CC BY
60БЕЗОПАСНОСТЬ КРИТИЧЕСКИ ВАЖНЫХ И ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫХ ОБЪЕКТОВ
ОСНОВЫ ПОДГОТОВКИ ТРАНСПОРТНЫХ СООРУЖЕНИЙ К БЕЗОПАСНОМУ И УСТОЙЧИВОМУ
ФУНКЦИОНИРОВАНИЮ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ
В.А. Седнев, доктор технических наук, профессор, заслуженный работник высшей школы Российской Федерации. Академия ГПС МЧС России
Рассмотрены состав и характеристики производственных фондов видов транспорта, а также содержание и особенности проведения мероприятий, направленных на повышение безопасности и устойчивости их функционирования в чрезвычайных ситуациях.
Ключевые слова: виды и средства транспорта, чрезвычайная ситуация, безопасность и устойчивость функционирования
BASIS OF PREPARATION OF TRANSPORT FACILITIES FOR THE SAFE AND SUSTAINABLE FUNCTIONING IN EMERGENCY SITUATIONS
V.A. Sednev. Academy of State fire service of EMERCOM of Russia
Describes the structure and characteristics of production assets types of transport, as well as the content and features of measures aimed at improving the safety and sustainability of their operation in emergency situations.
Keywords: types and means of transport, emergency, security and stability of functioning
Для обеспечения безаварийного функционирования видов и средств транспорта и доставки грузов потребителям должен быть выполнен комплекс мероприятий как при проектировании, строительстве и эксплуатации транспортных сооружений, так и при совершенствовании средств подвижного состава, морских и речных судов, самолетов и вертолетов, оборудования трубопроводов с учетом условий и особенностей их работы.
Разнообразие мероприятий объясняется разветвленной инфраструктурой транспортных систем, многообразием транспортных средств, степенью опасности перевозимых грузов. Характер повреждения и выход из строя транспортных сооружений зависят от прочностных свойств дорог и мостов, подвижного состава, погрузочно-разгрузочных устройств, наземных сооружений трубопроводного транспорта и др. Основной объем перевозок грузов и пассажиров выполняется транспортной системой (совокупность транспортных средств, инфраструктуры и управления), состоящей из различных видов транспорта [1]:
а) железнодорожный, с колеей 1 520 мм, включающий:
- отделения железных дорог общей сети, соединяющих регионы, города, пристани, порты, базы, объекты различного назначения;
- подъездные пути общей сети к отдельным производственным объектам, стройплощадкам, базам, складам и т.п.;
- межцеховые пути на крупных производственных объектах, выполняющие функции технологического транспорта;
б) автомобильный, использующий автомобили различных типов. Автомобильные дороги бывают федерального, регионального, межмуниципального и местного значения и частные. Автомобильный транспорт может использоваться практически в любое время года, а наиболее эффективен при перевозке грузов на расстояние 300-500 км;
в) трубопроводный, по которому перекачивается сырая нефть и нефтепродукты, природный и попутный газ и некоторые продукты химического производства. Протяженность магистральных трубопроводов на территории страны составляет 250 тыс. км, в том числе газопроводов 175 тыс. км, нефтепроводов 55 тыс. км и нефтепродуктопроводов 20 тыс. км;
г) морской и речной. Важность морского транспорта для страны определяется ее положением на берегах трех океанов и протяженностью морской границы 42 тыс. км. Протяженность внутренних вод составляет 101,6 тыс. км;
д) воздушный - является самым дорогим и большее значение имеет для пассажироперевозок;
е) метрополитены и участки путей городского транспорта. Метрополитены действуют в семи городах: Москве, Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Самаре, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Казани.
Рассмотрим состав и характеристики основных производственных фондов видов транспорта и оценим их влияние на устойчивость перевозки грузов и пассажиров.
Основными сооружениями и средствами передвижения железнодорожного транспорта являются:
1. Верхнее строение пути (рис. 1), состоящее из насыпи, шпал, балласта и рельсов. На магистральных путях используются железобетонные и деревянные шпалы. Количество шпал на километр железнодорожного пути называется эпюрой укладки шпал. Стандартные значения - 2 000, 1 840, 1 600, 1 440 шпал/км. В основном применяется эпюра 1 840 шт/км (46 шпал на 25 м) на прямых участках и 2 000 шт/км в кривых. На километр пути также укладывается около 750 м3 балласта из щебня или крупнозернистого песка.
2500
1 - рельсы; 2 - шпалы; 3 - балласт; 4 - насыпь
2. Стрелочные переводы, обеспечивающие отвод пути от основной магистрали или разветвление пути на несколько параллельных, дающих возможность переводить вагоны и составы с одного пути на другой.
3. Сортировочные горки и наклонные плоскости на насыпях или эстакадах. Верхнее строение пути, стрелочные переводы и сортировочные горки на насыпях устойчивы к воздействию воздушной ударной волны ядерного взрыва и выдерживают АРф=100 кПа и более.
4. Мосты и эстакады, конструкции которых возводятся из металла или железобетона и, в зависимости от пролета, способны выдержать без разрушения нагрузку от воздушной ударной волны 300-500 кПа.
5. Тоннели, прокладываемые через горные хребты, выдерживающие нагрузку от воздушной ударной волны 300-500 кПа.
6. Контактная сеть электрифицированных дорог, тяговые подстанции, линии связи и управления. Эти элементы выдерживают нагрузку от воздушной ударной волны в пределах 70-100 кПа.
7. Подвижной состав - электровозы, тепловозы, грузовые и пассажирские вагоны и специального назначения. Средства подвижного состава выдерживают нагрузку от воздушной ударной волны 60-150 кПа.
8. Здания вокзалов, ремонтные предприятия, склады горюче-смазочных материалов, другие постройки. Железнодорожная сеть разделена на территориальные управления дорог. Устойчивость функционирования железнодорожного транспорта определяется не только сохранностью железнодорожных узлов, подвижного состава и контактной сети, но и сохранностью мостов через реки, наличием обходов железнодорожных узлов, дублированием мостов и др.
Основные производственные фонды автомобильного транспорта: автомобильные дороги; мосты, эстакады, тоннели; автопарки, гаражи, станции технического обслуживания; здания автовокзалов, ремонтных предприятий; автозаправочные станции. Объем перевозки грузов и пассажиров зависит от сохранности автопарка, обеспечения горюче-смазочными материалами, организации обслуживания и ремонта. Наиболее уязвимыми являются: подвижной состав (автомобили, автобусы и т.п.), выдерживающий АРф=50-90 кПа; здания автовокзалов и наземных гаражей-стоянок, выдерживающие АРф=30-50 кПа.
Трубопроводный транспорт - устойчивый вид транспорта жидкостей или газов и продуктов (химически стабильных веществ, которые возможно перемещать по трубопроводам). Себестоимость транспортирования нефтепродуктов и газа значительно ниже, чем при перевозке на большие расстояния другими видами транспорта. Трубопроводный транспорт разделяется на магистральные (рис. 2) и распределительные сети.
Основными производственными фондами являются: головные установки подготовки нефти и газа; перекачивающие и компрессорные станции; резервуарные парки нефти и нефтепродуктов, хранилища газа; линии электроснабжения перекачивающих и компрессорных станций и связи.
Магистральные нефтепроводы разделяются на эксплуатационные участки длиной 300-500 км. В начале и конце участка размещаются главные насосные станции. Головными сооружениями на магистральном газопроводе являются: установка подготовки газа, включающая очистку газа от капельной влаги, углеводородного конденсата и других примесей; головная компрессорная станция.
Через 100-150 км по длине газопровода размещаются промежуточные компрессорные станции для поддержания рабочего давления газа и линейная запорная арматура в специальных колодцах. На конечных пунктах эксплуатационных участков устраиваются газораспределительные станции, обеспечивающие подачу газа в распределительную газовую сеть или газгольдерные парки.
На конечных участках газовой сети высокого давления устраиваются газорегуляторные пункты, в которых давление газа снижается и по трубопроводам сети низкого давления газ поступает к потребителям.
Магистральные трубопроводы, проложенные в грунте на глубине 1,5-3 м, выдерживают воздействие воздушной ударной волны ядерного взрыва АРф=600-1000 кПа. В этом случае трубопровод может быть разрушен от внутреннего давления газа или нефти, что может также привести к возгоранию или взрыву газовоздушной смеси. Наземные резервуары и здания перекачивающих и компрессорных станций могут выдержать АРф=30-70 кПа, а заглубленные резервуары - до 100 кПа.
К основным производственным фондам морского и речного транспорта относятся:
- суда (грузовые и пассажирские теплоходы, баржи, буксиры, нефтеналивные танкеры, контейнеровозы и т.п.);
- порты, пристани, причалы для погрузки и разгрузки, вокзалы, склады;
- крановое хозяйство и контейнерные терминалы;
- ремонтные предприятия - судоремонтные заводы и ремонтно-эксплуатационные
базы;
- нефтебазы и склады горюче-смазочных материалов.
Рис. 2. Схема магистрального газопровода: 1 - скважины; 2 - установки по сбору газа; 3 - газосборные сети; 4 - установка по подготовке газа к транспортировке; 5 - головная компрессорная станция; 6 - магистральный газопровод;
7 - запорная арматура; 8 - компрессорная станция; 9 - переходы через малые водные преграды; 10 - линии связи; 11 - дороги; 12 - аварийный запас труб;
13 - переходы через крупные водные преграды; 14 - вдоль трассовые подъездные дороги; 15 - газораспределительные станции; 16 - отводы; 17 - защитные сооружения трубопровода;
18 - система защиты от электрохимической коррозии; 19 - линии электропередачи; 20 - подземные хранилища газа; 21 - компрессорные станции; 22 - водосборники; 23 - дома
линейных ремонтеров-связистов; 24 - лупинги; 25 - вертолетные площадки; 26 - газораспределительные станции города; 27 - газорегуляторные пункты; 28 - городские
газовые сети
Наименее устойчивыми к воздействию воздушной ударной волны ядерного взрыва, взрыва взрывчатых веществ и газовоздушной смеси являются крановое хозяйство (АРф=50-80 кПа), производственные и складские здания (АРф=20-50 кПа), нефтебазы и склады (АРф=30-50 кПа).
Основные производственные фонды воздушного транспорта:
- воздушные суда, самолеты, вертолеты; ангары и стоянки для них;
- взлетно-посадочные и сигнальные полосы, рулежные дорожки;
- здания аэропортов, включающие диспетчерские пункты и пункты управления воздушным движением, помещения управления и технических служб, узлы связи, помещения для обслуживания пассажиров;
- ремонтные предприятия и склады горюче-смазочных материалов.
Наиболее уязвимыми являются воздушные суда и здания аэровокзалов, выдерживающие воздушную ударную волну ядерного взрыва АРф=15-20 кПа; взлетно-посадочные и рулежные дорожки могут выдерживать АРф=1500-3000 кПа. При воздействии обычных средств поражения взлетно-посадочные полосы достаточно уязвимы. Устойчивость функционирования транспорта достигается за счет обеспечения сохранности подвижного состава, погрузочных средств, источников электроснабжения и горюче-смазочных материалов.
Вероятность сохранности производственных фондов видов транспорта может быть оценена с использованием приведенного показателя устойчивости зданий и технологического оборудования [2, 3], в зависимости от которого определяются вероятности наступления различных степеней их разрушений.
Основными требованиями к мероприятиям по безопасному и устойчивому функционированию транспортной системы и видов транспорта в чрезвычайных ситуациях (ЧС) мирного и военного времени являются [4]:
1. Заблаговременное прогнозирование состояния основных производственных фондов видов транспорта для обоснования мероприятий, направленных на повышение безопасности и устойчивости их работы.
2. Программное планирование мероприятий по повышению устойчивости функционирования видов и средств транспорта, по совершенствованию инфраструктуры транспортной системы, по обеспечению комплексного использования видов транспорта и маневру ими для обеспечения перевозки грузов и населения.
3. Размещение строящихся транспортных сооружений, складов и баз горючесмазочных материалов и других объектов вне зон возможных разрушений и катастрофического затопления.
4. Подготовка к восстановлению транспортных сооружений и средств обеспечения условий работы транспорта на радиоактивно загрязненной местности, при образовании очагов химического, биологического заражения.
5. Заблаговременное планирование перевозок и подготовка транспортных служб и средств видов транспорта к исполнению этих планов. Объемы перевозок грузов и населения согласуются с основными объектами промышленности, другими грузополучателями и грузоотправителями, а также управлениями железных дорог.
Объемы и характер мероприятий зависят от особенностей функционирования видов транспорта и других факторов.
Эффективными комплексами мероприятий, направленных на повышение безопасности и устойчивости перевозки грузов и пассажиров, являются:
- строительство обходов и узловых соединительных путей вокруг категорированных городов, химически-, взрыво- и пожароопасных объектов и территорий, используемых для пропуска поездов, перевозки опасных грузов и отстоя вагонов с ними;
- соблюдение правил безопасности при транспортировании опасных грузов и установленного порядка ликвидации аварийных ситуаций;
- развитие погрузочно-разгрузочных терминалов для переработки и обслуживания поездов, накопление средств погрузки и разгрузки вагонов;
- обеспечение защиты и повышение устойчивости функционирования основных производственных фондов различных видов транспорта, средств и систем управления движением и передачи информации;
- создание резерва энергоисточников, локомотивов подвижного состава, грузовых, пассажирских и специальных вагонов на случай ЧС, пожарных и ремонтно-восстановительных поездов, приспособление грузовых вагонов для перевозки людей при эвакуации населения;
- организация при ведении военных действий для обеспечения безостановочного пропуска железнодорожного подвижного состава через железнодорожные станции вне зон возможных разрушений и возможного катастрофического затопления дублирующих железнодорожных станций;
- создание для дежурного оперативного персонала железнодорожных станций, отнесенных к объектам особой важности и первой категории по гражданской обороне, защищенных запасных пунктов управления, обеспечивающих непрерывность руководства эксплуатационной деятельностью инфраструктуры;
- совершенствование систем оповещения и информирования персонала и населения близлежащих районов и др.
Предельное удаление обходной железной дороги от границ проектной застройки городов или зоны возможных разрушений - не менее 7 км. Чем ближе обход к узлу, тем меньше длина обходной линии и затраты на ее возведение. При удалении от границ города на 2-3 км длина обходных линий сократится до 25 км. Это позволит при незначительном снижении вероятности сохранения подвижного состава (на 3-5 %) получить значительную экономию денежных средств. На рис. 3 показана схема обходных путей вокруг категорированного города с железнодорожным узлом «Д» и видно, что протяженность обходных линий по варианту 1 (удаление более 7 км) больше, чем по варианту 2 (удаление 2-3 км от границ проектной застройки).
Для обеспечения устойчивости функционирования автомобильного транспорта в ЧС могут предусматриваться следующие комплексы мероприятий:
- вынос (размещение) автопарков, гаражей, станций технического обслуживания и ремонта автомобилей, складов горюче-смазочных материалов из городов и размещение их за пределами зон возможных разрушений и зон возможного катастрофического затопления;
- строительство обходных дорог вокруг категорированных городов - удаление обходных линий автомобильных дорог от границ проектной застройки должно быть не менее 2 км, а также стыковка городских магистралей с загородными, что дает возможность исключить движение автотранспорта по объездным маршрутам и сократит время вывоза населения при эвакуации;
- строительство подъездных путей к станциям и вокзалам-пунктам посадки населения и грузовым терминалам и др.
Г
Л
Рис. 3. Схема железнодорожного обхода категорированного города: Д - железнодорожный узел; А-Б - двухпутная железнодорожная линия; В-Г - однопутная железнодорожная линия; А, Б, В, Г - предузловые станции; В-А - Г-Б - обход (вариант 1 - глубокий вариант); И-К-Л-М - обход (вариант 2 - короткий вариант); 1 - граница проектной застройки; 2 - граница зоны возможного разрушения; 3 - соединительные ветви обходов
Мероприятия по повышению устойчивости функционирования нефтепроводов и газопроводов сводятся к следующим группам:
- прокладка трасс магистральных трубопроводов (газопроводов, нефтепроводов, продуктопроводов, конденсатопроводов) при наземной прокладке труб за пределами зон возможных разрушений;
- установление безопасных расстояний между соседними сооружениями, в которых прокладываются трубопроводы, насосными и компрессорными станциями. Расстояние между соседними трубопроводами нефтепродуктов и газа должно быть не менее 30 км;
- размещение перекачивающих насосных и компрессорных станций, компрессорных и газораспределительных станций за пределами зон возможных сильных разрушений и возможного катастрофического затопления и др.
Мероприятия по повышению устойчивости функционирования объектов морского и речного транспорта сводятся к следующим группам:
- запрещение строительства морских портов, судоремонтных заводов и ремонтно-эксплуатационных баз флота в зонах возможных разрушений и возможного катастрофического затопления;
- создание запасных перегрузочных пунктов, судоремонтных баз, морских пунктов судоремонта в условиях рассредоточения и на стоянках плавучих доков для морских портов, судоремонтных заводов и ремонтно-эксплуатационных баз, находящихся в зонах возможных разрушений;
- обеспечение устойчивого снабжения береговых объектов морских портов электроэнергией, водой, горючим, смазочными и другими материалами;
- чередование при компоновке генерального плана морского порта закрытых складов с площадками для грузов открытого хранения;
- расположение вне зон возможного катастрофического затопления защитных сооружений гражданской обороны;
- удаление железнодорожных путей для накопления и отстоя вагонов и цистерн, акваторий для судов с такими грузами на расстояние не менее 250 м от жилых, производственных и складских зданий, от мест складирования самовозгорающихся и легковоспламеняющихся грузов;
- оборудование запасных пунктов управления в защитных сооружениях в морских портах и судоремонтных заводах, расположенных на территориях, отнесенных к группам по гражданской обороне, а также отдельно расположенных морских портах и судоремонтных заводов, отнесенных к категории особой важности по гражданской обороне и др.
Для повышения устойчивости функционирования объектов авиационной инфраструктуры предусматриваются следующие мероприятия:
- использование в качестве аэродромов рассредоточения для авиационных формирований всех аэродромов в первую очередь находящихся за пределами зон возможных разрушений и возможного катастрофического затопления;
- размещение складов горючих и воспламеняющихся веществ аэродромов ниже по рельефу местности относительно сооружений аэродромов, городских округов и поселений. При расположении склада выше или на одном уровне по рельефу местности относительно основных сооружений аэродромов, городских округов и поселений, расположенных на расстоянии до 200 м от указанного склада - предусматривать мероприятия, исключающие растекание горючих и воспламеняющихся веществ при повреждении наземных резервуаров;
- централизованное электроснабжение аэродромов от внешних источников электроэнергии и электрических сетей, расположенных вне зон возможных разрушений, а в пределах зон возможных разрушений сети электроснабжения предусматривать в кабельном исполнении;
- создание защищенных пунктов управления аэропортов при введении военного положения в районах аэродромов и на территориях аэропортов гражданской авиации и др.
Задачи органов управления по делам гражданской обороны и ЧС по организации планирования и выполнения инженерно-технических мероприятий, направленных на повышение безопасности и устойчивости функционирования видов транспорта
К числу основных задач органов управления отнесены следующие.
1. Изучение условий и особенностей размещения и работы объектов транспорта в ЧС мирного и военного времени.
Цель - подготовить данные для оценки последствий ЧС на территории транспортных узлов в категорированных городах и опасных зонах и показателей состояния транспорта для определения возможных объемов перевозки грузов различными видами транспорта. В процессе изучения особенностей работы транспорта необходимо установить места размещения и объемы взрыво-, газо- и пожароопасных веществ, вероятные значения поражающих факторов ядерного взрыва - воздушной ударной волны и радиоактивного загрязнения местности в зонах возможных разрушений.
2. Подготовка и проведение расчетов по оценке состояния и транспортных возможностей различных видов транспорта и организация комплексного использования их в условиях ЧС.
Задача заключается в определении ожидаемых степеней разрушений подвижного состава, мостов, тоннелей, эстакад и трубопроводов, тяговых подстанций и контактной сети, автостоянок и стоянок вертолетов и самолетов, причалов, речных и морских судов, складов горюче-смазочных материалов, перекачивающих и компрессорных станций, а также в оценке эффективности и выборе мероприятий по повышению устойчивости функционирования видов транспорта. Для расчетов рекомендуется методика оценки ожидаемых степеней разрушений с использованием обобщенного показателя устойчивости зданий, транспортных сооружений и средств.
3. Выбор эффективных мероприятий и контроль включения их в планы экономического и социального развития и совершенствования систем и средств транспорта.
Задача связана с организацией подготовки и включения в планы экономического и социального развития мероприятий, направленных на повышение устойчивости функционирования транспортных систем.
Специалисты на основе результатов оценки эффективности различных мероприятий по повышению устойчивости функционирования организуют подготовку предложений в программы развития транспорта и контроль хода их выполнения. Кроме показателей оценки эффективности затрат на проведение различных мероприятий, при выборе эффективных решений могут быть использованы показатели снижения ущерба. Например, известно, что рассредоточение подвижного состава на железных дорогах или вывод автотранспорта за пределы опасных зон не во всех случаях требуют значительных затрат, а ущерб может быть снижен практически до нуля.
Эффективность мероприятий по стыковке городских магистралей с маршрутами эвакуации может быть оценена снижением времени задержки транспорта за счет исключения объезда на другую магистраль. При эвакуации населения из города численностью 250 тыс. человек за 25 ч даже получасовая задержка транспорта при переезде на другой маршрут поставит под угрозу поражения не менее 5 тыс. человек.
При проектировании строительства обходов категорированных городов необходимо выбирать варианты решений, при которых длина обхода будет минимальной при незначительном увеличении вероятности разрушения. При строительстве обходов необходимо учитывать улучшение транспортных связей населенных пунктов с крупными городами. Для включения тех или иных мероприятий в различные виды планов и программ необходимо: выполнить оценку и прогнозирование обстановки, которая может сложиться в конкретных ЧС; оценить состояние средств транспорта и эффективность мероприятий по их использованию, а также других мероприятий, направленных на повышение устойчивости функционирования транспортных средств.
4. Организация контроля за проведением мероприятий по повышению безопасности и устойчивости функционирования и подготовка предложений в планы перевода транспорта с мирного на военное положение.
Органы управления по делам гражданской обороны и ЧС совместно с транспортными службами осуществляют контроль выполнения документов и программ по совершенствованию работы видов транспорта в субъектах Российской Федерации.
Литература
1. Седнев В.А. Управление безопасностью экономики и территорий: учеб. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Акад. ГПС МЧС России, 2017. 322 с.
2. Седнев В.А. Основы прогнозирования состояния промышленного объекта при воздействии средств поражения // Технологии техносферной безопасности: науч. интернет-журнал. 2017. Вып. 3 (73).
3. Седнев В.А. Основы прогнозирования последствий применения обычных средств поражения по жилым зонам города и промышленного объекта // Технологии техносферной безопасности: науч. интернет-журнал. 2017. Вып. 4 (74).
4. Седнев В.А., Кошевая Е.И. Методика определения степеней разрушения зданий при действии обычных средств поражения // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2017. № 2. С. 86-95.
References
1. Sednev V.A. Upravlenie bezopasnost'yu ehkonomiki i territorij: ucheb. 4-e izd., pererab. i dop. M.: Akad. GPS MCHS Rossii, 2017. 322 s.
2. Sednev V.A. Osnovy prognozirovaniya sostoyaniya promyshlennogo ob"ekta pri vozdejstvii sredstv porazheniya // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti: nauch. internet-zhurnal. 2017. Vyp. 3 (73).
3. Sednev V.A. Osnovy prognozirovaniya posledstvij primeneniya obychnyh sredstv porazheniya po zhilym zonam goroda i promyshlennogo ob"ekta // Tekhnologii tekhnosfernoj bezopasnosti: nauch. internet-zhurnal. 2017. Vyp. 4 (74).
4. Sednev V.A., Koshevaya E.I. Metodika opredeleniya stepenej razrusheniya zdanij pri dejstvii obychnyh sredstv porazheniya // Problemy bezopasnosti i chrezvychajnyh situacij. 2017. № 2. S. 86-95.
