Строительство трубопроводов в ледовых условиях

Для островов арктических районов Канады разработан способ протаскивания по дну трубопроводов с использованием припайного льда в качестве опоры для тяговых механизмов, которые устанавливают прямо на льду. Схема протаскивания подводного трубопровода между островами арктических районов Канады изображена на рисунке 1.11. протаскивание трубопровода осуществляют в проливе между островами следующим образом. Оголовок трубопровода, смонтированного на берегу, соединяют стальным тросом с тяговыми салазками, установленными на лед пролива. Салазки буксируют тросами по льду с помощью двух тракторных лебедок, закрепленных к анкерным столбам, вмороженным в лед на расстоянии 1700 м от салазок. С помощью многочерпакового канавокопателя во льду впереди салазок прорезается майна, через которую проходит тяговый трос в воду к оголовку трубопровода. Впереди движущегося по дну трубопровода установлен специальный подводный струг, разрабатывающий траншею, в которую опускается протягиваемый трубопровод.

Рисунок 1.11 — Схема протаскивания подводного трубопровода между островами арктических районов Канады

1 — трубопровод; 2 — подводный струг; 3 — погруженный трос; 4 — траншея; 5 — тяговые салазки; 6 — тяговые тросы; 7 — тракторы с тяговыми лебедками; 8 — анкерные столбы; 9 — траншеекопатель; 10 — бульдозер, выравнивающий отвалы раздробленного льда

После протаскивания на определенную длину захваты тяговых лебедок переставляют на новые анкерные столбы. В этот момент натяжение салазок обеспечивается тракторной лебедкой за счет массы самого трактора. По мере увеличения глубины моря погруженный трос наращивается.

Исследования, проведенный в Канаде, показали, что лед можно искусственно утолщать со скоростью 25 мм/ч путем полива его морской водой вдоль строительно-монтажной полосы с одновременным заполнением ледовой спайкой всех трещин. При этом лед может выдержать значительные вертикальные нагрузки от находящейся на нем техники. Особенно большие нагрузки он выдерживает в горизонтальном направлении, что обеспечивает протаскивание трубопроводов по дну моря.

Одним из трубопроводов, проложенных в зимних условиях со льда в море, является нефтепровод сечением 426×11 мм через пролив Невельского с о. Сахалин на материк на глубинах до 23 м. Построенный трестом Союзподводгазстрой трубопровод имеет протяженность 9 км. Примечательно, что укладка части трубопровода в относительно мелководной зоне моря проводилась в зимний период со льда. Так как припайный лед в проливе обычно достигает толщины 0,6—1 м, при операциях по укладке использовались различные грузоподъемные машины. Схема укладки трубопровода со льда в проливе Невельского показана на рисунке 1.12.

Рисунок 1.12 — Укладка трубопровода со льда в проливе Невельского:

1 — лед; 2 — трос для отстропки разгружающих понтонов; 3 — майна во льду; 4 — разгружающий понтон; 5 — дно пролива; 6 — положение трубопровода после укладки очередной секции; 7 — трубопровод

Плети трубопровода длиной 350—700 м изготавливали на берегу, покрывали футеровкой и оснащали чугунными пригрузами. Затем их буксировали по льду, раскладывали вдоль трасы и сваривали между собой в нитку длиной 2500 м. Каждый участок трубопровода длиной по 300 м оснащали грузоподъемными понтонами (7 шт. по 1,5 т). Рядом с трубопроводом ледорезной машиной во льду прорезалась майна шириной 1,5 м и длиной 300 м, в которую с помощью лебедок затаскивался трубопровод, плавающий на поверхности майны. Затем путем залива воды в головной участок плети проводилось последовательное затопление трубопровода. После опускания трубопровода на грунт понтоны отсоединяли от трубопровода и поднимали со дна моря. Процесс укладки продолжался. Трубопровод опускался на дно в траншею, открытую земснарядом до ледостава.

В разработанной ВНИИСТом технологии строительства перехода через Байдарацкую губу газопровода п-ов Ямал — Центр укладка большого участка трубопровода производится с припайного льда. Общая длина морской части трубопровода от о. Литке на восточном берегу губы до пос. Яры на западном берегу составляет 67 км (из них 18 км с устойчивым припайным льдом у берегов). Примерно раз в 5 лет губа целиком промерзает. Время существования ледового покрова с толщиной 0,6—1,2 м составляет примерно 5—6 мес. Через губу прокладывается пять ниток трубопровода из обетонированных труб сечением 1020×20 мм, укладываемых различными способами в двух разнохарактерных зонах. В береговой зоне и на прибрежном участке траншею для заглубления труб разрабатывают с ледового покрова роторным и одночерпаковыми экскаваторами на глубину до 2 м. Сваренный и испытанный на бровке траншеи трубопровод укладывают в траншею с помощью трубоукладчиков. В целом процесс не отличается от принятого для сухопутных трубопроводов. На участке, где глубина превышает 2—3 м, при укладке используют ледовый стингер или ледовый трубоукладчик. В район строительства трубы доставляют по льду вдоль трасы трубопровода с помощью саней-трубовозов с тягой по льду трактором, а расчистку трассы от торосов осуществляют бульдозером и горизонтально-фрезерными агрегатами. подводные траншеи для заглубления трубопроводов на этом участке отрывают заранее по чистой воде с помощью земснарядов. Засыпка проводится путем естественного замыва придонным грунтом.