Pročitajte također:
|
Vrsta brane odabire se na temelju tehničko-ekonomske usporedbe mogućnosti rasporeda sklopa konstrukcije u cjelini, uzimajući u obzir namjenu brane, inženjersko-geološke, klimatske i druge uvjete.
Prema vrsti građevnog materijala brane se grade od
beton i armirani beton
drvo,
tla.
brane, podignuto iz tala nazivaju tlom. Raširena pojava zemljanih brana objašnjava se sljedećim razlozima: vrline: materijal za izgradnju brane je lokalni, trošak vađenja materijala je minimalan, mogućnost primjene u većini geografskih područja; tlo položeno u tijelo brane ne gubi svoja svojstva tijekom vremena. Zemljane brane mogu se podići na gotovo bilo kojoj visini, svi procesi tijekom njihove izgradnje su visoko mehanizirani.
Uz prednosti zemljane brane imaju ograničenja: ograničena sposobnost ispuštanja maksimalnih ispuštanja kroz vrh brane; prisutnost procjednog toka u tijelu brane, koji potencijalno stvara uvjete za procjedne deformacije; mogućnost velikih gubitaka vode za filtraciju, ako je tijelo brane izgrađeno od tla s povećanom vodopropusnošću; poteškoće u postavljanju nasipa na značajnim i dugotrajnim temperaturama ispod nule; neravnomjerno slijeganje po poprečnom profilu brane; ograničenje uporabe pojedinih vrsta tla za tijelo i temelje brane.
Prema dizajnu tijela i nepropusnih uređaja, razlikuju se sljedeće vrste zemljanih brana:
od homogenog i heterogenog tla,
sa zaslonom od brušenog i nebrušenog materijala,
s jezgrom od zemljanog materijala,
s dijafragmom od materijala koji se ne temelji.
Prema mjerama protiv filtracije u podnožju postoje gusti:
sa zubom, bravom, dijafragmom, sa limenim zidom, sa kombinacijom limenog zida sa zubom, sa zastorom za injektiranje (doveden na vodonepropusnost ili viseći), sa oborom.
Podzemne brane razlikuju se po visini:
nisko - s glavom do 15 m;
srednje visine - s pritiskom od 15–50 m,
visoko - s pritiskom većim od 50 m.
Za glavni dio profila brane koriste se sve vrste tla, osim: onih koje sadrže u vodi topljive uključke kloridnih ili sulfatno-kloridnih soli u količini većoj od 5% ili sulfatne soli više od 2% po težini; koji sadrže nepotpuno razgrađene organske tvari u amorfnom stanju, u količini većoj od 8% masenog udjela.
Najbolja tla za homogenu zemljanu branu razmatraju se ilovače i pjeskovite ilovače. Pješčana i pješčano-šljunčana tla sasvim su prikladna, međutim, zbog njihove vodopropusnosti, potrebno je osigurati nepropusne uređaje. Za nepropusne elemente brane koriste se kohezivna, plastična, slabo propusna tla: glina, ilovača i treset sa stupnjem razgradnje od najmanje 50%.
Neprikladna za polaganje u tijelo brane su muljevita tla, kao i lako pokretna kada su zasićena vodom. Važna kvaliteta tlo za tijelo brane - njegovo lako zbijanje prilikom valjanja. Izbor tla za tijelo brane potkrijepljuje se tehničkim i ekonomskim proračunima.
Ako u građevinskom području postoji dovoljna količina relativno nepropusnog tla (ilovača, les), brana se gradi od homogenog tla. Prednosti homogenih brana su jednostavnost i brzina izrade, mogućnost korištenja složene mehanizacije, što značajno smanjuje troškove rada u odnosu na druge vrste zemljanih brana.
Na nedovoljno Za tijesna tla, brana se može izgraditi od lokalno dostupnog pjeskovitog tla, pjeskovite ilovače ili drugih propusnih materijala. U ovom slučaju, doći će do jake filtracije vode kroz tijelo brane. Da bi se spriječio ovaj fenomen, koriste se antifiltracijski uređaji u obliku jezgre, zaslona, dijafragme. U našem radu osiguravamo kernel uređaj za sprječavanje procesa filtriranja.
Plastična jezgra je izrađena od gline ili teške ilovače i postavlja se okomito ispod vrha brane, po mogućnosti bliže uzvodnoj kosini, kako bi se smanjio volumen vodom zasićenog tla uzvodne prizme okrenute prema uzvodnoj strani i kako bi se nizvodni dio brane stabilniji, tj. smješten s nizvodne strane.
Na temeljna tla postavljaju se isti zahtjevi kao i na tla tijela brane. Obično se uklanjaju tla u dnu tijela brane s neraspadnutim korijenovim sustavom i humusna tla, kao i ona s prolazima kopača.
Prema načinu rada zemljane brane se dijele na brane:
sa suhim punjenjem na pionirski način i mehanički zbijanje tla,
sa zasipanjem zemlje u vodu, aluvijalno,
podignut uz pomoć usmjerenih eksplozija.
Skupna metoda smatra se najpristupačnijom i najjeftinijom. Ovom metodom, tlo isporučeno iz kamenoloma izravnava se slojem debljine 20-25 cm u rastresitom stanju. Tlo se zbija samohodnim ili vučenim valjcima - glatkim ili šiljastim, ponekad gusjeničnim traktorima ili samohodnim skreperima. Koriste se i teški kamioni na pneumatski kanal (težine do 26 tona), koji zbijaju sloj tla do 60 cm debljine i vibracijski valjci, koji zbijaju slojeve tla do 0,8-1,0 m. Stupanj tla zbijenost se kontrolira laboratorijski i pomoću mjerača gustoće. Da bi se postigao potreban stupanj zbijenosti tla, ponekad ga je potrebno navlažiti vodom, budući da se najbolje zbijanje tla događa pri optimalnoj vlažnosti. Ovo posljednje ovisi o prirodi tla i masi valjka. Kod težih rola optimalna vlažnost je smanjena, dok je kod lakših povećana. Vlažnost tla određuje se empirijski u laboratorijskim i poljskim uvjetima. Nakon što je sloj zbijen, njegova površina se drlja radi boljeg prianjanja na sljedeći sloj.
Kada u podnožju brane leži slabo propusno (glina ili ilovača) tlo debljine najmanje 2 m, prije polaganja tijela brane s površine se uklanja samo sloj vegetacije do dubine od 30 cm.
Kada slabopropusni sloj nije dublji od 4 m, osim uklanjanja vegetacijskog sloja, u podnožju brane se uređuje prevodnica. Kada se akviklud nalazi na dubini od 4 do 6 m, postavlja se brava dubine 2-3 m, au njeno dno se zabija zaštitna pilota, koja probija cijeli propusni sloj i ulazi u akviklud za 1 m. zaključati na 0,5 m.
Spoj tijela brane s obalama treba izvesti u obliku nagnutih ravnina s kratkim rubovima radi lakšeg rada. Obrada padina s okomitim rubovima nije dopuštena, jer zbog naglih promjena visine nasipa nastaju opasne poprečne pukotine duž rubova. Njihova će prisutnost pridonijeti poboljšanoj filtraciji vode i uništavanju brane.
Projektiramo zemljanu branu od pijeska koja će se graditi nasipanjem na pionirski način. Da bismo smanjili filtriranje, uredit ćemo kernel i zaključavanje.
Stranica 4 od 13
3. IZGRADNJA EMPIDA METODOM NAPUPANJA TLA U VODU
3.1. Metoda nasipanja tla u vodu koristi se za izgradnju brana, brana, nepropusnih elemenata, tlačnih konstrukcija u obliku sita, jezgri, nasipa i zatrpavanja na spojevima zemljanih nasipa s betonskim. Za izgradnju nasipa ispuštanjem tla u vodu i pripremom temelja za njega i sučelja s obalama, projektantska organizacija mora izraditi tehničke uvjete, uključujući zahtjeve za organizaciju geotehničkog nadzora.
3.2. Nasipanje tla u vodu treba provoditi na pionirski način, kako u umjetnim, nasipanjem, tako iu prirodnim akumulacijama. Zatrpavanje tla u prirodne rezervoare bez postavljanja skakača dopušteno je samo ako nema brzina protoka koje mogu isprati i odnijeti fine frakcije tla.
3.3. Odlaganje tla treba izvesti posebnim kartama (bazenima), čije su dimenzije određene projektom za proizvodnju radova. Osi karata naslaganog sloja, smještene okomito na os konstrukcija, treba pomaknuti u odnosu na osi prethodno položenog sloja za iznos jednak širini baze nasipa. Dopuštenje za stvaranje bazena za punjenje sljedećeg sloja izdaje građevinski laboratorij i tehnički nadzor kupca.
3.4. Prilikom punjenja nasipa u prirodnim rezervoarima i jezercima dubine do 4 m od ruba vode, preliminarna debljina sloja treba se odrediti iz uvjeta fizičkih i mehaničkih svojstava tla i dostupnosti suhog tla. rezervat iznad vodnog horizonta za osiguranje prolaska vozila prema Tab. 2.
tablica 2
Pjevajte debljinu | Nosivost transporta | Sloj suhog tla, cm, iznad horizonta vode u ribnjaku tijekom punjenja |
||
odlaganje, m | sredstava, t | pijesci i pjeskovite ilovače | ilovače | |
Debljina sloja zatrpavanja prilagođava se tijekom izrade nasipa.
Na dubini prirodnih rezervoara od ruba vode veće od 4 m, mogućnost odlaganja tla treba odrediti empirijski u proizvodnim uvjetima,
3.5. Nasipne brane unutar izgrađene građevine treba izraditi od zemlje položene u građevinu. Kao uzdužne nasipne brane mogu poslužiti prijelazni slojevi ili filtri sa zaslonima na unutarnjoj kosini od vodonepropusne zemlje ili umjetnih materijala.
Visina nasipa treba biti jednaka debljini sloja koji se izlijeva.
3.6. Prilikom punjenja tla, vodeni horizont u ribnjaku treba biti konstantan. Višak vode se preusmjerava na susjednu karticu kroz cijevi ili ladice ili pumpama pumpa na gornju karticu.
Zatrpavanje treba provoditi kontinuirano dok se ribnjak potpuno ne napuni zemljom.
U slučaju prisilnog prekida rada duljeg od 8 sati potrebno je ukloniti vodu iz ribnjaka.
3.7. Zbijanje nasipanog tla postiže se pod utjecajem vlastite mase i pod dinamičkim utjecajem vozila i pokretnih mehanizama. U procesu odlaganja potrebno je osigurati ravnomjerno kretanje vozila po cijelom području odložene karte.
3.8. Prilikom prijevoza zemlje strugalima nije dopušteno bacanje zemlje direktno u vodu. U tom slučaju, odlaganje zemlje u vodu mora se izvršiti buldožerima.
3.9. Uz srednju dnevnu temperaturu zraka do minus 5 °C, radovi na odlaganju zemlje u vodu izvode se po ljetnoj tehnologiji bez posebnih mjera.
Kada je vanjska temperatura zraka od minus 5 °C do minus 20 °C, nasipanje tla treba provesti prema zimskoj tehnologiji, uz poduzimanje dodatnih mjera za održavanje pozitivne temperature tla. Voda u ribnjak mora biti temperature iznad 50°C (uz odgovarajuću studiju izvodljivosti)
3.10. Veličine karata pri radu na zimskoj tehnologiji trebaju se dodijeliti iz uvjeta sprječavanja prekida rada; zatrpavanje tla na karti mora biti dovršeno unutar jednog kontinuiranog ciklusa.
Prije punjenja kartica vodom potrebno je površinu prethodno postavljenog sloja očistiti od snijega, a gornju koru smrznute zemlje otopiti do dubine od najmanje 3 cm.
3.11. Prilikom bacanja zemlje u vodu potrebno je kontrolirati sljedeće:
ispunjavanje zahtjeva projekta i tehnički podaci za izgradnju objekata nasipanjem zemlje u vodu;
usklađenost s projektiranom debljinom sloja zatrpavanja;
ravnomjerno zbijanje površinskog sloja tla pokretnim vozilima i mehanizmima;
usklađenost s projektiranom dubinom vode u ribnjaku;
temperaturu površine baze karte odlagališta i vode u jezercu.
3.12. Uzorke za određivanje svojstava tla potrebno je uzeti po jedan na svakih 500 m 2 površine izlivenog sloja (podvodnog) debljine veće od 1 m - s dubine od najmanje 1 m, s sloj debljine 1 m s dubine od 0,5 m (od horizonta vode u ribnjaku).
| Sadržaj |
|---|
Prilikom izgradnje vodoopskrbnih i kanalizacijskih sustava uređuju se planski nasipi u obliku brana i zemljanih brana u sklopu regulacijskih i rezervnih akumulacija, muljosprema, riječnih vodozahvata i drugih građevina. Svi planski nasipi, bez obzira na njihovu namjenu, podignuti su od homogenih tla s izravnavanjem izlivenog tla u vodoravnim ili blago nagnutim slojevima i njihovim naknadnim zbijanjem.
Za popunjavanje tla, dionica nasipa podijeljena je na karte jednake veličine, na svakoj od kojih se uzastopno izvode sljedeće operacije: istovar, izravnavanje, vlaženje ili sušenje i zbijanje tla (Sl. 4.27, a). Izbor vrste strojeva za izradu nasipa ovisi o općoj shemi njegove konstrukcije, tj. od bočnih rezervi, iskopa ili kamenoloma, kao i od udaljenosti transporta tla.
Za popunjavanje nasipa iz bočnih rezervi ili iskopa koriste se sljedeći strojevi: buldožeri - s visinom nasipa do 1 m i dometom kretanja do 50 m, skreperi - s visinom nasipa do 1 ... 2 m i rasponom isporuke od 50 ... 100 m; vučni bageri - za polaganje tla u nasipe visine 2,5 ... 3 m. U slučaju punjenja nasipa iz posebnih rezervi (kamenoloma), iz kojih se tlo pomiče u uzdužnom smjeru, koriste se: s rasponom putovanja do 100 m - snažni buldožeri, od 100 do 300 m - samohodni strugači kapaciteta 9 .. 15 m 3 i bageri (s jednom ili više žlica) s utovarom tla u vozila. Nasipi podignuti od zemlje dopremljene kiperima podijeljeni su na dionice od po 100 m; na jednom od njih, tlo se istovara, a na drugom se izravnava buldožerima i zbija (slika 4.27, b). Istodobno, istovareno tlo izravnava se buldožerom po cijeloj širini nasipa u slojevima debljine 0,3 ... 0,4 m. Debljina izravnanih slojeva treba odgovarati mogućnostima strojeva za zbijanje tla. Pri polaganju tla strugalicama, u procesu zatrpavanja, ona se izravnava strugačem.
Riža. 4.27 - Tehnološke sheme za uređaj planiranja nasipa
1 - kiper, 2 - buldožer, 3 - smjer kretanja kipera, 4 - redoslijed kretanja valjka, 5 - valjak
Kada se zemlja doprema automobilima ili traktorima na kotačima u zemljanim kolicima, debljina nasipanog i zbijenog sloja može doseći: od gline i ilovače 0,5 m, od pjeskovite ilovače 0,8 i od pjeskovite 1,2 m. Ako se nasip nasipa u slojevima. od 0,3 m kiperima, traktorima s prikolicama i skreperima, nije potrebno nabijati slojeve zemlje jer će se u procesu nasipanja nasipa strojevima ona toliko zbiti da će njeno slijeganje biti zanemarivo. Kretanje vozila (kiperi, skreperi) treba regulirati cijelom širinom nasipa. Moguće je pristupiti nasipavanju sljedećeg sloja tek nakon izravnavanja i zbijanja temeljnog sloja tla do potrebne gustoće. Potrebna zbijenost tla može se postići uz optimalnu vlažnost tla. Stoga ga treba zbiti odmah nakon zatrpavanja kako bi se spriječilo isušivanje.
Nasipi se postavljaju u horizontalnim slojevima uz naknadno zbijanje. Donji slojevi mogu se izliti od gustih glina, a gornji samo od drenirajućih pjeskovitih tala. Prilikom postavljanja cijele baze nasipa od vodonepropusnih glinenih tla potrebni su tanki drenažni slojevi debljine 10 ... 15 cm, ali je neprihvatljivo polaganje tih i drugih slojeva mješovito i u nagnutim slojevima. Zatrpavanje treba izvoditi od rubova nasipa prema sredini radi boljeg zbijanja tla, ograničenog rubnim dijelovima nasipa. Za punjenje nasipa ne preporučuje se korištenje pješčane ilovače, masne gline, treseta, tla s organskim inkluzijama.
Kriterij zbijenosti je potrebna gustoća tla, izražena volumnom masom skeleta tla, odnosno standardnim koeficijentom zbijenosti (K y), koji je jednak omjeru potrebne gustoće skeleta tla i njegove najveće standardne gustoće. Koeficijent zbijenosti tla od 0,95 ... 0,98 je optimalan i osigurava dovoljnu čvrstoću cijele konstrukcije, dok će moguće slijeganje tla tijekom vremena biti beznačajno. U suhom, vrućem vremenu preporučljivo je zalijevati tlo prije zbijanja.
Mehaničke metode brtve, ovisno o prirodi utjecaja radnih tijela na tlo i konstruktivnom rješenju sredstava mehanizacije, uglavnom se dijele na sljedeće vrste: valjanje, vibracije, nabijanje i kombinirana metoda.
Kod zbijanja tla valjanjem koriste se pneumatski, bregasti, rešetkasti i glatki valjci. U izvedbi mogu biti raznih težina, samohodne, poluprikolične i vučene.
Pneumatski valjci, ovisno o njihovoj vrsti i karakteristikama tla, mogu zbijati kohezivna tla s debljinom sloja (u rastresitom stanju) od 15 ... 75 cm i nekoherentna tla s debljinom sloja od 25 ... 90 cm; broj prolaza valjka duž jedne staze tijekom eksperimentalnog zbijanja je 5 ... 12 odnosno 4 .. 10 puta.
Bregasti valjci zbijaju samo kohezivna tla s debljinom sloja od 20 ... 85 cm i brojem prolaza 6 ... 14 puta.
Valjci s glatkim valjcima koriste se za zbijanje kohezivnih i nekohezivnih tla s debljinom sloja od 10 ... 15 cm.
Kod zbijanja tla valjanjem razlikuju se dva obrasca kretanja valjaka: šatl i kružno.
Kod zbijanja tla vibracija koriste se vibracijski valjci (vibracijski valjci), vibrirajuće ploče, vibronabijači i duboki vibrokompaktori. Ova metoda je racionalna uglavnom za nekohezivna i slabo kohezivna tla.
Vibracijski valjci s glatkim valjcima koriste se za zbijanje kohezivnih tla debljine 15 ... 50 cm i nekohezivnih tla debljine 15 ... 70 cm zbijanje se provodi u skučenim uvjetima, uključujući uske rovove, u blizini cjevovoda, temelja i zidova, gdje je korištenje drugih strojeva otežano.
Vibrirajuće ploče također se koriste za zbijanje nekohezivnih i slabo kohezivnih tla. Po konstrukciji se sastoje od ploče za zbijanje s pobudnikom vibracija i podokvira s motorom, na koji je pričvršćena upravljačka ručka ili ovjes dizalice. Samohodne lake i teške vibrirajuće ploče tipa D i S vp koriste se za zatrpavanje sinusa i rovova za zbijanje sloja nekohezivnog tla debljine 20 ... 60 cm, koriste se za zbijanje kohezivnog i nekohezivnog tla. kohezivna tla s debljinom sloja od 50 ... 80 cm.
Duboko zbijanje uz pomoć vibroudarne instalacije tipa VUPP učinkovito je za vodom zasićene srednje i sitnozrnate pijeske na dubini od 2,5 ... 6 m. Zbijanje pijeska izvodi se na površini promjera 4 - 5 m.
Zbijanje tla nabijanjem izvodi se nabijačima, montiranim pločama i mehaničkim nabijačima. Ova metoda daje dobar učinak pri zbijanju kohezivnih i nekohezivnih, uključujući gruba tla, kao i suhe grudaste gline.
Uz pomoć nabijača tipa DU-12 tla se zbijaju u podlozi s debljinom sloja do 1,2 m. Zbijanje se vrši prodorima širine 2,6 m naizmjeničnim udarcima s dvije ploče težine 1,3 tone na putu njihov slobodan pad na tlo.
Kod upotrebe zglobnih ploča za nabijanje, dubina zbijanja tla ovisi o promjeru i težini nabijača. Slobodno ovješene ploče se podignu na visinu od 1 - 2 m i pri padu nekoliko puta zbijaju tlo.
Zbijanjem teškim pločama promjera 1 - 1,6 m i mase 2,5 - 4,5 tona osigurava se zbijanje sloja debljine 1,2 - 1,6 m za kohezivno i 1,4 - 1,8 m za nekohezivno tlo. Tlo se zbija u trakama širine 0,9 promjera tijela za nabijanje s preklapanjem susjednih staza za 0,5 promjera.
Za zbijanje tla u skučenim uvjetima preporučljivo je koristiti priključke kao što su hidraulični i pneumatski čekići s pločama za zbijanje. Debljina zbijenog sloja, ovisno o vrsti čekića, bit će 0,25 - 0,7 m i 0,25 - 0,4 m za kohezivna tla, 0,3 - 0,8 m i 0,3 - 0,5 m za nekohezivna tla. U takvim slučajevima koriste se pneumatski probijači i strojevi za bušenje s udarnim užetom također su učinkoviti. Bunare nastale zbijanjem potrebno je prekriti lokalnom zemljom u slojevima od 1 m uz nabijanje. Zbog toga se oko bunara formira zona zbijenog tla veličine 2,5 - 3 promjera bunara.
Na skučenim i nezgodnim mjestima prilikom zatrpavanja, na primjer, rovova, jama i jama, koriste se ručni mehanički nabijači, uključujući samohodne električne nabijače tipa IE i pneumatske nabijače TR i N. Električni nabijači težine od 18 do 180 kg kompaktni ne -kohezivno tlo debljine sloja 0,15 - 0,5 m, mase 80 i 180 kg - kohezivno tlo debljine sloja 0,3 odnosno 0,4 m.
Najčešći tip čistih gravitacijskih platformi su armiranobetonske konstrukcije ili čelične baze opterećene velikim utezima. Armiranobetonske platforme mogu biti monokonstruktivne, stupne strukture ili strukture s gotovo okomitim zidovima. Čelične konstrukcije, u pravilu, imaju veliki broj balastnih spremnika za primanje vode ili utegnutog sastava. Zajednička značajka je prisutnost voluminoznih šupljina za prihvat balasta, što osigurava veću potisnu silu. Gravitacijske baze postavljaju se u područjima gdje postoji situacija s ledom.
Slika 5 - Čelična baza na potpornoj prostirci
Slika 6 - Čelična baza
Slika 7 - Armirano betonska baza
Nadvožnjaci. Stacionarne platforme s prolaznim potpornim blokom
Najzanimljivije s gledišta razvoja resursa Crnog i Azovskog mora su nadvožnjaci i stacionarne platforme s prolaznom bazom.
Razmatrane konstrukcije prvenstveno objedinjuje propusnost za valove i struje njihovih nosivih konstrukcija koje nose palubu s nadgrađem. Glavni strukturni element ovih konstrukcija su čelične cijevi. Osim toga, nadvožnjaci i velika većina potpornih platformi imaju temelje od pilota, koji osiguravaju stabilnost cijele konstrukcije na morskom dnu.
Nadvožnjaci. Nadvožnjaci su dugi objekti koji osiguravaju kontinuiranu površinsku vezu mjesta bušenja s obalom. Bušaće platforme i druga tehnološka oprema, tipična za naftna i plinska polja, smještena su na prizemnim platformama. Širina kolnika nadvožnjaka (obično 3,5 m) omogućava jednosmjerni promet, pa se uz bušotine postavljaju i vozne platforme duž nadvožnjaka. U smislu funkcionalnosti, nadvožnjaci su slični branama s proširenjima za bušotine, ali se grade na relativno velikim dubinama - oko 6-15 m, u nekim slučajevima, u vodenim područjima dubine 20 m i više.
Glavni nosivi element nadvožnjaka su piloti – obično metalne cijevi s promjerom od 0,3-0,5 m. Armiranobetonski prizmatični piloti ili ljuskasti piloti koriste se mnogo rjeđe. Nosivi element nadvožnjaka sastoji se od dva koso zabijena pilota povezana poprečnom gredom u visini iznad vrha projektiranog vala. Piloti su također povezani podupiračima kako bi struktura dobila veću krutost. Preko prečki nosivih elemenata polažu se mostne konstrukcije od valjanih profila.
Povećanjem dubine mora na gradilištu nadvožnjaka povećavaju se poteškoće pri montaži ravnih potpornih blokova zbog njihove nedovoljne krutosti u smjeru osi konstrukcija. Zbog toga se na dubinama od oko 20 m koriste prostorni potporni blokovi od dva para koso zabijenih pilota povezanih stegama u uzdužnom i poprečnom smjeru. Istodobno se povećava korak nosača, a rasponske konstrukcije umjesto konstrukcije greda poprimaju oblik prostornih rešetki.
Prvi nadvožnjaci izgrađeni su na naftnim poljima Kaspijskog jezera 1930-ih. Do početka 70-ih. ukupna duljina nadvožnjaka na ovom području dosegla je 360 km. Velik broj nadvožnjaka izgrađen je u SAD-u tijekom razvoja plitkovodnih područja šelfa u regiji Kalifornije iu Meksičkom zaljevu. Na malim dubinama ugradnja nadvožnjaka provodi se na pionirski način: sljedeći potporni element postavlja se u vodu s već završenog mjesta pomoću dizalice. Prizmatični ili piramidalni potporni blokovi postavljaju se na dno pomoću brodskih dizalica, pričvršćuju nadgrađima za već izgrađeni dio nadvožnjaka i učvršćuju na dno zabijanjem pilota.
Platforme temeljene na pilotima. Ovo je najveća skupina hidrotehničkih građevina na morskom šelfu. Prva platforma izgrađena je 1936. na Kaspijskom jezeru, 1947. prva platforma pojavila se u inozemstvu - u Meksičkom zaljevu, na dubini od 6 m. Ukupan broj platformi izgrađenih diljem svijeta od tog vremena procjenjuje se na različiti izvori tri do deset tisuća.
Samo u Kaspijskom moru broj izgrađenih platformi (nazvani su "čelični otoci") približava se broju od 1000. Većina platformi postavljena je na malim dubinama, ali oko 2000 radi na dubinama od 30 do 300 m. strukture namijenjene za razvoj police.
Od izgradnje prvih platformi, mogućnosti izvođenja instalacijskih radova na različitim dubinama u otvorenom moru su se naglo povećale, zadaci koji se rješavaju na polici su se promijenili, a kao rezultat toga promijenili su se konstruktivni oblici platformi. Kako se povećavaju dubine mora na koje se postavljaju platforme, mijenjaju se proporcije, struktura nosivih blokova i načini njihove gradnje.
Međutim, sve te promjene ne manifestiraju se u obliku bilo kakvih kvalitativnih skokova povezanih s određenim vrijednostima dubine ili drugim čimbenicima, tako da je podjela platformi u bilo koje skupine uvjetna.
Platforme na nekoliko potpornih blokova izgrađene su uglavnom na dubinama do 100 m. Prve platforme, izgrađene 50-ih godina. na dubinama do 30 m, sastojao se od četiri do šest prizmatičnih ili piramidalnih blokova pravokutnog oblika sa zajedničkom gornjom strukturom. Takve se strukture još uvijek koriste na dubinama do 40 m. . Ovisno o dubini mora, blokovi poprimaju tlocrtne dimenzije od 8x16 do 20x20 m. Stambeni prostori raspoređuju se, u pravilu, na zasebnom potpornom bloku, udaljenom 30-50 m od platforme radi zaštite od požara i povezan s njom šetnicom. Prijevoz i ugradnja blokova vrši se uz pomoć brodskih dizalica. Na dubinama većim od 40 m, stabilnost labavih prizmatičnih blokova tijekom ugradnje nije dovoljna. Zbog toga blokovi dobivaju naglašeni piramidalni oblik, a njihov ukupan broj smanjen je na dva. Povećanjem dubine i smanjenjem broja blokova povećavaju se dimenzije i mase pojedinih potpornih blokova. Dakle, na dubinama mora od 60-80 m, masa jednog bloka je 1,2-2,0 tisuća tona, a na dubinama od 100-120 m doseže 4 tisuće tona.
Monoblok platforme. Platforme s nosivim monoblokom na temelju od pilota grade se u cijelom rasponu dubina mora na kojima rade stacionarne platforme, tj. od nekoliko metara do 300 m ili više) Počevši od dubine od oko 100 m, konstrukcije s dvije ili više potporni blokovi se gotovo nikad ne koriste. Varijante nosivih monoblokova prikazane su na slici 9. Izlaskom na velike dubine mora promijenile su se i funkcije nosivog bloka i temelja od pilota. U nadvožnjacima i platformama s više blokova piloti igraju glavnu ulogu - oni izravno percipiraju opterećenja s gornje strane i nose horizontalna opterećenja od valova, strujanja i leda. Potporni blokovi u takvim strukturama samo dodaju krutost cijelom prostornom sustavu. Za dubokovodne platforme na monobloku, piloti i prostorna rešetka rade zajedno. Poduzimaju se mjere za kruto povezivanje potpornog bloka s pilotima (injektiranje prstena, zavarivanje), a kao rezultat toga, opterećenja s gornje strane percipiraju oboje pilote i potporni blok. U kasno izgrađenim platformama, piloti završavaju na dnu bloka, a blok stupovi prenose dio opterećenja izravno na tlo.
Potporni blokovi izrađuju se na obali u cijelosti ili iz nekoliko dijelova (slojeva). Prevoze se ili na posebnim teglenicama ili na vodi. Tijekom razdoblja ugradnje (prije postavljanja pilota), monoblok postavljen na dno je stabilniji od pojedinačnih blokova potporne strukture od više blokova.
Nosivi monoblok dubokovodne platforme sastoji se od panela - bočnih ravnih rešetki - i dijafragmi koje ih povezuju - ravnih rešetki, koje ukrućuju cjelokupnu prostornu konstrukciju. Glavni element panela i cijelog potpornog bloka su regali - metalne cijevi promjera 1,2-3,0 m (u nekim slučajevima do 10 m), sa zidovima debljine 15-50 mm. Ukupan broj regala u bloku može biti različit - od 4 do 15. Visina regala bloka može imati različite promjere, a različiti regali istog bloka mogu se razlikovati u promjeru. Da bi se potpornom bloku pružio uzgon, nosači jedne od ploča su mnogo većeg promjera od svih ostalih. Nosači panela i dijafragmi izrađeni su od cjevastih elemenata manjih promjera od nosača. S povećanjem promjera podupirača naglo se povećavaju poteškoće u osiguravanju stabilnosti oblika školjki koje su izložene značajnom vanjskom hidrostatskom tlaku. Koliko je teško osigurati strukturnu krutost pokazuje slika 11, koja prikazuje fragmentirane dijafragme, pregrade i ukrute unutar regala promjera 8 m.
Povećanje promjera podupirača kako bi se postigao potreban uzgon potpornog bloka dovodi do značajnog povećanja potrošnje metala konstrukcije. Stoga je u izgradnji visokih potpornih blokova potrebno pribjeći postupnoj promjeni promjera i debljine cijevi koje čine regale.
Primjer ovog pristupa projektiranju je platforma za bušenje dizajnirana za postavljanje na dubini od 395 m (Slika 12). Relativno lagana gornja konstrukcija platforme (njena masa je 1,5 tisuća tona) poduprta je potpornim blokom, čija je masa 40 puta veća (60 tisuća tona). Osim toga, 30.000 tona čelika treba potrošiti na pilote koji učvršćuju blok, i 3.000 tona na uspone za klaster od 24 bušotine.
Gornja konstrukcija (moduli s procesnom i energetskom opremom, bušilica, skladišni i stambeni prostor, heliodrom) nalaze se na palubi - metalnoj podnici položenoj na grede, koje* se oslanjaju na okvir koji prenosi opterećenja na potporni blok. Vrhunski moduli
Slika 11 - Konstrukcija potpornog stupa velikog promjera
zgrade su postavljene u 2-3 razine. Ukupna masa gornjeg ustroja može se smanjiti ako se izvede kao jedinstvena konstrukcija. U tom slučaju, zbog vlastite krutosti gornje konstrukcije, nosivi blok se također može olakšati. Međutim, za instalacijske radove u ovom slučaju potrebne su dizalice vrlo velike nosivosti. Obično se paluba izrađuje odvojeno od potpornog bloka i postavlja na njega već u vodenom prostoru nakon što je blok fiksiran pilotima. U slučaju kada je paluba povezana s potpornim blokom dok je još na obali, teško je vući konstrukciju na vodi, ali je rad na montaži na moru pojednostavljen. Pod palube mora spriječiti kontaminaciju vodenog prostora tekućinom za bušenje, uljem i drugim tvarima, te stoga ima baklju.
Piloti koji pričvršćuju potporni blok za tlo su čelične cijevi promjera 0,92 - 2,13 m i zidovima 3 8 - 64 mm, zabijaju se u podlogu do dubine od 150 m (u nekim slučajevima i dublje). Glavni piloti su zabijeni unutar nosača potpornog bloka, njihov gornji kraj je na razini palube. Piloti zabijeni udarcima na gornji kraj imaju otvoren donji kraj. Ako se čekić nalazi unutar pilota (takvo rješenje je učinkovitije, pogotovo ako je pilot dugačak), njegov donji kraj je prigušen. Kako hrpa tone u zemlju, povećava se odozgo zavarivanjem. Nakon što je pilot uronjen na unaprijed određenu dubinu, njegov dio koji strši iznad potpornog bloka se odreže. Na vrhu su pilot i postolje bloka spojeni zavarivanjem, a prostor između njih je cementiran. U nekim slučajevima, radi ojačanja konstrukcije na najosjetljivijim mjestima - na razini udara leda i ulaska tla - jedna ili više cijevi dodatno se uranjaju u pilote i cijeli prostor između njih se cementira.
Sila držanja pilota pobijenih kroz noge potpornog bloka možda neće biti dovoljna da osigura stabilnost dubokovodne platforme od prevrtanja. U tom slučaju dodatno se zabijaju obrubni piloti. Mogu se postaviti duž konture bloka ili koncentrirati u blizini regala. Moguće je proširiti donji dio potpornog bloka u obliku rešetkaste rešetke pričvršćivanjem pilotima duž cijele konture. Ovo rješenje je od posebnog interesa jer omogućuje da se glavni piloti (unutar stupova) ne koriste, a rubni piloti se zabijaju okomito. Dodatni (obrubni) piloti pričvršćeni su na potporni blok pod vodom izravno na dnu uz pomoć spojnica - vodilica kratkih rezova cijevi zavarenih na nekoliko razina na potporni blok. Nakon zabijanja pilota na unaprijed određenu dubinu, prostor između njih i spojnica ispunjava se cementnim mortom (za to se koriste ekspandirajući cementi). Potporni stupovi velikog promjera imaju čep na dnu i oslanjaju se na tlo, dok na njega prenose dio opterećenja s potpornog bloka. Piloti su u ovom slučaju postavljeni oko regala.
U nosivim blokovima sa stupovima koji se razlikuju u promjeru u koracima, mogu se koristiti samo obrubni piloti, čije su glave smještene blizu površine tla. Konkretno, potporni blok mora biti osiguran s 56 pilota, od kojih je 16 zabijeno kroz utičnice smještene između stupova bloka, a preostalih 40 u skupinama od po četiri oko svih devet stupova.
Shema uređaja temelja pilota prikazana je na slici 13 . Spojnicama - cijevima promjera 1,72 m - prvo se zabijaju "kratki" piloti do dubine od 75 m (osiguravaju stabilnost bloka u početnom razdoblju montažnih radova na moru). Ovi piloti se izrađuju od cijevi s promjera 1,52 m i debljine stijenki 25 mm Zatim se unutar "kratkih" pilota buše bušotine i uranjaju u njih do dubine od 135 m ispod površine dna cijevi promjera 1,22 m. Sve cijevi (spojnice i piloti) završavaju na koti od 45 m iznad površine dna. Prostor između svih cijevi je cementiran. Imajte na umu da na ulazu u zemlju sve cijevi imaju umetke dužine 15 metara s debljim stijenkama.
Masa potpornih blokova dubokovodnih platformi znatno premašuje nosivost plutajućih dizalica i brodskih dizalica. Dakle, bez obzira na način dostave bloka na mjesto ugradnje, operaciji postavljanja na morsko dno uvijek prethodi položaj bloka na površini. Uzgon bloka postiže se ne samo zahvaljujući
značajno povećanje promjera dijela regala, što naknadno dovodi do velikih opterećenja konstrukcije od valova i struja, ali i korištenje privremenog uzgona - cilindričnih spremnika ili pontona pričvršćenih na blok prije lansiranja.
Najdublje platforme instalirane nakon 1975. rade na naftnim poljima u tjesnacu Santa Barbara (Kalifornija) iu Meksičkom zaljevu: Hondo (dubina mora 260 m), Gervaise (285 m), Cognac (312 1988. platforma Balwinkle je biti instaliran na dubini od 411 m. U Sjevernom moru od 1975. postavljene su platforme Ninian South (138 m), BrentA (140 m), Thistle (162 m), "Magnus" (186 m). Neke informacije o ovim platformama bit će navedene u nastavku. Valja napomenuti da su teži uvjeti Sjevernog mora doveli do značajno veće potrošnje materijala tamo instaliranih čeličnih platformi. Za usporedbu: vrijednosti mase platformi Gervaise i Brent A instaliranih na dubinama od 285 i 140 m približno su iste - 39,7 i 33,0 tisuća tona.Ovaj omjer je također tipičan za druge platforme u ova dva područja polica.
/Platforme na potopljenom pontonu ili cipele. Oštar porast troškova i intenziteta rada temelja pilota s povećanjem dubine vodenog područja čini potrebnim tražiti takva konstruktivna rješenja u kojima se piloti uopće ne koriste ili njihova uloga u osiguravanju stabilnosti konstrukcije ispada sporednim. Francuska tvrtka Seatank predložila je dizajn platforme s prolaznim potpornim blokom na armiranobetonskom pontonu, koji kombinira konstruktivni elementi glavne vrste dubokovodnih platformi o kojima se govori u ovom i prethodnim paragrafima.
Prolazni metalni potporni blok pričvršćen je na armiranobetonski ponton. Ponton ima istu celularnu strukturu kao i platforme Kormoran A i Brent C. Ćelijski ponton daje konstrukciji uzgon tijekom transporta od obale do mjesta postavljanja na dnu, zatim se koristi za balastiranje i na kraju za skladištenje nafte. U varijanti platforme, projektiranoj za proizvodno bušenje i proizvodnju na dubini mora od 200 m, skladišni kapacitet skladišta nafte je 150 tisuća m 3 . Potporni blok mora podržati gornju stranu koja teži oko 25 tisuća tona i ima površinu od 5 tisuća m 2. Osam (ili neki drugi broj) cilindara na uglovima pontona koriste se za balastiranje i potom skladištenje nafte.
Armiranobetonski ponton se oslanja izravno na morsko dno; njegova površina i masa određuju se uzimajući u obzir zahtjeve za stabilnost konstrukcije od smicanja i prevrtanja. Kako bi se povećala otpornost na smicanje uz tlo, moguće je metalne školjke uroniti u tlo kroz posebne rupe u pontonu. Općenito, takve strukture mogu se pripisati gravitacijskim.
Prednost razmatranog dizajna (naziva se kompozitni ili kombinirani) je u tome što se može koristiti u slučajevima kada je pilotiranje nemoguće (prisutnost stijene ispod relativno tankog sloja mekog tla). Istodobno pruža manji otpor širenju valova i protoku (kao i svi kroz potporne blokove) te omogućuje uspješno rješavanje problema skladištenja proizvedene nafte.
Slika 14 - Teknomare platforme postavljene u poljima Loango (blizu Konga) na dubini od 86 m (a), u Sjevernom moru na dubini od 95 m (b) i dizajnirane za dubine do 200 m (c)
1 - čelična rešetka potpornog bloka; 2 - balastni tankovi s potpornom papučicom (skladišta nafte); 3 - kolone za odvajanje vode; 4 - balastni tankovi
Još jedno rješenje problema osiguranja stabilnosti prolaznog potpornog bloka bez upotrebe temelja od pilota utjelovljeno je u dizajnu platforme Teknomare. Potporni blok je pričvršćen na tri cilindrična balastna tanka poduprta proširenim i opterećenim papučama ugrađenim izravno na morsko dno. Konfiguracija potpornog bloka, dimenzije spremnika i palube biraju se iz uvjeta područja djelovanja, namjene platforme i dubine mora.
Prve četiri Teknomare platforme (Slika 14 a) postavljene su 1976. godine na dubini od 86 m u regiji Kongo. Projektirane su za Amy val i projektirane su za bušenje 15 bušotina (svaka) i proizvodnju nafte bez skladištenja. Platforma podignuta 1983. u Sjevernom moru na dubini od 95 m (Slika 14 b), dizajniran za bušenje 24 bušotine i proizvodnju nafte.Ima balastne tankove velikog volumena, tijekom rada koriste se za pohranjivanje 100 tisuća m 3 nafte. Promjer spremnika je 25,7 m. Tri cipele promjera 47 m natovarene su čvrstim balastom ukupne mase 51 tisuću tona. Spremnici cipela tvore trokut sa stranicama jednakim tlocrtu 90 m. Cijeli konstrukcija je izrađena od čelika čija je ukupna potrošnja 41,7 tisuća tona Ova konstrukcija je projektirana za val visine 27 m. Platforma prikazana na slici 14c namijenjena je za postavljanje u Sredozemno more na dubini od 200 m.
Prednosti čeličnih gravitacijskih potpornih blokova ovog tipa u usporedbi s armiranobetonskim uključuju činjenicu da se mogu u potpunosti izraditi u jami, budući da imaju mali gaz prije primanja tekućeg i krutog balasta. Jedinica se vuče u okomitom položaju, u prostoru s dovoljno velikom dubinom, potapa se i preuzima od teglenice potpuno montiran gornji dio, zatim se vodi do mjesta slijetanja i balasta. Pretpostavlja se da će takve strukture naći primjenu na dubinama mora do 300 - 400 m u područjima s jakim režimom vjetra.
Dizajn platforme Mandrill (Slika 15) nalikuje kliznom stativu koji se koristi za postavljanje filmske ili fotografske opreme. Vjeruje se da takve strukture mogu pronaći primjenu u pučinskim područjima s jakim uvjetima vjetra, kao što je Sjeverno more, te u područjima s dubinom od 200-500 m. Opcija dizajna prikazana na slici 15 dizajnirana je za dubinu od 350 m. m.
Slika - 15. Platforma "Mandrill" (a) i mogućnosti oslanjanja "noge" platforme na tlo (b-d)
1 - "noge" koje tvore okvir u obliku slova A; 2 - preklopna "noga"; 3 - spojnica; 4 - kolone za odvajanje vode; 5 - gomile; 6 - spojnice za pričvršćivanje pilota; 7 - potporna cipela
Platforma je namijenjena za bušenje 56 proizvodnih bušotina i proizvodnju nafte, njena gornja konstrukcija teška 55 tisuća tona ima tlocrtne dimenzije 70 x 120 m i uzdiže se 26 m iznad vode (procijenjena visina vala je 31 m). Prostorna potporna konstrukcija montirana je pod vodom od ravnog sustava zglobnih rešetkastih elemenata sastavljenih na obali i transportiranih na površini. Ovaj sustav uključuje: krutu vezu u obliku slova A dvije "noge" i podupirača, treću sklopivu "nogu" i još dva podupirača. Predložene su tri mogućnosti oslanjanja "noge" platforme na tlo: sa zabijanjem kosih pilota (slika 15b) - čelične cijevi promjera 2,44, duljine do 130 m i težine do 450 tona kroz vodiče montirane na nagnute "noge"; sa zabijanjem okomitih pilota (slika 15 c), uronjenih kroz rupe u potpornim papučama; bez zabijanja pilota (Slika 15 15 d) - s krutim ili zglobnim pričvršćivanjem na proširene cipele. Zadnja opcija podrška je prikladna u prisutnosti dovoljno jakih tla.
Platforme s prolaznim potpornim blokom u obliku jarbola s vitlama. Strukture takvih platformi slične su zemaljskim strukturama koje se koriste kao nosači za radijske, radiorelejne i televizijske antene (Slika 16). Vjeruje se da se dizajn može primijeniti u rasponu dubina od 200 - 700 m. Temeljna razlika platforma u obliku jarbola od drugih dubokovodnih fiksnih konstrukcija je da ne prenosi moment savijanja na podlogu.
Potporni blok (osovina podvodnog jarbola) izrađen je u obliku čelične cijevne rešetke, čiji poprečni presjek čini kvadrat. Unutar bloka nalaze se vodiči za spuštanje bušaćih kolona. Cijev se drži u okomitom položaju uz pomoć stezaljki-kabela pričvršćenih na vijence nizova koji leže na dnu. Momci nastavljaju od nizova do pilotskih sidara. Pod normalnim opterećenjem konstrukcije, vijenci nizova leže na dnu. Pod ekstremnim opterećenjima (tijekom jake oluje), girlande se odvajaju od dna i time apsorbiraju trzaje koji se prenose na podupirače od trupa koji se ljulja. Proračuni i eksperimenti na modelu velikih razmjera pokazali su da usvojena shema prigušenja oscilatornih gibanja sustava osigurava mala (ne više od 2%) odstupanja trupa od okomice.
Razvijene su dvije mogućnosti oslanjanja debla na tlo. U prvom, deblo ima temelj od pilota. Istovremeno, dio pilota prenosi na tlo sva opterećenja s gornje konstrukcije platforme, tj. ovi piloti su uronjeni u tlo kroz nosače potpornog bloka i svojim gornjim krajem povezani su s konstrukcijom palube. . Ovo je rješenje tipično za većinu drugih konstrukcija s prolaznim potpornim blokom na temelju pilota. Drugi dio pilota osigurava deblo od uvijanja, a njihove glave su učvršćene u donjem kraju debla. U drugoj verziji, temelj od pilota se ne koristi: donji kraj osovine ima stožasti oblik, zbog čega se utapa 2-15 m u tlo pod težinom samog bloka, balasta i zbog vertikalne komponente sile zatezanja svake spone.
Gornji krajevi podupirača pričvršćeni su na osovinu posebnim pojasom nešto ispod površine vode (kako ne bi komplicirali pristup servisnim plovilima) i približno na razini djelovanja rezultirajućih horizontalnih opterećenja na konstrukciju. U odnosu na okomitu os debla, dečki odstupaju za oko 60 °.
Prva platforma "Lena" u obliku podvodnog jarbola s momcima postavljena je na dubini od 305 m. Konjak", instaliran na dubini od 312 m. Hrpe cijevi promjera 1,37 m, koje podupiru gornju konstrukciju, zabijaju se u zemlju do dubine od 170 m, tj. ukupna duljina svake od njih je oko 500 m. Iste cijevi, ali manje duljine, koriste se kao piloti koji osiguravaju deblo od uvijanja. Za odvajanje osovine ugrađeno je 20 nosača - kabeli promjera 137 mm i duljine 550 m - s uključenim vijencem nizova ukupne mase 200 tona u svakom od njih. Izračunata armatura u tipu određena je na 5-6 MN, a prekidna sila 15 MN.
Odvažnija dizajnerska odluka donesena je za platformu namijenjenu za postavljanje u Meksičkom zaljevu na dubini od 700 m. Okno širine 40 m pričvršćuje 16 klinova promjera 100 mm s vijencima od nizova težine 165 tona. piloti - cijevi promjera 1,5 m - utovaruju se s brodova za bušenje u prethodno izbušene bušotine do dubine od 15 m i cementiraju. Donji konusni kraj debla je ukopan u zemlju i nema temelj od pilota.
Za montažu potpornog bloka dubokomorske platforme predlaže se korištenje metode koja je prvi put korištena u konstrukciji platforme Hondo. Noseći blok se proizvodi na obalnoj bazi u obliku dva dijela opremljena balastnim tankovima. jedan komad na površini. Nakon primanja "balasta ( morska voda) u spremnike dijela bloka koji bi trebao biti okrenut prema dolje, blok se postupno okreće i prelazi u vertikalni položaj bez pomoći kranske opreme. Nakon zabijanja sidrenih pilota i odvajanja blokova stegama (prva četiri u dva međusobno okomita smjera, a potom i ostali), svi balastni tankovi se pune vodom, te se piloti zabijaju (ako postoje) ili blok tone u zemlju. zbog vlastite težine.
Operacija spajanja dijelova bloka na vodi vrlo je komplicirana, tim više što se mora izvoditi neposredno iznad mjesta postavljanja platforme, odnosno na otvorenom moru. Stoga se preporuča, ako je moguće, sastaviti cijeli blok na obali. Upravo je to učinjeno tijekom izgradnje platforme Lena.Noseći blok porinut je s teglenice i odmah je zauzeo okomiti položaj zbog činjenice da je u donjem dijelu imao balast u obliku željezne rude, au gornji dio - unutar bloka - 12 balastnih tankova - uređaji za uzgon promjera 6 i dužine 36 m.
Važno je napomenuti da je blok spušten s teglenice ne kroz krmu, kao obično, već preko boka. Unutar bloka na obali su postavljeni glavni piloti (oni koji bi trebali poduprijeti gornju konstrukciju). Izgrađeni su i ukucani uz pomoć opreme instalirane na teglenici. S teglenice je također izvedena montaža palube gornjeg ustroja platforme.
Dubina od 700 m nije granica za ovu vrstu fiksnih platformi.
Montaža i izrada pilota. U izgradnji nadvožnjaka i platformi u područjima s malim dubinama koristi se različita oprema za dizalice i zabijanje pilota. Odaberite tehnološke procese koji najmanje ovise o vremenskim uvjetima.
U početku su za zabijanje pilota korišteni plutajući zabijači pilota. Zabijanje pilota i postavljanje poda moglo se izvoditi samo po mirnom vremenu. Pionirski način gradnje značajno je proširio raspon vremenskih uvjeta za ugradnju i zabijanje pilota. Brojne modifikacije pionirske metode povezane su s različitim tehnološkim karakteristikama korištene kranske opreme. Razmotrite, na primjer, tehnologiju ugradnje nadvožnjaka.
Element gornje konstrukcije - rešetka s poprečnom šipkom pričvršćenom na nju, kao i piloti (Slika 17a) - obješen je na granu posebne dizalice. Nakon okretanja dizalice za 180 °, cijeli blok je obješen iznad mjesta ugradnje (b), a jedan rub rešetke se oslanja na prečku već gotovog dijela nadvožnjaka i pričvršćuje se na njega stezaljkama ili privremenim zavarivanjem. Nakon toga se piloti koji se drže u vodilicama okvira pilota provlače kroz vilice poprečne letve (c) i zabijaju. Po postizanju projektirane dubine zabijanja (ili sloma) u pilotu se neposredno ispod prečke napravi rupa u koju se umetne graničnik za prečku.
Dijelovi pilota koji se nalaze iznad prečke su odsječeni, sve montažne jedinice su zavarene, postavljena je podnica (d), a zatim se dizalica pomiče naprijed do duljine novog dijela. Dizalice s kozama namijenjene su za izradu dionica koza do 20 m na dubini od oko 30 m. Na isti pionirski način postavljaju se i mjesta kosta pri radu u smjeru okomitom na os koza.
Ugradnja blokova potporne konstrukcije platformi, mase do 3 tisuće tona, u pravilu se izvodi s brodova dizalica, na kojima se blokovi isporučuju na određeno područje. Najodgovornija operacija je naginjanje - prijenos bloka u okomiti položaj. Koriste se različite metode naginjanja: na vodi s osloncem na nosače blokova na tlu; kroz bok posude s osloncem na šipku posebne konzole; s pričvršćivanjem gornjeg dijela bloka za palubnu bitvu; blokovi koji imaju vlastiti uzgon u vodi, kod kontrole prijema balasta u regale.
Nakon slijetanja na dno, blok se izravnava različitim sredstvima. Nepravilnosti na dnu mogu se ukloniti izravno ispod stupova ispiranjem vodom koja se dovodi kroz cijevi pričvršćene na stupove. Nivelirani blok je fiksiran metalnim cjevastim pilotima zabijenim kroz stupove. Ako zabijanje pilota ne uspije prije postizanja izračunate dubine uranjanja, mora se izbušiti zemljani čep kako bi se smanjio otpor zabijanja pilota. Zatim se šupljina cijevi ispuni betonom do razine od 5-8 m iznad površine dna. Moguća je i kombinacija zabijenih pilota sa sidrenjem: pilot se zabija na krov kamenitog ili polukamenitog tla, zatim se izbuši bušotina u koju se spušta sidro, a zatim se bušotina i šupljina pilota sa sidrom izbuše. šipke koje prolaze kroz njega pune se betonom. Za povećanje nosivost piloti ponekad primjenjuju injektiranje cementnog morta u okolno tlo. Da biste to učinili, zemljani čep se potpuno izbuši iz hrpe, a otopina se dovodi kroz donji kraj hrpe i za to posebno predviđene rupe duž njegove duljine. Takva operacija dovodi do povećanja nosivosti pilota na tlu za 2-2,5 puta. Drugi način povećanja nosivosti pilota je sljedeći: kroz zabijeni pilot se izbuši rupa, koja se zatim pomoću klizne naprave širi u dobivenu dilataciju i Niži dio piloti stvaraju armoframe i cijeli prostor je izliven betonom.
Tehnologija izrade i ugradnje dubokovodnih platformi razlikuje se od one koja se koristi za nadvožnjake i platforme s više potpornih blokova višim stupnjem industrijalizacije rada i složenošću pojedinih operacija uzrokovanih velikim dimenzijama i težinom potpornog bloka.
Proizvodnja monoblokova provodi se u specijaliziranim poduzećima i brodograđevnim kompleksima i uključuje sljedeće glavne operacije: priprema pojedinačnih dijelova, cijevi i greda; montaža čvorova; međuobrada čvorova; montaža modula; završna montaža potpornog bloka; otpremu ili uklanjanje s doka.
Cijevi malih i srednjih promjera, kao i valjani profili, isporučuju se poduzeću u gotovom obliku. Cijevi velikog promjera (2-10 m) i grede velike visine (do 3 m) proizvode se izravno u poduzeću, opremljenom za tu svrhu poluautomatskim proizvodnim linijama.
Montaža čvorova - spojevi nosivih dijelova platforme i površinske platforme, uzgonski spremnici, cjevasti čvorovi, ukrućenja,
podovi srednjih paluba, ljestve - izvodi se u montažnim radionicama opremljenim posebnim strojevima i aparatima za zavarivanje, mehanizmima za podizanje i transport, montažnim uređajima za razne namjene. Ručno zavarivanje Koristi se samo za šivanje šavova koji su nedostupni automatizmu. Najveća masa jedinica određena je kapacitetom dizanja opreme dizalice montažnih radionica i obično ne prelazi 100 tona.
Srednja obrada jedinica prije slanja na mjesto završne montaže potpornog bloka sastoji se prvenstveno od uklanjanja naprezanja u materijalu koja nastaju tijekom procesa zavarivanja. Za to se koristi žarenje u posebnim komorama - pećima. Međuobrada također uključuje sačmarenje dijelova, odmašćivanje, jetkanje, zaštitne premaze, galvanizaciju.
Završna montaža potpornog bloka izvodi se na navozu, u pristaništu ili u jami. Prvo se sastavljaju ravne ploče. Cijeli potporni blok je sastavljen od ploča i dijafragmi u vodoravnom položaju. Paneli se podižu i postavljaju u okomiti položaj uz pomoć nekoliko dizalica (do 6-10) na gusjeničnim gusjenicama ukupne nosivosti 200-400 tona Za privremeno fiksiranje panela u okomitom položaju koriste se spone.
Prijevoz i ugradnja na dno potpornih blokova dubokovodnih platformi provode se pomoću vlastitog uzgona (prilikom brtvljenja cjevastih elemenata bloka) i balastnih spremnika ili pontona pričvršćenih na nosače. Blokovi sastavljeni u jami ili suhom doku plutaju nakon poplave u jami i vuku se plutajući do mjesta postavljanja. Blokovi sastavljeni na navozima porinu se ili premještaju u posebne teglenice. Ove teglenice moraju imati palube značajne veličine i osiguravati potrebnu stabilnost pri utovaru, uzimajući u obzir visok položaj težišta bloka. Konkretno, za prijevoz bloka dugog 435 m i teškog 50 tisuća tona, namijenjenog za izgradnju platforme Balwinkle u Meksičkom zaljevu na dubini od 411 m, gradi se teglenica dimenzija 250 x 62 x 15 m. vitla i hidrauličke dizalice.
Prijevoz blokova na teglenicama je češći, unatoč činjenici da tijekom spuštanja s teglenice nastaju posebni uvjeti opterećenja bloka, koji zahtijevaju uvođenje dodatne rešetke u strukturu bloka. Sastavljanje bloka u jami na pontonima pojednostavljuje transportne operacije, u nekim slučajevima eliminira potrebu produbljivanja jame i pristupnog kanala. Međutim, blokovi koji se prevoze pontonima moraju biti projektirani za valove tijekom prijelaznog razdoblja.
Mase i dimenzije potpornih blokova dubokovodnih platformi su takve da je isključena uporaba brodskih dizalica ili plutajućih dizalica tijekom transporta i postavljanja na dno. Nekoliko načina lansiranja blokova u vodu i njihovog pomicanja u okomiti položaj prikazano je na slici 19. Najlakši način da se blok spusti na dno je kada se vuče na površini. Balastiranjem tankova, unutarnjih odjeljaka u regalima ili pontonima (a), blok se postupno okreće u vodi i poprima okomiti položaj. Nakon toga se točnije vodi preko projektirane točke instalacije, balastira i ide na dno. Pontoni se zatim mogu odvojiti od bloka i ukloniti. Na drugi način (b) blok se transportira na dva pontona postavljena preko bloka. Nakon izvlačenja - jednog pontona, blok se okreće oko drugog pontona i spušta. Predlaže se metoda transporta bloka na teglenici i pontonu (c). Balastiranje pontona uzrokuje da se blok okreće oko krme teglenice i istovremeno klizi prema dolje.
Metoda porinuća i ugradnje bloka, prikazana na slici d, korištena je tijekom izgradnje platforme "Hondo" (dubina vode 260 m).na površini pomoću posebno dizajniranih stožastih hvataljki postavljenih na četiri kutna stupa. Operacija pristajanja je izvršena u zaštićenoj luci u blizini mjesta ugradnje platforme. Poravnanje sekcija na vodi postignuto je balastiranjem uzgona u nogama. Jedinice za pristajanje sa svojim opružnim stezaljkama i pneumatskim spojkama bliske su zglobnim, stoga, nakon čišćenja odjeljaka stalci, u njih su spušteni zavarivači koji su zavarivali spojeve iznutra.
Porinuće dugih blokova s teglenice opasno je zbog prenapona kada se blok oslanja samo na okretni okvir na rubu teglenice. Kako bi se izbjeglo oštećenje bloka, u njemu se stvara dodatna rešetka - sprengels. Na krmi teglenice namijenjene za spuštanje dugih blokova montiran je dvostruki okretni okvir (d). Opterećenja bloka pri napuštanju teglenice također se smanjuju u slučaju kada porinuće nije popraćeno istodobnim spuštanjem bloka na dno (e).
Tako je spušten cijeli potporni blok platforme Gervaise, visok 290 m i težak 24 tisuće tona.Blok je transportiran na teglenici dugoj 200 m, a gotovo cijeli prepust bloka pao je na njen uži (gornji) dio. dio nagiba od 3° balastiranjem krme, a prema bloku - početna posmična sila od 14 MN (statički koeficijent trenja bio je 0,11).Nakon napuštanja teglenice, blok opremljen balastnim tankovima zauzeo je vodoravni položaj na površini vode. ., potonji je prebačen u okomiti položaj i postavljen na dno.
Spuštanje na dno iz vodoravnog položaja na vodi (Slika 20) smatra se najlakšim. Jedinica se dovodi u okomiti položaj balastiranjem uspravnih odjeljaka kao što je prikazano (pozicije IV i Y).
U svjetskoj praksi postoje primjeri sastavljanja potpornog bloka dubokovodne platforme od tri razine pod vodom. Riječ je o Cognac platformi (Slika 22), bloku koji je po visini podijeljen u slojeve dimenzija 47, 97 i 184 m (ukupna visina bloka 328 m, dubina mora 312 m) skupljena u jami u vertikali položaju i u istom položaju dotegljen do mjesta ugradnje na udaljenost od 200 km Drugi i treći sloj sklopljeni su u vodoravnom položaju i transportirani na teglenicama.Dimenzije bloka po dnu bile su 116 x 122 m.
Slika 21 - Faze montaže potpornog bloka platforme Cognac
Nastavlja se razvoj poprečnog spuštanja bloka s teglenice (preko boka). Ova metoda spuštanja omogućuje vam da ne ojačate blok s shrengelima i uštedite do 10% metala na tome. Međutim, teško je osigurati istovremeni prelazak cijelog bloka, a nagib teglenice u ovom trenutku doseže 3,0°. Ipak, potporni blok duljine 330 m i mase 27 tisuća tona (platforma Lena, o kojoj će biti riječi kasnije) spušten je u cijelosti preko boka teglenice koja ima duljinu od 176 i širinu od 49. m. Spuštanje je kontrolirano daljinski, dok je cijela posada uklonjena s teglenice.
Zabijanje pilota najdugotrajnija je faza ugradnje blokova na mjestu rada. Dok se određeni dio pilota ne zabije, konstrukcija nije stabilna, što je posebno opasno za vrijeme nevremena. Postoje slučajevi kada je nefiksirani blok izgubio stabilnost čak iu mirnom vremenu - zbog erozije tla pridnenim strujama.
Koliko je zabijanje pilota zahtjevno govori primjer sidrenja nosivog bloka u Sjevernom moru na dubini od 108 m, kada je bilo potrebno tri tjedna za zabijanje 24 pilota promjera 1,52 m na dubinu od 45 m pod priličnom povoljni vremenski uvjeti. S obzirom na te poteškoće, na drugoj platformi u Sjevernom moru primijenjeno je postupno povećanje sile držanja pilota: prvo su piloti promjera 1,82 m uronjeni na dubinu od 30 m, a zatim piloti promjera od 1,22 m probijeni su kroz njih do dubine od 60 m.
Jedna od okolnosti koja otežava zabijanje pilota je ta što je masa pilota razmjerna masi čekića, a elastičnost dugog pilota može apsorbirati svu udarnu energiju. S tim u vezi, za zabijanje dugih pilota koriste se čekići koji se postavljaju unutar pilota - u njegovom donjem dijelu. Zbog zahtjevnosti izvođenja pilota, otkrivaju se prednosti načina montaže potpornog bloka koji je korišten u izgradnji platforme Cognac, gdje su se piloti, glavni i rubni, zabijali sve dok se nije zabijao samo donji dio potpore. blok je bio na tlu. Piloti su dužine 190 m i promjera 2,13 m s debljinom stijenki 57 mm i težine 465 tona isporučeni su na vodi. potporni blok i uronjen pod djelovanjem gravitacije u tlo za 45 m. cementiran pilotima i vodećim rukavcima.Rad na pilotima trajao je 21 dan.
U konstrukciji platforme Hondo korištena je drugačija tehnologija zabijanja. Nosivi blok je ojačan sa osam pilota promjera 1,22 i dužine do 380 m, pobijenih kroz nosače, te dvanaest rubnih pilota promjera 1,37 i duljine do 115 m. Piloti su isporučeni na teglenicama u dionicama od 20-70 m i povezani zavarivanjem dok su se spuštali unutar stupova. Kako bi se smanjio teret na plovnoj dizalici koja je držala pilot u procesu njegove izgradnje - gore i spuštanja, dijelovi pilota opremljeni su vodonepropusnim pregradama. Nakon zavarivanja desete od trinaest sekcija, pilot je došao do površine tla, a vodonepropusne pregrade. Radovi na potapanju jednog pilota izvedeni su u roku od 3,5 dana.
Ugradnja gornje strane je završna faza u izgradnji dubokovodne platforme. Većina izgrađenih platformi ima modularnu nadgradnju. Moduli težine 700-1600 tona ili više isporučuju se na transportnim teglenicama i postavljaju pomoću brodova dizalica. Korištenje modularne metode montaže omogućuje ne samo smanjenje ukupnog trajanja rada, već i smanjenje njihove cijene. Treba imati na umu da slični instalacijski radovi oprema za bušenje proizvedeni na moru su 8-10 puta skuplji nego na kopnu. Visoki troškovi upravljanja brodovima dizalicama, transportnim teglenicama i nezaobilaznim spasilačkim plovilima, njihov zastoj u nepovoljnim hidrometeorološkim uvjetima mogu dovesti do troška ugradnje gornje strane do 30% troška ugradnje potpornog bloka. To objašnjava trend povećanja modula gornje strukture.
Stacionarne platforme otporne na led
Otpornost na led trebaju osigurati konstrukcije namijenjene za cjelogodišnji rad na šelfu Arktika i ledenih mora, kao iu velikim vodenim površinama nesmrznutih mora, gdje mogu biti izložene plutajućim ledenim poljima i udarima pojedinačnih ledova. floes. Općenito govoreći, konstrukcijama otpornim na led treba smatrati one čiji konstruktivni oblik i dimenzije nosivi elementi određena prvenstveno režimom leda. Poseban pristup dizajnu platformi otpornih na led objašnjava se ne samo specifičnostima glavnog udara okoliš ali i uvjete pod kojima treba izvesti građenje. Riječ je o vrlo kratkoj ljetnoj sezoni (2-3 mjeseca), kada slobodna ili plutajuća ledena površina mora omogućuje izgradnju objekta na vodi ili na teglenicama do mjesta rada. To su niske temperature zraka, koje pridonose smrzavanju konstrukcije i pojavi krhkih pukotina u materijalu, niska temperatura vode, što otežava podvodni tehnički rad.
Svjetsko iskustvo u izgradnji i radu platformi otpornih na led još je malo. Razvoj arktičkih područja šelfa odvija se uglavnom s umjetnih otoka. Međutim, potreba za dosezanjem takvih dubina, na kojima izgradnja otoka postaje ekonomski neisplativa, potiče potragu za strukturama platformi otpornih na led. Prve platforme otporne na led izgrađene su 1960-ih. Trenutno djeluju u nekoliko područja Svjetskog oceana: u Cookovom zaljevu (uz južnu obalu Aljaske, SAD) na dubinama od 20-40 m, u Beaufortovom moru (na kanadski dio polica) na dubinama do 30 m, u ledenom Azovskom moru na dubinama do 8 m. U budućnosti je potrebno razviti područja s težim klimatskim uvjetima, u teško dostupnim mjestima i sa širim rasponom dubina. Ovaj zadatak je posebno važnost za našu zemlju, budući da je više od polovice grebena SSSR-a pokriveno ledom dulje vrijeme u godini. Konkretno, na polici rubnih mora Arktičkog oceana samo je vrlo mali dio morske površine (Barentovo more u blizini poluotoka Kola) gotovo uvijek bez leda. Velika područja Baltičkog, Crnog, Kaspijskog i Azovskog mora prekrivena su ledom. Jedan-
Međutim, problem otpornosti konstrukcija na led u tim područjima nije najvažniji, dizajn i dimenzije elemenata određuju se olujnim uvjetima. U arktičkim regijama, s druge strane, sila utjecaja obično ledenih polja debljine 1,5-2 m znatno premašuje ono što je moguće tijekom najjačih oluja.
Implementirane i predložene konstrukcije potpornih baza platformi otpornih na led raznolike su u konfiguraciji i metodama konstrukcije, a istovremeno se značajno razlikuju od onih koje su dizajnirane uglavnom za percepciju učinaka valova vjetra. Specifičnost platformi otpornih na led očituje se i u rasporedu gornje strane, budući da takve konstrukcije trebaju imati veću autonomiju, odnosno omogućiti postavljanje dovoljne količine rezervi za bušenje i druge radove u roku od 3-6 mjeseci (umjesto 1 mjesec u područjima s umjerenom klimom), kada prometne veze vodenim putem nisu moguće. Dugotrajno niske temperature zraka (temperature ispod 0°C traju od 7 do 10 mjeseci, a minimalne temperature dosežu -46 °S), česti olujni vjetrovi zimi i grudve snijega ljeti zahtijevaju pribjegavanje zaštiti svih radilišta. Cijevi za odvajanje vode kroz koje se buše bunari također moraju biti zaštićene od djelovanja leda.
Pri projektiranju platformi otpornih na led koristi se nekoliko osnovnih metoda za smanjenje utjecaja leda na konstrukciju:
Smanjenje broja potpornih elemenata u području vodene linije ili sužavanje konstrukcije koja nosi gornje stranice;
Uređaj zaštitnih omotača oko nosača kako bi se spriječilo njihovo oštećenje od abrazivnog djelovanja leda;
Davanje vanjskoj površini nosača stožastog ili drugog oblika koji olakšava prijelaz ledenog pokrova iz rada na sabijanje u rad na savijanje.
Platforme otporne na led s prolaznim potpornim blokom na temelju od pilota. Razlikuju se od konvencionalnih platformi u odsutnosti podupirača u području vodene linije i prisutnosti zaštitnog omotača od leda na potpornim stupovima. Takve platforme (ukupno 14) instalirane su i rade u zaljevu Cook, gdje su teški ledeni uvjeti pogoršani poludnevnim plimama do 12 m visine i jakim plimnim strujama do 4 m/s. Platforme se postavljaju na dubinama od 19 do 40 m.
Tipična izvedba platforme otporne na led prikazana je na slici 22. Potporni blok platforme sastoji se od četiri stupa promjera 4,6 m, spojenih stegama i horizontalnim cjevastim stegama samo u podvodnom dijelu - ispod izložene zone. na led. Na vrhu su stupovi povezani nadgradnjom. Kroz stupove je u zemlju potopljeno 8 pilota promjera 0,75 m do dubine od 27 m. Piloti primaju opterećenja od gornje konstrukcije, kao i sile smicanja i prevrtanja od udara leda na stupove. Prstenasti prostor u stupovima je ispunjen betonom, a sami stupovi imaju zaštitna navlaka s visinom od oko 15 m. Konstrukcije platforme u Cook Inletu izrađene su od visokokvalitetnih čelika s granicom razvlačenja od najmanje 350 MPa. Zbog velikog promjera stupova, potporni blok ima vlastiti uzgon i dopremljen je na mjesto ugradnje iz obalne baze pomoću tegljača.
NA metalna konstrukcija otporan na led potporni blok male platforme instaliran na plinskom polju u Azovskom moru (slika), također nema horizontalnih i kosih spojeva u području izloženom ledu. To pomaže smanjiti ukupnu silu smicanja i prevrtanja od udara leda na stupove. Za razliku od gore opisanog dizajna, piloti se ne zabijaju unutar potpornih stupova, već kroz vodilice postavljene na rešetkastu rešetku, koja ima veće dimenzije u tlocrtu od palube platforme. Stupovi su izrađeni od tri koaksijalne cijevi promjera 1420, 1020 i 630 mm, prstenasti prostor je ispunjen betonom. Platforma je dizajnirana za klaster od četiri bušotine izbušene kroz nizove. Dakle, stupovi ne samo da podupiru palubu opreme, već i štite bušaće cijevi od utjecaja leda.
Veliki broj stupova i preblizak njihov raspored u potpornom bloku dovodi do kašnjenja slomljeni led i formiranje humke neposredno ispod palube. S tim u vezi, dizajn potpornog bloka u području linije vjetra treba biti što je moguće propusniji za ledena polja.
Postoji iskustvo u upravljanju platformom za bušenje s jednim potpornim stupom (slika 23). Instaliran je na dubini od 22 m u Cookovom ulazu i dizajniran je za pritisak leda debljine do 1,8 m. Stup promjera 8,7 m temelji se
rešetkasta konstrukcija koju čine cijevi promjera 4,6 m i dva cilindrična pontona koji služe kao uzgon prilikom vuče konstrukcije i kao kontejneri (zapremine oko 4 tisuće m3) tijekom rada. Stabilnost platforme od pomicanja i prevrtanja osigurava tekući balast (voda i ulje u pontonima) i piloti uronjeni kroz mlaznice u pontone za 15-20 m. Kroz kolonu se buši 16 bušotina, a zatim se proizvodi nafta i plin. Slični dizajni platformi otpornih na led smatraju se prikladnima na dubinama do 30 m.
Gravitacijske platforme otporne na led. Takve platforme drže na mjestu uglavnom vlastita težina i balast. Platforme otporne na led, uz svu raznolikost strukturnih oblika, uvijek imaju razvijenu potpornu bazu, obično okruglog oblika. Tijelo platforme može biti armiranobetonsko ili metalno. Za smanjenje utjecaja sile leda na strukturu koriste se različite metode: sužavanje trupa u području vodene linije, davanje stožastog oblika trupu i potporni stup koji podupire nadgrađe u području udara leda. , korištenje pomičnih (plutajućih) konusnih mlaznica na cilindričnim stupovima. Nekoliko opcija dizajna za gravitacijske platforme otporne na led prikazano je na slici 25. Pretraga optimalna rješenja nastavlja, budući da je svako projektno rješenje u različitim uvjetima pokazuje pozitivna ili negativna svojstva.
Cilindrični oblik potpornog stupa prikladan je s gledišta rada, smanjuje potrošnju materijala konstrukcije, ima malu površinu na kojoj je moguće zamrzavanje s ledenim pokrovom. S druge strane, cilindrični oblik prepreke ne pridonosi savijanju ledenog pokrova, a do razaranja leda dolazi kada postigne tlačnu čvrstoću u dodiru s podlogom.
Konusni oblik nosača pomaže smanjiti horizontalnu komponentu pritiska ledenog polja na strukturu. Led, puzeći po nosaču, podvrgava se savijanju i kolabira kada se postigne krajnja vlačna čvrstoća na nekoj udaljenosti od nosača (mehanizam uništavanja ledenog polja prikazan je u točki 6.6). Vertikalna komponenta pritiska leda na nosač, kada je usmjerena prema dolje, povećava stabilnost konstrukcije na smicanje. Nedostatak stožastog oblika je mogućnost stvaranja humova i njihovog smrzavanja kada se ledeno polje zaustavi, što je osobito vjerojatno u plitkoj vodi. Smrzavanje stožaste površine s ravnim poljem također je opasno, jer se događa na znatno većoj površini nego u slučaju cilindričnog nosača, a na početku kretanja ledenog polja može dovesti do snažnog povećanja opterećenja na struktura. Osim toga, stožasti oblik nosača komplicira rad, povećava troškove materijala i otežava pristup plovilima koja služe platformi.
Platforme otporne na gravitacijski led razvijaju se za rad na relativno malim dubinama. Vlastita težina platforme zajedno s balastom nije uvijek dovoljna da osigura stabilnost konstrukcije od smicanja pod pritiskom leda. U takvim slučajevima morate pribjeći pomoći hrpama. Korištenje lokalnih materijala kao balasta približava gravitacijske platforme umjetnim otocima. Ponekad je teško odrediti kojoj vrsti konstrukcije otporne na led pripada. Možete se voditi sljedećom značajkom platforme - nakon debalastiranja i izvlačenja pilota, može se u potpunosti (ili podijeliti na trup i nadgrađe) premjestiti na drugo mjesto i ponovno upotrijebiti. Potopni ogradni blokovi umjetnog otoka također se mogu debalastirati i prenijeti na drugo područje, ali pritom zemljani dio otoka ostaje na morskom dnu. Gravitacijske platforme, za razliku od otoka, imaju dno cijelom površinom naslonjeno na dno ili korito.
Platforma otporna na led, koja se često naziva "ledeni otok", prikazana je na slici 25, d. Ova je platforma dizajnirana za operacije bušenja na kanadskom arktičkom pojasu na dubinama mora do 22 m. primanje balasta - morska voda - u ćelijske odjeljke oblikovane cijevima promjera 12 m, platforma tone na dno. Pomoću rashladne jedinice balast se zamrzava i daje strukturi krutost i sposobnost otpornosti na djelovanje ledenih polja do Debljina 1,8 m. U četiri cijevi promjera 2, 4 m postavlja se na 8 vodiča za bušenje bušotina.Ako je potrebno promijeniti mjesto rada platforme, balast se topi i ispumpava.
Blokiranje riječnog korita tijekom izgradnje riječnog hidroelektranskog kompleksa jedna je od najtežih faza rada u općoj shemi za preskakanje troškova izgradnje. Suština procesa preklapanja je prebacivanje toka vode u rijeci na odvodni trakt (razni otvori, tuneli, kanali) unaprijed pripremljen u fazi I postupnim ili trenutačnim začepljenjem kanala različitim materijalima (mješavina pijeska i šljunka, stijenska masa, kamen za sortiranje, specijalni betonski elementi (kocke, tetranukleusi i sl.), (sl. 2.13).
Riža. 2.13. Opća shema blokiranja kanala
1 kameni banket; 2-proran; 3 - preliminarno ograničenje kanala; 4-kontura zemljane brane; 5 - opskrbni kanal; 6- utor u gornjem kratkospojniku; 7-zemljana brana; 8 preljevnih otvora razdoblja izgradnje; 9-utor u donjem kratkospojniku
Kanal se začepljuje sljedećim metodama (slika 2.14): frontalnim zatrpavanjem kamenog banketa u tekuću vodu (čeona metoda); pionirsko bacanje kamenog banketa u tekuću vodu (pionirska metoda); nanos pjeskovito-šljunkovitog tla hidromehanizacijom (aluvijalna metoda); trenutno urušavanje u kanal zemljanih ili stijenskih masa (metoda usmjerene eksplozije); druge posebne metode (ispuštanje velikih betonskih masa ili njihovo prevrtanje, natapanje plutajućih konstrukcija, zabijanje pilota, uranjanje madraca od pletera ili slame itd.).
Najčešći načini pregrađivanja riječnog korita su frontalni i pionirski načini zatrpavanja kamenog banketa u vodu. Složenost preklapanja pri primjeni ovih metoda ovisi uglavnom o dva čimbenika: maksimalnom protoku u rasporu Umax i maksimalnoj specifičnoj snazi protoka, kao i ukupnoj snazi protoka N.
(2.1)
,
gdje je Q ukupni protok kroz rupu; q - specifična brzina protoka u otvoru; -gustoća tekućine (vode); - razlika u razini vode u rupi.
Razlika u hidrauličkim uvjetima i odgovarajućim maksimalnim brzinama razlikuje ove metode.
Riža. 2.14. Preklapanje riječnog korita (a-frontalna metoda, b-pionirska metoda; c - aluvijalna metoda, d - metoda usmjerene eksplozije, e - betonski nizovi)
1-banket preliminarnog ograničenja kanala; 2- proran; 3 - riječni tok; 4- odloženi materijal; 5 - kiper; b-most; 7 - ryazhey upornjaci; 8- opskrba tla hidrauličkim transportom; 9 - perivi slojevi; 10 - eksplodirana stjenovita padina rijeke; 11-smjer širenja materijala; 12-platforma za izradu betonske mase; 13-betonska masa prije prevrtanja, 14 - betonska masa nakon prevrtanja
S prednjim poklopcemčetiri karakteristične konfiguracije kamenog banketa identificirane su kako se pad na banketu povećavao, a brzina protoka povećavala (Sl. 2.15). U tom slučaju treba razlikovati tri karakteristična pada na banketu: kritični pad, pad kada obris napusti vodu i završni pad.
Sl.2.15. Faze formiranja banketa i hidraulički uvjeti s frontalnim preklapanjem
I - kameni banket; 2 - nepropusni zaslon
Kritični pad odgovara postizanju maksimalne snage i protoka. Otprilike za prednje preklapanje možete uzeti:
; (2.2)
Promjena padova, brzina, protoka i snage protoka tijekom frontalnog preklapanja može se vizualizirati u obliku integralnog grafikona (Sl. 2.16).
S pionirskim pokrivanjem razlikuju se dvije faze: preljev i brzi tok, odnosno formiranje perjanice.
Riža. 2.16. Grafikon promjene hidrauličkih karakteristika protoka u bušotini s frontalnim načinom blokiranja
Najveća brzina i najveća specifična snaga tijekom pionirskog preklapanja promatraju se kada se kosine banketa zatvaraju duž dna. U ovom slučaju je postignut kritični pad, a blizu je konačnog pada (Sl. 2.17), tj. za pionirsko preklapanje, možete uzeti
Riža. 2.17. Promjene hidrauličkih karakteristika tijekom začepljenja rijeke na pionirski način
Kritična razlika kod frontalnog preklapanja; kritični pad tijekom pionirskog preklapanja; kritična brzina pri prednjem preklapanju; kritična brzina pri pionirskom preklapanju; protok kroz odvodni trakt; protok kroz rupu; konačni pad
Na ovaj način, maksimalne brzine s frontalnim preklapanjem, mnogo je niži nego kod pionirskog (s istim završnim padovima). Stoga ima prednost što se koristi za blokiranje rijeka s tlom koje se lako erodira u njihovim kanalima. Ali njegova je upotreba komplicirana potrebom da se izgradi most preko rupe kako bi se ispunio banket. Pri korištenju pionirske metode preklapanja, naprotiv, hidraulički uvjeti u kanalu su pogoršani, ali su organizacija i proizvodnja rada pojednostavljeni, a most nije potreban.
Izbor metode preklapanja, u načelu, treba provesti na temelju tehničke i ekonomske usporedbe opcija.
Najveći utjecaj na izbor načina preklopa imaju prirodni geološki i hidrološki uvjeti u trasi preklopa. Hidrološki uvjeti također ovise o izboru procijenjene brzine protoka preklapanja i vremenu preklapanja kanala.
Vrijeme blokiranja kanala tempirano je tako da se podudara s razdobljima niske vode i obično se postavlja na kraju razdoblja otpreme u jesensko-zimskim mjesecima.