способ сооружения трубопровода в вечномерзлых грунтах (варинаты)

Формула изобретения

1. Способ сооружения трубопровода в многолетнемерзлых грунтах на участках трассы с чередующимся характером рельефа, заключающийся в отрывке траншеи, укладке в нее трубопровода, его фиксации и закреплении на проектных отметках грунтом засыпки, отличающийся тем, что на переходах со спокойным рельефом траншею отрывают в деятельном слое глубиной, обеспечивающей расположение верхней образующей трубопровода не выше уровня дневной поверхности, перед укладкой трубопровода выстилают стенки и дно траншеи полотнищами из нетканого синтетического материала (НСМ) с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и закреплением продольных кромок на бермах траншеи, а грунт засыпки размещают в навешенных на трубопровод вплотную друг к другу балластирующих полимерно-панельных устройствах (ППУ) с последующей отсыпкой защищающей трубопровод насыпи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что балластирующее ППУ содержит налагаемый на трубопровод силовой пояс в виде гибкого полотнища, прикрепленную к его продольным кромкам одной своей прилегающей к трубопроводу продольной стороной пару жестких рамок, связанные с ними и заполняемые балластирующим грунтом емкости из гибкого материала, а также гибкие элементы, удерживающие жесткие рамки наклонно, при этом емкости для балластирующего грунта и указанные гибкие элементы выполнены в виде единого верхнего относительно силового пояса полотнища и соединенного с последним в их серединах, а продольными кромками - со свободными продольными сторонами жестких рамок, в углах которых зафиксированы углы верхнего полотнища, при этом продольный размер верхнего полотнища превышает продольный размер жестких рамок, верхнее полотнище снабжено скрепленным с его поперечной кромкой откидным фартуком, причем поперечный размер верхнего полотнища превышает соответствующий размер силового пояса.

3. Способ сооружения трубопровода в многолетнемерзлых грунтах на участках трассы с чередующимся характером рельефа, заключающийся в отрывке траншеи, укладке в нее трубопровода, его фиксации и закреплении на проектных отметках грунтом засыпки, отличающийся тем, что на изрезанных гидрографической сетью участках трассы с уклонами не более 30% траншею отрывают в деятельном слое глубиной, обеспечивающей расположение верхней образующей трубопровода не выше уровня дневной поверхности, перед укладкой трубопровода выстилают дно, стенки и бермы траншеи полотнищами из НСМ с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и закреплением продольных кромок на бермах траншеи, грунт засыпки размещают в навешенных на трубопровод вплотную друг к другу ППУ или в емкостях полимерно-контейнерных балластирующих устройств (ПКБУ), создают в траншее противоэрозионные перегородки из полотнищ НСМ путем формирования из поперечного края каждого полотнища НСМ воронки, горловина которой располагается вниз по водотоку, охватывает трубопровод и фиксируется на нем с обеспечением расчетной величины зазора между горловиной и трубопроводом, причем крепление воронки в траншее осуществляют от ее верха грунтом засыпки с образованием угла естественного откоса в зоне воронки, при этом воронку формируют перекрытием естественного откоса грунта засыпки свободным нижним краем полотнища - перехлестом продольных кромок полотнища НСМ с размещением ППУ или ПКБУ на нижней части воронки и с последующей отсыпкой защищающей трубопровод насыпи.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что величину перекрытия внахлест поперечных трубопроводу кромок полотнищ из НСМ назначают из условия укрытия берм и откосов траншеи в зоне образования воронки из смежного полотнища НСМ.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, полимерно-контейнерное балластирующее устройство (ПКБУ) для трубопроводов содержит пару симметричных относительно продольной оси трубопровода заполняемых балластирующим грунтом и выполненных из полотнищ гибкого материала емкостей, соединенных налагаемыми на трубопровод силовым поясом и парой гибких внешних силовых перемычек, прикрепленных к наружным углам жестких плоских прямоугольных рамок, образующих каркас емкостей и контактирующих с трубопроводом внутренними продольными сторонами, при этом дно емкостей и силовой пояс выполнены из единого, налагаемого на трубопровод, полотнища гибкого материала, проходящего под внутренними продольными сторонами плоских рамок, закрепленного на их внешних продольных сторонах продольными краями с проушинами, и снабжено дополнительной, расположенной над полотнищем силового пояса и огибающей внутренние продольные стороны плоских рамок накладкой, продольные края которой повторно налагаются на трубопровод и соединены внахлест над верхней образующей трубопровода, а внешние силовые перемычки выполнены в виде многослойных лент, концы которых снабжены проушинами, сдвоенное полотнище накладки, силовой пояс и внешние силовые перемычки скреплены в налагаемой на трубопровод их средней части, торцовые стенки емкостей выполнены из вшитых в днища емкостей перегородок и подвешены своими проушинами на торцовых поперечных сторонах рамок, причем для лучшего использования грунта засыпки внешние силовые перемычки снабжены скрепленными с ними дополнительными торцовыми стенками с возможностью заведения их внутрь емкостей.

6. Способ сооружения трубопровода в многолетнемерзлых грунтах на участках трассы с чередующимся характером рельефа, заключающийся в отрывке траншеи, укладке в нее трубопровода, его фиксации и закреплении на проектных отметках грунтом засыпки, отличающийся тем, что на изрезанных гидрографической сетью участках трассы на переходах со встречными уклонами микрорельефа перед укладкой трубопровода выстилают дно, стенки и бермы траншеи противоэрозионными полотенцами с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и закреплением продольных кромок на бермах траншеи, грунт засыпки размещают в емкостях навешенных на трубопровод грунтозаполняемых утяжелителей (ГУ) из технических тканей, создают в траншее противоэрозионные перегородки из противоэрозионных полотенец путем формирования из поперечного края каждого полотенца воронки, горловина которой располагается вниз по водотоку, охватывает трубопровод и фиксируется на нем с обеспечением расчетной величины зазора между горловиной и трубопроводом, причем крепление воронки в траншее осуществляют от ее верха грунтом засыпки с образованием угла естественного откоса в зоне воронки с оставлением свободным увеличенной ширины нижнего края противоэрозионного полотенца, при этом воронку формируют перекрытием естественного откоса грунта засыпки свободным нижним краем противоэрозионного полотенца - перехлестом продольных кромок противоэрозионного полотенца с размещением ГУ на нижней части воронки, верхнюю часть воронки располагают выше уровня грунтовых вод в траншее, а в пониженных местах на пересечении встречных уклонов в траншее устраивают водопропускное или водоперепускное сооружение.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что противоэрозионное полотенце выполнено из полотнища НСМ, поперечный край которого снабжен продольным осевым разрезом и в него для расширения края полотнища вшита вставка из материала, идентичного материалу полотнища.

8. Способ по п.6 или 7, отличающийся тем, что вшитая в полотнище вставка имеет треугольную форму.

9. Способ по п.6, отличающийся тем, что в качестве водопропускного или водоперепускного сооружения используют навешенные на трубопровод ГУ например контейнеры текстильные (КТ) в сочетании с заполняющими траншею противоэрозионными цилиндрическими грунтозаполненными контейнерами (КП).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при сооружении магистральных трубопроводов в многолетнемерзлых грунтах при транспортировании продуктов с отрицательной температурой.

Известно, что в процессе эксплуатации подземные трубопроводы меняют первоначальное положение, что происходит в связи с условиями перекачки продукта вследствие особенностей укладки трубопровода и зависит от рельефа местности, его изменений, вызванных гидрогеологическими процессами или промышленными разработками. Перемещения трубопровода в грунте приводят к ухудшению состояния изоляции, возникновению чрезмерных напряжений в стенке трубы, а иногда к повреждениям, приносящим большой ущерб.

В связи с этим проблема стабилизации трубопроводов весьма актуальна, особенно для районов Севера при сооружении трубопроводов в условиях мерзлых грунтов. Известно, что разработка мерзлых грунтов приравнивается к разработке грунтов скальных.

Известен способ полузаглубленной прокладки трубопровода при пересечении трассой трубопровода участков с вечномерзлыми грунтами. Трубопровод укладывают в траншею уменьшенной глубины, а для закрепления трубопровода и его защиты используют балластирующие устройства, которые представляют собой полый цилиндр сложного профиля, выполненный из водопроницаемого синтетического нетканого материала (НСМ), в который заключен трубопровод, закрепленный хомутами от всплытия. Сам цилиндр заполняют гидросмесью минерального грунта, который подают по гибкому пульпопроводу, закрепленному определенным образом в верхней части цилиндра из НСМ, или же прямым гидронамывом в водонепроницаемый рукав из НСМ, закрепленный на верхней образующей трубопровода, а из рукава осуществляется путевой разбор гидросмеси по всей длине балластируемого участка трубопровода. Заполняющий цилиндр из НСМ грунт образует насыпь при полуподземной прокладке трубопровода. При включении внутрь полотна из НСМ семян трав можно добиться устойчивого растительного покрова, защищающего откосы насыпи от атмосферных воздействий (см. СТРИЖКОВ С.Н. "Применение средств гидромеханизации при балластировке трубопроводов грунтом", ЭИ "строительство объектов нефтяной и газовой промышленности", Москва, НИПИЭСУнефтегазстрой, 1980, стр. 19-21).

Недостатком известного способа является необходимость отвода воды из пульпы при гидронамыве грунта в балластирующий цилиндр из НСМ, при этом происходит растепление мерзлых грунтов, оплывание траншеи и все недостатки, сопутствующие этому процессу, указанные при анализе предыдущего известного решения (см. SU 1549205). Кроме того, для предотвращения появления ореола оттаивания на "теплых" и "горячих" участках трубопровода устраивают основание из эффективного термоизоляционного материала, заключенного в гидроизолирующую оболочку.

Известен способ прокладки трубопровода в многолетнемерзлых грунтах, заключающийся в следующем. Задача изобретения - снижение капитальных затрат при закреплении трубопровода путем вмораживания его в вечномерзлый грунт.

В многолетнемерзлых низкотемпературных дисперсных грунтах отрывают траншею, в которую укладывают трубопровод и производят послойную засыпку массива грунта с последующим его уплотнением и увлажнением, при этом толщина слоев составляет 0,5-0,7 м. Над траншеей 1 создают насыпь 4 с превышением 1-1,2 м над границей 5 сезонного оттаивания многолетнемерзлого грунта. Предполагается, что таким образом достигается сохранение уплотненного мерзлого опорного массива над трубопроводом в летний период эксплуатации. Если превышение насыпи меньше 1 м, то это может привести к понижению границы слоя сезонного оттаивания грунта над трубопроводом и, соответственно, к оттаиванию мерзлого опорного массива.

Увлажнение мерзлого грунта осуществляется таким образом, чтобы суммарная влажность (включающая содержание льда и незамерзшей воды) составляла 15-45%. При меньшей влажности сопротивление сжатию и уплотнению для всех мерзлых грунтов возрастает. При большей влажности прочность мерзлых грунтов не увеличивается. Толщина слоя выбрана, исходя из того, что величина пучения в этом диапазоне составляет 5-6 см, что не опасно для прочности трубопровода. При толщине слоя меньше 0,5 м влажность грунта уменьшается быстрее, что затрудняет процесс уплотнения. При толщине слоя больше 0,7 м возникают технические трудности уплотнения.

Для создания прочного монолитного опорного массива засыпку, уплотнение и увлажнение мерзлого грунта осуществляют участками длиной 20-400 м. Длина участка в заявленном диапазоне выбирается в зависимости от состава и свойств грунтов (объемный вес мерзлого грунта, влажность, удельный вес твердых частиц грунта, весовое содержание незамерзшей воды, льдистость) и температуры наружного воздуха.

Поскольку операцию по уплотнению и увлажнению производят при отрицательных температурах наружного воздуха, то слой уплотненного грунта замерзает, увеличивая свою прочность фактически сразу после прохождения агрегатов, создавая сплошной пояс мерзлого грунта.

Засыпку увлажненного и уплотненного слоя производят с некоторой выдержкой во времени, необходимой для обеспечения сцепления грунтов уплотненного слоя, при этом от температуры наружного воздуха и типа грунтов зависит продолжительность выдержки. Длительное сопротивление слоя грунта сдвигу достигает своего номинального значения, что обеспечивает устойчивость проектного положения трубопровода. Устройство уплотненной насыпи над уплотненным слоем создает защиту от его протаивания в летний период времени при транспортировке газа с отрицательной температурой минус 2-7 град С (см. SU 1549205).

Недостаток известного способа заключается в том, что в период строительства, период испытаний и пуска трубопровода нет ореола промерзания грунта вокруг трубопровода, поскольку в указанный период не транспортируют охлажденный газ по трубопроводу. Указанный ореол появляется и промерзает в процессе перекачки охлажденного газа по трубопроводу в период первых лет его эксплуатации. Следовательно, в первые год - два после сооружения трубопровода происходит размораживание мерзлых грунтов вокруг трубопровода. Это приводит к тому, что траншея оплывает, происходит разрушение засыпки, полная потеря продольной устойчивости трубопровода, смещение его с проектного положения, сопровождающееся резким нарастанием прогибов и возможным смятием труб.

Кроме того, известно, что при изменениях режима перекачки продукта подземный трубопровод в условиях мерзлоты, удлиняясь при нагревании и сжимаясь при охлаждении, вызывает напряжения сдвига в местах контакта поверхности трубопровода с грунтом. Это приводит к повреждению изоляции трубопровода. В результате нарушения целостности защитного покрытия начинается интенсивная коррозия оголенных участков.

В известном способе невозможно уплотнение мерзлых грунтов без их увлажнения при низких температурах, а увлажнение грунта засыпки увеличивает его льдистость.

Опыт эксплуатации трубопроводов, проложенных в условиях Севера подземно, показывает, что значительное число нарушений надежности трубопроводов связано с явлением ползучести грунта, особенно трубопроводов, проложенных в болотах и в грунтах с высокой льдистостью. Выражается это в том, что с течением времени без увеличения усилия происходит постепенное увеличение перемещений подземных трубопроводов в грунте, выпучивание трубопроводов и повреждение от напряжений изгиба. Возникновение начальной ползучести приводит в течение первых лет эксплуатации к прогибам и напряжениям, превышающим нормативный уровень.

Таким образом, существует задача создания способа прокладки трубопроводов в условиях мерзлых грунтов Севера, позволяющего минимизировать земляные работы в мерзлых грунтах, обеспечивающего экономичный метод пригрузки, закрепления трубопровода, при котором перемещения трубопровода остаются в допускаемых пределах.

В заявленной группе изобретений решается задача минимизации земляных работ с обеспечением нормативной защиты трубопровода, устранения эрозии грунтов, деградации мерзлоты, уноса грунтов водами вдоль траншеи трубопровода и сопутствующее такому уносу грунтов оврагообразование.

Указанная задача решается тем, что в способе сооружения трубопровода в многолетнемерзлых грунтах на участках трассы с чередующимся характером рельефа отрывают траншею, укладывают в нее трубопровод, его фиксируют и закрепляют на проектных отметках грунтом засыпки. Траншею отрывают в деятельном слое глубиной, обеспечивающей расположение трубопровода, при котором его верхняя образующая не превышает уровня дневной поверхности. Перед укладкой трубопровода выстилают стенки, дно и бермы траншеи полотнищами из нетканого синтетического материала (НСМ) с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и закреплением продольных кромок на бермах траншеи, а грунт засыпки размещают в емкостях навешенных на трубопровод вплотную друг к другу балластирующих полимерно-панельных устройств (ППУ) с последующей отсыпкой защищающей трубопровод насыпи.

На участках трассы с чередующимся характером рельефа на изрезанных гидрографической сетью участках трассы с уклонами не более 30% траншею отрывают в деятельном слое глубиной, обеспечивающей расположение верхней образующей трубопровода не выше уровня дневной поверхности. Перед укладкой трубопровода выстилают дно, стенки и бермы траншеи полотнищами из НСМ с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и с закреплением продольных кромок на бермах траншеи. Укладывают в нее трубопровод, его фиксируют грунтом подсыпки с заполнением пазух и закрепляют трубопровод, балластируя его грунтом засыпки, который размещают в навешенных на трубопровод вплотную друг к другу ППУ или балластирующих полимерно-контейнерных устройств (ПКБУ). Создают в траншее противоэрозионные перегородки из полотнищ НСМ путем формирования из поперечного края каждого полотнища НСМ воронки, горловина которой располагается вниз по водотоку, охватывает трубопровод и фиксируется на нем с обеспечением расчетной величины зазора между горловиной и трубопроводом. Крепление воронки в траншее осуществляют от ее верха грунтом засыпки с образованием угла естественного откоса в зоне воронки. При этом воронку формируют перекрытием естественного откоса грунта засыпки свободным нижним краем полотнища - перехлестом продольных кромок полотнища НСМ с размещением ППУ или ПКБУ на нижней части воронки и с последующей отсыпкой защищающей трубопровод насыпи.

В многолетнемерзлых грунтах на участках трассы с чередующимся характером рельефа на изрезанных гидрографической сетью участках трассы на переходах со встречными уклонами микрорельефа отрывают траншею, укладывают в нее трубопровод, фиксируют его грунтом подсыпки с заполнением пазух и закрепляют трубопровод, балластируя его грунтом засыпки, который размещают в емкостях навешенных на трубопровод вплотную друг к другу ПКБУ и других грунтозаполняемых утяжелителей (ГУ), например контейнеров текстильных (КТ). Перед укладкой трубопровода выстилают дно, стенки и бермы траншеи противоэрозионными полотенцами с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и закреплением продольных кромок на бермах траншеи. Грунт засыпки размещают в емкостях навешенных на трубопровод вплотную друг к другу грунтозаполняемых утяжелителей (ГУ) из технических тканей. Создают в траншее противоэрозионные перегородки из противоэрозионных полотенец путем формирования из поперечного края каждого полотенца воронки, горловина которой располагается вниз по водотоку, охватывает трубопровод и фиксируется на нем с обеспечением расчетной величины зазора между горловиной и трубопроводом, причем крепление воронки в траншее осуществляют от ее верха грунтом засыпки с образованием угла естественного откоса в зоне воронки с оставлением свободным увеличенной ширины нижнего края противоэрозионного полотенца. При этом воронку формируют перекрытием естественного откоса грунта засыпки свободным нижним краем противоэрозионного полотенца - перехлестом продольных кромок противоэрозионного полотенца с размещением ГУ на нижней части воронки, верхнюю часть воронки располагают выше уровня грунтовых вод в траншее, а в пониженных местах на пересечении встречных уклонов в траншее устраивают водопропускное или водоперепускное сооружение.

В качестве водопропускного или водоперепускного сооружения используют, например, установленные в траншее противоэрозионные цилиндрические контейнеры текстильные (КТ) в сочетании с заполняющими траншею противоэрозионными цилиндрическими грунтозаполненными контейнерами (КП).

Величину перекрытия внахлест поперечных трубопроводу кромок полотнищ из НСМ или противоэрозионных полотенец назначают из условия укрытия берм и откосов траншеи в зоне образования воронки из смежного полотнища НСМ, что устраняет их оголение и размыв грунтовыми водами. Противоэрозионное полотенце выполнено из полотнища НСМ, поперечный край которого снабжен продольным осевым разрезом и в него для расширения края полотнища, формирующего воронку, вшита вставка из материала, идентичного материалу полотнища. Вшитая в полотнище вставка имеет треугольную форму.

Используемые для балластировки трубопровода грунтозаполняемые утяжелители (ГУ) из технических тканей имеют различную конструкцию и известны в области строительства трубопроводного транспорта. Например из технических условий ТУ 48 34-002-17179339-03, а также из технических условий ТУ 48 34-003-17179339-03. Так, известны: балластирующее полимерно-панельное устройство ППУ-5, ППУ-6, балластирующее полимерно-контейнерное устройство (ПКБУ), контейнеры текстильные КТ, КМТ, противоэрозионные контейнеры КП. На переходах через реки и ручьи возможно использование известных кольцевых бетонных грузов или чугунных кольцевых утяжелителей.

Полимерно-контейнерное балластирующее устройство (ПКБУ) содержит пару жестких рамок, расположенных симметрично и прилегающих нижними продольными несущими сторонами к трубопроводу, налагаемый на него и соединенный с нижними продольными несущими сторонами жестких рамок силовой пояс в виде гибкого полотнища, связанные с рамками, заполняемые балластирующим грунтом емкости, а также удерживающие жесткие рамки наклонно и соединенные в их углах с верхними продольными несущими сторонами поперечные трубопроводу гибкие перемычки, скрепленные своей серединой в зоне продольной оси симметрии с силовым поясом. ПКБУ снабжено поперечными торцовыми стенками, а емкости для балластирующего грунта и силовой пояс выполнены в виде единого огибающего снизу нижние продольные несущие стороны рамок полотнища, продольные стороны которого соединены с верхними продольными несущими сторонами наклонных рамок. Продольный размер полотнища превышает продольный размер жестких рамок, которые выполнены сборно-разборными и снабжены поперечными распорными элементами. Соединение верхних продольных сторон рамок с гибкими перемычками, а также соединение верхних и нижних продольных сторон рамок с полотнищем силового пояса выполнено с помощью проушин. Поперечные торцовые стенки скреплены с гибкими перемычками, огибают снаружи поперечные наклонные стороны рамок и скреплены с полотнищем силового пояса.

Наличие поперечных торцовых стенок утяжелителя гарантированно обеспечивает устранение перетекания грунта балластировки утяжелителей при их групповой установке даже при наличии монтажных зазоров между утяжелителями, что предотвращает просыпание и вымывание балластирующего грунта под утяжелители и обеспечивает полное использование веса грунта для балластировки трубопровода, соответствующую защиту его изоляционного покрытия и соблюдение температурного режима трубопровода.

Изобретение поясняется графическим материалом, где на фиг.1 изображен поперечный разрез трубопровода, проложенного на участке трассы со спокойным рельефом местности; на фиг.2 - трубопровод, проложенный на участке трассы, изрезанной гидрографической сетью, вид сверху; на фиг.3 - то же, вид сбоку; на фиг.4 - изображен вид сбоку на трубопровод, уложенный в траншею, отрытую на переходах со встречными уклонами микрорельефа; на фиг.5 - разрез А-А на фиг.3; на фиг.6 - вариант укладки трубопровода на участке трассы со спокойным рельефом местности; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.8 - разрез Б-Б на фиг.4.

Способ осуществляют следующим образом. В многолетнемерзлых грунтах на переходах большой протяженности со спокойным рельефом отрывают траншею 1 в деятельном слое 2, глубиной, обеспечивающей полуподземную прокладку трубопровода 3, то есть глубиной, обеспечивающей расположение верхней образующей трубопровода 3 не ниже уровня дневной поверхности 4 и с превышением верхней образующей уровня дневной поверхности не более чем на половину диаметра трубопровода.

Перед укладкой трубопровода выстилают стенки и дно траншеи полотнищами 5 из нетканого синтетического материала (НСМ) с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок 6 и с закреплением продольных кромок 7 на бермах траншеи штырями 8. Траншею засыпают в две стадии: вначале разрыхленным грунтом путем заполнения пазух фиксируют трубопровод в траншее, а дальнейшую засыпку траншеи осуществляют после навески на трубопровод балластирующих устройств. Перед балластировкой грунтом засыпки 9 на трубопровод навешивают вплотную друг к ППУ 10. Установку балластирующих устройств ППУ на трубопровод осуществляют следующим образом. На участок трубопровода навешивают группу незаполненных утяжелителей, при этом возможно скрепление их между собой смежными сторонами жестких рамок. Продольные несущие стороны жестких рамок выполнены разборными из трубчатых элементов, а их соединение осуществляется посредством наружных сдвижных муфт или внутренних цилиндрических вкладышей с возможностью их перемещения по продольным несущим сторонам рамок и фиксацией штырями в отверстиях, выполненных соответственно в соединяемых элементах продольных сторон жестких рамок.

Производят отсыпку минерального балластирующего грунта на полотнища утяжелителей. Под действием веса балластирующего грунта полотнища упруго деформируются и благодаря превышению их продольного размера над соответствующим размером жестких рамок в последних формируются емкости. Объем грунта, вмещаемый в отдельный утяжелитель в зависимости от диаметра трубопровода, составляет от 1,0 до 2,0 куб.м/пог.м трубопровода. Общая нагрузка от балластирующего грунта передается через полотнище - силовой пояс утяжелителя на трубопровод и закрепляет его в траншее на проектной отметке.

Грунт засыпки 9 образует насыпь, защищающую трубопровод от внешних воздействий, включая атмосферные.

На основании материалов изысканий определяют площадь водосбора, направление стока вод и по модулю стока для данного района по известным математическим зависимостям вычисляют сток на единицу длины насыпи, например на 1 км. С учетом указанных данных определяют расстояние между водопропускными сооружениями, пропускная способность которых определяется по известным гидравлическим формулам. Во всех формулах напор принимается из условия, что уровень воды над дневной поверхностью с нагорной стороны насыпи трубопровода не должен превышать 0,1-0,2 м. Если не удается определить площадь и уклон бассейна, то количество водопропускных сооружений определяется конструктивно из расчета не менее одного на 1-2 км перехода.

Защиту насыпи от разрушения осуществляют с использованием известных геотекстильных решеток 11.

На участках трассы с чередующимся характером рельефа на изрезанных гидрографической сетью участках трассы с уклонами не более 30% траншею отрывают в деятельном слое глубиной, обеспечивающей расположение верхней образующей трубопровода не выше уровня дневной поверхности. Перед укладкой трубопровода выстилают дно, стенки и бермы траншеи полотнищами из НСМ с перекрытием внахлест их поперечных трубопроводу кромок и с закреплением продольных кромок на бермах траншеи. Укладывают в нее трубопровод, его фиксируют грунтом подсыпки с заполнением пазух и закрепляют трубопровод, балластируя его грунтом засыпки, который размещают в навешенных на трубопровод вплотную друг к другу ППУ или балластирующих полимерно-контейнерных устройств (ПКБУ) 12. Создают в траншее противоэрозионные перегородки из полотнищ НСМ путем формирования из поперечного края каждого полотнища НСМ воронки 13, горловина которой располагается вниз по водотоку, охватывает трубопровод и фиксируется на нем с обеспечением расчетной величины зазора между горловиной и трубопроводом. Крепление воронки в траншее осуществляют от ее верха грунтом засыпки 14 с образованием угла естественного откоса в зоне воронки. При этом воронку формируют перекрытием естественного откоса грунта засыпки 14 свободным нижним краем полотнища - перехлестом продольных кромок полотнища НСМ с размещением ППУ или ПКБУ на нижней части воронки и с последующей отсыпкой защищающей трубопровод насыпи.

Возможно закрепление трубопровода в соответствии с фиг.6, когда в траншее с расчетным шагом отрывают приямки 15, перекрывают трубопровод и дно приямков полотнищами геотекстильного материала 16 с анкерующими элементами 17. В качестве последних возможно использование КТ. Полотнища с высоким относительным удлинением предврительно вытягивают и в процессе засыпки траншеи грунтом материал полотнищ получает расчетную предварительную вытяжку, что обеспечивает включение материала полотнищ в работу сразу же при подъеме трубопровода.

На изрезанных гидрографической сетью участках трассы на переходах со встречными уклонами микрорельефа используют противоэрозионные полотенца 18, а противоэрозионные перегородки из них создают после укладки трубопровода путем формирования из каждого полотенца воронки 13, горловина которой располагается вниз по водотоку, охватывает трубопровод и фиксируется на нем с обеспечением расчетной величины зазора между горловиной и трубопроводом.

Крепление продольных кромок 7 полотенец на бермах траншеи осуществляют штырями 8, а полотенец в траншее 1 - грунтом засыпки, начиная от верха водотока и с образованием угла естественного откоса 16 грунта в зоне воронки с оставлением свободным увеличенной ширины нижнего края противоэрозионного полотенца. Нижнюю часть воронки формируют перекрытием естественного откоса грунта засыпки нижним увеличенной ширины краем противоэрозионного полотенца и увязывают его вокруг трубопровода, а верхнюю часть воронки формируют перехлестом продольных кромок 7 противоэрозионного полотенца и располагают ее выше уровня грунтовых вод в траншее. Противоэрозионное полотенце выполнено из полотнища НСМ, поперечный край которого снабжен продольным осевым разрезом и в него для расширения края полотнища вшита вставка из материала, идентичного материалу полотнища, при этом вшитая в полотнище НСМ вставка имеет треугольную форму.

При укладке трубопровода в траншее уменьшенной глубины насыпь из грунта засыпки 9 над трубопроводом будет препятствовать естественному стоку поверхностных вод. После снеготаяния или летне-осенних дождей сток воды по траншее направляется к пониженным местам, где необходимо организовать перетек воды через водопропускное сооружение для дальнейшего ее утекания вниз по уклону. Водопропускное сооружение может быть выполнено по известным рекомендациям, например, из металлических или железобетонных труб. При пересечении трубопроводом русла ручья или реки стекающая в траншее по встречным уклонам вода должна быть отведена в естественное русло. Для этого в пониженном месте траншеи, пересекающей естественный водоток, устраивают водоперепускное сооружение. В качестве водопропускного или водоперепускного сооружения используют навешенные на трубопровод ГУ, например, контейнеры текстильные (КТ) 20 в сочетании с заполняющими траншею противоэрозионными цилиндрическими грунтозаполненными контейнерами (КП) 21.

Укладка трубопровода в траншею уменьшенной глубины снижает объем земляных работ, связанных с разработкой траншеи в мерзлых грунтах, обеспечивает устойчивость трубопровода в горизонтальной плоскости, особенно на поворотах трассы, и уменьшает объем насыпи.

Изобретение эффективно при высоком уровне грунтовых вод и при очень слабой несущей способности верхнего слоя грунта.

В то же время изобретение устраняет возможное повреждение изоляционного покрытия трубопровода под влиянием атмосферных факторов - разрушение изоляции трубопровода от воздействия радиационного излучения солнца, - а также устраняет изменение температурного режима трубопровода и его температурные деформации.