Р 598-86
Рекомендации по конструкции и способу прокладки трубопроводов на криволинейных участках трассы без технологических захлестов

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИИ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов

-ВНИИСТ-

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБУ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ НА КРИВОЛИНЕЙНЫХ УЧАСТКАХ ТРАССЫ БЕЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАХЛЕСТОВ

Р 598-86

.Москва 1987

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА ПРЕДПРИЯТИИ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов

-ВНИИСТ-

РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО КОНСТРУКЦИИ И СПОСОБУ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ НА КРИВОЛИНЕЙНЫХ УЧАСТКАХ ТРАССЫ БЕЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЗАХЛЕСТОВ

Р 598-86

Москва 1987

УДК 621.643.002.2 (083.75)

Настоящие Рекомендации устанавливают новое конструктивное Решение и способ прокладки трубопроводов на криволкнейных участках трассы без технологических захлестов.

Рекомендации разработаны кандидатами технических наук Б.В.Спиридоновым, Е.А.Аникиным (ВНИИСТ); д-ром техн.наук В.Л.Березиным, лнж.Н.В.Спиридоновой (МИНГ им.Л.М.Губкина); инк. В.С.Сумароковым (ШШИгипрогаз); инж. Б.К.Дмитриевым (ЕСШИгаздобыча).

© Всесоюзный научно-исследовательский институт по

строительству магистральных трубопроводов (ВПИИСГ)» 1987

Министерство строи-

Рекомендации по конструк-

Р 598-86

тельства предприятий нефтяной и газовой промышленности

ции и способу прокладки

Впервые

трубопроводов на криволинейных участках трассы без технологических захлестов

I. ОЩИЕ ЦОЛСШШ

I.I. Настоящие Рекомендации распространяются на конструктивные решения и способ прокладки трубопроводов на криволинейных участках трассы без технологических захлестов.

Как известно, на криволинейных участках трассы строительство тоубопроводов осуществляется следующим образом:на некотором расстоянии а от оси трассы (которая совпадет с осью траншеи) сваривается нитка трубопровода. Затем она изолируется и укладывается в траншею. Указанное выше расстояние CL зависит от диаметра строящегося трубопроводаJ)и грунтовых условий и принимается по расчету табл.1 (приложение 5). На рисЛ показано,что длина трубопровода, смонтированного рядом с проектной осью трассы, отличается от проектной длины траншеи на величинуZA , которую можно найти как ZA - Za • ctQsL , где оС - внутренний угол поворота трсссы.    ²

При строительстве в нормальных условиях рядом с поворотом трассы при сварке нитки трубопровода предусматривают технологический разрыв с последующим после укладки трубопровода мон1ажом захлеста на дне траншеи. Одчако в заболоченной и обводненной местности работы по ликвидации захлеста чрезвычайно сложны в связи с необходимостью устройства надежных перемычек, осуществления откачки воды из рабочего котлована, укрепления стенок траншеи, перестановки всех механизмов с одного участка нитки на другой и др. Все это ведет к нарушению поточности монтажа трубопровода. Практически такие работы при малых углах поворота трассы пытаются в заболоченной местности не выполнять, при этом трубу в траншею заталкивают различными способами.

Внесены ВНИИСТом,

У'лзергдаш ПШСГСТом

Срок введения в дей-

::ст

29 января 1986 г.

ствие I марта 1987г.

3

1.2. При эксплуатации на этом участке трубопровода на него действуют выталкивающие силы, связанные с плавучестью трубопровода, изменением его температуры и внутреннего давления, а также силы, возникающие при монтаже трубопровода без вахлео-та.

Рис.1. Прокладка трубопровода по традиционной схеме

для предотвращения потери устойчивости положения трубопровода необходимо увеличивать число балластных грузов на 35-40£. Это приводит к увеличению объемов земляных, бетонных и транспортных работ. Существующая технология поточного строительства трубопроводов не обеспечивает непрерывности потока на углах поворота трассы, что значительно осложняет работу, снижает темпы строительства, а в некоторых случаях повышает напряженное состояние отдельных участков трубопровода.

1.3. С целью обеспечения непрерывности монтажа трубопровода на всех углах поворота разработаны новое конструктивное решение и способ монтажа трубопроводов на участках поворота трассы без технологических захлестов (заявка № 39TG84I). Они могут применяться для трубопроводов всех диаметров и любых углов поворота трассы. При больших углах поворота целесообразно делать технологические захлесты. 3 районах с сильны!' обводнением и распространением мелкодисперсных минеральных грунтов, торфов целесообразно одновременно углы поворота использовать

4

в качестве компенсационных участков для компенсации продольных деформаций трубопроводных систем.

1.4.    Способ рекомендуется для трубопроводов любого назначения: газопроводов, нефтепродуктопроводов, водоводов и др., сооружаемых поточным методом путем укладки в проектное положение смонтированной рядом о ними нитки трубопровода.

1.5.    Способ прокладки трубопроводов на криволинейных участках трассы без технологических захлестов может применяться для магистральных трубопроводов всех диаметров от 56 мм до I42C мм, из изолированных и неизолированных труб различной конструкции (со сплошной стенкой, слоистых, тонкостенных), промысловых трубопроводов. Наиболее эффективно применение данного способа на криволинейных на криволинейных участках трассы с углом поворота не более 30°.

1.6.    Способ прокладки на криволинейных участках трассы без технологических захлестов может быть использован для подземной, наземной, надземной, полуподземной прокладок.

1.7.    Конструктивное решение и способ сооружения могут быть рекомендованы для прокладки трубопроводов в районах с равнинным и слабо всхолмленным рельефом местн^ти (полупустынных, пустынных, тундровых, лесных и заболоченных территориях). Наиболее целесообразно их применение в районах с высоким уровнем грунтовых вод, на обводненных и заболоченных территориях, пойменных участках и т.д.

2. КОШТРУКТИШОЕ РЕШЕНИЕ И СПОСОБ ПРОКЛАДКИ

2.1.    При прокладке трубопроводов на криволинейных участках трассы без технологических захлестов разметка оси и рытье траншеи осуществляются в виде зигзагообразной линии, имеющей

3 (рис.2) или 4 (рис.З) угла поворота, вершины которых направлены в разные стороны.

2.2.    Раскладку и сварку труб осуществляют на отдельных участках параллельно и непараллельно оси траншеи таким образом, что длина сварной нити трубопровода идентична длине оси траншеи на участке поворота трассы с примыкающими прямолинейными участками.

При этом внутренние углы поворота нити меньше соответст-

5

вующих углов поворота оси траншеи при расположении нити внутри угла поворота оси трассы (вариант I рис.2, поз.а и вариант Ш рис.З, поз.а) и больше соответствующих углов поворота оси траншеи при расположении нити снаружи угла поворота трассы (вариант П рис.2, поз.б и вариант 1У рис.З, поз.б).

Рис.2. Схема прокладки трубопровода на криволинейно?; участке трассы с тремя углами:

а-вариант I; б-вариант П; 1-ось трубопровода; 2-ось траншеи

2.3. Геометрические параметры схсш с тремя углами поворота (вариант I рис.2, поз.а и вариант П рис.2, поз.б) определяются в следующем порядке.

Центральный внутренний угол поворота нити трубопровода р_н рассчитывается как

Ji_H * 2агс sin (jin -' ± j на у-) > (U

Рис.З. Схема прокладки трубопровода на криволинейном участке трассы с четырьмя углами:

а-вариант Ш; б-вариант 1У; 1-ось трубопровода; 2-ось траншеи

где <* - внутренний угол поворота трассы;

Р> - центральный внутренний угол поворота оси траншеи;

£ - длина участков, образующих центральные внутренние углы fi и fl_H ;

7

A - абсолютная величина полу разности между длиной нити трубопровода и длиной оси траншеи при параллельном их расположении на расстоянии d друг от друга и одном внутреннем угле поворота оС ;

b-^actsi;_в>

2 - расстояние между осью траншеи и нитью трубопровода при параллельном их расположении, принимается согласно табл,II приложение 5).

Примечание. В формуле (I) знак + принимается в том случае, когда нить трубопровода длиннее траншеи, а знак - , когда короче.

Крайние внутренние углы ломаной оси траншеи определяются по формуле    of    ■/    /3

Т --х-/

'    *    (3)

а крайние внутренние у*, ли ломаной нити трубопровода составляют

ы. +£_н

-    а

Z

Л

(4)

Расстояние между вершинами внутренних центральных углов определяют по одной из следующих формул:

1еи - вариант I

нить трубопровода короче транше Sin(4 &

С=а +

sin j-

нить длиннее - вариант И

л

flu    ,    оС    ОС

a ctyj cos ~

(5)

(6)

C-l-sin^-ctg — +8-cos _п ___ .

2*2    2    *2    2

Расстояние между вершинами внутренних центральных углов и fin определяют по одной из следующих формул:

I вариант    _//?    »    v

s , л , ос „ js ^sin(i~т)-с

и. =с sin j cty у + Б-cos ~ + а+-:—я-;    (7)

г

П вариант

~%гг«

sin j

d=Qj-ism-jdcf y ~n-ct^2cos - cos- f£-

A.. ^sin(z^f- 4)

Sin jf

C8)

2.4. Геометрическая параметры схемы с четырьмя углами поворота (вариант Е рис. 3, поз.а и вариант 1У рио. 3, поз.б) определяют в следующем порядке. Центральные внутренние углы поворота нити трубопровода рассчитываются как

ip_H =180°-at с cos (jсоi (f\- j sin - ), o)

где - внутренний угол поворота трассы;

(f - центральные внутренние углы поворота оси траншеи;

£ - длина участков,образующих вместе со средним прямолинейны,/ участком Ej центральные внутренние углы поворота (f и (fi_H ;

А - абсолютная величина полуразности между длиной нити трубопровода и длиной оси траншеи при параллельном их расположении на расстоянии CL друг от друга и одном внутреннем угле поворота оL    (определяет

ся по п.2.3);

CL - расстояние между осью траншеи и нитью трубопровода при параллельном их расположении, принимается согласно табл.Ц приложение 5).

Примечание. В формуле (9) знак + принимается в том случае, когда нить трубопровода .длиннее траншеи, а знак - , когда короче.

Крайние внутренние углы ломакой оси траншеи определяются по формуле

/ ^т(<?¹¹    по)

крайние внутренние углы ломаной нити трубопровода - по формуле

Расстояние между средними участками оси траншеи и нити б/ определяются по одной из следующих формул:

нить трубопровода короче траншеи - вариант fii

&~a+[t (iin <р_н - iin ср)-л cosj])    (12)

нить длиннее - вариант 17

б~ а+ [cfainip-tincp^+A cos^]. (¹³>

9

Расстояние между средним участком оси нити и вершиной центрального внутреннего угла оС поворота траншеи определяют по формуле

i =(6cosrp+ ■-) sig- +tsirup*a+[e(sui(p„ -sirup)-Am*

расстояние между средним участком оси траншеи и вершиной центрального внутреннего угла °С поворота нити определяют по формуле

■t=(tcos%+j)-dg~ +?sinrp_H+a-r[t(sirup-din.<p_H)*Acosj], ₍i₅)

2.5.    Формирование угла поворота может быть выполнено с использованием отводов горячего (заводского гнутья) или кривых холодного гнутья.

2.6.    В целях унификации параметров конструктивной схемы расстояния ij п Е выбираются с учетом типовых длин 2- или 3-трубных секций (соответственно II, 5x2 = 23 м; II,5x3 =

*34,5 м и 2 х (11,5 х 2) = 46 м), а также с учетом участков, щелочащих гнутые элементы горячего гнутья (1,5-2 м в каждую сторону), и принимаются согласно табл.1. При использовании кривых холодного гнутья следует принимать те же длины, размещая их в пределах кривых холодного гнутья.

2.7.    Расстояния между вершинами внутренних центральных углов С и расстояния между средними участками нити Й₁ и оси траншеи Й имеют ограничения, исходя из параметров полосы отвода земель при сооружении магистральных трубопроводов, а принимаются согласно расчету по табл.1 (приложение 5).

2.8.    Геометрические параметры схемы с тремя углами поворота принимаются согласно табл.2 (вариант I рис.2, поз.а) и табл.З (вариант П рис.2, поз.б); с четырьмя углами поворота-согласно табл.4 (вариант 1L рис.З, поз.а) к табл.З (вариант 1У р::с.З, поз.б); табл.2-5 приведены в приложении 5 настоящих Рекомендаций. В таблицах геометрические параметры схем даны для различных диаметров труб от 720 мм до 1420 мм.

Углы сварной нити даны с шагом 3° в целях унификации кривых поворота трубопровода при выполнении в соответствии с указаниями действующих СКиП UM2-8C "Правила производства и приемки работ. .Магистральные трубопроводы".

10

2.9. При параллельной прокладке трубопроводов в одном технологическом коридоре необходимо, чтобы все нитки трубопровода на углах поворота трассы имели идентичное конструктивное решение.

3. ШН0ЛСШ1 ПР0И31ЮДСТВА РАБОТ НА КШ1МШЕПШХ УЧАСТКАХ ыАШСТРАЛЫШ ТРУБШРСВОДОВ

3.1.    При производстве работ на криволинейных участках трассы необходимо соблюдать требования СЫиП Ш-42-80 "Магистральные трубопроводы. Придала производства и приемки работ", технологические инструкции по производству работ при сооружении магистральных трубопроводов, а также дополнительные требования, изложенные в настоящих Рекомендациях,

3.2.    При геодезической разбивке оси траншеи геометрические параметры схем принимаются согласно табл.2-5 (приложение 5) настоящих Рекомендаций.

Контроль геодезической разбивочной основы производят с точностью линейных измерений не менее I/50C, угловых С и нивелирования между реперами с точностью 50 мм на I км трассы. Измеренные .длины линий должны отличаться от проектных не более чем на I/XC длины, углы не более чем на З'и отметки знаков, определенные из нивелирования между реперами, не более 50 мм.

3.3.    Разбивка поперечника строительной полосы на участках поворота трассы может проводиться с учетом одной из следующих технологических схем: схема I (рис.4, поз.а) с размещением отвала плодородного слоя почвы на полосе моптажных работ в пределах технологического вдолътрассового проезда; схема 2 (рис.4, поз.б) с устройством одного проезда (вместо двух) для автотранспорта и колонны трубоукладчиков; схема 3 (рис.4, поз. в) с размещением отвала минерального грунта на полосе монтажных работ в пределах технологического вдолътрассового проезда.

3.4.    При подготовка строительной полосы согласно схемам I и 3 рек5 снятие грунта гь должна осуществляться заблаговременно до раскладки труб на трассе. По схеме 2 технологическая последовательность работ остается традиционной.

II

3.5. Раскладка труб на трассе осуществляется обычным способом (косая однорядная раскладка) при работе по схема?.! I и 3. При работе по схеме 2 раскладку труб осуществляют на примыкающих к углу поворота прямолинейных участках в два ряда параллельно оси траншеи.

Отвал минерального грунта

Отвал плодородного слоя почвы

51    6

777J7?

п

Ь

—I

WW/y;//r\

ю II *—--

Отвал плодородного Отвал минерального слоя почвы    грунта

Отвал минерального грунта

12

Рис.4. Схема поперечника строительной полосы: а — cxei.ja I; б — схема 2; з — схема 3

3.6.    Ширина траншей по дну на участках поворота трассы должна быть равна двухкратной величине по отношению к ширине на прямолинейных участках. Если необхрдима балластировка трубопровода утяжеляющими грузами или закрепление анкерными устройствами, ширина траншеи должна быть не менее 2,2# .

3.7.    Земляные работы на углах поворота следует выполнять с помощью одноковшового экскаватора (обратной лопаты), а на прямолинейных участках - роторными траншейными экскаваторами типа ЭГР. Засыпку траншей осуществляют по типовым технологическим схемам.

3.3. Прм производстве сварочно-монтажных работ положение оси монтируемого трубопровода на строительной полосе определяется: на прямолинейных участках трассы в соответствии с табл.1 (приложение 5); на углах поворота в соответствии с данными, приведенными в табл.2-5 (приложение 5). По мере наращивания трубопровода в непрерывную нитку все углы поворота и расстояния между осями трубопровода и траншеи должны систематически контролироваться геодезическими методами, при этом все отклонения от проектной схемы должны быть немедленно устранены.

3.9.    При реализации предложенных решений целесообразно использовать трубы с заводским изоляционным покрытием.

3.10.    Изоляционно-укладочные работы могут быть осуществлены как совмещенным, так и раздельным способом. При использовании кривых холодного гнутья возможно применение совмещенной технологии.

При использовании кривых горячего гнутья рекомендуется применение раздельного способа. В этом случае целесообразно использовать трубы с заводской изоляцией для прямолинейных участков, а криволинейные участки выполнять из труб без заводского покрытия с последующим нанесением изоляционного покрытия на берме траншеи с помощью ручных портативных устройств (типа I Т-437) или вручную.

З.П. При производстве изоляционно-укладочных работ схемы размещения механизмов в колонне принимаются согласно дей-ствущим "Инструкции по производству работ при сооружении магистральных стальных трубопроводов. Изоляционно-укладочные ра-боты" (»,1 йныафтезстр^и "Инструкции по технологии и органи-убопроводов из труб с заводской изоляци-

)

13

3.12.    При работе изоляционно-укладочной колонии па углах поворота рекомендуется группы трубоукладчиков разместить в вершина:: углов и производить укладку криволинейного участка трубопровода синхронно в один прием.

3.13.    Па продольных уклонах трассы при укладке совмещенным способом с использованием троллейных подвесок необходимо иметь в комплекте грузозахватной оснастки 3 мягких монтажных полотенца, используемых для предотвращения самопроизвольных продольных смещений трубопровода.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

4.1.    При производстве работ на.криволинейных участках трассы необходимо руководствоваться действующими СНиП Ш-4-8С "Техника безопасности б строительстве", "Правилами техники безопасности при строительстве магистральных стальных трубопроводов" (М., "Недра", 1982).

4.2.    При монтаже кривой вставки следует предусмотреть две монтажные опоры по обе стороны от стика и еще одну опору - под свободный конец пристыковываемой кривой вставки.

14

ПРИЛОЖЕНИЯ

15

Приложение I

Програша расчета параметров охемы для варианта I

• Ml

subroutine акоис)

•••г

DIMENSION DAL(6),PXl(6).DD<6),DttC(6>

• •*3

DATA 0AL/3.,J.5,4./4.S,5.,S./

*••4

DATA t>Xt/26.,26.,27.,30.S,30.S,S#./

*••5

DATA DD/72*.,02<t.*l*20.« 122#.>142*.,1420./

• ••6

DO 1 KM16

*••7

D»DD(K)

• ••в

AL»DAL(K)

• ••9

XL»DXL( ’ )

ММ

CHaDMC(K)

• •11

HRirE(*/lM)D,AL/Xl,CM

• •12

!••

FORMAT(/,2Х/•ВАРИАНТ I*,2X,'D*»,14.4X,«AL**,F3.1,4X,»L«-,F4.1#

• •13

•4X/-CMa",FS.2)

• •14

HRITt(6,l*l>

••15

1*1

FORMA T(10X,* DA A DLT 0 « С 0M Li Он 6M

••16

* DL")

••17

Pl=3.141596

• •10

RDaPI/36*

• •19

DO 1 1»1,IP

•»г>

A=18*-3*I

*•21

DLTaAL/TAN(A*RD)

••гг

J»l/2

мгз

J»J*2

• •24

вн»171

• •25

iru'.et.i) goto и

• •26

•H*l71

• •27

XFd.NE.J3 «ОТОИ

• •20

BH«174

г*29

11

S8«SIM<BHaRDJ*SIN(A*R0)*DLT/XC

••s*

IF (SB .IE. 1) GOTO 12

*•31

13

ВИаВИ-6

• •3 2

GOTO 11

••33

12

TB=SB/38«T(1-SB#*2)

• •Зч

AT *ATAN(ТВ)

• •35

B<A T/ftO

• •36

C*AU»SIN<A*RO)+-

• •37

♦XL*(C0S(8M*RD)-C03<8*R0>>

• •3»

IF(C.GT.CH) GOTO 13

• •39

MLl=XL*8IH(e*RO)/SIH(A*RO)

• •«•

DMsHLl*COS(A*RD) *XL*C0S(B*R0)t-C

• 041

GHs(A»BH)/2

• •42

Gs(A*B)/2

• •43

0044

0L»XL*(1.-SIN(BH*RD)/SIN(A*RD)>

• •45

8RlTE(6,l*2)J/A,DLT,B_<G.C,0M,HLbBH_/GM,(>l.

• •4b

102

FORMAT(i0x,I2,l4,X.F4.2/2CX,F5.1)/3(X,F5.2),2(X,F5.1bP5.2)

• •47

1

CONTINUE

• 040

ENO

*••1

t»*2

ееез

ee#4

eees

0000

tee;

eeee

0009

eeie

een

eeiz

0013

00>«

eeiS

ее ib eei;

eeie

0019

0020 0021 0022

0023

0024

0025

0026 0027 0020 0029

Приложен*# 2

Прогремев расчета параметров охемы для варианта П

subroutine »г<омо

DIMENSION DAL(6),DXL(6)«DO(6),ОМС(6)

DATA 0AL/3.,3.S,4.,4.S.5.,5./

DATA DXl/20.,26.,27.,J0.S,3e.5,50./

OATA DO/720..620.,1020./1220.,1420.,1420./

DO I K»I,6 P-DDIK)

ALaDAL(K) xl=oxl(k;

CM=OML(K)

MftiTE<6,i00;d,al,al,cm

100    F0RMAT(/,2X.-ВАРИАНТ IZ*«2X|"Ds-,14,«X,"AL»",F3.1,4X,«La', F4.1 . .4»,-;M*-,F5.2)

^;TE(6, 10U

101    'JKMAT(10A.*DA A DLT 6    6    C    DM    LI    ВМ    OH

-    Ol";

r.=3.14159*

NDaFI/360 DO 1 1»Ы0 A=100-3*I DLT»AL/TAN(A*RD)

J = I/2 JaJ*2 BM=171

IFCl.ee.I) jOTO 1!

8M=171

IFU.NE.J) 60^011 BHal74

11 SB»SIM(BH*RD;-3IN(A*R0)*DLT/XL