Tendido de tuberías : tendido de redes de ingeniería o tuberías separadas para suministrar de un punto a otro la sustancia necesaria: líquidos ( petróleo , agua , aguas residuales domésticas e industriales, incluidos los alimentos, alcohol , leche , etc.), sólidos ( carbón , etc.) . ), gas , o energía - electricidad .
Al cambiar el tendido de una tubería, si se requiere una entrada en el suelo o una salida del suelo por una tubería, o se requiere una estructura especial (carcasa protectora, puente , viga , etc.) debido a un obstáculo ( barranco , río , etc.), entonces esa parte de la colocación de la tubería junto con la estructura se denomina cruce de tubería.
Dependiendo de la intensidad del tráfico , las categorías de la vía , el diámetro de la tubería, los métodos de trabajo, las condiciones del suelo, las tuberías se colocan por métodos: abierto, oculto y cerrado [1] . Dependiendo de la ubicación de la tubería, se distingue el tendido: sobre el suelo, subterráneo, submarino.
El tendido abierto de tuberías se lleva a cabo a lo largo de estructuras de edificios existentes o erigidas especialmente ( muros , soportes , pasos elevados ) o en canales y galerías pasantes y semi pasantes), en una zanja (subterránea) o en el suelo (en el suelo) de la siguiente manera [1] :
Un método abierto para la construcción de cruces bajo carreteras incluye los siguientes métodos de organización del trabajo [2] :
Al cruzar caminos en condiciones geográficas e hidrológicas difíciles , se puede aplicar la construcción de túneles en forma abierta . Por ejemplo, tal transición se construyó en el oleoducto del Caspian Pipeline Consortium en la intersección de la carretera Krasnodar-Novosibirsk [2] . El acceso a las tuberías durante el proceso de producción y operación es gratuito [1] .
El tendido de tuberías se lleva a cabo de acuerdo con el proyecto para la producción de obras, desarrollado sobre la base de la documentación de trabajo del proyecto y las normas vigentes [3] .
Los movimientos de tierra para el desarrollo de zanjas y pozos se llevan a cabo de acuerdo con las reglas para la producción y aceptación de movimientos de tierra de acuerdo con los requisitos [3] :
Antes de colocar la tubería, los accesorios y elementos se inspeccionan cuidadosamente para detectar grietas , astillas, cortes profundos, pinchazos, rasgaduras y otros daños en la contención [3] .
Después de una prueba hidráulica de la tubería, se rellena y se sellan las juntas, seguido de un relleno uniforme de la zanja por una excavadora con una capa de suelo local de 0,3 m de espesor con nivelación manual del suelo y una cuchara excavadora [3] .
Colocación oculta: colocación de tuberías en zanjas y canales intransitables (en el suelo o en las estructuras de construcción de edificios: paredes , subterráneos , etc.) [1] . El acceso a las tuberías es posible durante el funcionamiento solo después de abrir las estructuras correspondientes [1] .
De forma cerrada, las tuberías se colocan sin abrir el suelo, dicho tendido se denomina "sin zanja" y se lleva a cabo por uno de los métodos [1] [2] :
La elección de un método de tendido de tuberías sin zanjas depende del diámetro y la longitud de la tubería, las propiedades físicas y mecánicas y las condiciones hidrogeológicas de los suelos desarrollados y el equipo utilizado [2] .
El tendido cerrado de la tubería se puede usar bajo el agua, en pantanos y en otras condiciones cuando el acceso a las tuberías después del tendido es imposible o difícil [1] .
Métodos recomendados de tendido de tuberías sin zanjas [2] :
| Camino | Tubería | Las mejores condiciones de aplicación al suelo | Velocidad de penetración, m/h | Fuerza de presión requerida, t | Restricción en el uso del método | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Diámetro, mm | longitud | |||||
| Pinchazo: mecánico con gato | 50-500 | 80 | Arenoso y arcilloso sin inclusiones sólidas | 306 | 15-245 | No se aplica a suelos rocosos y silíceos. |
| hidroprocol | 100-200 | 30-40 | Arenoso y arenoso | 1.6-14 | 25-160 | El método es posible en presencia de fuentes de agua y lugares para descarga de pulpa. |
| 400-500 | veinte | |||||
| vibropuntura | 500 | 60 | Arena incoherente, arena y arenas movedizas | 3.5-8 | 0,5—0,8 | No apto para suelos duros y rocosos. |
| perforador de tierra | 89-108 | 50-60 | arcilloso | 1.5-2 | — | Mismo |
| Punzón neumático | 300-400 | 40-50 | Suelos blandos hasta el grupo III | 30-40 (sin expansores) | 0,8—2,5 | No aplicable en suelos con alta saturación de agua |
| Puñetazos | 400-2000 | 70-80 | En suelos de los grupos I-III | 0,2—1,5 | 450 | En suelos flotantes, el método no es aplicable. En rocas duras, solo se puede utilizar para perforar tuberías de diámetro máximo. |
| Perforación horizontal | 325-1720 | 40-70 | En suelos arenosos y arcillosos | 1.5-19 | — | En presencia de agua subterránea, el método no es aplicable. |
La colocación sobre el suelo de la tubería en las condiciones de Komi ASSR mostró una serie de ventajas operativas: mayor confiabilidad, facilidad de supervisión, reparación más fácil y vida útil más larga. La operación de gasoductos aéreos en las condiciones del Norte ha demostrado la confiabilidad y conveniencia de la instalación de tuberías sobre el suelo donde la instalación subterránea es difícil. El trabajo con tendido sobre el suelo es posible durante todo el año, siendo especialmente recomendable trabajar en pantanos en invierno. [cuatro]
El tendido de tuberías sobre el suelo se realiza en áreas con cualquier terreno , el uso más apropiado es en rutas que cruzan territorios con terreno accidentado, una gran cantidad de ríos, lagos, etc., en suelos de permafrost de hundimiento y en otras condiciones difíciles [5] .
Cuando colocan tuberías sobre el suelo, usan [6] :
Dependiendo del tipo de tendido y/o transición , el diseño de la tubería puede ser:
El esquema para el tendido de tuberías subterráneas se toma igual que para las tuberías sobre el suelo con secciones de compensación [9] .
Las tuberías subterráneas que se encuentran sobre una base sólida y cubiertas con tierra se distinguen según los esquemas de diseño según la presencia o ausencia de anillos de refuerzo transversales y la longitud de la tubería [9] .
El método de colocación de tubería en tubería se usa en dos casos: cuando es necesario restaurar una tubería vieja y desgastada, o cuando es necesario proteger la tubería de influencias químicas o mecánicas.
El revestimiento es una de las opciones para colocar tuberías nuevas en una tubería vieja; este es un método sin zanjas de rehabilitación y restauración de tuberías, cuando se coloca una nueva tubería dentro de una existente sin abrir (o con apertura parcial), así como sin desmantelar la tubería anterior.
Para evitar el rápido desgaste de las tuberías por impactos mecánicos y de otro tipo en los cruces de obstáculos (ríos, lagos, carreteras, vías férreas, etc.), se colocan en cubiertas protectoras, es decir, la tubería se coloca dentro de otra tubería de mayor diámetro, no menos de 200 mm. En la literatura técnica, la carcasa también se denomina "caja", "caja" o "cartucho".
Hay varios métodos de punción: vibro, punción hidráulica, punción con la ayuda de un perforador de suelo, punción mecánica con la ayuda de un gato hidráulico, punzonado neumático con la ayuda de un punzón neumático.
Un pinchazo es la formación de agujeros debido a la compactación radial del suelo cuando se presiona un tubo con una punta cónica [10] . Se utilizan puntas de varias formas, las más comunes de las cuales tienen forma de cono circular recto, que, cuando se usan, crean una resistencia mínima del suelo a la perforación [2] . La fuerza de punción depende significativamente del ángulo de la punta [2] .
La indentación se realiza mediante un gato hidráulico . Se coloca un eslabón de tubería con una punta en el foso y, después de alinearlo con un gato, se presiona contra el suelo a lo largo de la carrera de la barra . Después de que la varilla vuelve a su posición original, se inserta una tubería de presión ( ramrod ) en su lugar y se repite el proceso. Al final de la hendidura del primer enlace de tubería en toda su longitud, se retira la baqueta, el siguiente enlace se baja al pozo y se suelda de extremo a extremo al que ya está aplastado en el suelo. A continuación, se tritura el eslabón soldado y se repite el ciclo hasta el pinchazo en toda la longitud del tramo. Por cada ciclo, la tubería avanza 150 mm. [diez]
La creación de una fuerza de presión en el extremo trasero de la caja en lugar de un gato puede ser proporcionada por la fuerza de tracción de un cabrestante o tractor usando cables o polipastos de cadena. En lugar de un empujador de baqueta largo, también se utilizan tuberías de presión cortas con bridas, cuya longitud es igual a la carrera de la varilla del gato. En este caso, después de perforar el suelo durante un recorrido, la varilla del gato se devuelve a su posición original y se inserta otra tubería de presión en el espacio resultante para continuar con el proceso de perforación [11] .
El método de punción se utiliza para colocar tuberías de hasta 500 mm de diámetro en una longitud de 30 a 40 m con una velocidad de penetración de 2 a 3 m/ h ;
El método se practica en suelos altamente compresibles, se perforan agujeros para tuberías con un diámetro de 100-400 mm a una profundidad de más de 2,5-3 m [10] . En suelos ligeramente compresibles (arena, franco arenoso), para asegurar la estabilidad de las paredes, además de la fuerza horizontal, se aplican efectos transversales y vibracionales, mientras que el diámetro del agujero es de hasta 300 mm [10] .
El punzonado neumático se realiza utilizando un proyectil de túnel especial de impacto vibratorio: un punzón neumático, propuesto por primera vez por la rama siberiana de la Academia de Ciencias de la URSS [12] , que le permite pasar pozos de hasta 50 m para tuberías de hasta 400 mm inclusive [10] .
El equipo es una máquina neumática autopropulsada, cuyo cuerpo es el cuerpo de trabajo que forma el pozo [10] . El baterista, bajo la acción del aire comprimido, recíproca y golpea el extremo interior delantero del cuerpo, empujándolo hacia el suelo [10] .
Cuando se usa el método de perforación, se presiona una tubería tendida con un extremo abierto, equipada con un "cuchillo", en la masa del suelo, y el suelo que ingresa a la tubería en forma de un núcleo denso (tapón) se desarrolla y se retira de la cara [2] . Al hacer avanzar la tubería, se vencen la fuerza de fricción del suelo a lo largo de su contorno exterior y el corte de la parte del cuchillo en el suelo.
Para perforar tuberías, se utilizan instalaciones de bombeo y elevación a presión de dos, cuatro, ocho o más gatos hidráulicos con una fuerza de 50 a 300 toneladas cada uno con una carrera de 1,1 a 2,1 m, accionados por bombas de alta presión [2] .
La perforación se utiliza para colocar tuberías con un diámetro de 0,8 a 1,0 m en suelos arcillosos con una longitud de hasta 100 m El extremo de la tubería está equipado con una corona de corte de mayor diámetro, la tubería es impulsada por un motor instalado en el borde del pozo. El movimiento de traslación de la tubería es informado por un gato de cremallera con énfasis en la pared posterior del pozo. El suelo que llena la tubería desde el interior se puede eliminar mediante una instalación de tornillo o por un método hidromecánico. [diez]
Al perforar, la roca se destruye por impacto mecánico o físico [10] . La perforación mecánica se realiza de tres formas principales: rotatoria, percusión, percusión-rotativa y vibración [13] ; La perforación física se realiza de las siguientes formas: térmica, hidráulica, electrohidráulica, plasma, ultrasónica, etc. [10] .
El microtúnel es un túnel automatizado con perforación de la estructura del revestimiento de la tubería, realizado sin la presencia de personas en el trabajo [14] . Este es un método sin zanjas para tender tuberías y comunicaciones utilizando estaciones de elevación especiales, cuando la tubería se "empuja" a través del suelo de una estación a otra utilizando un escudo de túnel especial , también llamado taladro (perforación con barrena) a una distancia de 100– 120 m [15] , que durante la operación mezcla la roca con agua y es transportada por el sistema de limpieza a la superficie, donde es separada .
La tecnología de microtúneles permite tender comunicaciones subterráneas en áreas densamente urbanizadas, o áreas atravesadas por transporte y otras comunicaciones. Los trabajos se llevan a cabo en suelos saturados de agua, no rocosos y rocosos, incluso con matanza mixta , en suelos gruesos con inclusión de grava , guijarros , piedra triturada en forma de capa intermedia y cantos rodados . La colocación se lleva a cabo a lo largo de una ruta recta y curvilínea en perfil y planta.
Detrás del escudo con la ayuda de gatos , las tuberías se presionan a través de : acero , fibra de vidrio , cerámica , hormigón , hormigón armado o hormigón polímero con acoplamientos especiales de fibra de vidrio que ofrecen poca resistencia cuando las tuberías se empujan en el pozo [15] . Para la construcción de colectores de alcantarillado , generalmente se utilizan tuberías con aislamiento interno de polietileno , lo que aumenta la vida útil de la estructura de 3 a 5 veces.
La colocación se lleva a cabo utilizando dos pozos: inicio y recepción, cuya profundidad corresponde a la profundidad de colocación. Se instala una potente estación de elevación en el foso de partida, en la que se coloca un escudo de túnel. Con la ayuda de gatos, el escudo se introduce en el suelo en toda su longitud, después de lo cual se coloca un segmento de la tubería de perforación de la misma longitud en la estación de elevación y se repite el proceso. Después de construir las tuberías en secciones separadas, se lleva a cabo una mayor penetración hasta que el escudo sale al pozo receptor. Después de eso, el escudo se desmonta y las tuberías permanecen en el suelo. [dieciséis]
Al cambiar el tamaño estándar del escudo de túnel, es posible colocar microtúneles subterráneos de varios diámetros internos, desde 250 mm hasta 3600 mm con una profundidad de hasta 30 m La profundidad mínima de la parte superior de la tubería en relación con el suelo la superficie debe tener al menos 1,5-2 diámetros de tubería [15] . La distancia entre la tubería que se está instalando y las comunicaciones y estructuras ya ubicadas debe ser de al menos 1 m [15] . La penetración del escudo se utiliza en suelos semi-rocosos y rocosos, donde es imposible utilizar otros métodos, utilizando tuberías de hormigón o de hormigón armado [15] .
La primera parte de la sarta de perforación puede desviarse varios grados vertical y horizontalmente (hasta 13 mm por 200 m), lo que requiere un ajuste constante de la dirección de perforación . La precisión de penetración se logra mediante un sistema de control por computadora que utiliza un sistema de guía de escudo láser [15] . El proceso de perforación es controlado desde la superficie por el operador utilizando el sistema de navegación [15] .
La tecnología de microtúneles permite tender comunicaciones y tuberías utilizando colectores de diámetros pequeños en suelos de cualquier complejidad, desde margas inestables y arenas acuíferas hasta rocas [16] , incluso con matanza mixta , en suelos clásticos gruesos con inclusión de grava , guijarros , triturados piedra en forma de capa intermedia y cantos rodados [15] .
El sistema de control avanzado para complejos de túneles proporciona la precisión de túneles que cumple con los requisitos más altos y le permite controlar en cualquier momento los valores que caracterizan completamente la posición del escudo de túneles, los parámetros de su movimiento, así como los parámetros del funcionamiento de sus principales componentes y mecanismos [16] . Los complejos están construidos según un principio modular, lo que les permite ser reubicados de un objeto a otro y minimizar el tiempo de instalación del equipo [16] .
La penetración para el tendido de tuberías se realiza mediante escudo o socavón .
La profundidad de colocación de las tuberías depende de [1] :
El proyecto suele establecer la profundidad de colocación de las tuberías de 0,6 a 0,9 m ( gasoductos ) a 5,0 mo más (fecales, aguas residuales industriales , tuberías de agua ) [1] .
Al colocar agua y alcantarillado, la profundidad de colocación de tuberías se toma [17] por debajo de la profundidad de congelación del suelo (dependiendo de la sustancia transportada, su susceptibilidad a la congelación en invierno).
Al colocar tuberías de gas, el proyecto toma la profundidad de las tuberías hasta la parte superior de la tubería [18] :
El proyecto acepta la profundización de las tuberías principales hasta la parte superior de la tubería: