Оригинальная технология Pipe Express для сооружения переходов магистральных трубопроводов через искусственные и естественные препятствия полу-бестраншейным способом разработана Германской компанией Herrenknecht AG.
Данная технология прокладки труб диаметром от 800 до 1500 мм на глубину не более 2,5 м, является альтернативой традиционному траншейному способу прокладки трубопроводов и оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду, одновременно минимизируют затраты на строительство [1].
Основной элемент Pipe Express ‒ туннельная бурильная машина, оснащенная землеройным оборудованием. Она разрабатывает траншею на глубине следования трубопровода, прокладывает туннель полуметрового диаметра, протягивает в него трубу и удаляет выработанный грунт. Причем все перечисленное происходит одновременно. Туннельная буровая машина, имеет на поверхности ходовую часть, а под землей буровое устройство.
Базовая эксплуатационная машина на гусеничном ходу сопровождает работу всей системы и задает маршрут прокладки. Машина снабжена рабочим местом оператора, механизмом отбора мощности от дизеля, гидросистемой с высокопроизводительным насосом, органами контроля и управления туннельного проходчика, а также контейнером для бентонита (природный глинистый минерал, применяемый для уменьшения трения между наружной поверхностью трубы и землей). Благодаря установленному на машине крану-манипулятору развертывание и сборка в транспортное положение всего комплекса проходит за короткое время.
Внедрение технологии Pipe Express на территории России идеально подходит для проектов, в которых уровень грунтовых вод находится всего в нескольких сантиметрах от поверхности, например, в болотистой местности.
Рисунок 1 ‒ Технология Pipe Express:
1 ‒ базовая эксплуатационная машина; 2 ‒ туннельная бурильная машина
Основные преимущества технологии Pipe Express:
1. Сокращение ширины рабочей полосы в сравнении с традиционным траншейным способом до 70 %;
Рисунок 2 ‒ Ширина рабочей полосы
2. Минимизация использования тяжелой землеройной техники и затрат на привлечение рабочей силы, тем самым увеличивая безопасность проведения работ;
3. Отсутствие необходимости водопонижения грунта;
4. Благодаря быстрому монтажу трубопровода в один этап количество выбросов выхлопных газов и влияние на окружающую природу значительно снижается.
Анализируя распространённость болот в России [3-4] и характер передвижения по ним строительной техники можно сделать вывод, что применение технологии Pipe Express возможно на болотах [5].
Адаптирование технологии Pipe Express к условиям России возможно, только при модернизации и использовании дополнительных устройств в ходе сооружения трубопроводов, а именно:
1. Согласно [5] первый тип болота (по характеру передвижения по ним строительной техники) – это болота, целиком заполненные торфом, допускающие работу и неоднократное передвижение болотной техники с удельным давлением от 0,02 до 0,03 МПа или работу обычной техники с помощью дорожного покрытия быстрого развертывания, сланей или дорог, обеспечивающих снижение удельного давления на поверхность залежи до 0,02 МПа.
В нашем случае, туннельная буровая машина имеет пневмоколёсный ход, следовательно, использовать её будет затруднительно, машина будет постоянно застревать и тормозить процесс прокладки трубы. Мы предлагаем использовать накидные резиновые гусеницы. Данный метод широко используют для спецтехники. Он позволяет распределить нагрузку, передаваемую на колеса равномерно, тем самым снижая удельное давление на грунт. Представленные на рис. 3 гусеницы выпускает компания Solideal.
Рисунок 3 ‒ Резинометаллические гусеницы
2. Возможен способ применения технологии Pipe Express на болотах первого и второго типов с использованием модульного дорожного покрытия быстрого развертывания. Модульное дорожное покрытие МДП Р-ТЭК ‒ конструктивно представляют собой плиты, изготовленные из полимерных композиционных материалов c установленными на них замковыми устройствами, которые позволяют быстро возвести временные дороги и строительные площадки на участках со сложными геологическими условиями.
Данное покрытие идеально подходит при строительстве временных проездов и площадок на слабых грунтах, обводненных участках местности, болотах I и II типов, обеспечивают проезд колёсной и гусеничной техники общей массой до 120 т.
Рисунок 4 ‒ Модульное дорожное покрытие МДП Р-ТЭК
3. Третий тип болота (по характеру передвижения по ним строительной техники) ‒ болота, заполненные растекающимся торфом и водой с плавающей торфяной коркой, допускающие работу только специальной техники на понтонах или обычной техники с плавучих средств [5]. Технологию Pipe Express можно использовать с помощью модульных понтонов. Однако необходимо учесть, что в средней части буровой машины присутствует скребковая конвейерная лента и вертикальная металлическая стойка. Поэтому не представляется возможным использовать понтон целиком, необходимо отдельно ставить модуль понтона на правую и левую части. Данное предположение будет эффективным, только при взаимном закреплении тросами правой и левой частей понтона, а так же, закрепление направляющими тросами на сухопутной части.
Литература:
-
Научный журнал «Спецтехника и нефтегазовое оборудование» –2013. – №2 – 84 с.
-
Патент № 2342495. Россия. Установка горизонтального бурения, E02F 5/18. [Текст] / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет - ; заявка 04.05.07; опубликовано 27.12.08; Бюл. № 36. - 7 с.: ил.
-
Дерцакян А. К., Васильев Н. П. Строительство трубопроводов на болотах и многолетнемерзлых грунтах. “Недра”, 1978г. – 167 с.
-
Известия высших учебных заведений «Лесной журнал». Рубрика: Лесное хозяйство – 2014. – №4 – 110 с.
-
СП 36.13330.2012. Магистральные трубопроводы (Актуализированная редакция СНиП 2.05.06-85*) / Госстрой. – М.: ФАУ «ФЦС», 2013. – 93 с.
-
РД-91.200.00-КТН-198-12. Строительство переходов магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов через дороги. - М.: ОАО «АК «Транснефть» 2012. – 104 с.
-
И.А. Абкадыров, Г.С. Шарнина. Анализ современных техники и технологий бестраншейного сооружения переходов магистральных трубопроводов. - Трубопроводный транспорт – 2018: тезисы докладов XIII Международной учебно-научно-практической конференции / редкол: Р.Н. Бахтизин, С.М. Султанмагомедов и др. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2018. – С. 163-165.
Авторы:
Шарнина Гульнара Салаватовна, Доцент кафедры «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет», К.т.н.,
Абкадыров Ильдар Айдарович, Кафедра «Сооружение и ремонт газонефтепроводов и газонефтехранилищ», ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
Keywords: main pipeline, pipeline transition, swamp, rubber metal caterpillars, modular pavement, modular pontoon
