Под этим понятием подразумевают напорный участок трубопровода, пролегающий под водной преградой, оврагом или расположенной в ложбине транспортной магистралью. Дюкеры сооружают при прокладке коммунальных сетей, а также магистральных нефте- и газопроводов.
Как устроен дюкер
У трубопровода на этом участке U-образный профиль, нисходящий и восходящий отрезок за изогнутую форму называют гусями. Поток рабочей среды движется внутри под давлением, создаваемым насосом, или самотеком, возникающим вследствие разницы отметок заложения.
В устройство дюкера входят следующие узлы (точный перечень зависит от назначения и протяженности трубопровода):
- Напорные участки
- Входная и выходная камера
- Камеры с ревизиями
- Осадочные колодцы с решетками для фильтрации рабочей среды
- Выпуски на случай аварии или промывки труб
- Запорная арматура
Раньше при возведении дюкеров использовали трубы преимущественно из стали или высокопрочного чугуна, в отдельных случаях монолитный железобетон, во времена СССР иной раз в ход шло даже дерево. Сейчас все чаще выбирают полимерную продукцию повышенной прочности. Такие трубы не подвержены коррозии и прослужат минимум 50 лет, гибкость в них сочетается с прочностью, в их пользу говорит и мировой опыт.
Каковы условия прокладки дюкера
Трассу трубопровода прокладывают перпендикулярно препятствию. Если дюкер пересекает реку, выбирают участок, на котором ширина минимальна, а дно и берега не размываются. В местах переходов через водные объекты устанавливают соответствующие знаки.
При пересечении транспортной магистрали трубопровод протягивают в защитном кожухе или бетонируют, дюкеры на газопроводах сооружают по принципу «труба в трубе». Для прокладки под водными объектами, которые используются для водоснабжения, разведения рыбы или движения судов, необходимо получить согласование в контролирующих органах.
Требования к трубопроводу на дюкерном переходе:
- Диаметр – не меньше 150 мм
- Число ниток – под водными препятствиями минимум две, под оврагами и суходолами допустима одна
- Расстояние между нитками – для водопровода не меньше 1.5 м, для канализации минимум 0.7–1.5 м в зависимости от напора
- Максимальный наклон на восходящем отрезке – 20 градусов к горизонту
- Расстояние между дном и заглубленным трубопроводом – не меньше 0.5 м, на фарватере судоходных рек – минимально 1 м, учитывается возможность переноса русла или размыва дна
При гидравлическом расчете дюкера определяют диаметр труб, число ниток трубопровода и потери напора при прохождении потока жидкости. Решение принимают с учетом финансовой целесообразности. Каждую из ниток трубопровода испытывают на стопроцентный пропуск расчетного объема рабочей среды.
Технология работ
При прокладке дюкера открытым способом наибольшую сложность представляет пересечение водных преград. К рытью траншеи на небольших водных объектах приступают после перекрытия потока земляной или шпунтовой перемычкой. Если перекрыть реку или водоем нельзя, в землеройных работах задействуют канатно-скреперные установки, гидромониторы и земснаряды.
Методы погружения трубопровода в траншею:
- Протаскивание по дну
- Свободное погружение
- Погружение с плавучих опор
- Последовательное наращивание
- Погружение со льда
Чтобы дюкер во время эксплуатации не всплыл, его пригружают полукольцами из железобетона или седлообразными грузами. После установки пригрузов траншею засыпают. Грунт для засыпки привозят на барже или намывают гидромониторами.
Более перспективны, а зачастую и безальтернативны бестраншейные технологии, среди них особо можно выделить горизонтальное направленное бурение – ГНБ. В пользу этого метода говорит возможность прокладки трубопровода большой протяженности и диаметра по управляемой траектории.
Этапы прокладки:
- Пилотное бурение. Бур соединяется с буровой установкой гибкой приводной штангой. Оператор с помощью локационной системы и дисплея контролирует движение по проектной траектории, при необходимости вносит корректировки.
- Расширение скважины. Пилотную скважину проходят расширителем, пока буровой канал не достигнет нужного диаметра.
- Протяжка трубопровода. Перед завершающим проходом к расширителю прикрепляют готовую плеть трубопровода и затягивают ее в буровой канал.
При устройстве дюкера методом ГНБ сохраняется природный ландшафт, не страдает флора и фауна. Технология успешно применяется в самых разных типах грунта, включая скальный. Исключение представляют грунты искусственного происхождения, карст, плывуны. В этих условиях горизонтальное направленное бурение может быть серьезно затруднено или вовсе окажется невозможным.