Опыт грунтовой защиты магистральных газопроводов на болотах Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

© В.П. Валуйских, Н.И. Леванов, 2009

В.П. Валуйских, Н.И. Леванов

ОПЫТ ГРУНТОВОЙ ЗАЩИТЫ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ НА БОЛОТАХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Разработаны методики расчёта и технологии установки геотекстильных «якорей » и грунтовых пригрузов при выполнении гидромеханизированных работ грунтовой защиты магистральных газопроводов.

Ключевые слова: магистральные газопроводы, гидромеханизированные работы, геотекстиль-грунтовые пригрузы.

Магистральные газопроводы (МГП), построенные в Западной Сибири 70-80-х годах прошлого века в сложных природно-климатических и инженерно-геологических условиях, в значительной степени исчерпали свой проектный ресурс. В настоящее время остро стоит проблема обоснованного продления срока службы МГП в условиях нарастания числа обнаруженных дефектов, участков «всплытия» (рис. 1), разрушения и опрокидывания пригрузов, аварийных ситуаций.

Для продления срока службы МГП и создания условий их нормальной эксплуатации выполняются гидромеханизированные работы грунтовой защиты (ГМРГЗ) МГП и устройства вдоль трассовых проездов (ВТП) [1-4].

Качество и интегральные экономические показатели устройства ВТП альтернативными вариантами производства работ (рис. 2) безусловно не оставляют шансов на победу «сухоройному» способу отсыпки ВТП, но, к сожалению, «политические» соображения сохраняют «интригу выбора» и определяют такой выбор.

Современные экономические условия, обременённые мировым кризисом, условия производства гидромеханизированных работ на МГП при повышенной опасности, связанной с сохранением рабочего давления в газопроводах, и перспективы выполнения больших объёмов ГМРГЗ на МГП предопределяют поиск рациональных и безопасных специальных оборудования и технологий ГМРГЗ.

Рис. 1. Состояние магистральных газопроводов на болотах Западной Сибири:

а - «всплытие» МГП при опрокидывании пригрузов; б - «всплытие» МГП вместе с пригрузами

С учётом указанных условий Владимирским госуниверсите-том, НПФ «Поиск» и ЗАО «Уренгойгидромеханизация» в течение десяти лет выполняется широкий комплекс исследовательских, научно-практических и производственных работ, в числе которых значительный объём занимают строительство на болотах вдоль трассовых проездов и ГМРГЗ МГП [1-4].

б

Рис. 2. Состояние вдоль трассовых проездов на болотах Западной Сибири: а -

ВТП, построенный «сухим» способом, в летний период; б - ВТП, построенный гидромеханизированным способом

Повышение безопасности ГМРГЗ на МГП (при сохранении рабочего давления) может быть выполнено по двум принципиальным направлениям:

• пространственное закрепление МГП в подготовительный период, предшествующий выполнению ГМРГЗ, например, с помощью геотекстиль-грунтовых пригрузов - см. рис. 3;

• снижение силового технологического воздействия на МГП при выпол-нении ГМРГЗ.

Пространственное закрепление МГП, выполняемое в подготовительный период, безусловно эффективный приём повышения безопасности работ, но даже при возможности его применения (транспортная доступность, наличие грунта и др.),

требующий значительных финансовых и временных затрат. В сложившейся практике планирования ремонтных работ на МГП, последнее условие, как правило, не позволяет применять указанный приём закрепления МГП.

С целью использования идеи пространственного закрепления МГП, нами разработаны методики расчёта и технологии установки геотекстильных «якорей» (ГТЯ) и грунтовых пригрузов при выполнении работ ГМРГЗ МГП [4].

Установка ГТЯ (см. рис. 4) выполняется в сечениях газопровода, как правило, свободных от пригрузов и находящихся под дейст-

вием гидростатических подъёмных сил пологих обводнённых откосов земляного сооружения.

Рис. 4. Гидромеханизированная грунтовая защита магистрального газопровода на «арках»: а - установка геотекстильных «якорей» (ГТЯ); б -замыв ГТЯ

В зависимости от стабильности концентрации пульпы установленные ГТЯ либо сразу замываются пульпой, либо предварительно пригружаются ранее намытым грунтом, надвигаемым на

ГТЯ бульдозером. В последнем случае эффект пригружения и удержания от подъёма газопровода проявляется немедленно и отсутствует вероятность смыва установленного ГТЯ.

б

Рис. 5. Гидромеханизированная грунтовая защита магистрального газопровода: а - использование бокового распределённого сброса пульпы; б - использование пассивного сгустителя пульпы и распределённого регулируемого сброса пульпы

В связи с изложенным выше, дальнейшие наши усилия и комплекс исследовательских, научно-практических и производственных работ был направлен на снижение силового технологического воздействия на МГП.

Достижение указанной цели, прежде всего, происходит при уменьшении уклонов откосов намыва земляного сооружения и потоков пульпы вдоль газопровода путём:

• распределения потока пульпы на большую площадь;

• сброса пульпы через щелевые вырезы - рис. 5;

• пассивного (рис. 6) или активного (рис. 7) сгущения пульпы.

Наш опыт применения специальных технологий и оборудования [1-4] свидетельствует, что среди них нет универсальных - каждые технологии и оборудование имеют условия их рационального применения, которые должны быть учтены при разработке проекта производства ГМРГЗ МГП.

а Рис. 6. Пассивные сгус-тители

пульпы (ПСП) для её ламинарного потока с применением для регулирова-ния положения разделительной пластины: а — (ПСП перед установкой) — штанги ; б — (ПСП в работе) - винта

Следует отметить, что использование традиционных технологий производства гидромеханизированных работ [5] на МГП приводит к значительных технологическим деформациям газопроводов, повышающих опасность работ.

Применение весьма перспективных разработок инерционных сгустителей [6] горизонтальной компоновки и, особенно, вертикальной компоновки при замыве МГП не допустимо по технике безопасности работ на МГП.

Опытно-внедренческие и производственные работы полнены в 1999-2006-х годах Владимирским региональным отделением Российской Академии транспорта, научно-производственной фирмой «Поиск» и Владимирским государственным университетом совместно с АК «Трасгидромеханизация», ЗАО «Уренгойгидромеханизация» и ООО «Сургутгазпром».

Рис. 7. Заводские испытания активного сгустителя пульпы для её ламинарного потока

-------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Валуйских В.П., Леванов Н.И., Мельников И. Т. Специальные технологии и оборудование для повышения безопасности работ грунтовой защиты газопроводов / Актуальные проблемы транспорта. Сборник НТТ. Том 2. - СПб: СПГУВК, 2001. - С. 103109.

2. Валуйских В.П. Специальные технологии гидромеханизированной грунтовой защиты магистральных газопроводов / В сб.: Итоги строительной науки. - Владимир: ВлГУ, 2001. - С. 168-170.

3. Валуйских В.П., Малова Н.А., Пронин В. В. Специальные технологии и оборудование гидромеханизированной грунтовой защите газопроводов / Гидромеханизация 2003. Вып. 3. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - С 254-261.

4. Валуйских В.П., Леванов Н.И. Специальные технологии и оборудование гидромеханизированной грунтовой защите газопроводов с минимизацией ширины полосы замыва / Гидромеханизация 2006. Вып. 4. - М.: Изд-во МГГУ, 2006. - С. 26-29.

5. Огурцов А.И. Намыв земляных сооружений. - М: Стройиздат, 1963. - 368 с.

6. Глевицкий В.И. Гидромеханизация в транспортном строительстве. - М: Транспорт, 1988.

7. Егоров В.К., Каменецкий В.Л., Харченко С.Л., Штин С.М. Научные и практические достижения в области гидромеханизации. - М.: МГГУ, 2001. Н5Н=Д

V.P. Valuyskih, N.I. Levanov

THE IMPLEMENTATION OF THE SOIL PROTECTION OF THE TRANSMISSION PIPELINE AT THE SWAMPS OF THE WESTERN SIBIREA

The calculation techniques of geotextile anchore installations during hydraulic operations for the soil protection of the transmission pipeline are developed.

Key words: gas transmission pipelines, hydraulic mechanical operations, geotextile - earth pressure.

Коротко об авторах _______________________________________________

Валуйских В.П. — доктор технических наук, профессор, Владимирский государственный университет, [email protected],

Леванов Н.И. — ген. директор «Уренгойгидромеханизация», [email protected]