Способ ремонта оголенного участка подводного трубопровода

 

Использование: в гидротехническом строительстве, в частности в способе ремонта оголенного участка подводного трубопровода. Сущность изобретения: способ предусматривает укладку поверх грунта засыпки трубопровода гибкого фильтрующего материала в виде полосы геотекстиля с защитным покрытием, к продольным краям которой прикрепляют балластные пригрузы. Полосу при этом располагают над трубопроводом на расстоянии от его оси выше и ниже по течению, определяемом формулой l = D/2 + (K₁/sinϕ + K₂)h_р, где D-наружный диаметр трубопровода; ϕ - угол внутреннего трения грунта в зоне расположения перехода; h_р - толщина слоя грунта от дна русла до линии возможного размыва; K₁ - коэффициент, учитывающий криволинейность профиля фильтрующего материала после размыва ( он равен 1,1-1,2 ); K₂ коэффициент, учитывающий конструктивный запас по ширине полосы фильтрующего материала и отклонение от оси трубопровода при укладке ( он равен 0,4-0,6 ).

Изобретение относится к гидротехническому строительству и может найти применение для ликвидации размывов на подводных переходах, при которых оголенный трубопровод вследствие его провиса и возможности повреждения якорями или волокушами подвергается риску аварии с неблагоприятными техническими и экономическими последствиями.

Известны способы ремонта оголенных и провисших участков подводных трубопроводов отсыпкой инертных неразмываемых материалов с барж [1].

Недостатки таких способов ремонта состоят в значительных затратах материалов и стоимости, так как большое количество отсыпаемого материала при наличии больших глубин и течения не попадает непосредственно в зону расположения трубопровода. Кроме того, применение такого способа не исключает возможности повреждения изоляции на трубопроводе, а неточность отсыпки снижает надежность подводного перехода.

Известен способ укрепления берегов на размываемых участках рек гибкими тюфячными креплениями в виде бетонных, асфальтобетонных и других плит или блоков, шарнирно связанных между собой [2].

Однако применение таких покрытий требует больших материальных и трудовых затрат. Кроме того, водонепроницаемые покрытия при размыве грунта под ними, являясь экранами для размывающих струй, проникающих между ними и дном реки, усиливают вынос частиц грунта и снижают надежность сооружения.

Технический результат, достигаемый изобретением, - повышение надежности подводного перехода, сокращение объемов и стоимости работ по ликвидации размывов в зоне расположения подводного трубопровода.

Указанный результат достигается следующим образом. Поверх грунта засыпки трубопровода укладывают гибкий фильтрующий материал в виде полосы геотекстиля с защитным покрытием, к продольным краям которой прикрепляют балластные пригрузы, при этом полосу располагают над трубопроводом на расстоянии от его оси выше и ниже по течению, определяемом формулой l = + + Kh_p где D - наружный диаметр трубопровода, м; ϕ - угол внутреннего трения грунта в зоне расположения перехода, град.; h_p - толщина слоя грунта от дна русла до линии возможного размыва, м; K₁ - коэффициент, учитывающий криволинейность профиля фильтрующего материала после размыва (K₁ =1,1-1,2); K₂ - коэффициент, учитывающий конструктивный запас по ширине полосы фильтрующего материала и отклонение от оси трубопровода при укладке (K₂ = 0,4-0,5).

Способ ремонта оголенного участка осуществляется следующим образом.

На первом этапе под трубопровод и над ним насыпают песок, находящийся на дне или берегах реки. Эту работу нужно производить в межень при низких стояниях горизонта и небольших скоростях течения воды в реке.

Затем заранее приготовленное гибкое покрытие из геотекстиля с защитным слоем в виде полосы с закрепленными по ее краям балластными пригрузами устанавливают над трубопроводом. Это можно выполнить путем сматывания геотекстиля с барабана, установленного на плавсредстве, или путем расстилания гибкого покрытия протаскиванием барабана (трубы) с заранее намотанным на нем (на ней) геотекстилем с берега по дну реки, при этом один конец полосы должен быть закреплен на берегу. В качестве защитного покрытия могут быть использованы металлическая сетка, автопокрышки и т.п., установленные равномерно по площади фильтрующего материала.

Ширину полосы фильтрующего материала выбирают таким образом, чтобы в случае размыва дна реки в зоне расположения трубопровода и опускания при этом балластных пригрузов на глубину h_p, соответствующую линии предельного размыва, угол между линией дна и линией, образованной точками расположения полотна над трубой и пригрузами, соответствовал углу внутреннего трения грунта, находящегося под полосой экрана ("покрывала"). При этом полуширина полосы с каждой из сторон от оси трубопровода составляет , но, учитывая непрямолинейность профиля фильтрующего материала, конструктивный запас на закрепление к краям полосы пригрузов, а также возможное отклонение полосы от оси трубопровода при ее укладке, в формулу введены коэффициенты K₁ = 1,1-1,2 и K₂ = =0,4-0,6, которые в зависимости от глубины размыва увеличивают ширину полосы фильтрующего материала. Численное значение этих коэффициентов обосновывается аналитическим путем, при котором выполнено сопоставление криволинейного очертания профиля геотекстиля с прямолинейным , а также соображения по конструкции крепления пригрузов к краям полосы.

Применение изобретения позволяет повысить надежность перехода, устранить риск его поломки, а также добиться значительного снижения объемов и стоимости ремонта оголенного участка подводного трубопровода.

Формула изобретения

СПОСОБ РЕМОНТА ОГОЛЕННОГО УЧАСТКА ПОДВОДНОГО ТРУБОПРОВОДА, включающий засыпку его грунтом и укладку поверх него неразмывающего материала, отличающийся тем, что в качестве неразмывающего материала используют гибкий фильтрующий материал в виде полосы геотекстиля с защитным покрытием, к продольным краям которой прикрепляют балластные пригрузы, при этом полосу располагают над трубопроводом на расстоянии от его оси выше и ниже по течению, определяемом формулой где D - наружный диаметр трубопровода, м;
ϕ - угол внутреннего трения грунта в зоне расположения перехода, град;
h_р - толщина слоя грунта от дна русла до линии возможного размыва, м;
K₁ - коэффициент, учитывающий криволинейность профиля фильтрующего материала после размыва (K=1,1-1,2);
K₂ - коэффициент, учитывающий конструктивный запас по ширине фильтрующего материала (K₂=0,4-0,6).