Это требует специального микрорайонирования в полосе трассы трубопровода с целью уточнения расчетной сейсмичности в местах проявления геологических процессов для повышения сейсмостойкости трубопровода и защитных сооружений [5]. На урбанизированной территории городов возникают большие сложности при проектировании магистральных трубопроводов, водоводов и теплотрасс. В Северном округе Хабаровска строящийся газопровод, необходимый для перевода ТЭЦ-2 с жидкого топлива на газ, оказался в зоне высокой пораженности оползнями иоврагами. На протяжении 16 км трасса газопровода пересекла 11 оврагов и ложбин. Но главной проблемой стал отрезок трассы 100 м при пересечении трубопроводом вершины крупного техногенного оползня, который существует на территории промплощадки завода. Потребовалось обоснование опасности и риска оползня для изменения направления прокладки газопровода, что было весьма сложно сделать в условиях высокой плотности застройки и насыщенности заводской территории подземными коммуникациями. На нарушенных при освоении территориях существует опасность и возрастает риск от проявления техногенных геологических процессов, особенно в местах строительства линейных сооружений, прилегающих к искусственным водохранилищам, карьерам, отвалам. Так, в начале 90-х годов при прокладке магистрального водовода от насосной станции в Южный жилой район Хабаровска были допущены грубые ошибки при выборе направления трубопровода.
Водовод был проложен по оползнеопасному склону и затем по золоотвалу в толще специфических золошлаковых отложений. Опасность и риск деформаций грунтов и были оценены слишком поздно. В зоне развития островной многолетней мерзлоты в северных районах Приамурья проблемы оценки и предупреждения геологического риска усложняются. Так, необходимость строительства нового водопровода в районном центре пос. Чегдомын потребовала решения сложных специфических задач как инженерам-геологам так и проектировщикам. Был выполнен анализ опасности и риска оттаивания высокотемпературной мерзлоты и, как следствие, — перехода грунтов в водонасыщенное состояние. Кроме того, оценено влияние заболачивания и подтопления на проектируемый трубопровод, очистные сооружения, насосные станции и другие сооружения. Для оценки и прогноза степени опасности и риска геологических процессов на участках строительства линейных сооружений в условиях Хабаровска выполняется зонирование территории по степени геологического риска (рисунок 4.1). Оно позволяет проектировщикам своевременно планировать рациональное использование территории, применение соответствующей инженерной защиты сооружений в опасных зонах и выбирать с экономической точки зрения менее затратные участки. Рисунок 4.1 — Схематическая карта зонирования территории по степени геологического риска. Категории риска по СНиП 22−01−95: 1- весьма опасная; 2- опасная; 3- умеренно опасная. В заключение следует отметить, что при высоких темпах инженерных изысканий для строительства трубопроводов в условиях Дальнего Востока, возрастает значимость комплексной оценки и прогноза развития опасных геологических процессов с целью проектирования эффективной инженерной защиты трубопроводов и предупреждения риска технических аварий и чрезвычайных ситуаций при эксплуатации этих объектов.
4 Мероприятия по минимизации опасности влияния осложненных условий на магистральные трубопроводы.
Проявление опасных процессов во многих случаях носит необратимый характер, и устранение их последствий связано с существенными материальными затратами. Следовательно, в строительный период необходимо минимизировать нарушения природных условий и предусмотреть мероприятия, обеспечивающие защиту территории и сооружений от проявления опасных процессов. В таблице 1.
5.1. приведена сводная информация об осложненных инженерно-геологических условиях и их влиянии на магистральные трубопроводы. Таблица 1.
5.1 — Мероприятия по минимизации опасности воздействия сложных инженерно-геологических условий на магистральные трубопроводы.
Наименование опасных инженерно-геологических условий.
Мероприятия по минимизации опасности.
Геологические процессы, связанные с поверхностными водами.
Оврагообразованиеповерхностный водоотвод с использованием водоотводных лотков и канав различных конфигураций, монтируемых с использованием различных материалов, таких как геосетки, гибкие бетонные маты (УГЗБМ), стальные электросварные прямошовные трубы и дренажные маты.
Селеобразованиепродолжение таблицы 1.
5.1Наименование опасных инженерно-геологических условий.
Мероприятия по минимизации опасности.
Геологические процессы, связанные с деятельностью подземных вод.
Карстовые процессырегулированием поверхностного стока атмосферных вод и гидроизоляцией поверхности земли;
устройство дренажей для осушения пород или уменьшением скорости фильтрации воды;
перекрытие места выхода подземных вод тампонированием или прифузкой песком;
упрочнение ослабленных суффозией пород методами цементации, глинизации, силикатизации;
применением специально выбранных видов фундаментов, к примеру, свайных;
обратная засыпка траншеи трубопровода с применением ряда геотекстильных материалов, а также рекультивационных материалов типа биоматов.
СуффозияГравитационные геологические процессы.
Оползни и обвалыукрепление русловых и пойменных частей на пересечениях водотоков с применением различных противоэрозионных материалов типа пространственных георешеток и гибких бетонных матов.
Снежные лавиныпротиволавинная сигнализация;
искусственноеобрушение снега со склона с помощью подрывных устройств или артиллерийского обстрела верхних участков склона;
противолавинные инженерные сооружения: предупреждающие, защитные и комплексныепродолжение таблицы 1.
5.1Наименование опасных инженерно-геологических условий.
Мероприятия по минимизации опасности.
Гравитационные геологические процессы.
Курумына участках развития курумов при движении их по склону предпочтительней надземный способ прокладки, но с усилением опор трубопровода от горизонтальных нагрузок;
наиболее активные участки должны обходиться путем варьирования трассы, а там, где это невозможно, подвижные отложения следует прорезать до скальных грунтов.
Мерзлотные процессы.
Распространение многолетнемерзлых грунтовтермостабилизация грунтов основания трубопровода подземной прокладки;
в мероприятиях по термостабилизации используются различные типы сезоннодействующих охлаждающих устройств (СОУ), теплоизоляционные материалы, устраиваются льдогрунтовые завесы для защиты от подтопления межмерзлотными грунтовыми водами.
Эндогенные геологические процессы.
Землетрясения, активные тектонические разломыукладка трубопровода в неглубокую траншею с выположенными стенками и засыпка его рыхлым грунтом для обеспечения подвижности трубопровода в грунте;
применение для обратной засыпки специальных легких сыпучих материалов и полиэтиленовой пены;
использование труб с увеличенной толщиной стенок или из стали, обладающей более высоким пределом прочности;
компенсация продольных деформаций трапецеидальными компенсаторами.
Инженерно-геологические условия в северных регионах характеризуются разнообразием и изменчивостью, поэтому не может существовать универсальной системы при разработке проектов инженерной защиты. Каждый объект разрабатывается индивидуально для конкретного региона со своими климатическими, геологическими, геокриологическими и прочими особенностями. Несмотря на существующий комплекс мероприятий по предупреждению воздействия опасных инженерно-геологических факторов и процессов и их достаточно высокую эффективность, остается высокая вероятность повреждения трубопроводов в результате действия этих процессов, поскольку очень сложной остается задача по их прогнозированию. В связи с этим необходимо иметь достоверную информацию об оценке опасности этих факторов для магистральных трубопроводов.
Заключение
.
Трубопроводы относятся к категории энергонапряженных объектов, отказы которых сопряжены, как правило, со значительным материальным и экологическим ущербом. Многочисленные отказы на магистральных трубопроводах, транспортирующих пожаро-взрывоопасные продукты и токсичные среды, приводят к локальным и масштабным загрязнениям окружающей среды, создают повышенный риск с точки зрения безопасности персонала и населения. В работе была проведена оценка влияния инженерно-геологических факторов и процессов на аварийность линейной части магистральных трубопроводов. Проведен анализ причин возникновения аварий на магистральных трубопроводах связанных с природными факторами и их экологических последствий, а также рассмотрены существующие мероприятия по минимизации опасности влияния осложненных инженерно-геологических условий. Подробно описаны методы оценки опасности для магистральных трубопроводов. Приведена информация об оценке опасности для магистрального трубопровода (на примере МГ «Сахалин-Хабаровск-Владивосток») проложенного в осложненных инженерно-геологических условиях. Отказ трубопровода, проявляющийся в местной потере герметичности стенки трубы, трубных деталей или в общей потере прочности в результате разрушения, приводит, как правило, к значительному экономическому и экологическому ущербу с возможными непоправимыми последствиями для окружающей природной среды. Определяющим критерием безопасности трубопроводов является их надежность — один из основных показателей качества любой конструкции (системы), заключающийся в способности выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные свойства в течение требуемого промежутка времени «жизненного цикла» .Несмотря на существующий комплекс мероприятий по предупреждению воздействия опасных инженерно-геологических факторов и процессов и их достаточно высокую эффективность, остается высокая вероятность повреждения трубопроводов в результате действия этих процессов, поскольку очень сложной остается задача по их прогнозированию и оценке возможного причиненного ущерба. Библиографический список.
Гостева А.В., Глебова Е. В., Черноплёков А. Н. Прогнозирование чрезвычайных ситуаций на магистральных газопроводахна основе результатов анализа риска // Нефть, газ и бизнес. — 2009. — № 9. — С.
68−70.Аристов М. Воздействие геологических и других природных процессов на магистральные газопроводы. Результаты исследований с применением мультиспектральных аэрокосмических съемок // Электронный научный журнал «Геопрофиль». — 2008, ноябрь-декабрь. — №.
3. — С. 44−50.Власова Л. В. Природные факторы при аварийности газопроводов / Л. В. Власова // Геоэкология.
— 2009. № 3. С.
246−270.СП 20.
13 330.
Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.
01.07−85*.Подгорная Т. И. Оценка состояния геологической среды для строительства трубопроводов в условиях Дальнего Востока России. Сергеевские чт. Вып. 6. Инженерная геология и охрана геологической среды. Современное состояние и перспективы развития. Мат. годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии.
Москва. Изд. ГЕОС. 2004. С.
422−426.Задериголова М. М. Снижение техногенных рисков на подводных переходах магистральных газопроводов с опасными геодинамическими процессами // Территория нефтегаз. — 2013. — №.
9. — С. 18−22.Фурсова Е. В., Шестаков Д. И. Отчет по производственной практике по выполнению комплексных инженерных изысканий площадных объектов сбора газа на Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении. — Томск: НИ ТПУ, 2011. — 92 с. Иванцов О. М. Строительство переходов магистральных газопроводов через активные тектонические разломы // Материалы 5-й Международной научно-технической конференции «Газотранспортные системы: настоящее и будущее». М.: ВНИИГАЗ, 2013.
Автахов З.Ф., Пионт Д. Ю., Трушин Р. С., Галкин В. А. Безопасность магистральных трубопроводов на участках перехода тектонических разломов // Трубопроводный транспорт. 2007. № 3. С. 108−112.СТО Газпром 2−2.1−249−2008.
Магистральные трубопроводы. РД-23.
040.
00-КТН-110−07 Магистральные нефтепроводы. Власова Л. В. Природные факторы при аварийности газопроводов / Л. В. Власова // Геоэкология. — 2009. № 3. С.
246−270.Власова Л. В., Рактитина Т. С. Влияние природных опасностей на надежность функционирования единой системы газоснабжения России // Известия академии наук энергетика — 2009 — № 5. — С.41−52.Ягубов Э. З. Композиционно-волокнистая труба нефтегазового назначения // Технологии нефти и газа. — 2009. — №.
4. — С. 55−57.Трубопроводный транспорт нефти / под ред. С. М. Вайнштока. — М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2006. -.
621 с. Мазур И. И., Иванцов О. М. Безопасность трубопроводных систем. — М.: Недра, 2004. — 700 с.
