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

112

борьбу сольно о одним из этих явлений, в других - о обоими. Так, например, на железных и автомобильных дорогах главная опасность - песчаные ванооы, а на каналах - выдувание дамб и ванооы русла.

Обычно в пѳочаной пуотыне процеоо ѳолового рельефообразования протекает по олѳдугощѳму циклу: дефляция - перенос - акку­ муляция. Поэтов, прежде чем ликвидировать процесс аккумуляции пеока на защищаемых объектах, необходимо предупредить на при­ легающих участках процеоо дефляции и переноса.

При защите трубопроводе в песках Главная проблема - защи­ та его от выдувания. Переноо песка адесь отрицательного влияния не оказыввеТі а песчаные аккумуляции можно рассматривать как положительное явление. Это в значительной степени сужает задачу пѳскоборьбы, которая оводктоя только к разработке методов пре­ дотвращения выдувания, причем ширина защищаемой полосы в этом случае не зависит от степени подвижнооти эоловых песков или их площади. Она зависит от ширины траншеи, которая в свою очередь определяется диаметром трубы. Для магистральных трубопроводов диаметром 1020-1200 мм она выражается величиной 5-6 м.

Наблюдаемые в пуотыне эоловые формы рельефа имеют различ­ ную степень расчлененностиt вависящую от местного базиса деф­ ляции, то есть от того гипоомѳтричеокого уровня, ниже которо­ го в каждом конкретном морфологическом типе уже не происходит дальнейшее углубление. Это характерно для заросших и оголенных эоловых форм рельефа. Так, в грядовом рельефе местным базисом дефляции являются межгрядовые понижения, в ячеистом - дно ячей, в барханных пескахнаиболее низкие отметки межбврхвнных пони­ жений. Обычно базис дефляции определяется близостью к этому

113

уровню залегания коренных неперевеянных омовений или горйэонта грунтовых вод. Ниже этого уровня в природе, как правило; дефля­ ций не наблюдается. Обычно дефляции подвергаются положительные элементы форм - склоны и вершины в варооших и долуааросшгас пес­ ках, а также наветренные склоны и гребни - в барханных. Можно с уверенностью оказать, что трубопровод, заглубленный ниже это­

го уровня, подвергаться выдуванию не будет, и, наоборот, непол­ ное заглубление или укладка в насыпи приведет к его выдуваніоо.

и выеілках (газопровод Бухара - Урал), в выемках (газопровод Сред­ няя Азия - Центр). Наблюдения показали, что интенсивные выдува­ ния (при отсутствии пеокоукрепителькых защит Или их разрушении) особенно чаоты на трубопроводах, уложенных По первому споообу. Значительно выдувается трубопровод» уложенный по второму и мень­ ше всего по третьему способу. Имеющиеся случай выдувания трубо­ провода при укладке его в выемку вызваны нарушением проекта или несоответствием технологий земляных работ Методу укладки трубо­ провода .

В этой связи целесообразно прокладку трубопровода вести способом большого заглубления его (на 1,5 - 2 м) ниже пеочаной поверхности, спланированной по профилю минимальных отметок ство­ ра трассы. Этот метод был рекомендован для участков о незначи­ тельным расчленением эолового рельефа, планировка форм которо­ го не вызывала большого объема земляных работ. Он был принят при составлении проекта защит первой нитки газопровода Газлж -

114

Кунград (Леваднюк, Чередниченко, 1967). Специалистами проектно­ го института "Гипрогаэ" предложенный способ был распространен на крупнобарханные формы рельефа (Высоцкий, 1966). При этом пла­ нировку рекомендовалось выполнять путем срезания барханов до уровня понижений. Такая планировка получила название "отрица­ тельной".

Опыт прокладки первой нитки газопровода Газли - Кунград показал, что, хотя она проводилась методом "отрицательной" пла­ нировки, все же имѳлиоь случаи выдувания трубопровода, причем эти явления наблюдались как в заросших, так и в оголенных пес­ ках. Причины этого в следующем. В оголенных барханных песках профиль спланированной полосы, созданной даже методом "отри­ цательной" планировки, не всегда будет находиться на уровне ми­ нимальных отметок данного тіша песчаного рельефа. В процессе перемещения барханных форм днища некоторых меябарханных пони­ жений могут оказаться ниже верха трубы.

На участках сильно расчлененного заросшего эолового рельефа, где имеются резкие колебания высот и большая крутизна склонов, трубопровод, особенно большого диаметра, не может повторять все естественные изгибы меотнооти. Возможности же "отрицательной" планировки ограничены, а чаотое использование кривых вставок нецелесообразно. Поэтому в местах резкого перегиба рельефа (подножия асимметричных гряд, крутые склоны котловин) приходит­ ся возводить насыпь. А эти учаотки, как показали наблюдения на газопроводах Бухара - Урал н Средняя Аэйя - Центр, наиболее подвержены выдуванию.

При планировке полосы, необходимой для передвижения ме­ ханизмов и разработки траншеи, рыхлый грунт перемещают будь-

ІІб

дозером в обе стороны от планируемой полосы. В результате резко нарушается естественный рельеф, сформировавшийся под воздействи­ ем существующего в данном районе ветрового режима. Впоследствии господствующие активные ветры, перемещая рыхлый грунт.восстанав­ ливают (до некоторой степени) нарушенный рельеф. Часть пѳока о отвалов, находящихся на подветренной стороне полосы планировки, вновь оказывается на самой полосе, повышая ее отметки. В резуль­ тате и дно траншеи, вырытой на занесенной полосе, становится вы­ ше, чем предусмотрено проектом.

Между сооружением траншеи и ее засыпкой обычно проходит ^ много времени. Поэтому отвалы грунта, образовавшиеся при рытье траншеи, раздуваются и, когда приходит момент засыпки траншеи, резервного грунта не хватает. В этих случаях, как показали наб­ людения, строители сдвигают грунт бульдозерами о двух сторон траншеи (с пяти - , шестиметрового расстояния от оси трубы), фак­ тически разрушая до самого Дйа стенки траншеи, и возводят над трубой вал. В итоге трубопровод оказывается уложенным в ши­ рокой (12-15 м) и мелкой (2-2,5 м) ложбине, заполненной раз ­ рыхленным песком. Под воздействием ветра эти массы начинают легко раздуваться и трубопровод обнажается.

Поэтому рекомендуемый метод прокладки и защиты трубопро­ водов путем большого заглубления raise профиля отрицательных от­ меток окажется эффективным только в том случае, если при проек­ тировании и строительстве будут строго соблюдаться следующие положения.

При изысканиях трассы трубопровода, прокладываемого в оголенных барханных песках, профилировать полосу планировки

116

по трем отворам - по оои будущей траншеи и обеим сторонам от нее с удалением на 15-20 м. Уровень планировки принимать но про­ филю о минимальными отметками.

При прокладке трубопровода в заросших песках, имеющих рез­ кие перепады выоот и большую крутизну склонов, когда приходится возводить наоыпь, закреплять ее сразу йе поолѳ засыпки траншеи, хотя бы местными материалами (щебнем, глиной или кустарниками).

При сооружении траншеи в барханных деоках угол откоса отенок траншеи должен максимально приближаться к углу естественно­ го склона ооыпанкя пеокоз, то есть не более 35°. В заросших пес­ ках стенки траншеи должны иметь вогнутый поперечный профиль, выполаживаяоь внизу. Этим прѳдотврдтится ооыпание песка со отѳнок траншеи.

При земляных работах (планировке полосы и разработке тран­ шеи) рыхлый песчаный грунт перемещать Только в подветренную сто­ рону, а при засыпке траншеи грунт брать только с подветренной стороны, стараясь не деформировать стенки траншеи.

Не допускать большого разрыва во времени между сооружением траншеи и укладкой в нее труб, особенно при пересечении участ­ ков барханного рельефа, так как ветер быотро эанеоет траншею песком. Это потребует первуглубления траншеи, возможности кото­ рого, как показали наблюдения на строительстве первой нитки га ­ зопровода Газли ~ Кунград, часто ограничены.

При возведении полооы планировки и укладке трубопровода необходим постоянный геодезический контроль, а «а весь Период . строительства - строгий авторский надзор.

ы ?

Разработку рекомендаций по прокладке и защите трубопрово­ дов от выдуваний в каждом конкретном района оледует осуществлять в неоколько этапов. Первый этап - рекомендации по выбору треоон

трубопровода в оиотемѳ эолового рельефа; ВТОРОЙ этап -рекомендации по технологии земляных работ о учетом характера рельефа и ветрово­ го режимаj тпетий этап - рекомендации По защите выдуваемого трубо­ провода. Первые два этапа выполняются на стадии изыскания и про­ ектирования, последний - после завершения строительства.

При рекомендуемом методе прокладки и защиты трубопроводов

ся, аварийных участков, требующих срочных работ. Это связано о тем, что за указанный период произойдет перестройка нарушенного земляными работами эолового рельефа, четко обозначатся выдувае­ мые участки трубопроводов. Поэтому в проект строительства одно! нитки трубопровода оледует закладывать только рекомендации по выбору траооы в системе эолового рельефа и Технологии земляных работ, а конкретные рекомендации по защите трубопровода разра­ батывать ухе в процессе эксплуатации трубопровода после допол­ нительного детального обследования построенной нитки. Затраты на пескоукрепителыше работы можно включить, например, в раоходы на ремонт трубопроводов. При полном соблюдении указанных реко­ мендаций по выбору траооы и технологии земляных работ выдува­

ние трубопровода будет незначительным» Защиту выдуваемых локаль­ ных учаотков можно производить описанным выше методом создания на песчаной поверхности покрытия из нефтяных материалов.

Прокладка .магистрального трубопровода в песках* в особен­ ности многониточного, часто приводит к тому, что в полосе,

118

затронутой земляными работами, нарушается скрепляющий пески почвенный и растительный покров, образуются массы рыхлопесчаного грунта, раздувание которого приводит к возникновению подвиж­ ных пѳоков. Хотя этот процеос проявляется не в больших масшта­ бах, но его необходимо учитывать при комплексном строительстве в песках.

Сооружение магистральных газопроводов предопределяет строи­ тельство целого ряда промышленных объектов, в частности вдольтрассовых и подъездных автодорог, компрессорных станций, рабо­ чих поселков и др. Нужно предусмотреть, чтобы эти объекты не оказались в зоне влияния подвижных песков, образуемых на трас­ се. Поэтому при проектировании, например, вдольтрнсоовых дорог необходимо, учитывая характер ветрового режима местности, раз ­ мещать их о наветренной стороны трассы трубопровода. 3 против­ ном случае возникает ситуация, подобная наблюдаемой сейчас па автодороге Газли - Амударья, которая оказалась с подветренной стороны многониточного магистрального газопровода Бухара -Урал.

Следует отметить, что рекомендуемый метод прокладки тру­ бопроводов не исключает применения фитомелиоращш для закреп­ ления песков на трассе. Через 1,5 - 3 года после окончания строи­ тельства всех проектируемых ниток газопровода, вдольтрассовых и подъездных автодорог, когда завершится перестройка нарушен­ ного земляными работами эолового рельефа, можно приступить к фитомелиорации на участках, где позволяют лесорастительные условия песков.

Подсчеты показали, что метод большого заглубления тру­ бопровода вызывает увеличение (главным образом в барханных

тельных работ с применением фитомелиорации. Следовательно, реко­ мендуемый метод не вызыввет увеличения общих раоходов при соору­ жении трубопроводов. Но еоли учесть, что при ѳтом отпадает необ­ ходимость в трудоемких по производству и сложных по организации пескоукрепитѳльных работ (особенно в барханных пеонах), а сле­ довательно, отпадает опѳонооть аварий, вызываемых выдуванием незакрепленных трубопроводов, то налицо явное преимущество ме­ тода большого заглубления.

120

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

Крупнейшим этапом в промышленном освоении песчаных пустынь Туркмении и Узбекиотвнв явилось сооружение магистрального газо­ провода Средняя Азия - Центр, проектированию и строительству которого предшествовали комплексные географические исследова­ ния. В втих работах преобладали геоморфологические исследова­ ния, которые имели прикладной характер, так как вся полученная информация служила обоснованию проектирования и строительства газопровода в условиях песчаной пустыни.

В результате проведенных исследований получены новые данпне, освещающие геоморфологическую обстановку малоизученных районов, а также определены конкретные объекты геоморфологичес­ кого изучения, проводимого для решений практических задач, в частности сооружения трубопроводов в пустыне.

Опыт участия в проектировании газопровода Средняя Азия - Центр позволил определить также содержание и методику геомор­ фологических исследований, проводимых для вышеуказанных целей.

В методическом отношении аналогичные работы должны иметь характер частного геоморфологического исследования с целью изу­ чения рельефа песков как отдельного геоморфологического объекта и сопровождаться составлением среднемасштебной карты. Ширина

121

картируемой полосы может колебаться в значительны^ пределах в зависимости от характера рельефа: чем однообразнее рельеф, тем уже полоса. При этих исследованиях должны быть широко попользо­ ваны материалы аэрофотосъемки и аэровизуальные наблюдения. Кро­ ме региональных, должны быть проведет полустационарные наблю­ дения на опытных участках за динамикой подвижных эоловых форм методом периодического профилирования и контурных зарисовок бар­ ханных цепей.

Изучению рельефа песков и составлению карты, отражающей морфографию и морфометрию эоловых форм, должен предшествовать ' анализ основных физико-географических фвкторов эолового рельефообразования: материнских (исходных) пород, грунтовых вод, клима­ та, почвенного и растительного покрова. При рассмотрении исход­ ных пород особое внимание обращается на литологию толщи, их из ­ менения по мощности и вещественному ооотаву, что позволит опре­

прокладки трубопроводов (ведение земляных работ и д р . ) .

При анализе грунтовых вод отмечаются их минерализация и уровень залегания. Грунтовые воды обусловливают изменение мест­

трубопровода, глубину заложения и характер изоляции труб, а также возможность агролесомелиорации (фитомелиорации) на пес­ ках.

При изучении основных метеорологических элементов климата принимается во внимание их роль в эоловом рельефообразованжи и