4.3.7. Охрана окружающей среды

Взаимоотношения строителей трубопроводов с природными образованиями, по которым проходят трассы магистральных газопроводов и нефтепроводов, должно осуществляться на основе апробированных инженерных решений.

Экологическую культуру инженерам, рабочим и служащим следует прививать разными способами. По-видимому, на первое место следует поставить развитие устойчивого самосознания, что бездумная и неоправданная эксплуатация природных ресурсов может нанести непоправимый вред окружающей среды. На втором месте - воспитание ответственности через законы по охране природы с применением репрессивных мер в виде высоких штрафов, лишения лицензии и уголовной ответственности.

Действенное направление по снижению техногенного воздействия состоит в использовании целого ряда новых конструктивных решений по технологии и организации строительства трубопроводов, которые вошли в практику и проверены временем, в их числе совершенствование проектных решений трубопроводных сооружений, и прежде всего - оптимальный выбор трасс, площадок под КС, НС с использованием арсенала современных технических средств в виде космической съемки, ГИС-технологий, методик прогнозирования сейсмических, оползневых явлений и др., начиная с инвестиционных планов, разрабатываемых ТЭО-строительства, где должны быть специальные разделы, посвященные экологии.

Особую роль играет новая практика приглашения и выбора строительных организаций для выполнения трубопроводных проектов на конкурсной основе. Претенденты должны соревноваться не только в стоимости выполнения работ, в совершенстве предлагаемых технологий и опыте возведения объектов, машинооснащенности, подготовленности кадров, но и в организации экологической службы, умении организовать работы с минимальным ущербом природным комплексам и, в то же время, умением восполнять потери, если техногенные воздействия неизбежны.

Но самое важное в решении экологических проблем является создание новых технологий и принципов организации строительно-монтажных работ, при которых воздействия на природную среду станут минимальными.

В качестве примера можно назвать современную технологию сооружения переходов трубопроводных линий через реки и другие водоемы методом наклонно направленного бурения. Применение этого способа позволило: полностью исключить какие-либо работы в русловой части рек и на берегах, не вмешиваться в сложившуюся ихтиофауну, не нарушать судоходство, не загрязнять воду. Но, следует отметить, что и этот метод должен выполняться с соблюдением строгих экологических требований, особенно в части утилизации бурового раствора.

Опыт строительства показал, что подготовительные и общестроительные работы необходимо проводить в соответствии с правилами ведения работ на территории распространения многолетнемерзлых пород. В первую очередь, это касается геокриологического контроля со стороны проектных организаций, специальных организаций контроля качества работ за сохранностью естественных условий на трассе и вокруг промышленных площадок, за минимальными размерами нарушений поверхностных условий на них.

В табл. 2.1. приведены некоторые основные экологических мероприятий, которые следует учитывать при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем.

Строительные работы, особенно линейные, рекомендуется производить в осенне-зимнее время, когда слой сезонного оттаивания промёрзнет до глубины 0,2-0,3 м и механизмы перемещаются без нарушения почвенного слоя. При размещении сооружений в пределах выбранных стройплощадок предпочтение необходимо отдавать ровным дренированным участкам или пологим склонам с малольдистыми и песчаными грунтами.

Работы по освоению строительных площадок не рекомендуется проводить без проекта вертикальной планировки и организации работ, учитывающих все особенности инженерно-геокриологических условий площадки и порядок её инженерной подготовки. Проект организации работ обязательно должен предусматривать точные сроки и особенности производства работ, а также меры по охране окружающей среды и рекультивации неустойчивых природных комплексов.

Таблица 2.1. Структура экологических мероприятий при строительстве и эксплуатации трубопроводных систем нефти и газа

Тип воздействия	Источник загрязнения		Способ локализации воздействия
А. Виды воздействий, источников загрязнения и способы их локализации
А1. Стационарный		Дороги, карьеры, земляные работы	Методы и технологии выполнения работ
		Строительная вдольтрассовая полоса	Выбор оптимального времени года
		Трубопроводы подземные	Электрохимзащита, регулярная диагностика и профилактика
		Тоже надземные	Тоже + сохранность внешней гидроизоляции и защитного кожуха
		Территория компрессорных станций	Комплекс утверждённых плановых мероприятий по безопасности всех объектов на территории станции
		Территория насосных станций
		Объекты гражданского и жилищного строительства	Выполнение нормативных требований по строительству и эксплуатации
		Объекты теплоэнергетики	Использование новых технологий и оборудования
		Жилые городки строителей	Разработка проекта строительства с учётом экологических нормативов
А2. Полустационарный (промышленные источники физических полей излучения)		Шумы и вибрации	Подбор оборудования и устройство защитных экранов
		Электромагнитные излучения	Тот же способ
		Радиоактивные излучения	Тот же способ
А3. Нестационарные		Строительные машины и механизмы	Выбор техники, рациональная организация работ и совершенствование технологии производства работ
		Наземный транспорт	Подбор специализированных транспортных сре-дств, выполнение работ в оптимальный период
		Воздушный транспорт	Обустройство посадочных площадок и использование новой техники
		Водный транспорт	Устройство причалов с крановым оборудованием
Б. Особенности воздействий производственной и хозяйственно-бытовой деятельностью
Б1. Постоянно		Оборудование компрессорных и насосных станций, генераторы, резервуары и т.п.	Регулярная оценка состояния объекта и комплексные профилактические мероприятия
Б2. Периодически		Строительное оборудование и машины	Подбор техники и топлива уровня «Евро 3», организация некоторых видов работ в зимнее время
Б3. Редко		Авария техники и конструкции трубопроводов	Подбор техники, профилактика и ремонт
В. Объекты загрязнения окружающей среды
В1. Физические		Атмосферный воздух	Использование фильтров и катализаторов
		Воды (поверхностные, грунтовые)	Планировка рельефа, очистные сооружения, фильтры, отстойники
		Земля (почва, грунты)	Использование спецтехники и устройство дорог
В2. Биологические		Флора (гео, ихтио, аэро)	Исключение токсичных выбросов и разливов в окружающую природную среду
		Фауна (гео, ихтио, аэро)	- «» -
		Человек	Тоже + защитная одежда, респираторы и др.

В пределах зоны многолетнемерзлых пород земляные работы могут привести к деградации многолетней мерзлоты, процессам термоэрозии, термокарста. В случае заполнения траншеи водой в теплый период времени, возможно начало интенсивного термокарстового озерообразования, в связи с этим необходимо всемерно ограничивать период между разработкой траншеи и укладкой трубы, предотвращать распространение воды по траншее устройством земляных перемычек.

Природоохранная лесная зона подвергается в результате земляных работ следующим воздействиям: на склонах круче 10° развивается водная эрозия, происходит оврагообразование; нарушается система местного стока, интенсифицируется заболачивание, вызывающее деградацию лесной растительности. В лесной зоне на склонах круче 10° необходимо проводить противоэрозионные мероприятия.

Засыпка траншеи трубопровода без специальных мероприятий может привести к нарушению условий стока, появлению способствующих развитию заболачивания процессов переувлажнения территории. При проведении очистных и изоляционных работ наибольшие неблагоприятные влияния могут произойти на территории турбостроительных баз. Вблизи баз возможны загрязнения окружающей среды (вода, воздух, почва) неутилизированными продуктами очистки труб, грунтовочными, изолировочными полимерными, битумными, лакокрасочными и горючесмазочными материалами.

В пределах зоны многолетнемерзлых пород прохождение транспортных средств, землеройной и трубоукладочной техники может способствовать развитию процессов деградации многолетней мерзлоты, появлению термокарста, термоэрозии. Формирование вдоль трассы колеи может привести на склонах круче 5° к развитию интенсивной термоэрозии. Неблагоприятные рельефообразующие процессы предотвращаются созданием перемычек в эрозионных формах, террасированием испытавших планировку склонов в ходе работ по засыпке траншеи.

Во всех природоохранных зонах при строительных и транспортных операций необходимо всемерно сокращать количество потерь, проливов и сливов продуктов очистки, грунтовок, полимерно-изоляционных, лакокрасочных и горючесмазочных_: материалов.

В производстве строительно-монтажных работ имеет место целый ряд сложностей во взаимодействии с окружающей природной средой, которые не имеют определённых и однозначных решений с надёжными результатами. К их числу следует отнести заключительный этап строительства - выполнение испытаний перед сдачей в эксплуатацию и очистка внутренней полости трубопроводов, которая осуществляется продувкой воздухом или промывкой водой. Причем, в процессе продувки и промывки производится пропуск самых различных очистных устройств в виде скребков, поршней, шаров.

Очистка и испытание трубопроводов в природоохранном отношении являются самостоятельным видом работ в технологической цепи сооружения трубопровода и сопровождаются, в некоторых случаях, значительными загрязнениями окружающей среды веществами, не утилизируемыми после испытаний. При проведении испытаний трубопроводов во всех природоохранных зонах необходимо погасить энергию струи, при выбросе используемой во время испытаний жидкости и отвести ее в специально подготовленные водоемы - амбары, отстойники, не связанные с системой местных водостоков. Санитарная зона для водоемов-отстойников обычно устанавливается размером в 300 м. Объем водоемов-отстойников должен соответствовать объему используемой во время испытаний жидкости.

В зависимости от района строительства, сезонности работ, особенности технологических операций сооружения трубопровода, его внутренняя полость может быть загрязнена грунтом, продуктами коррозии, сварочным гратом, огарками, водой, снегом, льдом и, наконец, случайно попавшими предметами.

В известной степени снизить загрязнение внутренней полости трубопровода можно, применив заглушки на трубах и на плетях труб после их сварки на трубосварочных базах. Было предложено множество конструкций: металлических, пластмассовых, комбинированных заглушек, но все они не привились.

О масштабах загрязнения внутренней полости трубопроводов можно судить по следующим данным. Как показала многолетняя практика, масса загрязнений в расчете на метр длины очищаемого газопроводе диаметром 1420 мм составляет до 0,6 кг, а в отдельных случаях это количество увеличивается в 2 - 3 раза. Только продукты коррозии составляют 20 г на м³ объема полости. При продувке участка трубопровода длиной 30 км (расстояние между линейными задвижками) выносится до 50 тонн загрязнений, в том числе 0,5 тонны продуктов коррозии. Выброс такого количества грунта, отходов стройматериалов и продуктов коррозии на открытый конец газопровода приводит к загрязнению площади до 1 км в длину и до 300 м в ширину.

При промывке газопроводов диаметром 1420 мм на участке протяженностью 30 км объем загрязненной воды составляет 55 тыс. м³. Сброс данного количества на рельеф чреват загрязнением и засолением грунта, размывом поверхности и растеплением вечномерзлых грунтов. Такой неорганизованный сброс запрещен. Вода после промывки должна направляться в отстойники, а после осветления спускаться в водоем.

Свод правил по очистке полости и испытанию газопроводов (СП 111-34-96) предусматривает составление специальной инструкции по испытанию газопроводов для конкретного объекта с включением в нее раздела «Охрана окружающей среды ». Этот раздел должен иметь схему и техническое описание водозаборного сооружения, оборудованного средствами рыбозащиты, расчет объема воды и ее состав для промывки и испытания участков, расчет возможного влияния на урез воды и экологию водоема.

В такой производственной инструкции требуется также предусмотреть условия очистки воды после промывки и испытания, в том числе, данные по составу загрязненных вод, включая соответствие концентрации загрязняющих веществ в воде предельно допустимой концентрации (ПДК), технологию очистки от механических и органических загрязнений, меры по исключению вредного воздействия отработанных вод на водоприемники (река, озеро), а также объемы резервуара отстойника и режимы сброса воды в водоприемник.

При продувке трубопровода предусматриваются отстойники, которые собирают выносимую пыль и окалину. Однако, к сожалению, не всегда соблюдаются все условия защиты природной среды, предусмотренные в своде правил и других нормативных документах. Но в последнее время уровень ответственности строителей, бескомпромиссная позиция природоохранных служб существенно повлияли на повышение технической культуры проведения всего комплекса испытаний трубопроводов.

Конкретный пример очистки внутренней полости на газопроводе Починки - Изобильное диаметром 1420 мм, протяженностью 300 км, которая была осуществлена в 1998 г. в связи с решением провести внутритрубную диагностику газопровода сразу после окончания строительства дал следующий результат. Первый пропуск механического калибра показал, что в газопроводе имеются сужения поперечного сечения труб, достигающие 40% от их диаметра. В трубопроводе были обнаружены ледяные пробки из-за не полностью удаленной после гидроиспытаний воды. Для расплавления льда пришлось заливать в газопровод метанола.

Дальнейшая очистка этого трубопровода выполнялась очистными снарядами грубой, тонкой и магнитной очистки. Всего было произведено 11 пропусков снарядов на участке длиной 172 км и 9 пропусков на участке длиной 128 км, в результате чего было вынесено около 3,5 тонн отложений на каждом участке. Состав отложений состоял изо льда с впаянными в него огарками электродов с мелкодисперсной окалиной, посторонних металлических предметов, а также большого количества песка. Очистка проводилась до тех пор, пока количество вынесенных отложений не превышало 15 кг.

После такой очистки проводились пропуски снаряда-дефектоскопа. В результате было обнаружено 0,3 - 0,7 дефектов на 1 км трассы, большинство из которых требовало ремонта. Загрязненность построенного трубопровода оказалась просто уникальной. Это свидетельствует о необходимости уделять особое внимание защите природных комплексов при выполнении операций по очистке трубопровода перед испытаниями.

Не меньший, а в иных случаях, и больший урон природной среде может нанести и сам процесс испытания трубопровода на прочность и герметичность. При разрушении трубопровода при гидравлическом испытании неизбежен сброс большого объема воды в незапрограммированном месте с развитием эрозионных процессов, возможным разрушением инженерных сооружений, подтоплением жилых строений.

В настоящее время практикуется испытание по обычной технологии, предусмотренной СНиП Ш-42-80 с возможностью доведения испытательного давления при испытании на прочность трубопровода до предела текучем металла (σ_0,2) в стенках трубопровода и испытание по методике стресс-тестов, где предусматривается повышенное давление, которое может вызвать в нижних точках стенок трубопровода напряжения до 1,1 σ_вр. По технологии СНиП обычно испытываются участки большой протяженностью (25 - 30 км) на давление 0,95 σ_0,2. Гильотинное разрушение трубопровода в зависимости от рельефа испытываемого участка может привести к выбросу огромного количества воды с последствиями, о которых уже упоминалось. Вероятность разрушения трубопроводов при испытании по методике стресс-тестов с одинаковым уровнем качества строительства более высокая, но, учитывая зависимость определения напряжений в стенках труб от рельефа местности, испытываемые участки назначаются короткими в 6 - 12 км. Поэтому и выброс воды в местах разрыва трубопровода будет меньшим.

Прежде при необходимости сдачи трубопровода в эксплуатацию в зимний период проводились испытания газом. Но после аварии при испытании газом трубопроводов КС «Приполярная» такие испытания были запрещены.

В распоряжении строителей имелись специальные установки «Крезо-луар» для испытания воздухом высокого давления, что позволяло полностью исключить дорогое и очень опасное испытание газом. К сожалению установки «Крезо-луар» уже давно вышли из строя, и недавно на севере снова провели испытание газопровода газом, окончившееся его разрушением, возгоранием газа и гибелью людей. Разрушения газопроводов при испытаниях газом представляют большую опасность, чем разрушение эксплуатируемого газопровода. Это объясняется тем, что испытывается непроверенное, вновь созданное сооружение и испытывается на давление выше рабочего. В этом случае можно ожидать гораздо больших механических и термических воздействий на природные массивы.

С позиции защиты окружающей среды заключительные при строительстве операции по очистке внутренней полости трубопроводов и процедуры проведения испытаний на прочность, плотность нуждаются в усовершенствовании и еще более жесткой регламентации.

При сооружении подводных переходов магистральных трубопроводов необходимо обращать особое внимание на требования проекта в части предотвращения замутнения и загрязнения водоемов, разрушения берегов и переформирования русла. В частности, разработка подводных траншей, должна производиться в короткие сроки и сразу после укладки дюкера должна производиться засыпка траншей.

Несоблюдение укладки трубопровода на проектные отметки влечет за собой ремонт оголенных участков засыпкой щебня, гравия или грунта, что приводит к сильному замутнению и загрязнению водоема. При необходимости проведения подводных взрывных работ необходимо предусматривать защиту ихтиофауны всеми доступными способами.

Ремонт гидроизоляции должен производиться не токсичными материалами, а ремонтные работы по обеспечению проектного положения следует осуществлять только такими технологическими решениями, которые бы наносили минимальный ущерб грунтовым водам, реке и рыбе. Вспомогательные «бассейны» для нефти должны исключать какую-либо возможность попадания её в воду. При этом нефть после проведения ремонтов, ликвидации последствий аварий и прогонки скребка необходимо закачивать обратно в трубопровод (а не сливать).

Рекультивация является основной частью природоохранных работ при сооружении магистральных трубопроводов. При проведении рекультивационных работ необходимо добиваться использования выбранных технических приемов и средств для проведения рекультивации разных видов. Комплексность рекультивации территории строительства достигается проведением возможно большего числа видов рекультивационных работ. Для эффективного проведения рекультивации определенного вида необходимо использовать как можно большее число рекультивационных технических приемов и средств.

Термическая эрозия, термокарст, солифлюкция, сползание и оплывание грунтов в пределах зоны многолетнемерзлых пород активизируются вследствие изменений мерзлотного режима грунтов из-за нарушений растительного покрова, увеличения накоплений снега при усилении метелевого переноса на трассе, увеличения поверхностного стока и отепляющего влияния водных масс искусственных водоемов.

Во время подготовительных работ в полосе строительства происходят нарушения исторически сложившихся структур, примыкающих к трассе фитоценозов. Наиболее существенны эти нарушения в лесной зоне, где происходит появление подвергающихся ветровалам деревьев, лишенных устойчивости, и ряду неблагоприятных для лесной растительности воздействий. Воссоздание нарушенных древесных насаждений производится путем посадки подростков в промежутках между взрослыми деревьями в полосе до 25 м от края полосы строительства основной лесообразующей древесной породы и кустарников, свойственных нижним ярусам леса местности строительства.

Строительство наземных трубопроводов может мешать установившимся миграциям диких животных. Для предотвращения этого необходимо устраивать проходы шириной 50 - 100 м посредством устройства поднятых на несколько метров над землей воздушных участков трубопровода или путем заглубления его в грунт на протяжении на предварительно определенных путях миграций животных.

Контрольные вопросы к главе 4.

1. Основные особенности строительства магистральных трубопроводов на территории России.

2. Из каких основных элементов (объектов) состоит магистральный трубопровод нефти и газа.

3. Опишите структурную схему поточного строительства объектов магистрального трубопровода.

4. Основные требования к организации строительства линейной части системы трубопровода.

5. Изложите содержание ТЭО проекта объектов магистральных трубопроводов.

6. По каким признакам оценивается эффективность строительства трубопровода.

7. Требования к заданию и составу проекта трассы магистрального трубопровода.

8. Что входит в состав рабочей документации для строительства магистральных трубопроводов.

9. Опишите состав сводной сметы на трубопроводный транспорт.

10. Как определяется нормативная продолжительность строительства трубопроводов.

11. Изложите основные требования к вопросам экологии при проектировании, строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов.

12. Требования к экологии при испытании объектов трубопроводного транспорта.