводов

Глава 2. Общие положения организации строительства перехода
Организация работ на стройплощадке
Организация централизованных строительно-монтажных площадок

Глава 3. Очистка и изоляция труб на переходах
Очистка поверхности труб 
Изоляция подводных трубопроводов

Глава 4. Сварочные работы на строительстве подводных переходов
Особые условия сварки подводных трубопроводов
Усиление сварных соединений подводных трубопроводов муфтами
Автоматическая сварка труб на переходах

Глава 5. Балластировка подводных трубопроводов
Способы балластировки подводных трубопроводов
Определение количества балласта

Глава 6. Разработка подводных траншей
Разработка траншей земснарядами
Разработка траншей скреперными установками 
Разработка траншей гидромониторными установками
Заглубление уложенных подводных трубопроводов
Разработка траншей взрывным способом
Берегоукрепительные работы в месте перехода

Глава 7. Основные расчеты стальных трубопроводов на строительстве переходов
Расчет трубопроводов по методу предельных состояний
Вес трубопроводов в различных условиях
Напряжения, возникающие в секциях труб при их монтаже, подъеме и транспортировании
Напряжения в трубопроводе, уложенном на опоры
Напряжения, возникающие в трубопроводе при подъеме его трубоукладчиком
Напряжения, возникающие в трубопроводе при подъеме его конца на поверхность без изгиба параллельно горизонту воды
Продольные напряжения, возникающие в трубопроводах
Напряжения от внутреннего давления
Напряжения, возникающие в подводных трубопроводах при размыве основания
Определение минимально допустимого радиуса кривизны трубопровода

Глава 8. Укладка подводных трубопроводов
Классификация способов укладки подводных трубопроводов
Укладка подводных трубопроводов опусканием с опор
Укладка со стационарных опор
Укладка трубопроводов с пловучих опор
Укладка трубопроводов протаскиванием по дну
Протаскивание трубопроводов с разгружающими понтонами
Укладка секций трубопроводов с буксировкой, их
Укладка трубопроводов с пловучих средств способом наращивания
Укладка трубопроводов способом свободного погружения
Испытания магистральных трубопроводов на переходах

Глава 9. Особенности строительства переходов в зимних условиях и при больших скоростях течения реки
Производство работ в зимних условиях
Производство работ при больших скоростях течения

Глава 10. Затраты и стоимость отдельных видов работ на строительстве переходов

Приложения 1, 2, 3 и 4

Введение

Значение трубопроводного транспорта в развитии всех отраслей народного хозяйства СССР увеличивается с каждым годом. В результате выполнения пятого пятилетнего плана по строительству магистральных трубопроводов резко возрос удельный вес транспорта нефти и продуктов ее переработки по трубопроводам по сравнению с железнодорожным и водным транспортом.

Трубопроводный транспорт жидкого топлива в несколько раз экономичнее перевозок по железным дорогам и позволяет использовать подвижной состав для других целей. Газификация городов и промышленных центров немыслима без строительства газопроводов. Строительство объектов тяжелой промышленности и благоустройство городов вызывают необходимость укладки подводных трубопроводов для целей водоснабжения и канализации.

В результате выполнения поставленной XX съездом КПСС грандиозной задачи по увеличению в шесть раз объема работы трубопроводного транспорта в I960 г. по сравнению с 1955 г. наша страна покроется густой сетью трубопроводов различных назначений.

Магистральные трубопроводы, прокладываемые от месторождений нефти >и газа к пунктам переработки и промышленным центрам, пересекают многочисленные водные преграды. С увеличением числа магистралей возрастает число подводных переходов.

Строительство переходов через реки является наиболее трудоемкой и ответственной частью сооружения магистрального трубопровода. Стоимость перехода иногда незначительна по отношению к общим затратам на строительство магистрали, но значение перехода определяется не столько его стоимостью, сколько колоссальными потерями и затратами, неизбежным, и в случае повреждения подводного трубопровода.

В связи со строительством новых гидроэлектростанций и созданием водохранилищ возникает проблема укладки в ближайшие годы подводных трубопроводов через водные преграды шириной 10—12 км с глубинами 20 м и больше. Эти трубопроводы будут прокладываться в условиях, близких к морским, при волнах высотой до 3 м.

Строительство восточных и южных магистралей вызывает необходимость пересечения рек Сибири с большими скоростями течения и южных горных потоков с неустойчивым режимом. Таким образом, наряду с увеличением числа переходов усложняется и производство работ по их сооружению.

Работы по строительству дюкеров имеют свои особенности, заключающиеся в применении водолазного труда, особых способов укладки подводных трубопроводов и специальных механизмов для разработки траншей под них. Переходы через водные преграды должны сооружаться с обязательным соблюдением особых технических условий и контроля, обеспечивающих повышенное качество производства работ. Вместо старых методов укладки трубопроводов за перемычками или с опор, перегораживающих русло реки, в современных условиях нашли широкое применение новые более экономичные способы строительства дюкеров, позволяющие сокращать сроки строительства и капитальные затраты. Применение этих способов на строительстве трубопроводов стало возможным благодаря совершенствованию и внедрению новой техники: бульдозеров, экскаваторов, сварочных автоматов, очистных и изолировочных машин, трубоукладчиков, а также специальных технических средств.

В последние годы как у нас, так и за рубежом на строительстве используются трубы большого диаметра. Новые трассы нефтепроводов и газопроводов проектируются и прокладываются диаметром 700 мм. Подводные трубопроводы для целей водоснабжения укладываются диаметром 1200 и 1400 мм. На ближайшее пятилетие предусмотрено увеличение производства сварных труб большого диаметра в 2,7 раза.

Для строительства магистральных трубопроводов большого диаметра в условиях рек и крупных водохранилищ потребуется применение более мощного оборудования, которое позволит изменять и совершенствовать способы укладки подводных трубопроводов.

Особо следует отметить большое оборонное значение строительства трубопроводов: армии союзников, высадившиеся во время второй мировой войны во Франции, снабжались горючим по подводным трубопроводам, проложенным через Ла-Манш. Снабжение армии США горючим на европейском континенте производилось по трем главным трубопроводам, уложенным от портов Бельгии и Франции, с суточной производительностью свыше 10,0 тыс. т [Petroleum Engineer, № 2, т. 21, Д-24, 1949.]. Войска, наступавшие вдоль африканского побережья, также обеспечивались горючим по трубопроводам. После ожесточенных атак немецких подводных лодок на американские танкеры, в результате чего была нарушена система снабжения горючим восточных районов страны, США проложили в 1943 г. трансконтинентальные нефтепровод и продуктопровод диаметром 600 и 500 мм, протяженностью около 2200 км каждый.

Советские специалисты имеют большой опыт строительства подводных трубопроводов. После Великой Отечественной войны выполнено строительство многих сотен дюкеров, в том числе через Волгу, Каму, Днепр и другие водные магистрали. Произведены сложные работы по укладке крупнейших подводных трубопроводов диаметром 1400 мм для водозаборных и водосбросных сооружений.

В 1949 г. уложен крупнейший подводный теплофикационный дюкер диаметром 2,5 м с применением «мягких резиновых понтонов. В 1954 г. уложен подводный трубопровод диаметром 508 мм через р. Каму на глубину 10 м способом свободного погружения без применения каких-либо опорных пловучих или стационарных устройств.

В 1955 г. этим же способом на ряде объектов были уложены трубопроводы диаметром 1200 и 1400 мм на глубину до 8,0 м.

Использование разгружающих понтонов изменило технологию у кладки подводных трубопроводов способом протаскивания. Этот способ практически применим для труб любого диаметра, причем длина укладываемых трубопроводов лимитируется только мощностью тяговых установок и сопротивлением трубы на растяжение.

Обобщение и изучение нашего и зарубежного опыта строительства подводных трубопроводов должны способствовать дальнейшему развитию отечественного трубопроводного транспорта.

Настоящая работа не обобщает всего богатого опыта строительства переходов в СССР и за рубежом, а ставит своей целью ознакомление производителен работ с достижениями, имеющимися в этой области. Приведенные основные расчеты подводных трубопроводов, примеры из практики строительства, а также экономические соображения облегчат проектировщикам и строителям выбор наиболее рационального и экономичного способа производства работ.