CC BY
21СТРОИТЕЛЬСТВО
УДК 628. 543.5
Э.Б. Бухгалтер, д.т.н., гн.с., ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
ГАБИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ: ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ В ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Во многих отраслях промышленности используются габионные конструкции (или просто габионы) - объемные сетчатые конструкции, которые надежно защищают инженерные сооружения от негативных эрозионных явлений, отличаются высокой экономичностью, не нарушают экологического равновесия, хорошо вписываются в окружающий ландшафт.
Габионные конструкции из сетки (габионные сетчатые изделия - ГСИ) изготавливаются из стальной проволоки двойного кручения с шестиугольными ячейками в соответствии с ГОСТ Р 52132-2003 и используются в газовой промышленности для защиты земель от различных видов эрозии - русловой, склоновой, овражной и т.д., от оползней, а также в сооружениях биохимической очистки поверхностных сточных вод.
В СООТВЕТСТВИИ С ВЫШЕНАЗВАННЫМ ГОСТом,
ГСИ ПО ФОРМЕ ДЕЛЯТСЯ НА:
• К - коробчатые;
• КА - коробчатые с армирующей панелью;
• М - матрацно-тюфячные (в научнотехнической литературе и производственных инструкциях используют синоним «матрацы Рено»);
• Ц - цилиндрические.
ПО ВИДУ ПОКРЫТИЯ ПРИМЕНЯЕМОЙ СЕТКИ ГСИ ДЕЛЯТСЯ НА:
• Ц - покрытые цинком;
• ЦП - покрытые цинком и полимерами и т.д.
В ГОСТ Р 52132-2003 указаны также основные размеры коробчатых ГСИ и их конструктивные схемы. ГСИ заполняются камнем (каменным материалом прочных кристаллических пород крупной фракции), булыжником или галькой размером несколько большим, чем
размер ячейки сетки габиона прямо на строительной площадке; из них формируют гибкие проницаемые структуры в виде подпорных стенок, водосливных плотин, используют для контроля эрозии грунтов. При прокладке трубопроводов структура грунта в траншее и около нее нарушается, мелкие частицы вымываются и теряются их цементирующие свойства, что способствует дальнейшему размыву грунта и может привести к оголению и провисанию трубопровода. В последние годы для защиты подводных переходов трубопроводов все чаще применяют габионные крепления.
В отрасли имеется опыт проектирования береговых укреплений. Так, только
Рис. 2. Схема ГОФС с биоплато: 1 - канализационный коллектор; 2 - отстойник; 3 - камера с зернистой загрузкой; 4 - биоплато; 5 - камера с сорбентом
для Оренбургской области в течении пяти последних лет выполнено более десяти проектов берегоукрепления различных рек и водоемов с применением габионных конструкций: «Ликвидация разрушения береговой линии р. Ток на приближении к техническому коридору», «Переукладка перехода газопровода через р. Куксыр» и др [1]. Согласно инженерно-геологическим изысканиям, на участке приближения р. Ток к техническому коридору трубопроводов зафиксирована интенсивная боковая эрозия грунта, связанная с геологической деятельностью реки. Боковая эрозия вызывает обрушение правого подмытого берега, что угрожает сооружениям (техническому коридору). В результате обследования выявлено: береговая линия отступила на десятки метров, приближаясь к техническому коридору. Расстояние от трубопровода до береговой линии составляло 12 м по состоянию на май 2008 г. По расчетам, прогнозируемое смещение бровки берега в течение 10 лет произойдет на 35 м. Для ликвидации разрушения береговой линии р. Ток был выполнен проект берегоукрепления с помощью объемных и плоскостных габионных конструкций (ГОСТ Р 52132-2003), выполненных из сетки и заполненных камнем. Возводится подпорная стенка из коробчатых габионов, в основании укладываются матрацы Рено по слою геотекстиля (нетканый водопроницаемый материал), используемый в качестве обратного фильтра. Длина укрепления береговой линии составила 225 м. Высота подпорной стенки с основанием -4,3 м (рис. 1).
Высота габионной стены обеспечивает эффективную защиту берега от эрозии. На строительную площадку габионы
доставляются с завода сложенными и соединенными в связки. Сборка габионов выполняется вручную. Заполнение габионных сетчатых изделий осуществляется карьерным камнем на строительной площадке механизированно или вручную. Используется камень с объемным весом в пределах 1,7-2,5 т/ м3. Укладка камня производится таким образом, чтобы получить минимум пустот.
В результате деятельности р. Куксыр было размыто место перехода газопровода. Возникла необходимость пере-укладки газопровода с последующим укреплением дна и береговой линии, что и было выполнено с помощью матрацев Рено. Матрацы Рено были уложены в два слоя по слою геотекстиля, в результате чего увеличились прочность дна и береговой линии, улучшился эстетический вид [1].
Нами разработан отраслевой стандарт [2], содержащий, в частности, требования к охране окружающей среды при выборе очистных сооружений поверхностных сточных вод и рекомендуются эффективные и недорогие сооружения биохимической очистки поверхностных сточных вод (СВ) в естественных условиях, такие как биоплато. Для условий умеренного климата предпочтительными являются конструкции, имеющие в своем составе габионное очистное фильтрующее сооружение (ГОФС) с биоплато. Принципиально необходимую степень очистки ПСВ определяют из условий:
• обеспечения нормативов качества поверхностных вод в приемнике СВ или их природного состава и свойств на участке водопользования, начиная с контрольного створа - при сбросе СВ в поверхностные водные объекты (водотоки, водоемы);
К Го Утаї
О со с;
о I § о |3
СЕ О- *
- О и
я * о2* аГ 9 к го г ш й- ОС
? 8 з
х|1 її" О і О-5 О. га
ГО О СО
2 * % 5-ой
<53 ш ^
■х £ 1
л ^
£ £5. О <и ос О з- го
5 к с; о_ го си ш і- X Г__ и !і ^ к 5 й го ^ Ю I < Ф и 5 ага а; о. ти*
с *
, О-<
г р Ї Ж О. ■“ 5СШ £1 и =г н
< « >ч
*< & = в Ї
ГО О- о > Ш а. ^ и ю
я и
II?
152
£ ° и'
^ о_ го
<г ш
т жо
WWW.NEFTEGAS.INFO
строительство
Рис. 3. Схема крепления подводных траншей габионами: 1 - трубопровод; 2 - грунт вокруг трубопровода; 3 - габионы; 4 - уклон реки
• обеспечения устойчивой инфильтрации СВ в грунт - при подпочвенном отведении с помощью инфильтрационных сооружений;
• совместимости СВ с пластовыми водами и приемистости поглощающего горизонта - при закачке в глубокие водоносные горизонты (совместно с производственными СВ) или при заводнении нефтяных пластов;
• обеспечения требований к качеству СВ в зависимости от вида их использования (утилизации). Расчеты необходимой степени очистки поверхностных СВ с учетом разбавления в поверхностных водных объектах выполняют по Методике [3] или с помощью сертифицированных программных комплексов, допущенных к применению в установленном законодательством порядке. Очистные установки и оборудование станций очистки СВ должны иметь блочно-комплектное исполнение заводского изготовления. Основные параметры некоторых установок для очистки нефтезагрязненных по-
верхностных СВ блочно-комплектного исполнения заводского изготовления, аттестованные в ОАО «Газпром», приведены в [2]. Наиболее простыми и дешевыми сооружениями биохимической очистки поверхностных СВ в естественных условиях являются биоинженерные сооружения:
• биологические пруды;
• биоплато;
• гидроботанические площадки;
• фитофильтрационные каналы;
• рассеивающие выпуски;
• сооружения очистки потоком по склону, засеянному многолетними травами.
Предпочтительными сооружениями очистки поверхностных СВ для условий умеренного климата являются сооружения, имеющие в своем составе биоплато, представителями которых являются габионные очистные фильтрационные сооружения (ГОФС) с биоплато. ГОФС с биоплато предназначены для очистки поверхностных СВ - дождевых, талых и поливомоечных, с автомобильных и
железных дорог, площадочных сооружений, автостоянок и других объектов, которые содержат в основном взвешенные вещества, сорбированные на них нефтепродукты, минеральные соли и органические примеси естественного происхождения.
ГОФС с биоплато могут иметь производительность до 20 тыс. м3/сут. и обеспечивать очистку поверхностных СВ с площади водосбора до 200 га с коэффициентом стока 0,95.
ГОФС с биоплато является комплексом сооружений, имеющим, как правило, четыре ступени очистки. Схема ГОФС с биоплато приведена на рисунке 2. Стенки всех элементов выполняют из габионных конструкций, покрытых с внутренней стороны геотекстилем -нетканым материалом из бесконечных полипропиленовых волокон, что обеспечивает его высокие физикомеханические свойства, а также стойкость к различным химическим соединениям - щелочам, кислотам. Материал не подвержен гниению, воздействию грибков, плесени, прорастанию корней. При применении геотекстиля в гидротехнических сооружениях, в гидродренажных системах реализуются такие основные функции геотекстилей, как разделение, армирование, фильтрация, дренаж и их сочетания. Отстойник (см. рис. 2) обеспечивает аккумуляцию поверхностных СВ в объеме расчетного дождя заданной обеспеченности. Камера с зернистой загрузкой является второй ступенью очистного сооружения. Выполняет функции медленного фильтра и регулирующего расход элемента. В камерах с зернистой загрузкой допускают использование различных фильтрующих материалов, отвечающих установленным санитарным и технологическим требованиям. Биоплато представляет собой мелководный бассейн, засаженный высшими водными растениями - макрофитами. Процессы доочистки наиболее активно идут в теплый период года, так как в состав биоплато входят высокопродуктивные гидробионты, работающие при температуре не ниже 5 С. В холодный период года доочистка поверхностных СВ до требуемого уровня происходит на сорбентном фильтре, установленном в камере на выходе из ГОФС. Благодаря
Рис. 4. Бурятия, местность Энхалук (в нескольких метрах от берега озера Байкал)
совместному действию сообщества растений и микроорганизмов происходит доочистка СВ от нефтепродуктов и других загрязняющих компонентов. Комплекс сооружений рассчитан на непрерывную работу в течение года, после чего необходимо удаление осадка из отстойника, промывка или замена фильтров. Замена биоплато требуется один раз в 5 лет. Гарантийный срок работы модуля ГОФС без капитального ремонта при соответствующем обслуживании - 25 лет. ГОФС с биоплато является открытой самотечной, самовозобнов-ляемой экосистемой, устойчивой к климатическим и техногенным нагрузкам, обеспечивает условия,свойственные природным системам к поддержанию самоочищающей способности. Не требует для своей работы насосного оборудования, электропитания, капитальных служебных помещений, дорогостоящего постоянного обслуживания с применением специальной техники, реагентов или аппаратуры.
В работе [4] предлагается существенно повысить степень механизации процесса укладки габионных ящиков при креплении подводных траншей габионами. В качестве базовой машины использо-
вали паром понтонный ППЭ-120, состоящий из четырех понтонов грузоподъемностью 120 т. Для сборки габионной ленты в средней части судна имеется роликовый контейнер, представляющий собой два ряда роликов длиной 1,2 м и установленных на специальной раме. После заполнения коробов камнями габионная лента при помощи приводных роликов конвейера погружается в воду. На берегу устанавливается лебедка, канаты которой подтягивают габионную ленту к месту укладки. Точность укладки ленты регулируется с помощью створов, установленных по ходу движения судна. Простота конструкции, легкость изготовления и укладки, невысокая стоимость в сочетании с высокой технологичностью процесса позволяют экономить от 10 до 50% средств по сравнению с использованием бетонных и железобетонных плит. На рисунке 3 показана схема крепления подводных траншей габионными конструкциями. Достаточно широкое применение габионных конструкций привело к повышенным требованиям по дизайну сооружений. В качестве удачного примера можно назвать работу по креплению моста всего в нескольких метрах
от берега озера Байкал, в местности Энхалук - любимом месте отдыха жителей Бурятии и Иркутской области, поэтому неудивительны повышенные требования к дизайну крепления. Крепление было выполнено из берегового камня трех цветов, при этом опорная часть - белым камнем (доломитом). Чтобы уменьшить расход доломита, им выкладывалась только наружная часть габионов (рис. 4), что привело к удорожанию всего на 0,3%. Конечно, не везде есть возможность применять камень трех цветов, но там, где это возможно и объект возводится на многие годы, необходимо сочетать высокое качество и дизайн.
Таким образом, габионные конструкции находят все более широкое применение как в газовой промышленности (для защиты инженерных сооружений от негативных эрозионных явлений, в частности для берегоукрепительных работ, для защиты подводных переходов трубопроводов, узлов в системах очистки сточных вод и т.д.), так и на селитебных территориях и в рекреационных зонах как креативные эколого-дизайнерские решения, например по укреплению откосов в черте городов.
Литература:
1. Брыкова Е.В. Габионные конструкции: улучшение экологической ситуации, предупреждение аварий/ Нефтепромысловое дело, 2009, №12, с. 44-47.
2. Бухгалтер Э.Б., Ниберг А.А., Баранов А.В. и др. СТО Газпром 2-1.19-519-2010.
3. Методика разработки нормативов допустимых сбросов веществ и микроорганизмов в водные объекты для водопользователей (утверждена приказом МПР России от 17 декабря 2007 г. №333).
4. Медведев С.С., Мартынова Н.Б. и др. Применение габионных конструкций для защиты подводных переходов трубопроводов / Наука и техника в газовой промышленности, 2007, №3, с. 90-93.
Взвешивание во взрывоопасных зонах
ОГНЕОПАСНО
РОССИЯ (Европейская часть)
Flintec Ru,
125373, г. Москва, бульвар Яна Райниса 37, оф. 92 т/ф (495) 949 36 92 e-mail: flintec@mail.ru web: www.flintec.ru
РОССИЯ (Большой Урал, Сибирь, Дальний Восток) ООО "Весовая Техника"
454084, г.Челябинск, ул.Болейко 4Б, оф. 1 т/ф.: (351) 210-218-8, 210-218-9 т. (351) 727-19-10 ICQ 426442130 e-mail: info@flintec.chel.ru web: www.flintec.chel.ru, web: www.flintec.com
Самоцентрирующийся тензодатчик 11СЗ-0Ех1а11СТб/Т5 и весовой модуль 5520
Краткие достоинства:
-нагрузочная способность 7/15/20/30/40/50/100/150/300 тонн;
- защита от опрокидывания;
- защита от вращения;
- защита от чрезмерных продольно-поперечных перемещений;
- шунтирующий кабель в комплекте.
на правах рекламы
