CC BY
12О НЕОБХОДИМОСТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕШЕНИЙ ПО ОБУСТРОЙСТВУ ВРЕМЕННЫХ ДОРОГ И ПЛОЩАДОК ДЛЯ РЕМОНТНЫХ РАБОТ НА УЧАСТКАХ ГАЗОПРОВОДОВ СО СТРУКТУРНО-НЕУСТОЙЧИВЫМИ ГРУНТАМИ
УДК 622.691.4+004.67
В.В. Ралко, ПАО «Газпром» (Москва, РФ)
В.И. Кочетов, ПАО «Газпром»
Ю.А. Маянц, ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (Москва, РФ),
Y_Mayants@vniigaz.gazprom.ru
А.В. Елфимов, ООО «Газпром ВНИИГАЗ»
А.С. Кузьбожев, филиал ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в г. Ухта
(Ухта, РФ)
И.Н. Бирилло, филиал ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в г. Ухта
Обеспечение надежного и безопасного функционирования магистральных газопроводов, проходящих по малоосвоенным территориям, не имеющим объектов транспортной инфраструктуры, зависит от наличия и качества вдольтрассовых дорог. По этим дорогам осуществляется доступ на участки диагностирования, сервисного обслуживания, планового и аварийного ремонта газопроводов. Наличие и качество вдольтрассовой дороги необходимы для обеспечения оперативного доступа техники, материалов и персонала к участку магистрального газопровода, на котором должны проводиться аварийно-восстановительные работы по возобновлению подачи газа потребителям.
В статье основные особенности трасс северных газопроводов рассмотрены на примере головного участка магистрального газопровода «Бованенково - Ухта» протяженностью 148 км, расположенного на п-ове Ямал. На этом участке трасса пересекает множество мелких озер, рек и ручьев, а также обширные заболоченные территории. Особенности ландшафта выступают дополнительными препятствиями для передвижения техники и персонала вдоль трассы газопровода. На отдельных участках трассы на глубине 1,0-1,5 м залегают пластовые льды, для предотвращения таяния которых применена наземная прокладка газопровода. Для проведения ремонтно-восстановительных работ сооружают временные дороги и площадки, а после окончания ремонта средства для сооружения временных дорог и площадок демонтируют и доставляют на хранение. На будущее поставлена задача определения технических требований к средствам для сооружения временных дорог и площадок и области их применения, а также к этапам и составу данных работ и определению правил эксплуатации этих сооружений.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ВДОЛЬТРАССОВАЯ ДОРОГА, МАГИСТРАЛЬНЫЙ ГАЗОПРОВОД, ПЛАНОВЫЙ РЕМОНТ, АВАРИЙНЫЙ РЕМОНТ, ДИАГНОСТИРОВАНИЕ.
Одна из основных задач организаций, осуществляющих эксплуатацию магистральных газопроводов (МГ), - обеспечение надежного и безопасного функционирования объектов транспорта газа [1]. Решение этой задачи на линейной части (ЛЧ) газопроводов обеспечивается следующими мерами: постоянным контролем за состоянием ЛЧ газопроводов -обходами, объездами, облетом
трассы с применением технических средств; выполнением работ по внутритрубной дефектоскопии; поддержанием в исправном состоянии ЛЧ газопроводов за счет своевременного выполнения ремонтно-профилактических работ, реконструкции; своевременной модернизацией и реновацией морально устаревшего и изношенного оборудования; прогнозированием, своевременным
предупреждением и ликвидацией аварийных ситуаций и аварий.
Магистральные газопроводы обладают большой протяженностью, при этом значительная часть трасс проходит по малоосвоенным территориям, не имеющим объектов транспортной инфраструктуры. Доступ на участки диагностирования, сервисного обслуживания, планового и аварийного ремонта газопроводов
Ralko V.V., Gazprom PJSC (Moscow, Russian Federation) Kochetov V.I., Gazprom PJSC
Mayants Yu.A., Gazprom VNIIGAZ LLC (Moscow, Russian Federation), Y_Mayants@vniigaz.gazprom.ru Elfimov A.V., Gazprom VNIIGAZ LLC
Kuzbozhev A.S., branch of Gazprom VNIIGAZ LLC in Ukhta (Ukhta, Russian Federation) Birillo I.N., branch of Gazprom VNIIGAZ LLC in Ukhta
Necessity of decision improvement for the construction of temporary roads and sites for repair works at the gas pipelines sections with structural-unstable soils
Ensuring the reliable and safe operation of main gas pipelines passing through underdeveloped areas without transport infrastructure facilities depends on the availability and quality of route roads. These roads provide access to the areas of diagnostics, service, planned and emergency repair of gas pipelines. The availability and quality of the route road is necessary to ensure the operative access of machinery, materials and personnel to the section of the main gas pipeline, at which emergency restoration work should be carried out to resume gas supply to consumers.
The article considers the main features of the routes of the northern gas pipelines on the example of the main section of the Bovanenkovo - Ukhta main gas pipeline of 148 km long, located on the Yamal Peninsula. On this section the route crosses many small lakes, rivers and streams, as well as wide wetlands. Features of the landscape are additional obstacles for the movement of equipment and personnel along the pipeline route. The formation ice is deposited at the depths of 1.0-1.5 m in some sections of the route; the ground laying of the gas pipeline is applied to prevent thawing of this ice. Temporary roads and sites are being built for the period of repair and restoration works, and after the completion of repairs, the means for building temporary roads and sites are dismantled and delivered for storage. The future task is to determine the technical requirements for the means for constructing temporary roads and sites and the area of their application, as well as the stages and composition of these works and the definition of the operating rules for these constructions.
KEYWORDS: ROUTE ROAD, MAIN GAS PIPELINE, PLANNED REPAIR, EMERGENCY REPAIR, DIAGNOSTICS.
Рис. 1. План пятикилометрового участка трассы газопровода с вдольтрассовой дорогой: 1 - вдольтрассовая дорога; 2 - съезд к трассе газопровода; 3 - газопровод-отвод к газораспределительной станции; 4 - линейный крановый узел; 5 - 1-я нитка газопровода; 6 - 2-я нитка газопровода
Fig. 1. Plan of the five-kilometer section of the gas pipeline route with the route road: 1 - route road; 2 - crossing track to the gas pipeline route; 3 - gas pipeline - outlet to the gas distribution station; 4 - line crane station; 5 - the 1st line of the gas pipeline; 6 - the 2nd line of the gas pipeline
возможен только по вдольтрас-совым дорогам (проездам), сооружаемым в непосредственной близости от трассы газопровода на стадии его строительства. Требуется, чтобы вдольтрассовые
дороги располагали необходимым количеством съездов к трассе га -зопровода и стояли на балансе газотранспортного предприятия, осуществляющего их содержание и ремонт.
Именно по вдольтрассовым дорогам осуществляется передвижение транспортных, транс-портно-технических средств и всех видов механизмов и установок, применяемых при строительно-монтажных работах и ремонте трубопроводов, перевозка грузов и персонала. Наличие и качество вдольтрассовой дороги приобретают особую значимость в тех случаях, когда требуется обеспечить оперативный доступ техники, материалов и персонала к участку МГ, на котором должны проводиться аварийно-восстановительные работы по возобновлению подачи газа потребителям.
ОСОБЕННОСТИ СЕВЕРНЫХ ТРАСС
Трассы северных газопроводов, примером которых является МГ «Бованенково - Ухта», как правило, проложены в зонах распространения структурно-неустойчивых грунтов (многолетне-мерзлых, лессовых, засоленных, заторфованных и т. п.), обладающих способностью изменять свои
г) d) д) e) е) f)
Рис. 2. Особенности трассы головного участка магистральных газопроводов «Бованенково - Ухта» (п-ов Ямал): а) повреждение поверхностно-растительного слоя тундры в зоне строительной полосы; б) пересечение газопроводами озер; в) подземное пересечение газопровода с ручьем; г) заболоченный участок; д) наземная прокладка газопровода на участке c подземным льдом; е) надземная прокладка газопровода на переходе через реку
Fig. 2. Features of the route of the main section of the main gas pipelines "Bovanenkovo - Ukhta" (Yamal Peninsula): a) damage to the tundra surface topsoil in the zone of the construction line; b) the crossing of lakes by gas pipelines; c) underground crossing of the gas pipeline with a stream; d) wetlands; e) above-ground pipelining in the area with underground ice; f) above-ground pipelining on crossing the river
свойства под влиянием внешних воздействий (вода, мороз, оттаивание и т. п.), что вызывает развитие значительных деформаций в конструкциях. На отдельных участках трассы таких газопроводов вдольтрассовые дороги могут располагаться на значительном расстоянии (от нескольких сотен метров до нескольких километров) от трассы МГ или отсутствовать (рис. 1). В этих случаях возникают проблемы доставки техники, грузов и персонала от вдольтрассовой дороги или имеющихся съездов непосредственно к месту выполнения работ, а также появляется потребность в обустройстве временных площадок в зоне проводимых работ.
Основные особенности трасс северных газопроводов рассмотрим на примере головного участка МГ «Бованенково - Ухта» протяженностью 148 км, расположенного на п-ове Ямал. Данный уча -сток характеризуется сплошным распространением многолетне-мерзлых грунтов мощностью 200400 м. Мерзлота сливающегося
типа, несквозные талики и талые грунты развиты, как правило, под руслами средних и крупных рек и под крупными озерами.
Грунты по составу представлены всеми литологическими разностями (песками различной крупности, супесями, суглинками и глинами), с поверхности перекрытыми торфом мощностью 0,10,5 м. Иногда встречаются торфяники с мощностью торфа от дневной поверхности 1,5-3,0 м. Водонасыщенность грунтов доходит до 80 %, льдистость составляет 15-40 %. Пластовые залежи льда на отдельных участках располагаются вблизи дневной поверхности, а их толщина может достигать нескольких десятков метров, встречаются криопэги.
Температура мерзлых грунтов на глубине нулевых амплитуд изменяется от -3 до -5 °С. Глубина сезонного оттаивания грунтов на участках с торфами составляет 0,3-0,5 м, на сложенных на поверхности песками и суглинками участках - 0,5-1,2 м. В мерзлом состоянии грунты обладают вы-
сокой прочностью и несущей способностью. При оттаивании грунты переходят в жидкотекучее состояние и практически полностью теряют свойства несущего основания.
Передвигаться по оттаявшим грунтам может только вездеходная техника, в связи с чем строительство МГ осуществлялось только в период, характеризующийся устойчивыми отрицательными температурами, с передвижением строительной техники по зимникам. Следует отметить, что использование зимних дорог не исключает нарушений почвен-но-растительного тундрового покрова (рис. 2а), а результатом таких нарушений впоследствии является значительное увеличение глубины оттаивания мерзлого грунта и активное обводнение территории.
Трасса головного участка МГ «Бованенково - Ухта» характеризуется наличием большого числа мелких озер, рек и ручьев (см. рис. 2б, в), а также значитель -ными площадями заболоченных
ГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ
Спецвыпуск № 3 (773)
Рис. 3. Линейный крановый узел с автодорогой к вертолетной площадке Fig. 3. Line crane station with a road to the helicopter pad
территорий (см. рис. 2г). Все эти особенности ландшафта становятся дополнительными препятствиями для передвижения техники и персонала вдоль трассы газопровода. Кроме того, на отдельных участках трассы на глубине 1,0-1,5 м от дневной поверхности залегают значительные по объему залежи пластовых льдов. Для предотвращения таяния подземных льдов на таких участках трассы МГ «Бованенково - Ухта» применена наземная прокладка газопровода в обваловке из при-возного грунта (см. рис. 2д), т. е. при выполнении ремонтных работ на этих участках МГ многократно повышается значимость задачи по обеспечению сохранности поч-венно-растительного покрова, являющегося своеобразной защитой от внешнего теплового воздействия подстилающих грунтов.
Следует отметить, что основная часть трассы МГ «Бованенко -во - Ухта» проложена подземно, только на 10 участках с залеганием подземного льда применена наземная прокладка, а на пяти переходах через водотоки, имеющие, как правило, крутые склоны, - надземная прокладка в виде однопролетных или многопролетных балочных переходов (см. рис. 2е).
Из конструктивных особенностей головного участка МГ «Бованенково - Ухта» следует отметить, что на ЛЧ есть восемь крановых узлов, два узла запуска и узел приема внутритрубных устройств, а также компрессорная станция. При этом возможность оперативной доставки техники, оборудования, материалов и др. имеется только к узлам запуска и приема внутритрубных устройств (в том числе к узлу запуска, смонтированному в начале участка на 3-м км газопровода подключения 1-й нитки) и к крановым узлам, находящимся непосредственно у компрессорной станции (Северный крановый узел на 119-м км и Южный крановый узел на 123-м км).
У других линейных крановых узлов существует возможность доставки на объект необходимого оборудования и персонала только по воздуху. Вблизи площадок крановых узлов обустроены вертолетные площадки и дороги, связывающие эти объекты (рис. 3). Такой метод доставки персонала и оборудования на объект осуществляется, как правило, в целях про -ведения оценки его технического состояния, выполнения комплекса плановых профилактических и ре-монтно-восстановительных работ.
В зимний период на стадии эксплуатации МГ зимник вдоль трассы газопровода не устраивается, но обустройство зимника возможно после возникновения необходимости проведения работ на газопроводе. В это время года площадки крановых узлов, в том числе и имеющиеся вертолетные площадки, подвержены снегозаносам, т. е. доставка персонала и оборудования по воздуху в этом случае возможна только после расчистки вертолетной площадки от снега.
Таким образом, на головном участке МГ «Бованенково - Ухта» осуществимо проведение плановых профилактических или ре-монтно-восстановительных работ на всем его протяжении при условии задействования авиационной техники (вертолета). Без использования вертолета (при условии нахождения персонала и оборудования на КС или газовом промысле) возможно проведение работ только на крановых узлах у компрессорной станции, а также на узлах запуска и приема внутри-трубных устройств.
ВРЕМЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ
Выполнение аварийно-восстановительных работ возможно только после обустройства временных
дорог и заездов к ремонтируемому участку газопровода от имеющейся вдольтрассовой дороги и от базовых мест расположения техники. Обустройство временных площадок для размещения техники, оборудования, материалов, объектов жилого и хозяйственного назначения непосредственно вблизи места проведения работ также способствует уменьшению затрат времени на проведение ремонтных мероприятий.
Обеспечить доступ к месту про -ведения работ по устранению аварий и инцидентов, произошедших на труднодоступных участках трассы МГ, позволяют сборно-раз -борные дорожные конструкции [2-6] и готовность эксплуатирующей организации к их применению для сооружения временных вдольтрассовых дорог (проездов) и временных площадок. Средства для сооружения временных дорог и площадок, как правило, состоят из плиты, выполняемой из деревянного бруса, полимерных или стеклопластиковых материалов и замкового устройства, обеспечивающего скрепление плит между собой. Для обеспечения необходимой прочности плит и увеличения срока их службы применяют специальные конструктивные решения, например деревянный
брус помещают в металлическую оправу.
Используются также конструктивные решения, позволяющие сворачивать средства для сооружения временных дорог в рулон и обеспечивающие их автоматизированную укладку, что заметно сокращает время на устройство дороги, но требует применения специальной дорогостоящей техники. Временные дороги и площадки сооружают на время проведения ремонтно-восстано-вительных работ, а после их окон -чания средства для сооружения временных дорог и площадок подлежат демонтажу и доставке к месту хранения.
Дороги со сборно-разборным покрытием способны не только обеспечить проезд транспортных средств, но и минимизировать повреждения почвы и растительного покрова. Этот аспект особенно важен для регионов с особыми экологическими или технологическими условиями, такими как многолетнемерзлые грунты, тундра, заповедники, плодородные грунты.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Вопросы использования временных дорог на объектах транспорта газа в настоящее
время требуют всесторонней научно-технической проработки. В частности, должны быть определены технические требования к средствам для сооружения временных дорог и площадок и область их применения, этапы и состав работ по сооружению временных дорог и площадок, разработаны технические решения по конструкции временных дорог и площадок в зависимости от грунтовых особенностей места проведения работ, определены правила эксплуатации временных дорог и площадок, а также порядок проведения де-монтажных работ и последующего хранения сборно-разборных покрытий. Весь вышеназванный комплекс исследований позволит определить конкретные сборно-разборные дорожные конструкции, пригодные для сооружения временных дорог и площадок на трассах МГ, а также порядок их применения, что в условиях отсутствия вдольтрас-совых дорог или их значительной удаленности от трассы газопровода обеспечит готовность газотранспортных предприятий к оперативному проведению ремонтных работ, в том числе к устранению аварий и инцидентов на ЛЧ газопроводов. ■
ЛИТЕРАТУРА
1. СТО Газпром 2-3.5-454-2010. Правила эксплуатации магистральных газопроводов. М.: ООО «Газпром экспо», 2010. 240 с.
2. Сборно-разборные дорожные покрытия (СРДП) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.vomzvl.ru/catalog/data/17/539/ (дата обращения: 25.08.2018).
3. Разборные сборно-разборные мобильные дорожные покрытия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://ruspolimer-grupp.ru/ dorozhnye-pokrytiya (дата обращения: 25.08.2018).
4. Мобильные дорожные покрытия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.texpolimer.ru/production/mobilnye-dorozhnye-plity/ mdp-tekhpolimer-2/ (дата обращения: 25.08.2018).
5. Мобильные дорожные покрытия - плиты МДП МОБИСТЕК [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.pretor-road.ru/ produktsiya-iz-polimernykh-kompozitnykh-materialov/mobilnye-dorozhnye-pokrytiya.html (дата обращения: 25.08.2018).
6. Передвижная мобильная дорога FAUN - новый способ борьбы с бездорожьем [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://f150.ru/ novosti-peredvigna_mobilna_doroga_faun__noviy_sposob_borbi_s_bezdorogem_967.html (дата обращения: 25.08.2018).
REFERENCES
1. Company Standard STO Gazprom 2-3.5-454-2010. Rules for the Operation of Main Gas Pipelines. Moscow, Gazprom expo LLC, 2010. 240 p. (In Russian)
2. Dismountable Road Surfaces (SRDP) [Electronic source]. Access mode: http://www.vomzvl.ru/catalog/data/17/539/ (access date: August 25, 2018). (In Russian)
3. Dismountable Mobile Road Surfaces [Electronic source]. Access mode: http://ruspolimer-grupp.ru/dorozhnye-pokrytiya (access date: August 25, 2018). (In Russian)
4. Mobile Road Surfaces [Electronic source]. Access mode: http://www.texpolimer.ru/production/mobilnye-dorozhnye-plity/mdp-tekhpolimer-2/ (access date: August 25, 2018). (In Russian)
5. Mobile Road Surfaces - MDP MOBISTEK Plates [Electronic source]. Access mode: http://www.pretor-road.ru/ produktsiya-iz-polimernykh-kompozitnykh-materialov/mobilnye-dorozhnye-pokrytiya.html (access date: August 25, 2018). (In Russian)
6. FAUN Mobile Road - a New Way to Combat with Lack of Roads [Electronic source]. Access mode: http://f150.ru/novosti-peredvigna_mobilna_doroga_ faun__noviy_sposob_borbi_s_bezdorogem_967.html (access date: August 25, 2018). (In Russian)
