RU2539043C1 - Method to install pipe canal under northern conditions - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: installation of a pipe canal along the water reservoir bottom provides for completion of preparatory and main stages of its erection. At the first stage hydraulic insulation of the pipe canal is done. Then water impermeable elements - reservoirs - are placed on its surface. These reservoirs are filled with a hardened hydrophobic composition, for instance, a thermally oxidised mixture of soil and oil. Excavation is done in the bottom sediments of the trench. Helical piles are installed in it. The thermally oxidised mixture of soil and oil is injected into cavities of piles. Bottom sediments adjoining the piles are strengthened. The pipe canal towing, lowering, installation and fixation to piles is one, as well as trench filling with bottom sediments.

EFFECT: invention provides for durability and safety of pipe canal operation in northern regions.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства гидротехнических сооружений, в частности к прокладке дюкеров, нефтегазопроводов, туннелей по дну водоемов, включая шельф арктических морей.The invention relates to the field of construction of hydraulic structures, in particular to the laying of siphons, oil and gas pipelines, tunnels along the bottom of reservoirs, including the shelf of the Arctic seas.

Известны буронабивная свая и способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах [Патент РФ 2270294, МПК E02Д 5/56, 2006 г. - аналог]. Способ включает бурение скважины, удаление из ее полости грунта и закачивание через перфорированную обсадную трубу в скважину и прилегающие грунты бетонной смеси. Недостатком этого решения является применение дорогостоящих вяжущих, например цемента.Known bored pile and the method of construction of bored piles in karst or weakly bearing soils [RF Patent 2270294, IPC E02D 5/56, 2006 - analogue]. The method includes drilling a well, removing soil from its cavity and pumping through a perforated casing pipe into the well and adjacent soils of the concrete mixture. The disadvantage of this solution is the use of expensive binders, such as cement.

Известен способ упрочнения слабых, деформируемых грунтов с применением органических вяжущих, например «тяжелой» нефти, включающий нагрев грунта и нефти, их перемешивание, послойную укладку и уплотнение смеси. Термоокисленную смесь применяют для упрочнения грунтовых оснований, изготовления различных по назначению элементов сооружений [Патент РФ 2135680, МПК E01C 3/04, 7/36, 1999 г. - аналог].A known method of hardening weak, deformable soils using organic binders, such as "heavy" oil, including heating the soil and oil, mixing, layer-by-layer laying and compaction of the mixture. The thermally oxidized mixture is used for hardening soil bases, for the manufacture of structural elements of various purposes [RF Patent 2135680, IPC E01C 3/04, 7/36, 1999 - analogue].

Однако это решение характеризуется значительными энергозатратами на приготовление, термоокисление смеси грунта с «тяжелой» нефтью, используемой для упрочнения в полном объеме грунтового основания.However, this solution is characterized by significant energy consumption for the preparation, thermal oxidation of a mixture of soil with "heavy" oil, used to harden the soil base in full.

Известен способ прокладки подводного трубопровода, включающий выполнение траншеи, размещение на дне траншеи трубопровода, прокладку на поверхности трубопровода защитного кожуха в виде изогнутого стального листа, соединенного со сваями до установки на трубопроводе, отсыпку грунта, причем защитный кожух опускают с плавсредства, используемого при монтаже трубопровода, до опирания концов свай на грунт, при этом защитный кожух размещают над трубопроводом так, чтобы его продольная ось проецировалась на продольную ось трубопровода, после чего к кожуху при помощи вибропогружателя прилагают усилие, направленное вниз [Патент РФ 2228406, МПК E02Д 29/063, E02Д 29/077, 2003 г. - аналог].A known method of laying an underwater pipeline, including the implementation of the trench, placing at the bottom of the trench of the pipeline, laying on the surface of the pipeline a protective casing in the form of a curved steel sheet connected to piles before installation on the pipeline, filling the soil, and the protective casing is lowered from the craft used in the installation of the pipeline , until the ends of the piles are supported on the ground, while the protective casing is placed above the pipeline so that its longitudinal axis is projected onto the longitudinal axis of the pipeline, after four first, a downward force is applied to the casing with the help of a vibro driver [RF Patent 2228406, IPC E02D 29/063, E02D 29/077, 2003 - analogue].

Частично снижая затраты на водолазные работы, способ предусматривает закрепление (анкеровку) дюкера сваями с ограниченной боковой поверхностью в слабых переувлажненных донных отложениях, что не позволяет обеспечить надежность его эксплуатации при подвижках заторошенных снизу ледяных полей в прибрежных зонах водоемов.Partially reducing the cost of diving operations, the method provides for fixing (anchoring) the duker with piles with a limited lateral surface in weak, waterlogged bottom sediments, which does not allow for reliable operation when moving ice fields humidified from below in the coastal zones of water bodies.

Известен способ прокладки трубопровода по дну водоема, включающий сборку трубопровода из труб и последующее размещение трубопровода на опорах, при этом перед прокладкой трубопровода маячками размечают путь следования плавучего средства, плавучее средство закрепляют в фиксированном относительно дна водоема положении, а на плавучем средстве покрытые слоем полимера трубы с помощью специальных аппаратов сваривают между собой, покрывают места сварки полимерным покрытием и затем на трубы надевают грузила, выполненные в виде колец, на внутренней поверхности которых расположены резиновые ролики, потом трубы укладывают на опоры, выполненные в виде винтовых свай, которые предварительно завинчивают с плавучего средства по месту прокладки трубопровода с двух сторон от последнего, при этом на каждую пару свай устанавливают балку с крепежными элементами, на балке размещают ложемент для размещения трубы, выполненный по форме последней, после установки трубы ее закрепляют на опоре с помощью хомутов [Патент РФ 2308631, МПК F16L 1/16), 2007 г. - прототип].There is a method of laying a pipeline along the bottom of a reservoir, including assembling the pipeline from the pipes and then placing the pipeline on the supports, while before laying the pipeline with beacons, the route of the floating means is marked, the floating means are fixed in a position fixed relative to the bottom of the reservoir, and pipes are coated with a polymer layer on the floating means Using special apparatuses, they weld together, cover the welding spots with a polymer coating and then put weights, made in the form of rings, onto the pipes on the inside on the initial surface of which rubber rollers are located, then the pipes are laid on supports made in the form of screw piles, which are pre-screwed with floating equipment at the pipe laying site on both sides of the latter, while a beam with fasteners is installed on each pair of piles, placed on the beam lodgement for placing the pipe, made in the form of the latter, after installing the pipe, it is fixed on the support using clamps [RF Patent 2308631, IPC F16L 1/16), 2007 - prototype].

Способ позволяет в сложных природно-климатических условиях северных регионов оперативно осуществлять погружение, установку и закрепление дюкера к опорам. Но решение не обеспечивает надежность защиты гидроизоляционного покрытия и непосредственно дюкера от подвижек заторошенных снизу ледяных полей на мелководных участках водоемов, что ведет к недолговечности сооружения.The method allows in difficult natural and climatic conditions of the northern regions to quickly immerse, install and secure the duker to the supports. But the solution does not provide reliable protection of the waterproofing coating and the duker itself from movements of ice fields humidified from below in shallow areas of water bodies, which leads to the fragility of the structure.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение долговечности и безопасности эксплуатации дюкеров в северных регионах.The task of the invention is to ensure the durability and safety of operation of dukers in the northern regions.

Это достигается тем, что в известном способе прокладки дюкера в северных регионах, включающем гидроизоляцию дюкера, размещение на его поверхности балластировочных, защитных элементов, эскавацию в донных отложениях траншеи, установку в ней винтовых свай, буксировку, спуск, установку и закрепление дюкера к сваям, засыпку траншеи донными отложениями, на дюкере дополнительно размещают водонепроницаемые эластичные емкости, заполняют их отверждаемым гидрофобным составом, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, а после установки на дне траншеи винтовых свай в полости последних закачивают термоокисленную смесь грунта с нефтью и упрочняют прилегающие к сваям донные отложения.This is achieved by the fact that in the known method of laying a siphon in the northern regions, including waterproofing the siphon, placing ballasting, protective elements on its surface, excavating the trench in the bottom sediments, installing screw piles in it, towing, lowering, installing and securing the siphon to piles, backfilling the trench with bottom sediments, waterproof flexible containers are additionally placed on the duker, they are filled with a cured hydrophobic composition, for example, a thermally oxidized mixture of soil with oil, and after installation on at the bottom of the trench of screw piles, a thermally oxidized mixture of soil with oil is pumped into the cavity of the latter and hardened bottom sediments adjacent to the piles.

Прокладка дюкера по дну водоема предусматривает проведение подготовительного и основного этапов его возведения. На первом этапе выполняют гидроизоляцию дюкера, размещение на его поверхности водонепроницаемых элементов (емкостей), заполнение их отверждаемым гидрофобным составом, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, эскавацию в донных отложениях траншеи, установку в ней винтовых свай, закачку в их полости термоокисленной смеси грунта с нефтью и упрочнение прилегающих к ним донных отложений. Основной этап реализации способа предусматривает буксировку, спуск, установку, закрепление дюкера к сваям и засыпку траншеи донными отложениями.Laying a siphon along the bottom of a reservoir provides for the preparatory and main stages of its construction. At the first stage, the duker is waterproofed, watertight elements (tanks) are placed on its surface, filled with a cured hydrophobic composition, for example, with a thermally oxidized mixture of soil with oil, excavation in the bottom sediments of the trench, installation of screw piles in it, and injection of a thermally oxidized soil mixture with oil and hardening of adjoining bottom sediments. The main stage of the implementation of the method involves towing, lowering, installing, securing the duker to the piles and filling the trench with bottom sediments.

Предлагаемый способ целесообразно применять при строительстве гидротехнических сооружений в сложных условиях северных регионов, и в частности для прокладки нефтегазопроводов, туннелей по дну водоемов, включая мелководные акватории арктических морей.The proposed method is advisable to use in the construction of hydraulic structures in difficult conditions of the northern regions, and in particular for laying oil and gas pipelines, tunnels along the bottom of reservoirs, including shallow waters of the Arctic seas.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показан план размещения дюкера на дне водоема, а на фиг.2 - его вертикальный разрез.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows the layout of the siphon at the bottom of the reservoir, and figure 2 - its vertical section.

Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.

На подготовительном этапе на поверхности дюкера 1 выполняют гидроизоляционное покрытие 2 и размещают на дюкере 1 балластировочные защитные элементы (емкости) 3, полости емкостей 3 заполняют отверждаемым гидрофобным составом 4, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, а затем производят эскавацию в донных отложениях траншеи 5, установку в ней винтовых свай 6, нагнетание в полости последних термоокисленной смеси грунта с нефтью и упрочнение прилегающих к сваям донных отложений. Основной этап реализации способа предусматривает буксировку, спуск, установку и закрепление дюкера 1 гибкими полотнищами 7 к сваям 6, засыпку траншеи 5 донными отложениями.At the preparatory stage, a waterproofing coating 2 is made on the surface of the siphon 1 and ballasting protective elements (containers) 3 are placed on the siphon 1, the cavities of the tanks 3 are filled with a curable hydrophobic composition 4, for example, a thermally oxidized mixture of soil with oil, and then they are excavated in the bottom sediments of the trench 5, installation of screw piles 6 in it, injection into the cavity of the last thermally oxidized mixture of soil with oil and hardening of bottom sediments adjacent to piles. The main stage of the implementation of the method involves towing, lowering, installing and securing the siphon 1 with flexible panels 7 to piles 6, filling the trench with 5 bottom sediments.

Предлагаемый способ позволяет обеспечить долговечность, безопасность эксплуатации на севере трубопроводов, туннелей по дну водоемов, включая шельф арктических морей.The proposed method allows to ensure durability, safe operation in the north of pipelines, tunnels along the bottom of reservoirs, including the shelf of the Arctic seas.

Claims (1)

Способ прокладки дюкера в северных регионах, включающий гидроизоляцию дюкера, размещение на его поверхности балластировочных, защитных элементов, экскавацию в донных отложениях траншеи, установку в ней винтовых свай, буксировку, спуск, установку и закрепление дюкера к сваям, засыпку траншеи донными отложениями, отличающийся тем, что на поверхности гидроизоляционного покрытия дюкера устанавливают водонепроницаемые эластичные емкости, заполняют их отверждаемым, гидрофобным составом, например термоокисленной смесью грунта с нефтью, а после установки на дне траншеи винтовых свай в полости последних закачивают термоокисленную смесь грунта с нефтью и упрочняют прилегающие к сваям донные отложения. A method of laying a siphon in the northern regions, including waterproofing the siphon, placing ballasting, protective elements on its surface, excavating trench bottom sediments, installing screw piles in it, towing, lowering, installing and securing the siphon to piles, filling the trench with bottom sediments, characterized in that on the surface of the waterproofing coating of the duker, waterproof elastic containers are installed, they are filled with a curable, hydrophobic composition, for example, a thermally oxidized mixture of soil with oil, and Fitting follows the bottom of the trench bored piles in the cavity is pumped past thermooxidation mixture was ground with the oil and the reinforcing piles adjacent to the bottom sediments.

Images