Защита размываемых участков трубопроводов на подводных переходах через малые водные преграды с помощью гибких конструкций на основе геосинтетиков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.13, кандидат технических наук Пережогин, Юрий Дмитриевич

• Пережогин, Юрий Дмитриевич
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пережогин, Юрий Дмитриевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ РАЗМЫВА ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Причины отказов подводных трубопроводов

1.2. Особенности проектирования, строительства и эксплуатации подводных переходов через малые водные преграды

1.3. Примеры эксплуатации подводных переходов

1.3.1. Подводный переход нефтепровода через р. Мал. Сыня

1.3.2. Подводный переход нефтепровода через р. Айюва

1.3.3. Подводный переход газопровода через р. Меча

1.3.4. Подводный переход трубопровода через р. Керженец

1.4. Особенности русловых деформаций малых рек

1.5. Способы защиты трубопроводов на размываемых участках русел и подмываемых берегах

1.6. Основные задачи исследований

1.7. Выводы по разделу 1

2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ И МОДЕЛЕЙ ЗАЩИТНЫХ КРЕПЛЕНИЙ

2.1. Исследования прочности и деформаций геотекстиля и его соединений в конструкциях креплений

2.1.1. Задачи исследований

2.1.2. Методы испытаний

2.1.3. Испытания при кратковременном нагружении

2.1.4. Длительные испытания

2.1.5. Влияние температуры, стойкость к химическим средам

2.2. Исследования деформативных характеристик оболочек из НСМ, заполненных закрепленным грунтом

2.3. Выводы по разделу 2

3. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАСЧЕТНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАЩИТЫ ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОТ РАЗМЫВА

3.1. Исследования местного размыва и стабилизации дна в створе

подводного трубопровода

3.1.1. Анализ существующих результатов исследований

3.1.2. Описание экспериментальной установки

3.1.3. Методика моделирования

4 3.1.4. Первая серия опытов

3.1.5. Вторая серия опытов

3.1.6. Третья серия опытов

3.2. Оценка деформаций гибких креплений на береговых склонах подводных переходов трубопроводов и определение параметров защитного крепления

3.3. Выводы по разделу 3

4. РАЗРАБОТКА И ОПЫТНАЯ ПРОВЕРКА ГИБКИХ ЗАЩИТНЫХ

ПОКРЫТИЙ

4.1. Разработка новой конструкции противоэрозионного экрана из геотекстиля

4.2. Исследования эффективности гибких покрытий на основе отходов авторезины в натурных условиях

4.3. Разработка конструкций гибких железобетонных покрытий и исследование работоспособности их элементов в лабораторных и натурных условиях

4.3.1. Требования к конструкции

4.3.2. Исследования изоляции стыков между элементами плит

4.3.3. Предлагаемые конструктивные решения

4.3.4. Результаты испытаний натурных образцов

4.4. Разработка конструкции, методики расчета и технологии заполнения защитных матов из геотекстиля

4.5. Выводы по разделу 4

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Защита размываемых участков трубопроводов на подводных переходах через малые водные преграды с помощью гибких конструкций на основе геосинтетиков»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Магистральные газонефтепроводы на своем протяжении пересекают множество водных преград с различными гидрологическими характеристиками и типами русловых процессов. К особенностям переходов через малые водные преграды можно отнести: отсутствие резервных ниток, упрощенные изыскания и проектирование, строительство преимущественно линейными подразделениями без привлечения подводно-технических средств, упрощенные условия обследования в процессе эксплуатации. Вместе с тем количество таких переходов составляет подавляющее большинство общего количества подводных трубопроводов и в значительной мере определяет надежность магистралей.

Проблемам строительства и ремонта подводных трубопроводов, исследованиям местных размывов и стабилизации дна и берегов водоемов в створах переходов посвящены работы отечественных ученых: B.JI. Березина, П.П. Бородавкина, О.Б. Шадрина, С.И. Левина, Д.В. Штеренлихта, Л.А. Бабина, Э.Р. Гольдина, К.А. Забелы, В.И. Зоненко, М.А. Камышева, Б.И. Кима, Н.М. Колосовой, Б.М. Кукушкина, А.Г. Ратнера, И.С. Румянцева, Б.В. Самойлова, Ю.И. Спектора, С.Н. Стрижкова и др., а также зарубежных: П.У. Берман, Е.У. Бийкер, И. Чиеу, И. Мао и др.

Величина заглубления подводных переходов в грунт согласно требованиям действующих нормативных документов назначается исходя из положения линии максимального размыва русла, рассчитанного на срок службы трубопровода. Однако, в следствие неучета при проектировании ряда установленных последними исследованиями факторов, влияющих на динамику размыва, но не отраженных в нормативных документах, а также из-за несовершенства технологии строительства переходов, оголения и провисания значительного числа подводных трубопроводов обнаруживаются задолго до истечения срока их службы, что создает угрозу аварий с серьезными техническими, экономическими и экологическими последствиями.

Существующие методы устранения и предупреждения размывов подводных

трубопроводов: засыпка оголенных участков, подсадка, переукладка - требуют значительных материальных и трудовых затрат, но зачастую не решают проблемы, т.к. проводятся без достаточного анализа руслового процесса, характера деформаций дна и берегов водных преград. Вместе с тем, в гидротехническом и транспортном строительстве, а так же при балластировке трубопроводов накоплен значительный опыт применения геосинтетических материалов.

Цель работы - повышение эффективности строительства и ремонта газонефтепроводов путем разработки нового метода защиты от размыва участков подводных переходов трубопроводов через малые водные преграды с использованием гибких креплений на основе геосинтетических материалов.

Основные задачи исследований:

1. Анализ состояния, причин отказов и способов защиты от размыва подводных

переходов трубопроводов через малые водные преграды, определение основных направлений совершенствования способов оголенных участков и конструкций защитных креплений.

2. Экспериментальные исследования прочностных и деформативных характеристик

геотекстильных материалов и их соединений, выдача рекомендаций по изготовлению гибких покрытий для защиты от размыва русел и берегов малых водных преград в створах подводных трубопроводов.

3. Экспериментальные и теоретические исследования процессов местного размыва

дна вокруг трубопровода, характера работы и деформаций гибких креплений на береговых склонах, определение закономерностей процессов оголения трубопроводов и разрушения креплений, зависимостей для расчета геометрических параметров воронки размыва и проектных параметров зоны крепления гибкими защитными покрытиями.

4. Разработка новых конструкций гибких защитных покрытий для строительства и

ремонта подводных трубопроводов, их опытная и опытно-промышленная проверка в условиях полигона и в трассовых условиях.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты:

1. Разработана методика прогнозирования параметров воронки размыва вокруг трубопровода и переформирования берегов на переходах через малые водные преграды.

2. Разработана методика определения геометрических параметров гибких покрытий на основе геосинтетиков, обеспечивающих защиту от размыва подводных трубопроводов на переходах через малые водные преграды.

3. Экспериментально установлены: прочностные и деформационные характеристики геотекстиля и его соединений при кратковременных и длительных испытаниях; геометрические размеры воронки размыва и защитного крепления незаглубленного и полузаглубленного трубопровода в зависимости от диаметра труб, глубины и скорости потока, неразмывающей скорости.

4. Разработаны конструктивные схемы стабилизации дна в зоне размыва и конструкции гибких покрытий для защиты от размыва и ремонта оголенных участков подводных трубопроводов на переходах через малые водные преграды.

На защиту выносятся теоретические обобщения и практические рекомендации по прогнозированию местного размыва дна в зоне оголенного подводного трубопровода, разработке конструкций и методики расчета гибких защитных покрытий, конструктивных схем стабилизации трубопроводов при ремонте размытых участков русла и берегов на переходах через малые водные преграды.

Практическая иенность и реализация результатов работы.

Научные результаты, полученные в работе, нашли применение при ремонте и реконструкции газопроводов Уренгой-Петровск, Уренгой-Новопсков, Магнитогорск-Ишимбай на переходах через малые реки Kara, Дымка, Уложа. Использование для защиты трубопроводов от размыва геосинтетических материалов взамен камня, щебня, гравия, железобетона, а также замена подсадки или переукладки

трубопровода на отсыпку местными грунтами позволили получить экономический эффект в размере 451193 рубля.

Рекомендации по защите от размыва участков подводных трубопроводов через малые водные преграды вошли в руководящий документ "Руководство по ремонту размываемых участков газопроводов на переходах через малые водные преграды с использованием гибких защитных креплений".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

международной конференции "Проблемы фундаментостроения в грунтовых условиях новой столицы" (Казахстан, г. Акмола, 1997 г.);

научно-технической конференции по механике грунтов и фундаментостроению (Украина, г. Одесса, 1997 г.);

научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 1997 г.);

научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых УГНТУ (г. Уфа, 1998 г.);

международной конференции "Проблемы строительного комплекса России" (г. Уфа, 1998 г.);

международной конференции "Проблемы нефтегазового комплекса России" (г. Уфа, 1998 г.);

международной конференции "Риск в геотехнике" (Хорватия, г. Пореч, 1998г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, выводов и списка литературы, включающего 115 наименований. Она содержит 182 страницы машинописного текста, включая 41 рисунок, 28 таблиц.

Введение содержит обоснование актуальности, цель и основные задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, характеристики научной

новизны, практической ценности и апробации научных результатов.

Первый раздел диссертации посвящен анализу состояния и способов защиты от размыва подводных трубопроводов.

Разветвленная сеть магистральных трубопроводов на территории России, пересекающих многочисленные водные преграды, обуславливает значительное число подводных переходов. К началу 1997 г. в РАО "Газпром" находилось в эксплуатации 1173 подводных перехода, насчитывающих 1982 нитки. Две трети указанного количества составляют переходы через водные преграды шириной до 75 м. Примерно такое же количество малых переходов эксплуатируются в АК "Транснефть" и АК "Транснефтепродукт". Опыт эксплуатации подводных трубопроводов свидетельствует о том, что отказы в большинстве случаев являются следствием нескольких причин, причем размывы дна в руслах рек зачастую служат первопричиной последующих механических повреждений изоляции и стенок труб, а также активизацией дефектов на оголенных участках.

По данным С.И. Левина около 60% аварий происходит на русловых участках переходов, а более половины из них приходится на размытые участки русел. Согласно материалам обследований подводных трубопроводов в РАО "Газпром" значительное их количество эксплуатируется с отступлениями от СНиП и проектных решений, а свыше 220 переходов (350 ниток) требуют неотложного ремонта из-за значительных оголений, провисаний, размывов урезов.

В практике проектирования и строительства магистральных трубопроводов в России к числу переходов через малые водные преграды (малых переходов) относят однониточные переходы. В соответствии с рекомендациями ВНИИСТа к малым относят переходы трубопроводов через реки с шириной русла до 30 м и глубиной в межень до 1,5 м. Количество таких переходов, строительство которых ведется с привлечением подводно-технических средств, не превышает 15-20% от общего их числа. Можно отметить общие характерные особенности, присущие малым переходам:

отсутствие, как правило, резервных ниток;

упрощенные изыскания и проектирование;

строительство преимущественно линейными строительными подразделениями с применением сухопутной землеройной техники;

меньшая периодичность и облегченные условия обследований в процессе эксплуатации.

Вместе с тем недооценка реальных условий работы подводных трубопроводов приводит к многочисленным случаям их оголений и провисаний в руслах малых рек. В работе приведен ряд примеров эксплуатации малых подводных переходов, которые являются типичными и свидетельствуют о необходимости более углубленного рассмотрения как особенностей русловых деформаций малых рек, так и условий местного размыва дна в зоне частично или полностью оголенного трубопровода.

Большинство малых водных преград относятся к рекам меандрирующего типа, на которых преобладают плавные деформации, обусловленные преимущественно размывом пойменных берегов. Механизм плановых деформаций русел и определяющие его факты освещены в многочисленных работах Российского, Попова, Чалова, Петрова, Эберхардса, Снищенко, Гендельмана, Ляпина, Камаловой и др. Анализ характера разрушения берегов малых рек позволил выявить некоторые количественные и качественные закономерности, которые необходимо учитывать в процессе эксплуатации переходов.

При ремонте оголенных участков подводных трубопроводов получили распространение следующие способы:

дополнительное заглубление трубопровода методом подсадки; укладка мешков с цементно-песчаной смесью; засыпка трубопровода песчано-гравийными грунтами и камнем; местное укрепление берегов. Применительно к малым переходам метод подсадки в большинстве случаев неприменим, т. к. он требует отключения ремонтируемой нитки от магистрали. Другие мероприятия оказываются зачастую малоэффективными и обеспечивают

лишь временную защиту трубопровода, одновременно инициируя размыв дна и береговых склонов на пограничных с закрепленными участках дна.

Наиболее приспособленными к деформации дна являются гибкие крепления, сохраняющие постоянный контакт с подстилающим основанием и локализующие местные размывы. Анализ современного состояния проблемы защиты трубопроводов от размыва с применением гибких креплений выявил текущую тенденцию использования геосинтетических материалов в качестве основы при разработке конструктивных решений.

Исследования геосинтетических материалов для гидротехнического и трубопроводного строительства выполнялись в институтах ВНИИСТ, ЦНИИС, Гипроречтранс, ТюмИСИ такими учеными, как К.И. Зайцев, В.В. Спиридонов, A.C. Гехман, И.Д. Красулин, А.Г. Ратнер, В.П. Черний и др. Хорошо изучены фильтрационные и прочностные характеристики геотекстильных материалов. Однако свойства, характеризующие работоспособность таких материалов в гибких конструкциях применительно к условиям эксплуатации подводных трубопроводов, изучены достаточно.

Во втором разделе представлены результаты экспериментальных исследований геосинтетических материалов и моделей защитных креплений.

Термопластичные свойства геотекстиля из синтетических волокон позволяют применять методы теплового нагрева до состояния расплава для соединения отдельных полотнищ или объемных элементов покрытия в единую конструкцию. Несмотря на широкое применение в практике строительства, вопросам прочности таких соединений уделялось недостаточное внимание. В полевых условиях необходимое качество соединения можно обеспечить путем нагрева полотнищ геотекстиля с помощью теплоносителя с последующим прижатием расплавленных поверхностей.

Для исследования были выбраны геотекстильные материалы на основе полипропилена (Терфил II), штапельно-синтетических волокон (Дорнит), применяемые в трубопроводном строительстве. Испытания проводились в

соответствии со стандартными методиками (ГОСТ 13587-77, ГОСТ 15902.1-80, ГОСТ 15902.3-79 и т.д.). В ходе экспериментов определялись механические свойства геотекстиля и различных его соединений (продольных, поперечных, нахлесточных, рантовых) при кратковременных испытаниях и длительных нагрузках.

Установлено, что соединения, полученные при использовании нагретого электроинструмента, имеют более стабильные и высокие прочностные характеристики, составляющие 80-90 % от прочности основного материала. Наличие поперечных сварных швов в конструкциях, работающих на растяжение, может привести к существенному снижению прочности конструкции в целом. Рантовые соединения объемных конструкция имеют прочность в 2-3 раза меньше, чем нахлесточные, а увеличение нахлеста более 40 мм не влияет на прочность соединения.

Одним из факторов, обуславливающих долговечность геотекстиля, является возможность его эксплуатации в условиях длительного нагружения и воздействия воды. В результате испытаний установлено, что при нагружении до 80-90 % от разрывной прочности геотекстиля происходит значительная деформация с последующим разрушением в течении нескольких минут. Изучена зависимость деформаций от времени при различных постоянных нагрузках (от 37 до 75 % разрывного усилия). Время испытания составило 5 месяцев, разрушений образцов не обнаружено. Для образцов, нагруженных до 37 % от разрывного усилия, равновесное состояние в материале достигалось в течение 72 ч. При увеличении нагрузки область равновесного состояния смещается в сторону увеличения времени. При продолжительности действия нагрузки 720 ч. деформация образцов возрастает в 1,75-2,30 раза по сравнению с кратковременными нагрузками в зависимости от приложенного усилия.

В защитных конструкциях геотекстиль подвергается воздействию переменных температур, особенно в зоне крепления, расположенной выше строительного горизонта воды. Исследования в интервале от -40 до +40 0 С не выявили существенных изменений прочности геотекстиля в указанном диапазоне. Однако, во

всех опытах минимумы прочности отмечены при температурах -10 и +40 0 С.

Помимо механической прочности, к геотекстилю, длительное время находящемуся по водой, предъявляют требования устойчивости к химическим средам. В качестве химических реагентов были выбраны: солевой раствор, керосин, кислая среда (рН = 5), щелочная среда (рН = 9). В экспериментах было зафиксировано снижение прочности геотекстиля не более, чем на 16,4 %.

Приведенные результаты исследований показывают, что геотекстильные материалы обладают достаточной прочностью, долговечностью, химической стойкостью, что позволяет рекомендовать геосинтетики к использованию для изготовления гибких покрытий в целях защиты от размыва русел и берегов малых водных преград в створах подводных трубопроводов, а также при ремонте оголенных участков переходов.

В конструкциях матов из геотекстиля с заполнением оболочек грунтом, оболочки выполняют двоякую роль: являются своего рода пригрузами, обеспечивающими устойчивость покрытия к воздействию потока; являются барьерами на пути перемещения донных наносов, способствуя их аккумуляции на поверхности покрытия. Очевидно, что способность покрытия следовать за изменениями рельефа дна при укладке покрытия и в процессе последующих переформирований русла определяется деформационными характеристиками заполненной оболочки.

С целью изучения деформаций оболочек, закрепленных грунтом, была проведена серия лабораторных экспериментов на моделях различной длины для расчетных схем, соответствующих реальным условиям работы гибкого покрытия.

В результате выполненных планирования, моделирования и математической обработки результатов экспериментов получена зависимость для расчета прогиба оболочки под действием собственного веса от диаметра оболочки и длины провисающего участка.

Экспериментально установлено, что силы взаимодействия геотекстиля и закрепленного грунта достаточны, чтобы препятствовать перемещению грунта в

процессе монтажа и эксплуатации защитного крепления. Сопротивление сдвигу на границе геотекстиль - закрепленный грунт составляет 8 кПа, сопротивление отрыву геотекстиля от закрепленного грунта равно 2 кПа.

В третьем разделе приведены результаты исследований местного размыва вокруг частично или полностью оголенного трубопровода, переформирования берегов на переходах через малые водные преграды, а также параметров гибких креплений для защиты подводных трубопроводов от размыва.

Вопросы взаимодействия подводного трубопровода с размываемым основанием исследовали Д.В. Штеренлихт, Б.М. Кукушкин, И.С. Румянцев, Е.У. Бийкер, И. Чиеу, Ч. Мао и др., изучившие размыв вокруг трубопровода, уложенного на плоское дно из неоднородного несвязного грунта. Эти исследования внесли значительный вклад в изучение механизма местного размыва. Тем не менее вопросы количественной оценки параметров размыва и в особенности параметров защитных конструкций, стабилизирующих дно в зоне оголенного трубопровода, требуют дополнительных исследований.

Исследования местного размыва и стабилизации дна в створе подводного трубопровода проводились на гидравлической лабораторной установке с замкнутой системой циркуляции воды, включающей прямоугольный лоток, на дно которого уложен выровненный слой песка. Модель трубопровода устанавливалась либо непосредственно на дне либо с заглублением на половину диаметра.

В качестве характеристики устойчивости донного грунта к размыву использовалась величина неразмывающей скорости Ун, значение которой определялось по формуле Ц.Е. Мирцхулавы.

Анализ опытных данных свидетельствует о существенном влиянии заглубления трубопровода на характер размыва. Опыты подтвердили ранее установленный факт размыва дна в зоне незаглубленного трубопровода при скорости течения существенно (на 30-35 %) меньше неразмывающей, обусловленный эффектом тоннельной эрозии. При скоростях потока более неразмывающих повышенная

турбулентность, обусловленная наличием трубопровода вблизи дна, вызывает усиленный размыв; при этом глубина размыва дна в 1,5-2,0 раза больше глубины естественных форм донного рельефа (гряд).

В результате выполненных планирования, моделирования и обработки результатов экспериментов методами математической статистики получены формулы для расчета параметров воронки размыва вокруг незаглубленного и полузаглубленного трубопровода.

Дальнейшие эксперименты ставили целью определить условия защиты от местного размыва вокруг оголенного трубопровода с помощью мембраны из геотекстиля. Были рассмотрены три схемы защиты: схема 1 - укладка геотекстиля на дно под незаглубленным трубопроводом; схема 2 - укладка геотекстиля на дно в зоне полузаглубленного трубопровода; схема 3 - укладка геотекстиля по слою грунта обвалования. Схемы 1 и 2 могут применяться как временные меры при текущем ремонте, схема 3 - как долговременная мера защиты трубопровода от внешних воздействий при капитальном ремонте.

Задачей экспериментальных исследований являлось определение критической длины защитного покрытия из геотекстиля, при которой не наблюдается местный размыв дна вокруг трубопровода. Опытами было установлено, что данная величина на 30-50 % меньше длины воронки местного размыва. На основании планирования, моделирования и математической обработки результатов экспериментов предложены зависимости для расчета параметров защитного крепления.

При проектировании конкретной схемы защиты для реальных переходов трубопроводов следует ориентироваться на реальные значения числа Фруда и скорости потока, соответствующие максимальным значениям руслоформирующих расходов. Как показывает анализ гидрологических условий, для большинства равнинных рек длина защитного покрытия по схеме 3 не превышает величины 7,5 м

На основании выполненных теоретических исследований закономерностей деформаций гибких креплений на береговых склонах подводных переходов трубопроводов, предложена методика расчета геометрических параметров

защитного крепления: длины и высоты закрепляемого участка берегового склона, отметок верха и низа крепления, - в зависимости от ширины и глубины русла, расхода воды, величины прогнозируемого переформирования берегов, заложения откоса, характеристик грунтов, конструкции берегоукрепления.

В четвертом разделе приведены конструкции гибких защитных покрытий, а также результаты опытной проверки предложенных креплений.

Для защиты надводной части береговых откосов от размыва дождевыми и талыми водами предложена усовершенствованная конструкция противоэрозионного экрана из геотекстиля с перегородками. Слой грунтовой засыпки предохраняет геосинтетик от механических повреждений и солнечной радиации. Длина перегородок, шаг между ними и толщина слоя засыпки расчитываются таким образом, что обеспечивается надежное удержание грунта внутри перегородок.

Проведены натурные обследования состояния гибких защитных креплений берегов, выполненных с применением автопокрышек. Результаты обследований подтвердили эффективность таких покрытий, но вместе с тем выявили ряд недостатков: трудность укладки подводного участка крепления, организационные трудности по сбору и доставке автопокрышек на переходы. В связи с этим возникла необходимость разработки более гибкой и легкой конструкции с заготовкой укрупненных элементов покрытия в базовых условиях. В качестве основных модулей гибкого покрытия были приняты бортовые кольца автопокрышек, являющиеся вторичными отходами переработки последних и непригодные к дальнейшей утилизации. Из колец собирают укрупненные элементы в виде матов, размеры которых соответствуют габаритам перевозки автотранспортом. Опытное крепление с применением гибкого покрытия из бортовых колец впервые было выполнено на переходе газопровода Ямбург - Тула II через р. Цну, площадь опытного крепления -1300 м2. Конструкция крепления включала песчаную подготовку, слой геотекстиля, маты из бортовых колец, засыпку щебнем. Обследования состояния берегоукрепления подтвердили эффективность

предложенной конструкции.

Железобетонные плиты, применяемые в настоящее время для берегоукрепления, имеют ряд существенных конструктивных и технологических недостатков, главным из которых является отсутствие необходимой гибкости. Этих недостатков лишена конструкция в виде гибких плит, применяемых совместно с геотекстилем, выполняющим роль обратного фильтра. Гибкие плиты состоят из жестких железобетонных элементов размером в плане 0,5 х 0,5 м, скрепленных между собой в продольном и поперечном направлениях гибкими связями из пучков стальной арматуры. На основании результатов натурных и лабораторных экспериментов предложены конструктивные решения по изоляции стальной арматуры с применением термоусаживаемых полиэтиленовых трубок марок ТТЭНГ-А, ТТЭ-Т, обеспечивающих стойкость к пропариванию и изгибу. Капроновые канаты по. сравнению со стальной арматурой обладают большей гибкостью, не требуют изоляции, но подвержены повреждениям при транспортировке и монтаже, теряют до 20 % первоначальной прочности от воздействия солнечной радиации.

Изготовление и испытание опытных образцов гибких плит толщиной 60, 100, 150 мм проводились на полигоне ВНИИПКстройконструкция. Плиты испытывались на монтажные нагрузки, на сдвиг, на изгиб. Испытания подтвердили правильность конструктивных решений, а также соответствие технических характеристик крепления требованиям строительства и эксплуатации. Разработанные конструкции гибких плит расчитаны на применение в качестве крепления береговых откосов: при толщине плиты t= 60 мм - в зоне переменного уровня и подводного участка вне воздействия льда при скоростях течения V до 1,9 м/с; при t = 100 мм - в зоне подводных откосов и воздействия льда толщиной до 0,5м при V до 2,5 м/с; при t = 150 мм - в зоне подводных откосов и воздействия льда толщиной до 0,75 м при V более 2,5 м/с.

Использование защитных конструкций, основным элементом которых являются оболочки из геотекстиля, заполняемые непосредственно на месте строительства крупнофракционными грунтами и закрепляющими добавками, обеспечивает

снижение материалоемкости и позволяет качественно выполнить работы в подводной части крепления. Предложены новые конструкции трехслойных, двухслойных и однослойных матов, а также схемы их заполнения. Получена зависимость для расчета диаметра оболочек мата.

Предложенные конструкции защитных креплений по сравнению с проектными решениями, применяемыми в настоящее время, обеспечивают сокращение материалоемкости, транспортных расходов, стоимости, что позволило получить экономический эффект от внедренных разработок в сумме 451193 рубля.

1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ РАЗМЫВА ПОДВОДНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

1.1. Причины отказов подводных трубопроводов

Разветвленная сеть магистральных трубопроводов на территории Российской Федерации, пересекающих многочисленные водные преграды, обусловливает большое число подводных переходов. По данным работы [9] количество переходов, приходящихся на 100 км трассы, примерно одинаково для однотипных трасс и изменяется в зависимости от рельефа местности: для резкопересеченной местности - 6, для средне пересеченной - 4,6, для местности со спокойным рельефом - 3,2.

По данным Д.В.Штеренлихта [94], проанализировавшего переходы на трассах нефтепродуктопроводов общей протяженностью 21 тыс. км, на 100 км трассы приходится в среднем 5,15 подводных переходов. Суммарная протяженность подводных переходов составила 1,94% от общей протяженности магистралей. Приведенные данные характеризуют преимущественно подводные переходы, проложенные специализированными строительными организациями подводно-технических работ, как правило, через реки шириной более 30 м. Число таких переходов составляет 15-20% от общего числа переходов через водные преграды, в том числе малые реки и водотоки. 80-85% подводных переходов выполняется линейными строительными подразделениями.

Представление о количестве водных преград на некоторых трассах магистральных нефтегазопроводов дает табл. 1.1.

По данным ВНИИСПТНефть [44], проводившего анализ около 800 переходов Главтранснефти через реки шириной более 15 м, последние распределяются в зависимости от ширины следующим образом: от 15 до 50 м - 40% ; от 50 до 75 м - 11% ; от 75 до 300 м - 23%; свыше 300 м - 11%.

Таблица 1.1

Сведения о количестве переходов для ряда магистральных трубопроводов

Общее число Количество

Трасса Длина, км водных преград водных преград

на 100 км трассы

Средняя Азия-Центр 3375 298 8,8

Белоусово-Ленинград 875 200 22,9

Игрим-Серов 525 126 24,0

Дружба 4665 400 8,5

Туймазы-Иркутск 3682 380 10,3

Общее количество переходов через водные преграды шириной до 75 м, исключая реки, каналы и водотоки шириной по зеркалу воды до 15м, составляет 51% от всех подводных переходов.

Приведенные выше данные согласуются с данными статистического анализа из выборки, включающей 563 подводных перехода, построенных в течении 15 лет специализированными организациями подводно-технических работ через реки шириной более 30 м. Около половины всех переходов относится к рекам шириной до 100 м.

Для более детальной оценки распределения подводных переходов по трассе рассмотрен в качестве примера типичный участок газопровода Уренгой-Челябинск от км 417 до км 1267 общей протяженностью 850 км. Общее количество переходов, включая переходы через ручьи и малые реки, составило 83, в том числе: через водотоки и реки шириной до 1,0 м - 62 (75%); реки шириной от 10 до 30 м - 10 (12%); реки шириной от 30 до 75 м - 6 ( 7%); реки шириной больше 75 м - 5 ( 6%).

Среднее количество переходов на 100 км трассы составило около 10. Среди малых водных преград преобладают ручьи и речки шириной от 1 до 3 м, а число водотоков и рек шириной до 5 м составляет 55 или 66% от общего числа. Из 16

переходов шириной по зеркалу воды более 15 м - 11 переходов относятся к рекам шириной до 75 м.

К началу 1997 г. в РАО "Газпром" находилось в эксплуатации 1173 подводных переходов, насчитывающих 1982 нитки [18]. Примерно такое же количество переходов эксплуатируется на магистральных нефтепродуктопроводах. Две трети указанного количества переходов составляют переходы через водные преграды шириной до 75 м.

По данным РАО "Газпром" [16, 93] с 1980 по 1990 г. г. на трассах магистральных газопроводов было зафиксировано около 690 отказов по различным причинам: наружная коррозия труб - 33%; механические повреждения при эксплуатации -16,9%; дефекты труб - 13,3%; брак сварочных работ - 10,8%; брак строительно-монтажных работ - 8,6%; внутренняя коррозия труб - 6,9%; прочие причины - 10,5%.

Средняя интенсивность отказов составила 0,42 случая на 1 тыс. км газопроводов в год, наибольшая интенсивность отказов отмечалась в 1981 г. - 0,7 отказа на 1 тыс. км. В 1993 г. зафиксировано 30 разрушений на линейной части газопроводов, средняя интенсивность отказов составила 0,22 случая на 1 тыс. км, а средние потери газа от одного отказа составили около 4 млн. м3. В 1995 г. частота отказов составила 0,21, в 1996 г. - 0,23 [71]. Эти данные корреспондируют с оценкой работоспособности линейной части трубопроводов, построенных до 1973 г., согласно которой количество отказов линейной части на 1 тыс. км трубопровода за время эксплуатации составляет 10-15 [52, 55]. Анализ интенсивности и причин отказов нефтепроводов приведен в работе [19].

Основные причины отказов на подводных переходах трубопроводов примерно те же, что и на трассе в целом. Анализ 40 случаев аварий газопроводов на переходах через реки за 20 лет эксплуатации с 1971 по 1990 гг. [38] выявил следующие причины отказов: наружная коррозия труб - 22,5%; заводские дефекты труб - 17,5%; брак строительно-монтажных работ - 15%; брак сварочных работ - 12,5%; разрыв труб на провисающих участках - 12,5%; внутренняя коррозия - 7,5%; нарушение

правил эксплуатации - 10%; прочие причины - 2,5%. В перечне причин отказов дополнительно фигурируют отказы, вызванные провисаниями трубопроводов на размытых участках русел, вибрацией и потерей прочности труб. Опыт эксплуатации переходов свидетельствует о том, что отказы подводных трубопроводов в большинстве случаев являются следствием нескольких причин, причем размывы дна в руслах рек часто являются первопричиной последующих механических повреждений изоляции и стенок труб, а также активизации дефектов на оголенных участках трубопроводов [24].

По данным С.И. Левина [34], основанным на материалах Госгазинспекции, из 39 известных случаев аварий на переходах газопроводов, отмеченных за 15 лет их эксплуатации (до 1980 г.) 59% относятся к русловым участкам, в том числе 30% всех аварий приходится на размытые участки русел.

В трудах многих авторов [10, 11, 27, 30, 35, 36, 56] отмечается, что одной из главных причин аварий и предаварийного состояния подводных трубопроводов являются русловые переформирования в зоне заглубления трубопроводов.

В среднем ежегодно происходит 1-1,5 отказа на 1000 переходов газопроводов. Примерно такая же интенсивность отказов, по данным института Гипротрубопровод 1 отказ в год на 1000 ниток, отмечается на подводных переходах нефтепродуктопроводов. Приведенные данные не учитывают случаи отказов на малых переходах, когда восстановление поврежденных ниток осуществляется ремонтными бригадами эксплуатационных служб с кратковременной приостановкой перекачки продукта. Многие из таких отказов не фигурируют в официальных отчетах.

Количество отказов на подводных переходах конкретных трасс за определенный период может существенно превосходить приведенные выше средние значения. Например, количество отказов на подводных переходах магистральных нефтепроводов по данным анализа за 5 лет [44] составило 19 или 2,7 отказа на 1000 км подводных переходов с учетом пойм (3,2 отказа на 1000 ниток подводных трубопроводов).

Отказы подводных трубопроводов, характеризующиеся нарушением их герметичности вследствие коррозионного разрушения металла, образования трещин, свищей, разрывов по основному металлу и сварным швам, проявляют себя в наиболее напряженных зонах при превышении предельных нагрузок. Как показывают исследования, эти нагрузки оказываются значительно меньше расчетных в зоне локальных дефектов, являющихся концентраторами напряжений. Возникновение отказов после первых 5-7 лет эксплуатации переходов, в течении которых выявляются преимущественно строительные дефекты, связано главным образом с неудовлетворительным состоянием заглубления трубопроводов на русловых участках переходов.

Согласно материалам обследований подводных переходов в РАО "Газпром" из 1173 действующих переходов значительное количество эксплуатируется с отступлениями от проектных решений, строительных норм, и правил по глубине заложения, пригрузке, обустройству береговых склонов и т.п. Свыше 220 переходов (350 ниток) требуют неотложного ремонта из-за значительных оголений, провисов, размывов в урезах [71].

На действующих магистральных газопроводах Тюмени эксплуатируется 244 подводных перехода. Из обследованных 119 ниток 80% имели оголенные участки и провисания [28]. По данным анализа состояния подводных нефтепроводов Западной Сибири около 60% подводных трубопроводов со сроком эксплуатации до 15 лет имели размытые и провисающие участки и требовали ремонта. Основными причинами такого критического положения являются:

-недостаточный объем изысканий, низкое качество проектных работ; -неудовлетворительное качество строительства, нарушение строительными организациями требований проекта и действующих норм;

-несвоевременные и недостаточные мероприятия по предотвращению обнажений трубопроводов со стороны эксплуатирующих организаций.

Недостатки проектирования обусловлены рядом объективных и субъективных причин: недостаточным уровнем знаний в области руслового процесса и

несовершенством методики прогнозирования русловых деформаций, в особенности плановых; ограниченностью фактического материала по гидрологическому режиму и русловым переформированиям, короткими сроками изысканий и др.

Слабая техническая вооруженность строительства средствами объективного контроля качества разработки подводных траншей, низкий уровень технического надзора за строительством переходов предопределяют значительные объемы строительного брака. Согласно данным работы [28], основанным на результатах обследования более 200 переходов, наличие оголенных участков подводных трубопроводов обусловлено недостаточным их заглублением при строительстве. Факты значительного отступления от проектов в сторону уменьшения заглубления трубопроводов приводятся в работе [29].

Недостаточно эффективные мероприятия по стабилизации и восстановлению размываемых участков русел на действующих подводных переходах объясняются как сложностью проблем регулирования русловых процессов, так и слабой инженерной проработкой конструктивных решений, принимаемых с целью защиты трубопроводов от оголения, и недооценкой их влияния на характер русловых деформаций в пограничных областях.

Анализ статистики отказов свидетельствует о росте числа дефектных ниток с увеличением сроков службы магистральных трубопроводов. Около 85% аварий происходит на трубопроводах, находящихся в эксплуатации более 15-20 лет. Согласно данным РАО "Газпром" и АК "Транснефть" возрастной состав действующих подводных переходов следующий: переходы газопроводов: до 10 лет - 15%; 10-20 лет - 25%; 20-30 лет - 25%; 30-40 лет - 25%; более 40 лет - 7%; переходы нефтепроводов: до 15 лет - 25%; 15-25 лет - 39%; 25-35 лет - 24%; более 35 лет - 9%.

Из приведенных данных видно, что около 75% подводных переходов имеют срок службы более 15 лет. Учитывая резкое сокращение объемов строительства магистральных трубопроводов за последние годы, следует ожидать в ближайшей перспективе значительное старение подводных переходов; число ниток со сроком

эксплуатации более 15-20 лет составит около 85%. Пополнение числа стареющих переходов будет прогрессировать за счет магистральных трубопроводов диаметром 1220-1420 мм, строительство которых интенсивно велось в 70 - 80 годах. В связи с этим можно прогнозировать увеличение возможного числа отказов на подводных переходах трубопроводов большого диаметра, ремонт которых потребует значительных затрат и новых технических решений.

1.2. Особенности проектирования, строительства и эксплуатации подводных

переходов через малые водные преграды

В практике проектирования и строительства магистральных трубопроводов к числу переходов через малые водные преграды (малых переходов) обычно относят однониточные переходы. Некоторая условность такого определения малых переходов очевидна, если учесть изменения норм проектирования, касающихся резервирования подводных трубопроводов. Согласно нормам, действовавшим до 1985 г., прокладка одной нитки подводного трубопровода допускалась на переходах через водные преграды шириной по зеркалу воды при меженном уровне не более 50 м. В соответствии со СНиП 2.05.06-85 и правилами проектирования, действующими в настоящее время, эта норма увеличена до 75 м [66]. В зарубежных нормах резервирование предусматривается в исключительных случаях и не связывается с шириной водной преграды. Многими авторами (П.П.Бородавкин, С.И.Левин и др.) высказывались предложения о приближении соответствующей нормы к зарубежным при одновременном повышении требований к проектированию и строительству подводных трубопроводов.

По условиям работы все малые подводные переходы трубопроводов через реки шириной до 25 м относятся к 1-ой категории; малые переходы нефтепроводов через реки шириной более 25 м относятся к категории В [66].

Понятие малых переходов связывают также с технологией их строительства. В соответствии с рекомендациями ВНИИСТа [61] к малым подводным переходам

относят переходы магистральных и промысловых трубопроводов, пересекающих озера глубиной до 1,5 м и реки с шириной русла до 30 м и глубиной (в межень) до 1,5 м. Строительство переходов через водные преграды глубиной до 0,5 м рекомендуется выполнять механизированными колоннами по ходу строительства магистрали, а переходы через водные преграды глубиной до 1,5 м -специализированными бригадами, оснащенными необходимым оборудованием для устройства подводных траншей. Как показал анализ морфологических характеристик малых рек, между шириной и глубиной русел нет тесной взаимосвязи: многие реки шириной до 30 м имеют глубину более 1,5 м и наоборот, реки шириной до 75 м имеют глубину менее 1,5 м (табл. 1.2). Разработку подводных траншей глубиной 3-4,5 м выполняют малыми средствами гидромеханизации и скреперными установками, имеющимися в распоряжении строительных организаций подводно-технических работ [72,85]. Как упоминалось ранее, количество переходов, строительство которых ведется с привлечением подводно-технических средств, не превышает 15-20% общего числа малых переходов.

Учитывая приведенные выше определения, можно отметить некоторые общие характерные особенности, присущие малым переходам:

- отсутствие, как правило, резервных ниток;

- упрощенные изыскания и проектирование;

- строительство преимущественно линейными строительными подразделениями с применением сухопутной землеройной техники;

- меньшая периодичность и облегченные условия обследований в процессе эксплуатации.

Упрощенный подход к проектированию и строительству малых переходов обусловлен в целом облегченными условиями их эксплуатации по сравнению с переходами через большие и средние водные преграды: более благоприятными гидрологическими и ледовыми условиями, в частности, меньшей продолжительностью весенних половодий, отсутствием волнения, слабым ледоходом и отсутствием судоходства; относительно небольшими пролетами

Таблица 1.2

Характеристика подводных переходов через реки шириной 30-75 м на трассе

нефтепровода Ухта-Ярославль

Характеристики русла в Характеристики русла в

Название межень паводок, ГВВ 10 %

Км реки скорость глубина, скорость

ширина, глубина, течения, ширина, м течения,

м м м/с м м/с

26 Чуть 32 1,0 0,3-0,5 100 2,0-4,0 1,5-2,0

42 Ухта 52 1,9 0,5-0,6 130 7,0-8,0 2,0-2,5

61 Тобысь 30 1,6 0,3-0,5 190 4,5-5,0 1,8-2,2

207 Шор 30 1,1 - 40 1,7-2,2 -

391 В. Лупья 39 2,2 - 90 6,5-6,8 -

576 Барачиха 35 0,2 - 40 0,5 -

663 Уфтюга 65 0,45 67 2,6

788 Царева 30 2,3 0,7 3,9-4,6 2,3

924 Лежа 30 2,4 0,3 150 7,7-8,5 1,5

оголенных и провисающих участков трубопровода при размывах русел; меньшей сложностью выполнения строительных и ремонтных работ. Вместе с тем недооценка реальных условий работы подводных трубопроводов приводит к многочисленным случаям их оголений и провисаний в руслах малых рек и как следствие повреждению изоляционного покрытия и стенок трубы. Ниже рассматриваются некоторые примеры эксплуатации малых подводных переходов.

1.3. Примеры эксплуатации подводных переходов 1.3.1. Подводный переход нефтепровода через р. Мал. Сыня

Однониточный переход нефтепровода Уса-Ухта через р. Мал. Сыня запроектирован институтом ПечорНИПИнефть в 1972 г. из труб диаметром 720 мм с кривой искусственного гнутья в правобережном урезе. Протяженность перехода -114 м, русловой части - 40 м. Переход построен в 1973 г. Согласно исполнительной документации трубопровод уложен в русле реки существенно выше проектных отметок, с отклонением до 1 - 1,2 м и местным оголением участка протяженностью 68 м.

При последующих обследованиях перехода в 1975-83 гг. неоднократно подтверждался факт оголения участка трубопровода в правобережном и левобережном урезах. Протяженность оголенных участков составила 10-12 м, высота оголения 35-40 см. При обследованиях перехода в 1985-1988 гг. зафиксировано оголение участка трубопровода длиной 16-20 м в правобережной и средней части русла.

В 1989 г. был выполнен ремонт перехода с укладкой мешков, заполненных цементно-песчаной смесью, поверх оголенного трубопровода. Протяженность полосы крепления по оси трубопровода составила 20 м, ширина полосы -4м при толщине слоя 0,4 м. Было рекомендовано также произвести засыпку траншеи гравием для предупреждения возможного вымывания грунта на участке перехода. Одновременно был выполнен ремонт изоляции, поврежденной ранее. В последующие 4 года при обследовании нефтепровода не было обнаружено оголенных участков. Однако в 1994 г. зафиксирован интенсивный размыв под правым берегом на участке длиной 15 м и оголение кабеля связи, проложенного в 2 м ниже нефтепровода. По результатам обследования было рекомендовано укрепить правобережный участок. В 1995 г. установлено оголение трубопровода до 15 см в

правобережном урезе на участке длиной 6 м, на остальном участке слой засыпки составлял 15-30 см. Укладка поверх трубопровода мешков с цементно-песчаной смесью временно стабилизировала обстановку. Однако, как показали обследования последних лет, ограниченная полоса крепления (4-7 м) не обеспечивает долговременной защиты, поскольку искусственно повышая отметки дна на участке перехода и стесняя русло, провоцирует размывы в пограничной области, за креплением и на примыкании к берегам. Наибольшую опасность представляет размыв берега в зоне укладки кривой искусственного гнугья, где величина заглубления трубопровода минимальна. Сравнительно небольшое отступление берега может привести к оголению трубопровода в урезе и повреждению изоляции вследствие примерзания льда и ледовых воздействий.

1.3.2. Подводный переход нефтепровода через р. Айюва

Переход нефтепровода Уса-Ухта через р. Айюва запроектирован институтом ПечорНИПИнефть в 1972 г. и построен в 1973 г. Ширина реки в межень - 39 м, глубина -1,4 м. Трубопровод диаметром 720 мм с кривыми искусственного гнутья в русле реки уложен выше проектных отметок на 0,8-1,3 м. Наинизшая отметка верха трубопровода выше минимальной отметки дна на момент строительства. Проектный институт согласовал укладку трубопровода на более высоких отметках при условии выполнения каменной наброски толщиной 0,5 м на участке русла протяженностью 10 м (между бортами подводных склонов). По данным обследований 1974-1975 гг. требования планировки береговых участков и берегоукрепления не были выполнены. Трубопровод был оголен (до 0,3 м) в левобережном урезе на отрезке длиной 10-13м. Согласно акту обследования 1976 г. тот же трубопровод оголен на участке длиной 22-23 м, т.е. практически в пределах всего меженного русла и провисает на отрезке длиной 12,5 м (высота провиса 0,5 м). Эти данные подтверждаются материалами обследования, проведенного в 1979г.

С 1975 г. дополнительно проводились обследования перехода Айюва 2 (южная)

в отличии от перехода Айюва 1 (северная). По данным обследования 1976 г. трубопровод засыпан тонким слоем грунта - 5-50 см. Согласно акту обследования 1983 г. трубопровод заглублен в русле реки на 0,1-0,3 м. При последующих обследованиях нефтепровода 1985-1987 гг. оголенных участков не было обнаружено, а состояние трубопровода оценивалось как удовлетворительное. При обследованиях 1988-1994 гг. были зафиксированы оголения нефтепровода : в 1988 г. - в 4,5 м от левобережного уреза и далее в русле; в 1989 г. - в 1 м от правобережного уреза на участке длиной 15 м с провисом до

0,4 м на отрезке 4 м; в 1994 г. - в левобережном урезе на участке длиной 15 м.

На основании результатов обследований было рекомендовано выполнить подсыпку нефтепровода или его засыпку камнем.

1.3.3. Подводный переход газопровода через р. Меча

Подводный переход через р. Меча отвода магистрального трубопровода Коломна-Рязань диаметром 720 мм расположен в районе с. Гавриловское. В районе перехода р. Меча течет в узкой каньонообразной долине шириной около 40 м. Русло реки в плане повторяет очертания долины. Ширина меженного русла 5-8 м, а в местах расширений, приуроченных к вершинам поворотов, достигает 15-20 м. Меженные глубины в среднем составляют 0,20-0,35 м, максимальные глубины на плесах, также приуроченных к вершинам поворотов, достигают 1,5-2,0 м. Створ перехода газопровода расположен вблизи вершины поворота, ширина реки в створе - 14 м. В 100 м выше по течению проложен нефтепровод. Проект предусматривал заглубление трубопровода на 1 м в дно реки. Фактически газопровод был уложен по дну и в паводок был подмыт на 1 м, в результате чего образовался провис практически в пределах всего русла. С целью устранить провис была выполнена перемычка из бутового камня в 15 м ниже створа перехода. При этом предполагалось, что выше перемычки будут аккумулироваться наносы и произойдет занесение

трубопровода. Однако последующий паводок разрушил перемычку, а трубопровод оказался подмытым на 1-1,5 м. Кроме того, активизировался размыв берегов в створе перехода. Учитывая опасность дальнейшей эксплуатации перехода, было принято решение о прокладке новой нитки трубопровода в 15м выше существующего створа с заглублением трубопровода на 0,8 м от наинизшей отметки дна.

1.3.4. Подводный переход трубопровода через р. Керженец

Подводный переход магистрального трубопровода через р. Керженец расположен на 19 км от устья реки в нижней части излучины. Ширина русла в береговых бровках составляет около 80 м, ширина по зеркалу воды в межень - 60 м, наибольшая глубина на участке излучины изменяется от 1,5 м на перекатах до 3,5 м в плесовой лощине. Высота берегов над меженным уровнем - 2-2,5 м. Берега сложены легкоразмываемыми песчаными грунтами. В период весеннего половодья в многоводные годы уровень воды поднимается на 5,2 м, а наибольшие скорости течения достигают 1,9-2,0 м/с. Переход расположен в зоне интенсивных плановых деформаций. Средняя скорость размыва левого, вогнутого берега около 2 м/год. Наименьшие плановые деформации зафиксированы в 80-100 м ниже створа перехода, на низовом перекате излучины.

Трубопровод был уложен в левобережной части русла, в зоне плесовой лощины значительно (около 2 м) выше проектных отметок и выше естественного дна. Сооружение подводного перехода активизировало процесс размыва русла, переформирование которого началось в 1979 г, сразу же после сдачи трубопровода в эксплуатацию. Ниже трубопровода образовалась яма местного размыва. Крепление оголенного участка трубы мешками с цементно-песчаной смесью привело к созданию вдоль трубы затопленной полузапруды высотой 0,5-2,0 м. Это значительно усложнило структуру течения на участке перехода, привело к увеличению скоростей потока и вызвало дополнительный местный размыв ниже этого сооружения. В ре-

зультате создания полузапруды в период 1991-1993 гг. произошли значительные изменения русла на всем участке перехода. Левый вогнутый берег сместился выше створа перехода в сторону поймы на 15 м, ниже створа - на 18 м (размыв со скоростью 5 м в год). Наибольшая длина ямы размыва составила 45 м, ширина - 35 м, наибольшая глубина - 4,5 м. В последующий период прогнозировалось увеличение длины ямы размыва до 65-70 м, ширины - до 40-45 м, глубины - до 6,5 м. Существенное изменение морфологии русла на участке перехода может вызвать подмыв основания выполненного крепления , его обрушение и последующее оголение трубопровода.

Приведенные выше примеры являются типичными для малых переходов и свидетельствуют о необходимости более углубленного рассмотрения как особенностей русловых деформаций малых рек, так и условий местного размыва дна в зоне частично или полностью оголенного трубопровода.

1.4. Особенности русловых деформаций малых рек

Подавляющее большинство малых равнинных рек можно отнести к рекам меандрирующего типа, разновидностями которого являются свободное, ограниченное и незавершенное меандрирование. Последний подтип является разновидностью свободного меандрирования и практически редко встречается на трубопроводных трассах.

Преобладающим типом русловых деформаций при меандрировании являются плановые деформации, характер и величина которых зависят от степени развитости излучины, определяемой углом ее разворота и местоположения створа перехода на излучине [58, 91].

Общий ход глубинных деформаций в многолетнем разрезе подчинен характеру развития плановых деформаций. Глубинные деформации в пределах фиксированных плановых очертаний русла носят сезонный, знакопеременный характер и.сводятся к размыву плесов и нарастанию перекатов в период половодья и

к противоположным деформациям в период межени. Применительно к подводным переходам роль сезонных деформаций сводится к чередующемуся уменьшению и увеличению заглубления трубопровода в течении года. Величина сезонных деформаций на малых реках сравнительно невелика порядка 0,2-0,3 м и, как правило, не принимается в расчет при прогнозировании предельного размыва русла. Существенно большее значение имеют глубинные деформации, обусловленные плановыми смещениями русла; отступление размываемого берега сопровождается увеличением глубин и смещением динамической оси руслового потока.

Прогноз плановых переформирований меандрирующих рек для оценки надежности заглубления подводных трубопроводов на приурезных участках русел вызывает в настоящее время наибольшие трудности. Возможности получения качественных прогнозов плановых деформаций для малых водных преград, в большинстве своем неизученных, при отсутствии гидрометрических и русловых наблюдений и ограниченных сроках изысканий практически невелики. При проектировании малых переходов руководствуются опытом эксплуатации уже существующих поблизости ниток трубопроводов или примерных аналогов. Минимальное заглубление трубопровода назначают в соответствии с нормами проектирования [66] - 1,0 м от наинизшей отметки естественного дна. Заглубление трубопровода в границах русла и на приурезных участках, как правило, определяется условиями его трассировки по радиусам естественного изгиба или с кривыми искусственного гнутья.

В зависимости от радиуса трассировки существенно меняется величина проектного заглубления трубопровода на прибрежном участке русла. С увеличением диаметра трубопровода возрастает радиус естественного изгиба и глубина врезки трубопровода в берег , пропорционально возрастает допустимая величина размыва берегового склона, при которой обеспечиваются нормативные требования в части заглубления трубопровода. Таким образом, при сложившейся практике проектирования малых переходов надежность заглубления трубопроводов на приурезных и береговых участках в большей степени определяется

конструктивными характеристиками, а не прогнозной оценкой плановых деформаций русла. В процессе эксплуатации в более неблагоприятных условиях оказывались трубопроводы с кривыми искусственного гнутья и малого диаметра. Недооценка роли плановых переформирований русел и субъективизм в выборе радиусов трассировки трубопроводов неизбежно порождали многочисленные проектные ошибки, следствием которых явилось преждевременное оголение трубопроводов .

Размывы берегов являются составной частью плановых деформаций русел, происходящих в системе "поток - береговой склон". Отдельные вопросы механизма деформаций берегов и определяющих его факторов освещены в работах Российского, Попова, Чалова, Петрова, Эберхардса, Снищенко, Гендельмана, Ляпина, и др. Особенности размыва берегов малых рек наиболее полно рассмотрены Е.В.Камаловой [27], предложившей типизацию подмываемых береговых склонов и установившей некоторые количественные показатели размыва берегов в зависимости от уклона реки, водности, морфологии русла и характеристик береговых склонов. В соответствии с предложенной ею градацией рек по водности к числу малых отнесены реки со среднемаксимальными расходами половодья до 300 м3/с. Протяженность таких рек в бассейне Волги и Верхнего Дона составляет 60% общей длины рек. Анализируя характер разрушения берегов в указанном регионе, можно выделить следующие три основных типа деформаций пойменных берегов [27]:

- размыв русловым потоком в половодье по всей высоте берегового уступа или отдельными слоями с обрушением вышележащих слоев;

- разрушение путем сползания крупных блоков в условиях периодического увлажнения откосов при их подтоплении паводковыми водами;

- деформации путем обрушения небольших блоков, образующихся в результате растрескивания грунтов откоса в условиях периодического увлажнения.

В реальных условиях разрушение берегов часто является следствием одновременного действия указанных деформаций. Средняя скорость отступания

берега в результате оползания грунтов откоса крупными блоками составляет 0,2 -0,5 м /год. Средняя скорость отступания берега при обрушении небольших блоков составляет примерно 0,2 м /год. Этот вид деформаций характерен для малых рек с невысокими, незадернованными пойменными откосами.

Наиболее распространенным процессом деформаций на реках является размыв берегов в половодье. Самые низкие скорости размыва характерны для пойменных берегов, сложенных суглинистыми и глинистыми грунтами, на участках рек, где скорости течения в паводок меньше размывающих . В этом случае деформации берегов обусловлены сползанием и обрушением блоков.

На излучинах скорости размыва берегов возрастают с увеличением кривизны и при прочих одинаковых условиях достигают максимума в створах, где отношение радиуса излучины к ширине русла порядка трех.

В условиях ограниченного развития плановых деформаций темпы смещения русла малы, и деформации берегов практически незначительны.

На относительно прямолинейных участках русел с ведущим берегом фронт размыва длиннее, чем на извилистых, а темпы отступа берегов меньше.

Скорости деформаций береговых откосов на малых равнинных реках колеблются в пределах от 0,1 до 3,0 м/год. Максимальные деформации отмечаются на участках рек, сложенных легкими суглинками при высоте склонов 4 - 5 м. На участках ограниченного развития плановых деформаций и при малых уклонах рек скорости размыва песчаных и суглинистых берегов высотой до 2,0 м не превышают 0,5 м/год. В районах распространения широкопойменных русел средние скорости размыва увеличиваются и составляют 1,2 м.

На основе обобщения и статистической обработки данных о темпах отступа берегов была получена следующая эмпирическая зависимость [27]

у = ю,б-1°'57-д0'47, (1.1)

где V - средние темпы отступа берега; I - общий уклон реки; Р -

среднемаксимальный расход половодья.

1.5. Способы защиты трубопроводов на размываемых участках русел и

подмываемых берегах

При ремонте оголенных участков подводных трубопроводов наибольшее распространение получили следующие способы [20, 32, 76, 89]:

- дополнительное заглубление трубопровода методом подсадки;

- укладка мешков с цементно-песчаной смесью;

- засыпка трубопровода песчано-гравийными грунтами и камнем;

- местное укрепление берегов.

В настоящее время "Мострансгаз" использует следующие методы ремонта:

- отсыпка русловой части перехода инертными материалами -81%;

- подсадка перехода - 7%;

- переукладка (реконструкция) - 12% [47].

На отдельных переходах для защиты оголенных трубопроводов и предупреждения дальнейшего размыва дна применялись руслорегулирующие сооружения: дамбы обвалования, полузапруды, сквозные шпоры, наносоудерживающие решетки, донные пороги и другие.

Применительно к малым переходам возможности выбора способа ремонта ограничены. Прежде всего отметим неприемлемость в большинстве случаев метода подсадки - одного из наиболее кардинальных способов защиты трубопроводов от русловых деформаций, для выполнения которого требуется временное отключение ремонтируемой нитки от магистрали. Применение других способов ремонта, в особенности тех, которые вызывают значительное стеснение русла, требует детального анализа в каждом конкретном случае. Как уже отмечалось, принимаемые меры часто оказываются малоэффективными и обеспечивают лишь временную местную защиту трубопровода, одновременно инициируя размыв дна и береговых склонов на пограничных с закрепляемым участках русла.

Мешки с цементно-песчаной смесью применяют при ремонте провисающих участков подводных трубопроводов, проложенных на переходах через реки, сложенные плотными слаборазмываемыми грунтами.

Полузапруды представляют собой массивные сооружения, предназначенные для ликвидации размытых участков в береговой части подводных переходов. Обычно полузапруды выполняют из каменной наброски на подстилающем тюфяке и располагают с наклоном вверх по течению под углом 15-30 град, к поперечному створу. Длину полузапруд назначают не более 0,3 ширины меженного русла, а расстояние между полузапрудами не более двойной их длины. При затоплении паводком полузапруда расслаивает поток: поверхностные струи отклоняются в сторону русла, а донные, насыщенные наносами, отклоняются к берегу, где и осаждаются.

Сквозные шпоры (из рядов свай, сборных решеток и др.) создают дополнительное сопротивление потоку, обтекающему размываемый берег, и постепенно гасят скорость до неразмываемой величины. Расстояние между сквозными шпорами обычно принимают равным примерно двум их длинам, располагая ряды сквозных шпор по нормали к линии вогнутого берега.

Ограниченное применение руслорегулирующих сооружений на подводных переходах трубопроводов обусловлено двумя главными причинами: высокой их стоимостью и труднопредсказуемыми последствиями размыва дна и берегов на сопряженных участках русла.

Для пассивного крепления размываемых береговых склонов, не оказывающего существенного влияния на гидравлику руслового потока, применяют различные материалы и конструктивные решения.

Опыт эксплуатации креплений береговых склонов свидетельствует о том, что разрушение крепления начинается с подмыва основания на его границе. Если в процессе деформаций основания крепление не следует за изменениями местного рельефа дна, то на границе крепления образуется уступ, выше которого создается зона устойчивого вихревого вальца, способствующего дальнейшему размыву.

Наиболее приспособленными к деформациям дна являются гибкие крепления, сохраняющие постоянный контакт с подстилающим основанием за счет постепенных осадок. Одним из главных достоинств гибких креплений является способность их деформироваться и благодаря этому локализовать местные размывы. К гибким креплениям относятся: каменная наброска, асфальтобетонные покрытия, цокрытия из соединенных между собой блоков и другие.

Разрушение креплений происходит по следующим причинам: в результате воздействия окружающей среды и механических повреждений, вследствие размыва упорной призмы откоса, вследствие выноса материалов фильтрационным потоком, в результате сползания или обрушения откоса.

Анализ современного состояния проблемы защиты гидротехнических сооружений от размыва с применением гибких креплений выявил следующие тенденции:

- использование геосинтетических материалов в качестве основы при разработке конструктивных решений креплений, в частности, в качестве подстилающих материалов под облицовкой и в виде оболочек для различных заполнителей;

- широкое использование местных строительных материалов в качестве инертных заполнителей оболочек и контейнеров, применяемых для крепления ;

- использование неутилизируемых отходов промышленности, в частности, отработанных автопокрышек, отходов переработки авторезины, металлургических шлаков и других;

- применение заранее заготовленных элементов покрытия и сведение к минимуму объемов работ на строительном объекте.

Исследования свойств геосинтетических материалов для гидротехнического и трубопроводного строительства выполнялись в институтах ВНИИСТ, ЦНИИС, Гипроречтранс, ТюмИСИ такими учеными, как К.И. Зайцев, В.В. Спиридонов, A.C. Гехман, И.Д. Красулин, А.Г. Ратнер, В.П. Черний и др. При сооружении магистральных трубопроводов геотекстиль применяют преимущественно для

балластировки грунтом и устройства перемычек, препятствующих выносу грунта засыпки на откосах [12, 25, 53, 54, 75, 80, 84, 87, 90, 95].

При строительстве подводных переходов геотекстиль пока не получил широкого распространения, что объясняется как недостаточной изученностью его работоспособности в подводных сооружениях, так и слабой проектно-технологический и конструктивной проработкой последних применительно к специфике переходов трубопроводов.

Более других изученными следует считать вопросы прочности и фильтрационной способности геотекстильных материалов, используемых в противосуффозных и дренажных сооружениях [6, 7, 60, 74, 86].

Фильтрационные свойства геотекстиля зависят от толщины и плотности ткани. В соответствии с рекомендациями Федерального института инженеров водного транспорта ФРГ [104] толщину слоя геотекстиля следует принимать в зависимости от типа крепления: более 4,5 мм - для песка или при воздействии на геотекстиль растягивающих усилий; более 6,0 мм - для связных грунтов или при воздействии растягивающих усилий.

Как показали результаты исследований, коэффициент фильтрации не- тканого геотекстиля, находившегося определенное время в эксплуатации и частично засоренного песком, составляет: = (1,0 - 5,0) -10"5 м/с.

Остаточная пористость геотекстиля п = 0,32-0,74 обеспечивает достаточную фильтрацию на длительное время. В отличии от этих данных тканый геотекстиль после эксплуатации имеет фильтрацию более низкую, чем подстилающий грунт. Снижение водопроницаемости нетканых материалов происходит вследствие кольматации, а тканых материалов - в результате сужения отверстий в ткани.

Применение фильтров из геотекстиля совместно с подстилающими слоями из зернистых материалов, например песка, повышает эффективность фильтров. Во-первых, это улучшает контакт между подстилающим слоем и облицовкой, во-вторых, способствует удержанию мелких частиц грунта, в-третьих, слой песка защищает покрытие из геотекстиля в процессе строительства.

Для предотвращения чрезмерного повышения давления в конструкциях защитных покрытий водопроницаемость геотекстиля должна быть выше водопроницаемости подстилающего грунта с учетом возможного снижения водопроницаемости геотекстиля за счет его кольматации. На основании экспериментальных исследований установлено, что коэффициенты фильтрации нетканого (иглопробивного) геотекстиля Кг и подстилающего грунта К, должны отвечать следующему условию

КгЖ./лк, (1.2)

где Пк - величина, зависящая от соотношения Кг / Р; Р - показатель пористости геотекстильного материала.

Р = т-Оз, (1.3)

где N - соотношение пустот в материале, для нетканых иглопробивных материалов N = 0,8-0,9; 1 - толщина геотекстиля при нагрузке 2 кН/м ; Цч - эффективный размер отверстий, определяемый при мокром просеивании через геотекстиль калиброванного песка по результатам гранулометрического анализа частиц, оставшихся на "сите".

Если эффективный размер отверстий удовлетворяет условию

Б <0,5 а, (1.4)

где а - размер частиц грунта, меньше которых содержится 10 % ,

Заключение диссертации по теме «Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и хранилищ», Пережогин, Юрий Дмитриевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ состояния, причин отказов и способов защиты подводных трубопроводов на переходах через малые водные преграды позволяет сделать вывод о том, что упрощенный подход к проектированию и строительству малых переходов, недооценка реальных условий их эксплуатации приводят к появлению оголенных участков, провисаний, размыву урезов, что является первопричиной последующих аварий; использование при ремонте гибких креплений на основе геосинтетиков позволяет ликвидировать местные размывы дна и берегов, увеличить срок службы переходов, сократить стоимость работ.

2. На основании экспериментальных исследований доказано, что геотекстильные материалы обладают достаточной прочностью при кратковременных и длительных нагрузках, долговечностью при изменении температуры и в условиях воздействия агрессивных химических сред, что позволяет рекомендовать эти материалы для использования в конструкциях гибких покрытий при защите от размывов русел и берегов малых водных преград в створах подводных трубопроводов. Установлено, что более высокие прочностные характеристики, составляющие до 90 % от прочности основного материала, обеспечивает сварка геотекстиля нагретым инструментом, а нахлесточные соединения имеют прочность в 2-3 раза больше рантовых. Предложена зависимость прогиба защитного крепления от диаметра оболочки и длины провисающего участка.

3. В результате теоретических и экспериментальных исследований изучены закономерности размыва дна в зоне подводных переходов: для незаглубленного трубопровода размыв начинается при скоростях на 30 - 35 % меньше неразмывающих; при скоростях, более неразмывающих , глубина воронки размыва в 1,5 - 2,0 раза превышает размеры естественных форм донного рельефа. Разработана методика расчета геометрических параметров гибких защитных покрытий в русловой части и на берегах в зависимости от диаметра трубопровода, ширины и глубины русла, скорости потока, неразмывающей скорости, характеристик грунтов, заложения откоса, величины переформирования берегов. 4. Предложены новые конструкции гибких защитных покрытий: противоэрозионные экраны из геотекстиля, покрытия на основе отходов автопокрышек, гибкие железобетонные плиты с обратным фильтром из геотекстиля, маты и оболочки с заполнением полостей грунтом, которые обеспечивают повышение эффективности строительства и ремонта подводных переходов трубопроводов через малые водные преграды. Опытно-промышленная проверка указанных конструкций в полигонных и трассовых условиях подтвердила работоспособность предложенных решений, позволила отработать технологию производства работ. Результаты выполненных исследований использованы при разработке руководящего документа "Руководство по ремонту размываемых участков газопроводов на переходах через малые водные преграды с использованием гибких защитных креплений". Внедрение разработок в предприятии "Баштрансгаз" обеспечило получение экономического эффекта в размере 451193 рубля.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пережогин, Юрий Дмитриевич, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Адамович А.Н. Закрепление грунтов и противофильтрационные завесы в гидротехническом строительстве. - М.: Энергия, 1980. - 320 с.

2. Айнбиндер А.Б. Расчет магистральных и промысловых трубопроводов на прочность и устойчивость. - М.: Недра, 1991. - 287 с.

3. Алперин И.Е., Быков JI.C., Гуревич Б.В. Укрепление берегов судоходных каналов, рек и водохранилищ. - М.: Транспорт, 1973. - 216 с.

4. Армированные грунты в трубопроводном строительстве / Бабин JI.A., Спектор Ю.И., Щепин Н.Ф., Кулагин В.П., Пережогин Ю.Д. // Сб. науч. тр. / Карагандинский металлургический институт. - 1997. - Проблемы фундаментостроения в грунтовых условиях новой столицы. Т.2. - С. 412-417.

5. Бабин Л. А., Быков Л.И., Рафиков С.К.. Искусственное улучшение грунтов в практике трубопроводного строительства. - М.: Недра, 1990. - 153 с.

6. Бабин Л.А., Рафиков С.К., Лаврентьев А.Е. Разработка методов борьбы с эрозией грунта в полосе трубопровода // Сб. материалов I Всесоюзной конференции «Экология нефтегазового комплекса» / ВНИИПК техоргнефтегазстрой. - 1989,- С. 129-133.

7. Банин А.П., Васильев Н.П. Противоэрозионные мероприятия при сооружении трубопроводных магистралей // Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. - 1977.- № 5 . - С. 3-10.

8. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве. -М.: Недра, 1986.-224 с.

9. Бородавкин П.П., Березин В.Л., Шадрин О.Б. Подводные трубопроводы. -М.: Недра, 1979. -415 с.

10. Бородавин П.П., Кольцов A.A., Шадрин О.Б. Вопросы капитального ремонта подводных переходов нефте- и продуктопроводов // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1967. - 99 с.

И. Бородавкин П.П., Шадрин О.Б., Черняев Д. А. Вопросы проектирования и эксплуатации подводных переходов нефте- и продуктопроводов // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1966. -72 с.

12. Васильев Н.П. Балластировка и закрепление трубопроводов. - М.: Недра, 1984. - 166 с.

13. Васильев Н.П., Кукушкин Б.М. Предупреждение и защита подводных трубопроводов от размыва и повреждений // Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. - 1970. -67 с.

14. Гибкие берегоукрепления с геотекстилем. Материалы международной конференции, организованной Институтом гражданских инженеров (Лондон, 29-30 марта 1984 г.), Великобритания / Под ред. Э.Р. Гольдина. - М.: Транспорт, 1988. - 184 с.

15. Гидрогеологическое обоснование оптимизации конструктивных решений трубопроводов в период строительства / Л.М. Демидюк, С.Г. Степанова, Т.В. Бурчак и др. // Геология и инженерная геология. - 1991. -Вып.2. - 87 с.

16. Головин Ю.А. О состоянии переходов магистральных газопроводов в нашей стране // Сб. материалов «Обмен опытом при производстве подводно-технических работ, связанных с ремонтом и эксплуатацией подводных переходов магистральных газопроводов» / ВНИИЭ Газпром. - 1989. - С. 3-5.

17. Гришанин К.В. Основы динамики русловых потоков. - М.: Транспорт, 1990. - 320 с.

18. Дедешко В.Н. Вступительное слово к участникам совещания // Материалы совещания «Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов РАО «Газпром» (Самара, март 1997) / ИРЦ Газпром. - 1997.-е. 3-7.

19. Диагностирование технического состояния линейной части

магистральных нефтепроводов на основе внутритрубной дефектоскопии / Черняев К.В., Черняев В.Д., Байков И.Р., Галлямов А.К. - М.: Издтво АО «Диаскан», 1996. - 66 с.

20. Забела К. А. Ликвидация аварий и ремонт подводных трубопроводов. - М.: Недра, 1986. - 148 с.

21. Знаменская Н.С. Грядовые движения наносов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1976. - 112 с.

22. Знаменская Н.С. Грядовые движения наносов в русловом процессе : Автореферат дис...д-ра техн. наук- Л., 1968. - 43 с.

23. Знаменская Н.С. Экспериментальное исследование формы гряд и сопротивления русла при грядовой структуре дна // Сб. науч. тр. / ЛПИ. - 1960. - Гидротехника. - С.118-132.

24. Иванцов О.М. Надежность строительных конструкций магистральных трубопроводов. - М.: Недра, 1986. - 231 с.

25. Инструкция по применению геотекстильных синтетических материалов (ГСМ) при балластировке грунтом стальных трубопроводов. ВСН 193-86 / Миннефтегазстрой. - М.: Ротапринт ВНИИСТ, 1986. - 62 с.

26. Исследования работы гибкого крепления из ободовых колец и автопокрышек на левом берегу р. Волги: Отчет о НИР. - № ГР 01830072749. -Волгоград, 1983. - 81 с.

27. Камалова Е.В. Географические закономерности процесса разрушения берегов на малых и средних реках бассейнов Волги и Верхнего Дона: Автореферат дис.... канд. техн. наук. - М., 1988. - 24 с.

28. Колосова Н.М. Исследования условий работы и способов ремонта подводных переходов трубопроводов Западной Сибири: Автореферат дис.... канд. техн. наук. - М., 1980. - 22 с.

29. Колосова Н.М. К вопросу прогнозирования состояния подводных переходов нефтепроводов в районе Западной Сибири // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1974. - № 3. - С. 15-18.

30. Кукушкин Б.М. Исследование влияния гидроморфологических факторов на размыв подводных трубопроводов в условиях равнинных рек и пути совершенствования методов изысканий, проектирования и контроля на переходах // Строительство магистральных трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. - 1967. - 113 с.

31. Кукушкин Б.М. Исследования условий работы подводных трубопроводов на деформированных участках равнинных рек: Автореферат дис. ... канд. техн. наук. -М., 1973. - 33 с.

32. Кукушкин Б.М., Канаев В.Я. Строительство подводных трубопроводов. - М.: Недра, 1982. - 173 с.

33. Кукушкин Б.М., Шор П.Д. Из опыта защиты подводных трубопроводов от размыва // Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. - 1966. - № 24. - С. 9-14.

34. Левин С.И. Подводные трубопроводы. - М.: Недра, 1970. - 288 с.

35. Левин С.И. Предупреждение аварий и ремонт подводных трубопроводов. - М.: Гостоптехиздат, 1963. - 106 с.

36. Левин С.И. Проектирование и строительство подводных трубопроводов. - М.: Гостоптехиздат, 1960. - 333 с.

37. Львовский E.H. Статистические методы построения эмпирических формул. - М.: Высш. шк., 1988. - 239 с.

38. Мальцев B.C. Ремонт подводных трубопроводов // Материалы совещания «Создание, модификация технических средств для приборного обследования подводных трубопроводов, рассмотрение и выбор прогрессивных технологий ремонта и реконструкции подводных переходов» (Самара, февраль, 1994 г.) / ИРЦ «Газпром». - 1994. - С. 60 - 68.

39. Медведев С.С., Ермаков Г.Г. Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов и пути их решения // Материалы совещания «Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов

РАО «Газпром» (Самара, март 1997) / ИРЦ Газпром. - 1997. - с. 48-58.

40. Методические рекомендации по проектированию и строительству гибких железобетонных покрытий откосов транспортных сооружений / Юдин JI.H., Высоцкий А.Ф., Плакида М.Э., Лагутина Т.А. - М.: Ротапринт ЦНИИСД984. - 54 с.

41. Мирзаджанзаде А.Х., Степанова Г.С. Математическая теория эксперимента в добыче нефти и газа. - М.: Недра, 1977. - 228 с.

42. Миронов В.В., Стрижков С.Н. Расчет процесса намыва грунта в гибкие водопроницаемые оболочки из геотекстиля. - Тюмень: Изд - во ТИСИ, 1986.-10 с.

43. Мирцхулава Ц.Е. Размыв русел и методика оценки их устойчивости. -М.: Колос, 1967.- 177 с.

44. Нефедова Н.Ф., Махортова Н.П. Некоторые вопросы состояния эксплуатационной надежности подводных переходов // Сб. материалов «Обмен опытом при производстве подводно - технических работ, связанных с ремонтом и эксплуатацией подводных переходов магистральных газопроводов» / ВНИИЭ Газпром. - 1989. - С. 22-25.

45. Новиков И.П., Проняев Т.И. Водно-тепловая и техническая мелиорация грунтов при инженерной подготовке полосы строительства многониточной газотранспортной системы (на примере Западной Сибири) // Комплектно - блочное строительство наземных объектов. - 1985. - Вып.2. - 56 с.

46. Основные технические решения по укреплению берегов на подводных переходах магистральных трубопроводов. - М.: ВНИИСТ, 1985. - 35 с.

47. Пахомов В.П. Анализ выполнения подводно-технических работ на подводных переходах предприятия «Мострансгаз» // Материалы совещания «Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов РАО «Газпром» (Самара, март 1997) / ИРЦ

Газпром. - 1997. - с. 21-25.

48.. Пережогин Ю.Д. Оценка деформаций гибких креплений на береговых склонах подводных переходов трубопроводов // Сб. материалов II международной научно - технической конференции «Проблемы строительного комплекса России» / УГНТУ. - 1998. - С. 54-55.

49. Пережогин Ю.Д., Ратнер А.Г., Спектор Ю.И. Анализ причин отказов магистральных трубопроводов на переходах через малые реки // Транспорт и подземное хранение газа. - 1997. - № 4. - с. 11-30.

50. Пережогин Ю.Д., Ратнер А.Г., Спектор Ю.И. Исследование местного размыва и стабилизации дна в створе подводного трубопровода // Известия ВУЗов. Нефть и газ. - 1998. - № 1. - С. 81 - 87.

51. Пережогин Ю.Д., Ратнер А.Г., Спектор Ю.И. Результаты исследования свойств геосинтетических материалов, применяемых для защиты от размыва подводных газонефтепроводов // Известия ВУЗов. Нефть и газ. -1997. -№ 4.-С. 56-58.

52. Погосян B.C., Нежданов В.В. Современные методы обеспечения надежности газопроводных систем // Сб. материалов «Обмен опытом при производстве подводно-технических работ, связанных с ремонтом и эксплуатацией подводных переходов магистральных газопроводов» / ВНИИЭ Газпром. - 1989. - С. 46-50.

53. Поляков В.Е., Дярчук P.M. Балластировка трубопроводов малого диаметра // Строительство трубопроводов. - 1989. - № 9. - С. 40.

54. Прогрессивные конструктивные решения сооружения промысловых дорог и трубопроводов / Н.В. Табаков, С.М. Соколов, В.Р. Майер и др. // Нефтепромысловое строительство. - 1986. - Вып. 8. -55 с.

55. Работоспособность линейной части трубопроводов / В.В. Рождественский, О.И. Молдованов, П.С. Соловьев и др. // Проектирование и строительство трубопроводов и газонефтепромысловых сооружений. - 1973. -№ 2. - С. 3 - 28.

56. Ратнер А.Г. Подводные земляные работы в сложных гидрологических условиях // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов. - 1979. - 67 с.

57. Ратнер А.Г., Камалова Е.В., Головкина О.Н. Устойчивость и укрепление берегов на подводных переходах трубопроводов // Сб. научн. тр. / ВНИИСТ. - 1987. - Новая техника и технология строительства подводных переходов магистральных трубопроводов. - С. 60-82.

58. Регламент выполнения экологических требований при размещении, проектировании, строительстве и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов. РД 51-2-95 / РАО «Газпром». - М.: ИРЦ Газпром, 1995.-62 с.

59. Рекомендации по применению нетканых синтетических материалов (НСМ) при сооружении стальных трубопроводов. Р 418-83 / ВНИИСТ. - М.: Ротапринт ВНИИСТ, 1983. - 50 с.

60. Рекомендации по проектированию дренажных устройств с геотекстилем / Л.Н. Юдин,Т.А. Лагутина, А.Ф. Высоцкий и др.- М.: Ротапринт ЦНИИСД991. - 42 с.

61. Рекомендации по технологии строительства подводных переходов трубопроводов через малые водные преграды. Р 575 - 85 / ВНИИСТ. - М.. Ротапринт ВНИИСТ,1986. - 48 с.

62. Румянцев И.С. Исследования кинематической структуры потоков и переформирования дна на участках подводных переходов дюкерного типа: Автореферат дис. ... канд. техн. наук. - М., 1970. - 20 с.

63. Румянцев И.С. Лабораторные исследования местных размывов в створах свободно уложенных подводных трубопроводов // Сб.науч. тр. / МГМИ. - 1970. - Вопросы гидравлики. - С. 36-43.

64. Румянцев И.С. О неразмывающих скоростях в ближнем следе за трубопроводом, уложенным по дну водяной преграды // Сб.науч. тр. / МГМИ. -1970. - Вопросы гидравлики. - С. 43-49.

65. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений / Госстрой СССР.

- М.: Стройиздат, 1985. - 40 с.

66. СНиП 2.05.06-85. Магистральные трубопроводы / Госстрой СССР. -М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985. - 52 с.

67. СНиП 2.06.01-86. Гидротехнические сооружения. Основные положения проектирования / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989.-32 с.

68. СНиП 2.06.04-82. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов) / Госстрой СССР. - М.: Стройиздат,

1983.-39 с.

69. СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 32 с.

70. СПиП 3.02.01-87. Земляные сооружения, основания и фундаменты / Госстрой СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1989. - 128 с.

71. Салюков В.В. Технологическое состояние подводных переходов магистральных газопроводов РАО «Газпром». Проблемы и пути обеспечения их надежности и безопасности // Материалы совещания «Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов РАО «Газпром» (Самара, март 1997) / ИРЦ Газпром. - 1997. - с. 7-11.

72. Свод правил по сооружению магистральных газопроводов. Сооружение подводных переходов. СП 108-34-96 / РАО «Газпром». - М.: ИРЦ Газпром, 1996. - 72 с.

73. Сергеев Б.И., Степанов П.М., Шумаков Б.Б. Мягкие конструкции -новый вид геотехнических сооружений. - М.: Колос, 1971. - 272 с.

74. Синтетические текстильные материалы в транспортном строительстве / В.Д. Казарновский, А.Г. Полуновский, В.И. Рувинский и др. - М.: Транспорт,

1984. - 159 с.

75. Скворцов И.Д., Ничевилов Г.В., Аксеньева Г.П. Современные методы балластировки и закрепления трубопроводов в Западной Сибири // Техника и технология добычи нефти и обустройство нефтяных месторождений. - 1988. -

Вып. 20. - 55 с.

76. Сооружение подводных трубопроводов / Б.В. Самойлов, Б.И. Ким, В.И. Зоненко, В.И. Кленин. - М.: Недра, 1995. - 307 с.

77. Спектор Ю.И., Бабин Л.А. Берегоукрепление в створах подводных трубопроводов с использованием закрепленных грунтов // Строительство магистральных трубопроводов. - 1988. - Вып. 3. - 38 с.

78. Спектор Ю.И., Бабин Л.А., Валеев М.М. Новые технологии в трубопроводном строительстве на основе технической мелиорации грунтов. -М.: Недра, 1996.-208 с.

79. Спектор Ю.И., Пережогин Ю.Д. Исследования взаимодействия геосинтетических материалов с грунтом в условиях берегоукрепления в створах подводных трубопроводов // Труды 3 Украинской научно - технической конференции по механики грунтов и фундаментостроения. Т.1. / ОГАСА. -1997.-С. 174-175.

80. Стрижков С.Н. Защита и стабилизация трубопроводов грунтом с использованием геотекстиля // Строительство магистральных трубопроводов. -1990.-Вып. 3.-34 с.

81. Стижков С.Н. Разработка методов защиты участков трубопроводов от внешних воздействий с использованием грунтов и геотекстильных материалов: Автореферат дис....канд. техн. наук. - Уфа, 1989. - 23 с.

82. Стрижков С.Н., Миронов В.В., Пишогов В.Д. Прогрессивные конструкции берегоукреплений подводных трубопроводов с применением геотекстиля // Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности. - 1987. -№ 11. - С. 18-21.

83. Стрижков С.Н., Пинчук В.П., Миронов В.В. Опыт применения мягких грунтонаполняемых берегоукрепительных конструкций // Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности. - 1988. - № 7. - С. 1-4.

84. Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Конструкции и балластировка. ВСН 007-88 / Миннефтегазстрой. - М.: Ротапринт ВНИИСТ,

1989.-50 с.

85. Строительство магистральных трубопроводов. Подводные переходы. ВСН 010-88 / Миннефтегазстрой. - М.: Ротапринт ВНИИСТ, 1990.- 103 с.

86. Телегин Л.Г., Ким Б.И., Зоненко В.И. Охрана окружающей среды при сооружении и эксплуатации газонефтепроводов.- М.: Недра, 1988. - 188 с.

87. Тенденции развития и опыт эксплуатации линейной части магистральных газопроводов на Крайнем Севере / В.Н. Лисин, В.М. Шарыгин, С.М. Щербаков и др. // Транспорт и подземное хранение газа. - 1989. - Вып. 8. - 39 с.

88. Технические решения по применению геотекстильных синтетических материалов при берегоукрепении подводных переходов магистральных трубопроводов / А.Г. Ратнер, М.А. Камышев, К.И. Зайцев и др. - М.: Ротапринт ВНИИСТ, 1988.-60 с.

89. Типовые технологические схемы ремонта подводных переходов магистральных трубопроводов / Р.Х. Идрисов, C.B. Зуева, Т.А. Страшенко и др. - Уфа: Ротапринт ВНИИСТ нефть, 1985.- 185 с.

90. Трофимов В.Л., Кукуевицкий Г.М. Сооружение внутрипромысловых трубопроводов в сложных инженерно - геологических условиях // Нефтепромысловое строительство. - 1987. - Вып. 5.-41 с.

91. Учет деформаций речных русел и берегов водоемов в зоне подводных переходов магистральных трубопроводов (нефтегазопроводов). ВСН 163-83 / Миннефтегазстрой. - Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - 143 с.

92. Чеботарев Г.П. Механника грунтов, основания и земляные сооружения. -М.: Стройиздат, 1968. -615 с.

93. Чистяков А.И. Состояние подводных переходов на действующих магистральных газопроводах. Вопросы обеспечения их надежной эксплуатации // Материалы совещания «Создание, модификация технических средств для приборного обследования подводных трубопроводов, рассмотрение и выбор прогрессивных технологий ремонта и реконструкции подводных переходов» (Самара, февраль, 1994 г.) / ИРЦ «Газпром». - 1994. - С. 3-9.

94. Штеренлихт Д.В., Румянцев И.С., Яковлева JI.B. Лабораторные исследования местных размывов в створах свободно уложенных подводных трубопроводов // Сб. науч. тр. / МГМИ. - 1970. - Вопросы гидравлики. - С. 810.

95. Щербаков С.М., Васильев Н.П. Использование материалов из естественных и искусственных волокон для балластировки трубопроводов // Строительство нефтегазопромысловых объектов. - 1990. - Вып. 12. - 52 с.

96. Archibald I.C. Soil Stabilizer // Pipeline and Gas Journal. - 1984. - No 11. - P. 44-46.

97. Bearman P.W., Zdravkovich M.M. Flow around a circular cylinder near a plan boundary // Journal of Fluid Mechanics. - 1978. - Vol. 89. - No 1. - P. 33-47.

98. Bijker E.W., Leeuwestein W. Interaction between pipelines and the seabed under the influence of waves and the current // Proceedings of Symposium " Seabed Mechanics", Newcastle Upon Tyne, England, 1984. - P. 235-242.

99. Chiew Y. - M. Mechanics of Local Scour Around Submarine Pipelines // Journal of Hydraulic Engineering. - 1990. - Vol. 116. - No 4. - P. 515-529.

100. Couperthwaite S.L., Marshall R.G. Geotextile Pipeline - Weight Design is Advanced // Oil and Gas Journal. - 1987. - Vol. 85. - No 35. - P. 58-61.

101. Couperthwaite S.L., Marshall R.G. Musked Pipeline Research Fields Bog Cost Saving // Oil and Gas Journal. - 1987. - Vol. 85. - No 33. - P. 35-40.

102. Dorr J.C., Battels A.H., Schuit P. The ACZ - Delta mat // Proceedings of the International Conference " Flexible armoured revetments incorporating geotextiles", London, 1984.-P. 115-121.

103. Flexible Mats Provide Pipeline With Erosion Control // Pipeline and Gas Journal. - 1978. - Vol. 205. - No 3. - P. 2.

104. Heerten G., Muhring W. Proposals of flexible toe design of revetments // Proceedings of the International Conference " Flexible armoured revetments incorporating geotextiles", London, 1984. - P. 31-44.

105. Mandal J.N., Divshikar D.G. Geotextiles: More on Testing Equipments // The

Indian Textaile Journal. - 1988. - No. 12. - P. 190-199.

106. Mao Y. Seabed scour under pipelines // Proceedings of 7th International Symposium on Offshor Mechanics and Arctic Engineering, Houston, USA, 1988. - P. 33-38.

107. Nicolls R. Fabric Pipelines and Earth Containment Structures // Journal of Construction Division. - 1981,- Vol.107. - P. 9-19.

108. Reinforced earth in pipeline construction / L.A. Babin, Y.I. Spector, N.F. Shchepin, V.P. Kulagin // Proceedings of the International Symposium " Earth Reinforcement", Fukuoka, Japan, 1996. - P. 565-568.

109. Rowland L.O. Costs of Swamp Weights Can Be Cut by 50% // Pipeline Industrie. - 1987. - No. 8. - P. 20-25.

110. Rudolph R.L., Dowell J. Erosion Control Fabric Saves $90,000 //Public Works. - 1988. - No. 12. - P. 68.

111. Van den Berg J.C., Lindenberg J. Stability of Armorflax revetment system under wave attac // Proceedings of the International Conference " Flexible armoured revetments incorporating geotextiles", London, 1984. - P. 90-99.

112. Wellpoint Dewatering on Failclough Pipeline Contract //Pipes and Pipelines. -1985. - Vol. 30. - No. 1. - P. 24-27.

113. Wise E.G. Development parameters for integrated flexible revetment systems // Proceedings of the International Conference " Flexible armoured revetments incorporating geotextiles", London, 1984. - P. 81-90.

114. Wolczaski P., Zbikowcki A. Zastoswaine tworsyw sztuzcych w umocnienie brzegow rzek oraz skarp i dna kanalow // Gospodarka wedna. - 1970. - No. 1. - S. 403.

115. Zefrass K. - C., Maubeuge K. Building With Geotextiles // Yarn Forming. -1988.-No. 4.-P. 68-74.