Балластировка трубопроводов: определение, задачи, виды

Во время прокладывания магистралей на обводненных и заболоченных территориях часто применяют балластировку трубопровода. Для этой цели могут использовать несколько способов. Каждый из них обладает определенными характеристиками, поэтому ознакомиться с особенностями применения следует до начала работ.

Задачи

Монтаж магистрального трубопровода в заболоченной местности и на обводненной территории требует соблюдения некоторых условий. Объясняется это тем, что постоянное воздействие волн приводит к некоторому смещению труб. Более того, в некоторых случаях течение может вызвать существенные повреждение трубы. Так, проводя анализ причин неисправности самотечных линий, эксперты пришли к выводу: большинство аварий были вызваны потерей устойчивости труб.

Устранить эту проблему удается с помощью балластировки трубопроводов. В ходе этих работ магистральный трубопровод фиксируют и утяжеляют специальными устройствами. В результате трубе придается отрицательная плавучесть.

Методы балластировки трубопроводов

Существует 3 метода балластировки, каждый из которых имеет свои средства решения проблемы и отличается способами монтажа.

С целью придания трубам отрицательной плавучести используют изделия, которые способны увеличить вес трубопровода за счет собственного. К этой категории относят:

• каркасные и бескаркасные устройства, заполняемые грунтом;
• утяжелители седловидные, кольцевые, охватывающие.

Для повышенной защиты от механических повреждений и появления коррозии может применяться сплошное бетонное покрытие.

Еще один возможный вариант балластировки трубопровода — использование анкерных устройств. Из особенностей действия заключается в том, что повышение устойчивости трубопровода происходит за счет прочностных свойств грунта.

Виды утяжелителей

В списке изделий, способных придать трубопроводу отрицательную плавучесть, следует отметить несколько изделий:

1. УБО. Эта аббревиатура означает утяжелитель бетонный охватывающего типа. Такое изделие представляет собой 2 блока из железобетона, которые между собой скрепляются силовыми поясами. Чаще всего такие изделия применяются при укладке нефте- и газопровода в сложных климатических условиях. Монтировать УБо можно по одному на равноудаленном расстоянии или группировать по несколько штук.
2. УБОм. Этот вариант утяжелителей является разновидностью предыдущего варианта, но отличается модификацией (на это указывает буква “м”). Конструкция в этом случае оснащается пазами и металлическим стержнем, с помощью которого данное устройство крепится на трубе. Применять УБОм следует при монтаже замкнутого контура или при массовом креплении груза.
3. 1УБКм. Этот утяжелитель имеет клиновидное строение. Конструкция представлена в виде двух цилиндрических поверхностей, которые пересекаются между собой. Радиус конструкции несколько превышает диаметр магистральной трубы. Такой способ балластировки трубопровода имеет место на территории вечной мерзлоты, заболоченных местностях и поймах рек.
4. УКТ. Эти утяжелители представлены в виде двух полуколец. Они охватывают трубу и соединяются посредством гаек и шпилек.
5. УБП. Поясной бетонный утяжелитель является двумя блоками, соединенными между собой силовым поясом.

Бетонное покрытие

Такой вариант является бетонным монолитным покрытием трубы на всем ее протяжении. Наносится этот слой путем торкретирования. С его помощью удается как придать отрицательную плавучесть трубам, так и защитить и от воздействия воды.

Чтобы повысить объемную массу, в бетон добавляют заполнитель в виде сульфата бария. Для достижения высоких показателей прочности покрытие наносят в заводских условиях. На площадке при монтаже покрывают только стыки труб.

При выборе такого способа утяжеления следует обращать внимание на тип применяемого материала.

Анкерные устройства

Еще один способ балластировки подводных трубопроводов заключается в использовании различных анкерных устройств. Их монтаж в летнее время производится после прокладывания труб, а в зимний период — в ходе разработки грунта.

Анкеры могут иметь разное строение, в связи с чем различается и способ их установки. В этот список входят анкеры:

• раскрывающиеся;
• винтовые;
• вмораживаемые;
• выстреливаемые;
• инъекционные;
• взрывные.

Способы установки утяжелителей

Для доставки элементов балластировки и закрепления трубопроводов применяют специализированную технику. Выбор конкретного устройства зависит от размеров утяжелителей, их вида и условий работы. При этом могут быть задействованы:

• трубоукладчики;
• краны-амфибии;
• экскаваторы болотные;
• вертолеты.

Расчет балластировки

Расчет балластировки трубопровода необходимо проводить на стадии планирования. При этом учитывается ряд особенностей местности и условий эксплуатации:

1. Расчет отрицательной плавучести зависит от давления потока воды и его скорости. Если на протяжении пути прокладывания трубопровода эти показатели могут изменяться, на этапе планирования проводят измерения по нескольким створам.
2. Производить расчеты необходимо по максимальному показателю скорости течения воды.

При подборе утяжелителя также важно учесть тип устройства, используемый материал для его изготовления и плотность. Во время монтажа следует четко придерживаться размеру шага для крепления груза. Четкое соблюдение правил необходимо по той причине, что неправильные подсчеты могут спровоцировать повреждение трубы.