
- •Передмова
- •1 Інженерний пошук при будівництві магістральних трубопроводів
- •1.1 Визначення області пошуку оптимальної траси
- •1.2 Підготовка вихідних даних
- •1.3 Узгодження з місцевими органами влади та різними державними інстанціями
- •1.4 Проведення натурних вишукувань
- •1.5 Інженерно-геологічні та гідрогеологічні вишукування
- •1.6 Вишукування місцевих будівельних матеріалів
- •1.7 Вибір та вишукування джерел водопостачання
- •1.8 Особливості лінійних вишукувань при будівництві магістральних трубопроводів
- •1.9 Проектна документація
- •1.9.1 Зміст проекту
- •1.9.2 Будівельний генеральний план траси трубопроводу
- •2 Організація будівництва магістральних трубопроводів
- •2.1 Розрахунок транспортної схеми будівництва трубопроводу
- •2.1.1 Розрахунок раціональних меж перевезення труб та матеріалів при будівництві магістрального трубопроводу
- •2.1.2 Визначення необхідної кількості транспортних засобів
- •2.2 Організація лінійних будівельних потоків при будівництві трубопроводу
- •2.2.1 Визначення оптимального числа комплексно-технологічних потоків
- •3 Основні положення із організаційно-технічної підготовки та виявлення техногенного впливу на навколишнє середовище при будівнцтві трубопроводів
- •3.1 Загальні положення із організаційно-технічної підготовки будівництва
- •3.2 Екологічна паспортизація базових будівельних технологій
- •3.3 Природоохоронний моніторинг
- •4 Організація і технологія будівництва трубопроводів на болотах
- •4.1 Основне поняття про болото
- •4.2 Фізико-механічні характеристики торфу
- •4.3 Класифікація боліт стосовно до будівництва трубопроводів
- •4.4 Технологічна схема та послідовність виконання робіт
- •5 Організація і технологія виконання підготовчих робіт
- •5.1 Розчистка будівельної смуги під трубопровід
- •5.3 Корчування та переміщення пнів до місця засипки та їх засипка
- •5.4 Способи збільшення несучої здатності ґрунту
- •5.5 Організація і технологія влаштування тимчасових доріг при будівництві магістральних трубопроводів
- •5.5.1 Класифікація тимчасових доріг при будівництві магістральних трубопроводів
- •5.5.2 Влаштування доріг на ґрунтах із низькою несучою здатність
- •5.6 Влаштування переїздів через діючі трубопроводи
- •5.7 Організація і технологія влаштування зимових тимчасових доріг
- •5.7.1 Вимоги до вздовжтрасових тимчасових зимових доріг
- •5.7.2 Конструкції тимчасових зимових доріг та область їх застосування
- •5.7.3 Організація і технологія виконання робіт із влаштування тимчасових зимових доріг
- •5.7.4 Влаштування тимчасових доріг лежневого типу
- •5.7.5 Влаштування лежневих доріг за допомогою геосітки із скловолокна
- •5.7.6 Влаштування льодових переправ методом пошарового наморожування
- •5.6 Контроль якості виконання підготовчих робіт
- •6 Організація і технологія виконання земляних робіт
- •6.1 Визначення основних параметрів вибухових робіт при влаштуванні траншей та каналів на болотах
- •6.2 Фільтраційний розрахунок при будівництві трубопроводів на заводнених дільницях та болотах
- •6.3 Організація і технологія виконання земляних робіт на болотах і типу в літній період
- •6.4 Організація і технологія виконання земляних робіт на болотах іі та III типів в літній період
- •6.5 Влаштування каналу (траншеї) за допомогою енергії вибуху
- •6.6. Організація і технологія виконання земляних робіт на болотах в зимовий період
- •6.7 Зворотна засипка трубопроводу
- •6.8 Контроль якості та прийняття земляних робіт
- •7 Організація і технологія виконання зварювально-монтажних робіт
- •7.1 Вибір зварювального обладнання та режимів зварювання
- •7.2 Монтаж та зварювання труб в секції на трубозварювальній базі
- •7.3 Монтаж та зварювання секцій труб в трасових умовах
- •7.4 Організація і технологія виконання зварювально-монтажних робіт при ліквідації технологічних розривів
- •7.5 Контроль якості виконання зварювально-монтажних робіт
- •8 Стійкість трубопроводів прокладених на грунтах із низькою несучою здатністю та її забезпечення
- •8.1 Взаємодія підземного трубопроводу із ґрунтовим середовищем
- •8.2 Особливість роботи трубопроводів в ґрунтах із низькою несучою здатністю
- •Розрахунок стійкості трубопроводу проти всплиття
- •8.4 Групове баластування трубопроводу залізобетонними привантажувачами
- •8.5 Групове баластування трубопроводу з використанням залізобетонних привантажувачів та мінерального ґрунту засипки
- •8.6 Баластування трубопроводу за допомогою мінерального ґрунту
- •8.7 Розрахунок несучої здатності полімерно-контейнерних баластуючих пристроїв
- •8.8 Баластування трубопроводу із використанням ґрунтової суміші
- •8.8.1 Вимоги до зв’язуючих матеріалів
- •8.8.2 Розрахунок баластуючої здатності перемички виготовленої із ґрунтової суміші
- •8.8.2 Розрахунок основних параметрів ґрунтових перемичок
- •8.9. Баластування трубопроводів ґрунтом із використанням неткано синтетичних матеріалів
- •9 Баластування трубопроводів на грунтах із ниЗьКою несучою здатністю
- •9.1 Схеми закріплення трубопроводу
- •9.2 Класифікація привантажувачів для баластування трубопроводів
- •9.3 Конструкції залізобетонних привантажувачів
- •9.4 Область застосування конструкцій та способів баластування трубопроводів
- •9.5 Організація і технологія виконання підготовчих робіт при баластуванні трубопроводів за допомогою привантажувачів
- •9.5.1 Виготовлення захисних килимків та футеровочних щитів
- •9.5.2 Вивантаження привантажувачів та деталей із транспортних засобів
- •9.5.3 Транспортування бетонних блоків привантажувачів та деталей від місця складування до місця зборки
- •9.6 Організація і технологія виконання робіт із баласту-вання трубопроводів за допомогою привантажувачів
- •9.6.1 Баластування трубопроводів за допомогою сідлоподібних привантажувачів
- •9.6.2 Баластування трубопро воду за допомогою привантажувачів типу убо
- •9.6.3 Баластування трубопроводу груповим методом
- •9.6.4 Баластування трубопроводу із використанням м’яких матеріалів
- •9.7 Організація і технологія виконання робіт з баластування трубопроводів за допомогою перемичок виготовлених із ґрунтової суміші
- •9.8 Схеми встановлення привантажувачів на магістральний трубопровід
- •9.9 Контроль якості виконання робіт із баластування трубопроводу
- •9.10 Техніка безпеки при виконанні робіт із баластування трубопроводів
- •10 Закріплення трубопроводів на проектних відмітках за допомогою анкерних пристроїв
- •10.1 Класифікація та конструкції анкерних пристроїв
- •10.2 Основні технічні вимоги на конструювання, виготовлення та захист анкерних пристроїв від корозії
- •10.3 Методи випробування анкерних пристроїв
- •10.4 Механізація виконання робіт при закріпленні трубопроводів
- •10.5 Способи закріплення трубопроводів анкерними пристроями
- •10.6 Організація і технологія виконання підготовчих робіт при закріпленні трубопроводів проти всплиття за допомогою анкерних пристроїв
- •10.7 Організація і технологія виконання основних робіт при закріпленні магістральних трубопроводів анкерними пристроями
- •10.7.1 Закріплення трубопроводу в літній період будівництва
- •10.7.2 Закріплення трубопроводу в зимовий період будівництва трубопроводу
- •10.8 Організація і технологія закріплення трубопроводу стержневими анкерними пристроями
- •10.9 Організація і технологія закріплення трубопроводу анкерними пристроями, що вморожуються
- •10.10 Контроль якості виконання робіт при закріпленні трубопроводу
- •10.11 Заходи з охорони навколишнього середовища
- •11 Розрахунок анкерних пристроїв
- •11.1 Розрахунок несучої здатності анкерних пристроїв
- •11.1.1 Розрахунок несучої здатності анкерних пристроїв, що заглиблюються способом закручування
- •11.1.2 Розрахунок несучої здатності анкерних пристроїв розкриваючого типу
- •11.1.3 Розрахунок несучої здатності анкерних пристроїв в талих грунтах
- •11.1.4 Розрахунок несучої здатності стержневих, дискових та гвинтових анкерних пристроїв, які закріплюються способом вморожування
- •11.2 Розрахунок основних параметрів при різних способах заглиблення анкерних пристроїв в ґрунт
- •11.3 Врахування спільної роботи анкера та труби при повздовжньому переміщенні трубопроводу
- •11.4 Вплив повздовжніх і поперечних сил на напружений стан та положення трубопроводу
- •12 Організація і технологія виконання ізоляційно-укладальних робіт
- •12.1 Способи ізоляції та укладання трубопроводу
- •12.2 Організація і технологія виконання ізоляційних робіт
- •12.2.1 Технологія ремонту ізоляції зварних стиків та заводського ізоляційного покриття
- •12.2.2 Організація і технологія укладання трубопроводу з заводським ізоляційним покриттям
- •12.2.3 Організація і технологія виконання ізоляційно-укладальних робіт при будівництві трубопроводу із незаізольованих труб
- •12.3 Контроль якості ізоляції зварних стиків та ремонту заводського ізоляційного покриття
- •12.4 Укладання трубопроводу методом протягування
- •12.4.1 Розрахунок тягового зусилля при протягуванні трубопроводу по ґрунтовій доріжці
- •12.4.2 Розрахунок тягового зусилля при протягуванні трубопроводу по рельсовій доріжці
- •12.4.3 Розрахунок тягового зусилля при протягуванні трубопроводу по роликовій доріжці
- •12.4.4 Розрахунок тягового канату при протягуванні трубопроводу
- •12.4.5 Організація і технологія укладання трубопроводу методом протягування
- •12.5 Укладання трубопроводів на болотах методом сплаву у каналах утворених вибухами
- •12.5.1 Розрахунок параметрів укладання трубопроводу з поверхні води
- •12.5.2 Організація і технологія прокладання трубопроводів на болотах методом сплаву у каналах утворених вибухами
- •13 Очистка внутрішньої порожнини та випробовування трубопроводів
- •13.1 Порядок проведення робіт із очистки внутрішньої порожнини та випробування трубопроводів
- •13.2 Вибір необхідного обладнання та способу очистки
- •13.3 Очистка внутрішньої порожнини трубопроводу способом протягування очисного пристрою
- •13.4 Визначення технологічних параметрів
- •13.5 Випробовування трубопроводів на міцність та щільність (герметичність)
- •13.5.1 Випробовування газопроводу на міцність
- •13.5.2 Випробовування газопроводу на щільність (герметичність)
- •Приладами
- •13.6 Гідравлічне випробовування трубопроводу
- •Перелік використаних джерел
1.7 Вибір та вишукування джерел водопостачання
Одним із важливих питань, що підлягають вирішенню при розробці проекту магістрального трубопроводу, є вибір та вишукування джерел водопостачання житлових селищ, КС, НПС, ГРС, в умовах неможливості підключення до існуючого водопроводу або мережам водозабору. Основним документом для організації гідрогеологічного обстеження і вишукувань на вибір джерела водопостачання служить технічне завдання, підготовлюване спеціалізованим відділом при участі головного інженера проекту.
В завданні, видаваному у відповідності із етапом проектування, вказується:
необхідна кількість води з розподілом її на господарсько-питні та технологічні потреби, а також із виділенням тимчасові (на період будівництва) та постійні (експлуатаційні) потреби. При цьому повинна передбачатися перспектива розвитку об'єкта на повну потужність;
графіки споживання води із обліком сезонного, добового та погодинного коефіцієнта нерівномірності споживання;
вимоги до хіміко-бактеріологічного складу та фізичних властивостей води, що призначається на господарсько-питні й технологічні потреби;
місце розташування об'єкта, що вимагає водопостачання, бажані та допустимі, із погляду техніко-економічних розумінь, відстані від пункту водоспоживання до водозабірних споруд;
черговість здійснення проекту водопостачання й терміни, що відводяться на комплекс вишукових робіт.
Джерелами водопостачання можуть бути підземні води (ґрунтові, міжпластові та артезіанські), поверхневі води рік, озер та водоймищ. Перевага підземних джерел водопостачання полягає, в їхній більшій надійності за якістю хімічного складу води та в санітарному відношенні. Їхнє використання більш економічне в зв'язку зі виключенням витрат на будівництво й експлуатацію очисних споруд, призначених для освітлення води та видалення із неї органічних речовин. При цьому, якщо виникає необхідність хімічного очищення води, то вона спрощується і може бути автоматизована, оскільки підземні води в більшості випадків характеризуються більш або менш постійним хімічним складом. Разом із тим, згідно існуючого законодавства підземні води повинні використовуватися тільки для господарсько-питних потреб, і лише при малих об’ємах водоспоживання (до 1500-2500) м3/добу дозволяється використовувати і для промислових потреб.
При проектуванні трубопроводів в безводних районах (в напівпустелях й пустелях, на деяких гірських платах та інше) питання водопостачання стає одним із вирішальних, що впливає на вибір місця розташування площадок КС й НПС, перехід на вахтове обслуговування та інше.
1.8 Особливості лінійних вишукувань при будівництві магістральних трубопроводів
Однієї із основних особливостей лінійних вишукувань траси трубопроводу в складних природних умовах виявляються труднощі в всебічній оцінці можливих варіантів прокладання траси трубопроводу та вибору оптимального із них. Необхідність використання нових методів вишукувань і проектування, що дозволяють швидко та із мінімальними витратами визначати оптимальний варіант, чітко виявляється в зоні багаторічної мерзлоти, тому що в цьому випадку поряд із економічними факторами першорядне значення має необхідність забезпечення високої надійності у вкрай складних природнокліматичним та інженерно-геокриологічних умовах.
Об’єми та методика проведення вишукувань переходів через болота. На етапі ТЕО на основі картографічних, фондових матеріалів та довідкових джерел проводяться рекогносцирувальні вишукування переходів через значні масиви боліт. Окремі переходи через болота малої потужності (глибини) і невеликої довжини, що входять в лінійну частину трубопроводу, вишукування по них ведуться в загальному порядку. В задачу рекогносцирувальних вишукувань для даних дільниць входять:
встановлення загальної довжини боліт, що перетинаються по тому або іншому варіанту траси;
розгляд можливих конструкцій укладання трубопроводу на переході через болота із врахуванням основного виду укладання трубопроводу вздовж всієї траси.
Широке використання матеріалів аерофотознімання мірилом 1:25000 і крупніше дає можливість в сполученні із візуальним обстеженням ключових дільниць визначити тип боліт за прохідністю, середню глибину торф'яного покладу й орієнтоване значення нахилів поверхні болота.
На етапі технічного проекту проводяться вишукування по конкуруючих варіантах траси в межах заболоченого масиву із вибором оптимального варіанту переходу. Одночасно із узгодженням (в зацікавлених фірмах, організаціях) траси трубопроводу необхідно одержати всі зведення з вишукуванню, торфорозвідці та інше, що відноситься до даних дільниць боліт, що попадають в створ переходу.
Польові інженерно-геологічні та гідрогеологічні вишукування полягають в: визначенні меж переходу із врахуванням найбільш несприятливого періоду року; уточненні типи боліт за прохідністю (по мікроландшафті) та суцільністю торф'яного покладу; встановленні характеристик ґрунтом з яких складені основи під торф'яний поклад; степеня розкладання торфу; встановленні гідрогеологічного режиму болота або болотного масиву.
Болотний мікроландшафт є показником типу болота. Згідно опису болота і фотоеталону виділяються відповідні дільниці переходу. Потужність торф'яного покладу та його суцільність визначають проходкою свердловин із пошаровим їхнім описом. Відстань між свердловинами визначається віком торф’яного покладу. Глибина свердловин повинна бути не менш 3 м і забезпечувати вскриття щільного мінерального ґрунту на (0,5-1,0) м. Одночасно із бурінням свердловин на болотах із одноманітним мікроландшафтом ведеться зондування щупом або спеціальним буром малого діаметра. З метою вибору оптимального по глибині та довжині переходу через болото можуть досліджуватися одночасно кілька рівнобіжних створів.
Якщо бурінням встановлено, що по всій потужності покладу, до мінерального дна, відсутні прошарки сапропелю або води, а також якщо суцільність торфу не порушена до глибини 4,0 м або поклад підстилається сапропелями малої потужності (до (10-15)% від потужності торфу), то ці болота можуть бути віднесені до оптимальних варіантів. З свердловин, для лабораторних випробувань, відбираються по два-три моноліти на кожну дільницю болотного мікроландшафту. В польових умовах визначається степінь розкладання й вологість торфу.
На етапі робочих креслень проводять кінцеві вишукування вздовж створу переходу через болото. При цьому незалежно від конструкції переходу, затвердженої на етапі технічного проекту, підлягають уточненню: довжина болота на межах нульової глибини; тип болота за прохідністю; потужність торф'яного покладу.
В залежності від способу укладання трубопроводу на переході через болото потрібно різний об’єм кінцевих вихідних даних.
При підземному способі укладання в процесі виконання вишукових робіт визначається:
ступінь розкладання торфу (за візуальними ознаками), що впливає на величину відкосів траншеї;
коефіцієнт фільтрації (згідно табличних даних, в залежності від степеня розкладання торфу) для проектування дренажних заходів;
амплітуда коливань рівнів ґрунтових вод (шляхом виміру максимальних й мінімальних рівнів, бажано в характерні періоди року) та наявність найближчих водостоків для визначення можливості використовування методу сплаву при протягуванні трубопроводу або рішенні питань водовідводу;
кількісна характеристика підстилюючого мінерального ґрунту. На болотах I та II типів при заляганні до глибини 2 м мінеральні ґрунти можуть бути використані як основа під трубопровід, або як баластуючий матеріал при зворотному засипанні. На болотах ІІІ типу, на яких трубопровід рекомендується вкладати на мінеральне дно, необхідно мати характеристику ґрунтів, що підстилають, по несучій здатності, об'ємній масі, степеня мінералізації сапропелів та інше.
Буріння свердловин здійснюється вздовж створу переходу із кроком не менш 50 м з заглибленням в ґрунти, що підстилають, не менш ніж як на 1 м.
При наземному способі крім всіх перерахованих вище характеристик та результатів інженерних вишукувань необхідно мати ще кілька гідрологічних показників, таких як поперечний нахил болота на смузі шириною по 100 м в обидві сторони від вісі трубопроводу; модуль стоку в межах болота; максимальний дебіт води в паводок для розрахунку водопропускної споруди під трубопроводом.
При укладанні трубопроводу в насипі для визначення типу болота використовується класифікація запропонована проф. К. С. Ордуянцем із обов'язковим визначенням степеня розкладання та консистенції торфу, а також відмітки стояння паводкових вод 5%-вої забезпеченості. Особлива увага при даній конструкції переходу приділяється пошуку кар'єрів якісних й близько розташованих ґрунтів для відсипання насипів.
При надземному способі укладання трубопроводів великих діаметрів із компенсаційними пристроями потрібно здійснювати буріння свердловин згідно розбитого в натурі створу із заглибленням в ґрунти, що підстилають, не менш чим на 2 м.
В процесі польових вишукувань крім відбору проб ґрунтів ведеться відбір проб води на хімічний аналіз для визначення її агресивності по відношенню до бетону.
З великим успіхом при дослідженні переходів через заболочені масиви крім аерофотознімання використовуються геофізичні методи. Звітні матеріали, включаючи графічні додатки, оформляють відповідно етапу вишукувань за аналогією із переходами через водні перешкоди.
Дільниці трубопроводів на вічномерзлих ґрунтах. Оптимальність прокладання трубопроводів на дільницях із поширення багаторічної мерзлоти визначається, крім загальних для всіх трубопроводів, рядом істотних факторів. Прояви мерзлоти, що залежать від умов залягання і потужності шару, температурного режиму, гранулометричного складу і льдистості ґрунтів. Для трубопровідного будівництва небезпечні пучистість та просадочність ґрунтів, солефлюкційні процеси, морозобійні тріщинуваті утворевання, льодоутворення та інше. Навіть простий перелік показників, необхідних для оцінки та прогнозування умов прокладки трубопроводу на розглянутих дільницях, свідчить про складність рішення цієї задачі. Крім загальної геологічної будови району потрібно охарактеризувати в межах смуги траси:
майданне поширення вічномерзлих й талих ґрунтів;
потужність вічномерзлих ґрунтів і вертикальна будова мерзлої товщі до глибин, що характеризують термоактивну зону впливу магістрального трубопроводу;
температурний режим ґрунтів;
геокригологічні процеси та явища з прогнозом їхнього розвитку;
фізичні, теплофізичні й механічні властивості ґрунтів.
Встановити та детально вивчити комплекс параметрів, що дозволили би визначити наявність й інтенсивність більшості явищ мерзлоти при одноразових, нетривалих за часом вишукуваннях в умовах траси значної довжини, практично неможливо, з огляду, що при цьому необхідно виходити із найбільш несприятливих співвідношень кліматичних умов та змін, що відбудуться вздовж траси внаслідок вирубки лісу, зрізання моху та інших порушень поверхні.
У даному випадку, в основу інженерно-геологічних вишукувань для технічного проекту магістральних трубопроводів повинний бути закладений метод ландшафтного районування варіантів траси та визначення інженерно-геологічних умов виділених ландшафтних підрозділів із ретельним предпольовим опрацюванням матеріалів району будівництва. Звичайно, карта ландшафтного районування складається в мірилі не дрібніше 1:100000, при цьому як робочі матеріали при вишукуваннях – використовуються планові аерофотоматеріали мірилом не дрібніше 1:60000. Кожен ландшафтний підрозділ повинний бути охарактеризований в межах смуги траси шириною не менш 4 км (по 2 км вправо і вліво від вісі траси). При цьому повинні бути отримані дані бурових робіт в найбільш характерних точках підрозділу із врахуванням результатів геофізичних робіт і ландшафтного обстеження.
Прогнозування температурного режиму ґрунтів ведеться з врахуванням найбільш характерних умов кожного інженерно-геологічного підрозділу в зоні теплового впливу, при експлуатації запроектованого трубопроводу, для різних схем прокладання, що забезпечують стійкість в межах даного підрозділу. Об’єми вишукувань, необхідних для детального обґрунтування кожного із можливих схем прокладання трубопроводу, різні.
Для науково обґрунтованого підходу до вибору оптимального варіанта траси на характерних, згідно ландшафтних ознак дільниць, з різними просадковими ґрунтами П. П. Бородавкіним й Р. Э. Фріманом та з використанням класифікацій А.Л. Ястребова та І.Е. Духіна розроблена та запропонована таблиця (табл. 1.5). Яка дає можливість прогнозу розвитку впливу процесів, що проходять в вічномерзлих ґрунтах. На підставі цих даних можна на початковому етапі вишукувань задатися оптимальною схемою прокладання трубопроводу і визначити об’єм інженерних вишукувань на окремих дільницях, одержати найбільш доцільне прокладання траси.
Врахування всієї сукупності факторів, що впливають на вибір оптимальної траси, в тому числі і конструкції трубопроводу, може бути здійснено тільки на основі широкого використання математичних методів, ПЕОМ та аерофотометодів.
За змістом й об’ємом інженерно-вишукові дослідження, при використанні ПЕОМ, істотно відрізняються від звичайного способу вибору оптимальних варіантів траси. Це значною мірою залежить також від етапу проектування і реальних можливостей одержання інформації в заданий термін.
Як вказувалося вище, в зоні поширення багаторічної мерзлоти, до несприятливих відносяться дільниці із активними геокригологічними процесами і явищами, горбисті торфовища, схили із можливим виникненням солефлюкційних процесів.
Таблиця 1.5 – Рекомендовані схеми прокладання трубопроводу в районах вічномерзлих ґрунтів
Тип складності дільниць згідно інженерно-геокриологічних умов, групи типів місцевості, категорії ґрунтів за просадкою |
Режим експлуатації дільниці |
||
“гаряча” |
“тепла” |
“холодна” |
|
Нормальна. Мерзлі ґрунти I категорії (непросадкові при відтаюванні володіють незначним рівномір-ним просіданням): річкові тераси, заліснена заплава болота в межиріччях, надзаплавні тераси |
Підземна та надземна Підводна із привантаженням та в насипі
|
||
Складна. Тундрові та лісотундрові погано дренуючі місцевості. Мерзлі ґрунти II категорії (малопросадкові, які дають рівномірне просідання до 10% від потужності відталого шару). |
Надземна на палях та по поверхні опор |
Надземна й наземна з теплоізоля-лцією й об-валуванням |
Надземна без обвалу-вання та підземна |
Особливо складна. Горбисті та плоскі торфовища, які схильні до розвитку солефлюкціоних процесів. Мерзлі ґрунти III категорії (льдонасичені, що дають нерів-номірне просідання в межах від 10 до 40% потужності відталого шару). Мерзлі ґрунти IV категорії (які містять великі включення підземного льоду, при відтаю-ванні утворюють термокарсти та провали). |
Надземна на палевих опорах |
Надземна на палевих опорах і по поверхні опор |
Надземна із теплоізоля-цією та обвалуван-ням |
З іншої сторони, до більш сприятливих відносяться дільниці поширення талих, скельних, напівскельних, гравійно-галькових, обламкових ґрунтів, дільниці із найменшою сумарною вологістю та мінімальними глибинами сезонного відтавання.
Виходячи із методики створення цифрової моделі місцевості можна диференційовано оцінити територію, що перетинається трубопроводом, згідно інженерно-геокріологічними признаками, що дозволить при машинній оптимізації трас виявити конкурентноздатні напрямки.
Більш того, з врахуванням даних приведених в табл. 1.5, при визначенні схеми прокладання трубопроводу, на окремих дільницях можна врахувати особливості температурного режиму, як в період будівництва, так і в період експлуатації.
В зв'язку з відповідальністю, інженерно-геологічні вишукування, на вічномерзлих ґрунтах виконуються не менш ніж в два етапи: технічний проект й робочі креслення.
В технічному завданні на вишукування трубопроводу обов'язково повинні бути зазначені: його призначення; тепловий режим продукту, що транспортується, вздовж трубопроводу; фізичні й теплофізичні характеристики продукту, що транспортується; характеристики навантажень на ґрунт при відповідних схемах прокладання; допустимі нахили рельєфу; ширина смуги траси магістрального трубопроводу, що підлягає вишуковим роботам виходячи із числа ниток трубопроводу.
На етапі технічного проекту задачами інженерно-геологічних лінійних вишукувань в районах поширення вічної мерзлоти є: загальна інженерно-геологічна оцінка дільниць проходження траси; обстеження варіантів траси і вибір оптимального із них; встановлення геокриологічних умов відповідно до запропонованого варіанту траси. Вище вже була описана методика вибору, що рекомендується, при оптимізації варіанту траси, що проходить в районах багаторічної мерзлоти.
Аеровізуальне і наземне дешифрування варіантів траси повинно проводитись відповідно до діючих нормативних документів. За матеріалами дешифрування місцевості виконується коректування варіантів траси, складається карта ландшафтного районування в мірилі не дрібніше 1:100000 та пояснювальна записка до неї. На цій карті із врахуванням несприятливих та сприятливих дільниць наноситься варіант траси трубопроводу, що рекомендується.
Кожен ландшафтний підрозділ повинен бути охарактеризований в межах смуги траси шириною 4км (по 2км вправо й вліво від вісі). Зведення, отримані при бурових роботах в найбільш характерних точках екстраполюються на відповідні ландшафтні підрозділи із врахуванням результатів геофізичних робіт і маршрутного обстеження.
Місця закладення виробіток, їхня глибина, об’єм геофізичних досліджень, маршрути натурного обстеження визначаються завданням вишуковим підрозділам і складаються на основі із детальних матеріалів отриманих в предпольовий період із врахуванням особливостей району та запроектованого трубопроводу. При цьому свердловини буряться, як правило, на глибину поширення річних коливань температури для даного району, але не менш як на глибини (3-4) м.
Мета польових робіт – визначення літологічного складу ґрунтів, уточнення контурів вздовж вісі траси мерзлих і талих ґрунтів, визначення кригогенних текстур, визначення гідрогеологічних умов, відбір взірців ґрунтів для визначення основних фізико-механічних характеристик, додаткової сумарної вологості (сумарної льодянистості), об'ємної маси скелету ґрунту і відносного стискування мерзлого ґрунту при переході його в талий стан, засоленості, а також характеристик для розрахунків, зв'язаних із міцністю й стійкістю мерзлих ґрунтів як основ.
Одним із найбільш складних моментів є прогнозування температурного режиму мерзлих ґрунтів з врахуванням взаємодії їх із проектованим трубопроводом.
На етапі робочих креслень вишукування виконуються в об’ємі, необхідному для одержання вихідних даних при робочому проектуванні на конкретних дільницях в залежності від прийнятої схеми прокладання трубопроводу. Вздовж вісі трубопроводу пророблюється ландшафтне районування в смузі шириною до 500 м.
Для визначення точного положення меж між дільницями поширення талих і вічномерзлих ґрунтів виконується електропрофілювання, а також буряться свердловини.
Середня відстань між свердловини приймається 300 м, але крок звужується в залежності від складності геокригологічних умов. Глибина свердловин задається диференційовано вздовж дільниць, незалежності від схеми прокладання запроектованого трубопроводу, згідно технічного проекту та з врахуванням прогнозованого термічного режиму ґрунтів в процесі експлуатації запроектованого трубопроводу.
Незалежно від схеми прокладання трубопроводу (підземна, надземна або наземна – в насипі) глибина виробіток задається із розрахунку, щоб вона перевищувала на (5-10) м глибину прогнозованого відтавання, але не менш чим на глибина річних коливань температури в ґрунтах.
При прокладанні трубопроводу надземно (на опорах) глибина свердловин повинна перевищувати низ запроектованих опор на (3-5) м та бути не менше глибини поширення річних коливань температури в ґрунтах.
За матеріалами інженерно-геокриологічних досліджень на профіль траси, в мірилі 1:2000 або 1:1000, наносяться геологічні виробітки, геофізичні параметри, межі ландшафтних підрозділів та геоморфологічних елементів, на підставі яких складається геолого-літологічнкий розріз із вказуванням меж літологічних різновидностей ґрунтів, їхнього стану (талі, мерзлі) на момент вишукувань. В характеристиці розрізу вказуються геокригологічні й міцністні параметри ґрунтів, визначені в польових та лабораторних умовах.
В звітних матеріалах крім детальної інженерно-геокригологічної та гідрогеологічної характеристик дільниць траси, на базі прогнозування температурного режиму ґрунтів, повинні бути дані кінцеві рекомендації із найбільш прийнятним з геокригологічної точки зору схеми прокладання магістрального трубопроводу й висновок про можливість впливу фізико-геологічних процесів небезпечних для нормальної експлуатації трубопроводу в зоні мерзлоти.
Дільниці в гірській місцевості. Інженерно-геологічні й гідрогеологічні умови гірської або сильно пересіченої місцевості відрізняються винятковою розмаїтістю.
Разом з тим, складність будівництва трубопроводів в цих районах, при заданій надійній експлуатації системи, пред'являє до інженерних вишукувань трас особливі вимоги.
При трасуванні трубопроводу на косогорах одночасно із інженерно-геологічною зйомкою вивчаються дільниці виїмок для визначення стійкості косогору після укладання трубопроводу.
Досліджуються гідрогеологічні умови, від яких в значній мірі залежить виникнення та розвиток фізико-геологічних явищ на дільниці будівництва. Геологічні виробітки та електрозондування повинні дати точну картину складу й потужності делювіальних порід, характеристику корінних порід із яких вони складені.
Особлива увага при прокладанні траси трубопроводу по пересіченій місцевості повинна приділятися ярам та схилам, порушення поверхні внаслідок будівництву трубопроводу може привести до яроутворювання.
В зв'язку з цим інженерно-геологічна характеристика подібних дільниць повинна містити зведення про: конфігурацію в плані та крутості схилів; наявність та нахили тальвегів; вид рослинного покрову; типи та склад ґрунтів; місця виходу підземних водних джерел та смуги стоку атмосферних вод.
На зсувних схилах особливо ретельна повинна проводитися інженерно-геологічна зйомка, яка повинна відображати лінії зривів, тріщини, виступи зсувних терас, межі зміщених ґрунтових масивів та виходи ґрунтових вод. При цьому виявляються зв’язки зсуву із геологічною будовою схилу, геоморфологічна та гідрогеологічна характеристики схилу, причини виникнення старих та сучасних зсувних переміщень, роль підземних вод та інших факторів в утворенні зсувів, динаміка їхнього розвитку.
Траса трубопроводу повинна перетинати зсувної ділянку лише у виняткових випадках, при неможливості його обходу. При цьому виявляються дільниці схилів із найменшим степенем небезпеки порушення їхньої стійкості; визначається необхідність проектування противозсувних заходів.
Дільниці осипів й селевих потоків, що перетинаються трасою трубопроводу, також повинні обстежуватися інженерно-геологічною зйомкою. Задачею якої є виявлення джерел живлення осипів, встановлення потужності активного шару та поверхні нерухомої частини.
Гідрогеологічні вишукування повинні описувати умови припливу поверхневих вод та дати характеристику процесу фільтрації в тілі осипу, селевого потоку.
Для побудови геологічних розрізів розбивається мережа виробіток вздовж напрямку руху осипу (селевого потоку) та перпендикулярно до нього. Визначається петрографічний склад уламків, механічний склад осипу на різних дільницях схилу, виявляється степінь небезпеки осипу для запроектованих трубопроводів, виділяється можлива зона впливу.
В складних в інженерно-геологічному відношенні районах вишукові роботи повинні проводитися, як правило, згідно спеціально складених програм.
Дільниці в районах пустель. Пустелі, які перетинають траси трубопроводів, можуть бути поділені на піщані, глинисті та кам'янисті. Загальною особливістю трас на цих дільницях є те, що вони проходять по безлюдних, безводних та бездоріжних районах.
В обжитих районах пустель, оазисах виникають інші труднощі: необхідність проходження густої мережі зрошувальних каналів, канав й ариків. Найбільш несприятливі для виконання робіт із трасування траси є: нестійкі, барханні, горбисті піски та інше. Вони розповсюджені в районах поширення нестійких вітрів із значними швидкостями.
Потужність рухомого шару, стосовно середніх відміток, поверхні горбистих пісків звичайно не перевищує (1-2) м. Глибина видування при русі барханів не перевищує, як правило, щонайнижчих відміток міжбарханних або грядово-кучевних понижень.
Об’єм й методика вишукувань в зоні пустель, як і на інших дільницях, залежать від етапу проектування. В цих умовах найбільший ефект досягається при використанні аерофотознімання з наступним глибоким дешифруванням отриманих матеріалів. При цьому суттєва складність полягає в малій кількості або відсутності пізнавальних знаків, що затрудняє прив'язку аерофотознімків до місцевості.
При трасуванні трубопроводів в піщаних пустелях перевага повинна віддаватися напрямку траси, яка проходить:
вздовж понижень грядових пісків;
паралельно зовнішнім або внутрішнім межам барханних ланцюгів та зв'язаними з ними поперечно-грядовими пісками;
по дільницях рівнинних пісків, вздовж переважного напрямку вітрів;
по дільницях найменш рухливих ячеїстих, горбистих пісків.
Одночасно варто уникати перетин трасою грядових пісків, дільниць з одиночними барханами та крупногорбистих рухливих пісків.
Інженерно-геологічні роботи полягають в складанні геологічних карт й профілів згідно даних дешифрування аерофотознімків, результатів електропрофілювання й проходки розвідницьких виробіток.
Свердловини задаються через (1,0-0,5) км на глибину до 3 м. Більшої уваги вимагають переходи через іригаційні системи, де глибина виробіток визначається закладенням трубопроводу.
Дільниці із інтенсивною засоленістю при інженерно-геологічному обстеженні необхідно розглядати як несприятливі для проходження траси трубопроводу. Встановлюється максимальне значення природної вологості і ступінь засолення ґрунтів за результатами хімічних аналізів проб води. Особливу увагу на таких дільницях приділяється встановленню корозійного впливу ґрунтів на металеві конструкції.
Із врахуванням безводності пустинних районів гідрогеологічні вишукування зводять до встановлення можливості використання найближчих колодязі та інших джерел для господарського й промислового водопостачання об'єктів магістрального трубопроводу.