CC BY
27ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДВОДНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ
А.А. Атрощенко, технический директор; Г.Д. Жуков, генеральный директор; И.Г. Жуков, зам. технического директора
ДИАГНОСТИКА И ЗАЩИТА ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ РАЗМЫВА
Несмотря на активные действия газотранспортных предприятий ОАО «Газпром» по капитальному ремонту и реконструкции подводных переходов, наиболее часто встречающимися неисправностями на речных переходах остаются размывы труб. При этом даже незначительные ошибки, допущенные при проектировании или прокладке дюкера, приводят к разрывам труб под воздействием потока воды.
Особенно часто проблемы с опасными размывами возникают в пределах слабоустойчивых русел рек с интенсивными плановыми и вертикальными деформациями, таких как предгорные реки Краснодарского, Пермского края и Республики Башкортостан. Здесь размывы поймы и берегов достигают сотен метров, а размывы дна - до нескольких метров в год.
В основном неблагоприятная статистика связана либо с недоучетом на ста-
VtnetHtfü 9t4JHI4»H«i<
Рис. 1. Анализ русловых деформаций на р. Белая
92 \\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
дии проектирования ряда факторов, влияющих на русловые процессы, либо с техногенными факторами условий эксплуатации, изменяющими естественное протекание русловых процессов. Ошибки на стадии проекта строительства носят системный характер и заключаются как в неправильном выборе мест пересечения трубопроводов с водной преградой, так и в ошибках расчета заглубления труб в русловой и пойменной частях рек.
Проекты ремонтно-восстановительных работ при эксплуатации в большинстве случаев подразумевают точечную защиту мест оголений и провисов. Поэтому в ряде случаев после ремонта одной из ниток перехода с использованием технологии укладки мешков или отсыпки щебнем в виде банкетов на следующий год размываются соседние участки или нижележащие трубы.
помимо естественных факторов развития русел нагрузку на переходы усиливают антропогенные воздействия, нарушающие условия эксплуатации:
• нерегламентированное преобразование русла, берегов или укладка труб выше проектных отметок во время строительства или реконструкции переходов;
• несогласованное устройство вблизи переходов карьеров для добычи стройматериалов, дноуглубительные и русло-
выправительные работы,строительство мостовых переходов и других инженерных сооружений.
Все это многообразие факторов показывает, что защита подводных переходов является сложной неоднозначной задачей, требующей тщательного изучения причин размывов, тем более что площадь и протяженность русловых форм, динамика которых влияет на деформации дна и берегов в зоне переходов, могут исчисляться десятками километров.
Поэтому использование только результатов приборно-водолазных обследований для принятия решения о ремонте или реконструкции чаще всего ведет к недолговечности защиты подводного перехода от размыва и повторам дорогостоящих ремонтных работ.
В последние годы на действующих подводных переходах ОАО «Газпром» коллективом ООО «ЭКОНГинжиниринг» разработана и внедрена методика мониторинга русловых процессов для выявления причин размывов, основанная на комплексном подходе к проблеме с использованием современных технологий.
Проведение таких работ с 2012 г. нормативно закреплено в рекомендациях ОАО «Газпром» (Р Газпром 2-2.3-594-2011) и «Техническом задании по проведению работ по мониторингу русловых процессов...», утвержденном Департаментом по транспортировке, подземному
\\ № 11 \\ ноябрь \ 2013
\\ ТЕРРИТОРИЯ НЕФТЕГАЗ \\
№ 11 \\ ноябрь \ 2013
Рис. 2. Схема анализа причин размыва подводных переходов
хранению и использованию газа ОАО «Газпром».
Внедрение этих руководящих документов позволяет специалистам газотранспортных предприятий обоснованно планировать диагностические работы в случае размыва подводных переходов.
При этом работы по мониторингу русловых процессов определены как комплекс диагностических работ, проводимых в случае размыва газопровода, включающих в себя полевые геодезические, гидрографические и гидрометеорологические работы, а также анализ архивных материалов, экспертную оценку причин размыва и прогноз русловых деформаций для разработки рекомендаций по защите подводного перехода. Для привязки всех полевых данных применяются GPS (ГЛОНАСС)-технологии, обеспечивающие необходимую точность как съемки рельефа дна и берегов, так и привязки всех необходимых гидрометрических измерений. Для водоемов глубиной более 3 м внедрен и используется современный гидроакустический фазовый локатор SWATHplus (Великобритания), позволяющий получать подробный и равномерный массив данных и качественное гидроакустическое изображение дна. В дополнение к традиционному составу геодезических и гидрографических измерений обязательно проводится подробная гидроакустическая съемка дна в зоне переходов локатором бокового обзора Starfish (Великобритания) с использованием современных программ обработки гидроакустических изображений HYPACK (США). Это позволяет выявить характер и размеры оголений и провисов труб, естественных русловых форм, а также идентифицировать объекты антропогенного характера.
Для повышения производительности и точности гидрометрических измерений используются доплеровские измерители скоростей потока RioGrande (США), которые в сочетании с GPS-технологиями позволяют получить подробные данные о скоростях течений по всему сечению реки. Сплошная съемка поля скоростей выявляет зоны максимальных и минимальных скоростей на разных глубинах и позволяет оценить воздействие водного потока на подводный переход.
ЭФФЕКТИВНЫМ МЕТОДОМ ИЗУЧЕНИЯ РУСЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ СЛЕДУЕТ ПРИЗНАТЬ ПРИМЕНЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ (КОСМИЧЕСКОЙ СЪЕМКИ), ЧТО ПОЗВОЛЯЕТ:
• выявлять русловые макроформы значительной протяженности и направление прохождения паводковых вод;
• по архивным снимкам за несколько лет отслеживать плановые деформации русла и оценивать их опасность.
По результатам камеральной обработки полевых данных создается цифровая модель рельефа (ЦМР), сравнение которой с оцифрованными планами предыдущих диагностических обследований, данными архивного картографического материала и спутниковых снимков за разные годы и привязка этих материалов в единой системе координат позволяют получать разностные планы изменения рельефа и таким образом проанализировать горизонтальные и вертикальные деформации дна и берегов в зоне перехода. Полученная ЦМР и расчетные гидрологические характеристики района мониторинга используются для проведения компьютерного моделирования деформаций дна равнинных рек, дающего возможность наглядно представить характер развития русловых деформаций при различных уровнях паводка и при необходимости крупномасштабно «проигрывать» различные варианты защиты перехода от размыва.
Сочетание методов инженерных изысканий и экспертного анализа позволяет учесть многофакторный процесс динамики русла,определить причину размыва, спрогнозировать дальнейшие деформации дна и берегов и разработать технические решения для защиты и обеспечения безопасности подводных переходов. Подводя итоги, можно сказать, что мониторинг русловых процессов является следующей ступенью развития приборно-водолазных обследований, рассматривающей участок пересечения водного объекта трубопроводами как природно-технический объект. Такой подход является естественным, т.к. не только развитие руслового процесса оказывает влияние на техническое состояние подводных переходов, но и работы, проводимые по переукладке и ремонту подводных переходов в период эксплуатации, оказывают влияние на развитие руслового процесса.
Учитывая, что все подводные переходы спроектированы с учетом возможных деформаций русла в течение 25 лет, а в настоящее время уже более 2/3 переходов ОАО «Газпром» превысили этот рубеж, актуально дальнейшее развитие и внедрение работ по мониторингу русловых процессов.
ООО «ЭКОНГинжиниринг» 109387, г. Москва ул. Тихая, д. 30 Тел./факс: +7 (499) 786-43-30 e-mail: econg@mail.ru www.econg.ru
WWW.NEFTEGAS.INFO \\ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПОДВОДНЫХ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ \\ 93
