3. Проектирование подводных трубопроводов

   1. Основные положения

Основным проектным документом на строительство объектов яв­ляется, как правило, технико-экономическое обоснование (далее «проект». Двойное обозначение стадии, единой по составу и содержанию, принято в целях преемственности действующей законодательной и нормативной базы и совместимости с терминологией, применяемой за рубежом) строительства. На основании утвержденного в установленном порядке ТЭО (проекта) строительства разрабатывается рабочая документация.

Для технически и экологически сложных объектов и при особых природных условиях, к которым относятся и морские сооружения, по решению заказчика (инвестора) или заключению государственной экспертизы по рассмотренному проекту одновременно с разработкой рабочей документации и осуществлением строительства могут выполняться дополнительные детальные проработки проектных решений по отдельным объектам, разделам и вопросам.

Разработка проектной документации осуществляется при наличии утвержденного решения о предварительном согласовании места размещения объекта, на основе утвержденных (одобренных) обоснований инвестиций в строительство или иных предпроектных материалов договора, задания на проектирование и материалов инженерных изысканий.

Проект на строительство сооружений морского трубопровода состоит из следующих разделов:

• Общая пояснительная записка.

• Генеральный план и транспорт.

• Технологические решения.

• Организация и условия труда работников. Управление производ­ством и предприятием.

• Архитектурно-строительные решения.

• Инженерное оборудование, сети и системы.

• Организация строительства.

• Охрана окружающей среды.

• Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны.

• Мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций.

• Сметная документация.

• Эффективность инвестиций.

Рабочий проект разрабатывается в сокращенном объеме и составе, определяемом в зависимости от вида строительства и функционального назначения объекта, применительно к составу и содержанию проекта.

В состав рабочего проекта включается рабочая документация.

Типовая схема проектирования подводного трубопровода приведе­на на рис. 10.1.

2. Проектный анализ условий строительства и эксплуатации

В процессе строительства и последующей эксплуатации морские трубопроводы подвергаются воздействию различных групп факторов.

Основные из них, подлежащие учету при проектировании:

• ветровые воздействия;

• волновые воздействия;

• приливы;

• течения;

• ледовые условия;

• сейсмические воздействия;

• геологические опасности;

• грунтовые условия;

• особенности влияния течений на трубопровод в траншее.

Перечисленные факторы подлежат детальному изучению и анализу в ходе проектирования.

Для управления проектами морских трубопроводов широко применяется геоинформационные системы (ГИС), приведенные на рис. 15.3.2 (см. цветную вклейку).

3. Выбор трассы морских трубопроводов

Предварительные варианты выбора трассы морского трубопровода основываются на имеющихся гидрографических материалах. При этом, как правило, с целью сокращения капитальных затрат и эксплуатационных расходов стремятся осуществить прокладку по кратчайшему пути и одновременно обеспечить условия, при которых трубопровод в период строительства и эксплуатации подвергался бы минимальным нагрузкам.

При выборе трассы следует учитывать также устройство береговой площадки для производства подготовительных работ. Ровные и большие площадки на берегу создают благоприятные условия для монтажа и укладки трубопровода длинными секциями и в особенности для последующей прокладки способом протаскивания по дну или на плаву.

В отдельных случаях для обеспечения устойчивости трубопровода к воздействию волнений и течений, а также для улучшения технологического процесса работ на берегу и в море бывает целесообразно укладывать трубопроводы по удлиненной трассе.

При проектировании морских трубопроводов следует учитывать судоходство вблизи трассы, якорные стоянки для плавучих средств, а также близлежащие морские нефтепромысловые и другие гидротехнические сооружения.

После предварительной обработки гидрологического материала и необходимых данных по вариантам выбора трассы производят повторные промеры глубин, подробные инженерно-геологические изыскания по наивыгоднейшему варианту выбора трассы, в которых освещаются геологическое строение дна моря, мощность активного слоя наносов, их гранулометрический состав, степень мутности (объемный вес) воды с учетом взвешенных твердых частиц у дна моря при штормовых волнениях.

Кроме того, следует иметь сведения о температуре воды по месяцам с минимальным и максимальным значением у дна на различных глубинах, об осадках, туманах, а также о других гидрологических и метеорологических данных по временам года.

Наряду с проведением изыскательских и исследовательских работ на море проводят топографическую съемку и инженерно-геологические изыскания береговой полосы, отведенной под монтажную площадку и другие сооружения производственного назначения.

Выбор трассы подводного трубопровода в основном зависит от естественных условий акватории — рельефа берега и дна, геологии района, изменяемости берегов, устойчивости грунтов, ветров, волнений, течений и движения наносов и, наконец, от гидрохимических и гидробиологических факторов.

Выбор трассы морского трубопровода производится на основании оптимизационных расчетов по различным критериям. В качестве основных критериев оптимальности, кроме стоимости, следует принимать техническую и экологическую безопасность сооружения. С этой целью по специальным методикам производится отбор образцов грунта (рис. 10.3).

При выборе технических средств отбора грунта рекомендуется придерживаться следующих положений.

1. При глубине моря до 50 м наиболее эффективны пробоотборники ударно-забивного типа с пневматическим или гидравлическим приводом.

2. Для опробования рыхлых придонных отложений при глубине моря 50—300 м эффективны пробоотборники ударно-забивного типа с гидравлическим приводом.

3. При отборе проб твердых пород рекомендуется использовать вращательные пробоотборники.

4. При отборе проб рыхлых осадков на глубинах свыше 300 м целесообразно применять пробоотборники гравитационного типа.

5. Для измерения физико-механических свойств грунта дна применяются автоматические установки статического зондирования.

Благодаря накопленному за последние годы опыту применения обитаемых подводных аппаратов стал возможен непосредственный отбор исследователем требуемых образцов донных грунтов с помощью пробоотборников, установленных либо на манипуляторе, либо непосредственно на корпусе подводного аппарата (рис. 10.4).

Основными методами получения информации о трассах морских трубопроводов являются:

• батиметрическая съемка рельефа дна с помощью многолучевых эхолотов;

• гидроакустическое картирование с помощью гидролокаторов бокового обзора;

• геоакустическое профилеграфирование;

• сейсмоакустическое профилографирование;

• видеосъемка трассы.