книги из ГПНТБ / Чередниченко В.П. Морфология эолового рельефа и строительство трубопроводов в пустыне

юа

гивающиеоя на 3-Б км, по которым, изменяя направление, уда­ лось уложить трвсоу. Условия оооружения траншеи, особенно на "кыровнх^поверхноотях^ в силу некоторой связности грунта хо­ рошие .

Следовательно, характерным для условий прокладки трубо­ провода на втором участке явилась возможность варьировать трас­ сой.

Т р е т и й участок, располагавшийся между пос. Шейхарык и оэ.Улушоркуль, характеризовался наличием барханных пес­ ков, подстилаемых крупными грядвмя-уввлами. Эти как бы погре­ бенные гряды-увалы имеют пологие склоны,п пересечение их тру­ бопроводом не вызывало больших трудностей. Прокладка по бар­ ханным пескам вызывала необходимость производства большого объема земляных работ для создания полооы планировки, так как уровень поверхности такой полосы по проекту должен соответст­ вовать уровню мекбарханных понижений. Планировку полосы здесь следовало вѳота методом поперечного смещения грунта в одну сторону- к игу* в заглубление трубы производить на 2 м ниже уровня Поверхности спланированной полосы. Из-за большой сы­ пучести барханных песков траішіея должна иметь здесь пологие стенки, то есть угол их откосов должен приближаться к углу естественного оклона осыпанияt который в эоловых песках дос­ тигает 36°. В силу большой подвижности и рыхлости субстрата время между сооружением траншеи и укладкой в нее трубы долж­ но было сводиться до минимума. Однако» кок показали дальнейшие наблюдения, при строительстве первой нитки газопровода пе­ речисленные выше условия были нарушены, что привело здесь к выдуъакию труб.

іОЗ

Доследующий отрезок шрасои ѳтого учаоткв!, проходящий по закрепленным растительностью о'уграм и олабозакрвпленным бар- ханно-бугриотым пеокам, не представлял большой сложности для прокладки трубопровода. Вое вотречающиеоя по траооѳ валовые формы следовало срезать, смещая грунт в южную сторону от ство­ ра. При строительстве вти условия также были нарушены.

Возможность изменений направления трассы на третьем учаот­ ке была ограничена и нецелесообразна! При смещении к югу она оказалаоь бы в основном в заросших, ко более расчлененных пес­ ках. При смещении к северу она пересекла бы менее раочлѳиекиые барханно-бугриотые формы^ но зато на её пути встречалась бы

оа.Улушоркуль и меридианом Нос. Ильялы, траооа Первоекла под углом от 46 до 70° развитые вдеоь главным йбравоы градовые и грядово-бугриотые пески. Наибольшую сложность для прокладки

трубопровода представлял отрезок траооы, где преобладали круп­ ные, местами Чередующиеся о солончаковыми котловинами, асим­ метричные гряды. Верхняя чаоть гряд нередко была оильно обарханена. 8деоь потребовался большой объем земляных работ. Кро­ ме того, при пересечении подножия крутых восточных оклонов гряд радиус естественного изгиба трубы Не позволял уложить ее ниже Отрицательных отметок естественного профил.ъ Поэтому в таких местах приходилось возводить насып*, которуя необходи­ мо сразу *ѳ закреплять имеющимися *во*е**і ибтвриачвмя, тек

104

на указанных участках были зафиксированы выпучивания и даже раз­ рывы труб.

Остальная часта описываемого четвертого участка представ­ ляла собой менее расчлененные среднегрядово-бугристые пески, в основном хорошо аакреплешше растительностью. Так как эта терри­ тория расположена вдоль северной кромки Заунгузских Каракумов, имеющей в плане извилистую конфигурацию, то здесь песчаные участ­ ки чередовались о выходами такировидішх поверхностей. Условия сооружения траншей в понижениях и на склонах гряд из-за плотной дернины хорошие, но усложняются на обарханенных вершинах,где ОІШ приближаются к условиям барханных песков. При пересечении солон­ чаковых котловин требовалась повышенная изоляция труб. Возмож­ ность .варьировать трассой вдесь было ограничена. При смещении к юго-западу она оказалась бы почти в аналогичных условиях, а сме­ щать к северо-востоку было нельзя, так как том множество озерных

исолончаковых котловин.

Пя т ы й участок трассы располагался на Сарыкамышокой дельте. Он характеризовался плоскими такырными и такыровидными поверхностями, на которых были развиты массивы мелкобарханных, ыелкобарханно-бугриотых и кучевых форм. Ввиду незначительной мощности эолового покрова объем планировочных работ для смеще­ ния пеоков по принципу "отрицательной" планировки на данном участке был небольшой» Уплотненный грунт (супесь, суглинки и глины) Дал возможность сооружать траншею с вертикальными неосыпающимися стенками.

Таким образом, условия прокладки газопровода Газли - Кунград определялись главным образом степенью расчлененности и под-

105

важности (или оголенности) ѳолового рельефа, характером подсти­ лающих пород и ориентировкой форм по отношению к простиранию' трассы.

Благоприятны условия на мелкокучевых, пологоволнистых пес­ ках, а в грядовом рельефе - при совпадении направления трассы и ориентировки форм или пересечении их под небольшим углом. Ме­ нее благоприятны - в мелкобврхаіошх песках, лежащих на такырах

и таішровидных поверхностях, котловинно-грядовых и ячеистых пес­ ках. Неблагоприятны - при пересечении поперек крупных заросших эоловых форм и массивов средне - и крупноЧярханного рельефа,под­ стилаемого песчаным суботратом.

Выбор трассы первой нитки газопровода Газли - Кунград и. разработка рекомендаций по защите от выдувания производились на ствдии полевых изысканий а составления проекта строительства объекта. Они были переданы проектному инотитуту "Гиярогаѳ" н

включены в проект. Однако позже нвторским надзором было установ­ лено, что при строительстве не все рекомендации выполнялись. Так, не всегда выдерживалось проектное заглубление; допускался боль­ шой разрыв во времена между сооружением траншеи и укладкой в нее трубопровода; не были выполнены рекомендованные пескозащит-

ные мероприятия. В итоге но некоторых учаотках газопровода проис­ ходило выдувание труб, что вызывало порчу изоляции, а в некото­ рых случаяхвыпучивание труб» приводящее к авариям.

Как показали наблюдения, выдувание трубопроводов происхо­ дит в основном на участке траосы, проходящем по северной крой­ ке Заунгузских Каракумов, причем выдувание отмечено кяк в ого­ ленных, так и в заросших песках. На остальных участках первой

106

видан газопровода выдуваний почти нѳ наблюдается, дао обуслов­ лено, по нашему мнению, лучшими условиями прокладки трубопрово­ дов на втих территориях и отрогим соблюдением проектных требова­ ний.

Для предотвращения аварийной оитуации на выдуваемых участ­ ках газопровода необходимо в кратчайшие ороки провести пескоукрѳпительныѳ работы. Однако оущеотвующими методами фитомѳлиорацни иесков» как было отмечено выше, этого сделать невозможно, Кроме того, по данным Н.Т.Нечаевой и А.П.Федооеѳва (1965), условия для фитомелиоративных работ на оѳвѳрѳ Заунгузоких Каракумов благоприят­ ны волько на внутриоазисньох пеоках. Эта часть пуотыни авторами клаооифицируѳтоя как очень оухая зона, где по влагообеопеченностк условия» благоприятные для фитомѳлиорацни, возникают только

£ pas в 10 лет.

Помому для «ащиты трубопроводов от выдуваний в ѳтих райо­ нах можно рекомендовать метод создания покрытий о применением в качеогве фикоатора нефтяных материалов (Чередниченко, Иванов, I9Ô8). Предлагаемый метод почти исключает ручной труд» так как предусматривает механизацию процесса Приготовления и канвоення фиксирующей омѳоя на песчаную поверхность. В оонову методе по­ ложено оовданйв в надтреншейной полосе шириной 5-6 м покрытия в виде тонкой корки* получаемой путем разбрызгивания раствора ив нефтяных материалов битума» солярового маола, мавутв, Йопы-

107

600 м2 находился над трубопроводом, проложенным по оклону пологой пѳочянрй гряды. Заглубление трубы от спланированной По­ верхности составляло в среднем -I м. Над траншеей имелоя песчаный валик высотой около 0,6 м. -На площади в 200 м было выполнено пескоэащйТноѳ покрытие по следующему рецептуі битумная мастика (МЕР-90) - 35, соляровое маоло - Б5% (температуря омеси 60°С). Состав покрытия на остальной площади: жидкий дорожный битум50, соляровое маоло - 50$ (температура смеси 2б°С). Расход фиксирую­ щей омеси в обоих вариантах ооотавлял 3 - 3,6 д/м2 » Для предот­ вращена поддува краев покрытия и его последующего разрушения с_ трех сторон участка был сооружен "ввмок" и з местных трав а кус­ тарников) в виде однорядовой 8вщнты общей протяиенйобтью 82 м4

Наблюдение за состоянием покрытий покввало» что механичес­ кая прочность покрытия (при толщине б-ІО мм) первого состава ко­ леблется в пределах 2-3 кг/ом2 , для второго Состава - і " ï , 5 кг/см* и находится в прямой зависимости от температуры» Неоно* защитное покрытие выдерживает неинтенсивную ходьбу» Однако нѳ допуокаѳт дваиения любого транспорта и прогона скоЗД»

Экоперименты, проведенные ранее А.Л.Йваиовым (І967»І96В) в лабораториях» а затем в полевых условиях в районе Котур-Тепе (Западный Туркменистан), показали полную вОэможноот» посева

семян псаммофитов (кандыма» черкезе) йод покрытие ^ выполненное на основе битуме и мазута. Они Показали» что большой токсич­ ностью к растениям обладает керосіин» в Несколько меньшей отепе- ни-соляр, в еще меньшей отепени-мазут; битумы твердых мерой не токсичны.

Результаты проведенных опытов дают возможность рекомендо­ вать нефтяные материалы в качестве пескозащитного покрытия для

108 предотвращения выдувания трубопроводов. Для устройства песко-

защитного покрытия можно попользовать в качестве связущего неф­ тяные жидкие дорожные битумы классов Л и Б, днаркургѳнекую смо­ листую нефть, мазут, а в качестве разбавителя - соляр тракторный или жидкую нефть. Эти материалы можно использовать в различных вариантах в оледуквдаи соотношениях: I ) битум (жидкий дорожный

класса БЫ) - 20$, мазут (топочный) - 20-30$, соляр, или жидкая

смол (74-92$), малое содержание легких фракций, большое содер­

ся. Эти качэстза очень ценны для создания пескозащитпого пок­ рытия.

Для приготовления,, трвнспорз;кровки а нанесения жидких фиксирующих- составов на пѳочагіую поверхйооть может бьть исполь­

IÜS

устройству пескозащитного покрытия,

Для создания пеокоэащитных покрытий на выдуваемых участках газопровода необходимо предварительно над оголенной трубой возвеоти пологий пеочаный валик о соотношением выооты к ширине его оонованкя 1:6. Мощность защитного песчаного слоя над трубой долж­ на составлять не менее ï м. Валик оледуе'Г утрамбовать, а вое неровнооти на его поверхности спланировать* Ширина полооы пескоза­ щитного покрытия должна быть Не менее 6-6 м, примерно ооотвѳтотвуя ширине по верху траншеи.

Как показал анализ ветрового режима зоны траооы, выдувания на газопроводе возможны о правой (по ходу газа) отороны трубо­ провода. Следовательно, о этой отороны пеокоэащитной полосы не­ обходимо устройотво "замка", который предотвратит Поддув и пос­ ледующее разрушение покрытия. Для этого надо о наветренного края закрепляемой полосы отрыть канавку глубиной 50-60 ом, один борт которой при фиксации полосы залить омеоью.

При сооружении олѳдующих ниток газопровода Гаэли - Кунград необходимо уЧеоть опыт прокладки первой нитки, а также общие методические указания, изложенные в следующем разделе. Здеоь укажем только на некоторые особенности технологии земляных ра­ бот, вытекающие us конкретных природных условий зоны траосы, в частности характера еолового рельефа.

При планировочных работах вое заросшие эоловые формы в створе трассы* отнооящиеоя к категории мелких (до 3 м) j должны быть срезаны до подстилающей их поверхности. У оредних и круп­ ных эоловых форм (выше 3 м) планировать только места резкого перегиба элементов рельефа (подножия склонов, вершины) с тем,

п о чтобы профиль траншеи не превышал угла естественного изгиба тру­

бы, то еоть 5-6°. Все малоподвижные (полузвросшие) и подвижные формы эолового рельефа должны быть срезаны до уровня их основа­ ний.

При планировочных работах и рытье траншеи лесчапый грунт омещать только на левую сторону (по ходу газа) от оси трассы.Гос­ подствующие здесь активные ветры северной половины горизонта бу­ дут перемещать песок в подветренную сторону от траншеи, тем самым угроза засыпания полосы планировки и траншеи будет значительно уменьшена.

При засыпке траншеи грунт брать только с левой стороны, не деформируя стенки. Образовавшийся надтраншейный вал из сильно разрыхленного песка следует утрамбовывать, так как в условиях большой оухооти и сильных ветров осадка грунта не происходит и вал будет раздут.

3. Общие принципы прокладки и защиты трубопроводов от выдуваний

Опыт пеокоукрепительных рвбот в пустынных районах показал, что метод закрепления движущихся песков с помощью растительнос­ ти является наиболее эффективным. Наглядным примером могут слу­ жить обширные площади заросших песков в глубине пустыни, где плотная, образовавшаяся на поверхности песка за счет сплетения корней трав и кустарников дернина надежно защищает от раздувакия рыхлопесчаную толщу. Однако метод закрепления песков при помощи фитомелиорации пока еще очень дорог, кроме того, выпол­ няется вручную и нескоро дает эффект. Ведь для того, чтобы рас­ тения смогли выполнять фушшию защиты, необходим срок не менее

I I I

3 лет с момента посадок.

Работами Л.Л.Леонтьева (І96Ѳ) и С.П.Ратьковского (1969) доказано, что над трубопроводами лесорасгительные условия пео­ ков вследствие нарушения при 8ѳмляных работах их структуры зна­ чительно ухудшаются. Отрицательное влияние оказывают такие боль­ шие массы песчаного грунта', образовавшиеся при сооружении поло­ сы планировки и траншеи, которые под воздействием ветра начинают перемещаться, заоыпая механическиэ защиты и растения. Кроме того; полоса планировки шириной около 30 м вачаотую служит единствен­ ной дорогой в песках как на время сооружения первой нитки трубо­ провода, так и последующих. Поэтому механические защиты и расти­ тельность постоянно находятся под угрозой разрушения.

Разверпувшееоя в последние годы промышленное строительство в песчаной пуотынѳ, в чаотнооти сооружение магистральных газопро­ водов, протянувшихся на сотни километров, уже не устраивает суще­ ствующие темпы и объемы пескоукрепитѳльньос работ, выполняемых методом фитомелиорвцш песков.

Вовязи о этим для предотвращения выдувания трубопроводов можно рекомендовать более эффективный метод прокладки и защиты. Он заключается в большом заглублении трубы и уотройстве в период строительства и первые годы эксплуатации над выдуваемыми участка­ ми трубопроводов пескозашитногб покрытия ив нефтяных или других материалов. Такие работы легко поддаются механизации. Решение этой задачи облегчается оооббнноЬтййИ золового процесса и спе­ цификой самого объекта.

Впрактике пѳокоборьбы обычно сталкиваются о выдувѳниеи ж засыпанием (заносами) объектов. В одних случаях преходится вести