Прокладка трубопровода в горах, скальных грунтах

Монтаж трубопроводов в горных условиях связан с многочисленными рисками их повреждения в результате оползней, падения камней, селевых потоков, снежных лавин и т.п. Сложность заключаются также в разработке скальных пород, пересечённого рельефа. Реальную опасность представляет вероятность землетрясений, поэтому магистрали прокладывают вдалеке от сейсмически опасных зон. Крутые склоны затрудняют валку деревьев, работу землеройных машин, трубоукладчиков.

Перед началом производства работ проводят инженерно-строительные изыскания, при этом определяют:

• состав грунта, состояние будущей трассы (наличие оползневых участков, водных артерий, оврагов);
• уклон гористого участка для комплектации подходящей техники и выбора схемы разработки;
• степень покрытия трассы растительностью.

Этапы строительства зависят от условий предстоящей эксплуатации, они могут включать:

• подготовительные работы: снабжение строительной площадки радиосвязью, аптечкой, СИЗ, запасом воды, пищи, противопожарными средствами, устройство подъездных путей;
• разработка траншеи (очистка поверхности от валунов, растительности, удаление рыхлого слоя, планировка, рыхление, копание, чистка дна);
• формирование полки (снятие верхнего гумуса, попеременная разработка грунта/разрыхление, укрепление подошвы, откосов);
• доставка труб, оборудования, техники;
• проведение сварочно-монтажных работ путём наращивания звеньев трубопровода;
• изоляция и футеровка;
• возведение специальных сооружений;
• проведение испытаний.

Способ прокладки

рис.1

рис.2

рис.3

рис.4

рис.5

На косогорной территории с углом уклона от восьми градусов обустраивают полки с организацией заезда (рис. 6). Экономичный вариант разработки в виде полувыемов-полунасыпи.

рис. 6 схематическое изображение полок на косогорных участках трассы

Существует несколько способов монтажа трубопровода:

1. Закрытый метод практически не имеет инженерно-геологических ограничений, характеризуется относительно стабильным температурным режимом, защищенностью от внешних воздействий, минимальным количеством помех для транспорта, но требует при этом весомых затрат. Бестраншейная проходка подразделяется на:

• микротоннелирование ‒ применяют для преодоления естественных и искусственных препятствий;
• тоннельную проходку реализуют с помощью горнопроходческих комбайнов, с железобетонной обделкой наращиванием или протаскиванием.

2. Подземные трассы требуют отвода грунтовых вод, защиты изоляционных покрытий, укрепления.

3. Надземная прокладка востребована для сложных переходов, преодоления препятствий, при возникновении расчётных напряжениях в подземных трубах превышающих предел их прочности, при вероятности образования провалов.

4. Наземная установка происходит на уровне поверхности грунта, мало подходит для сложных горных условий.

Защита трассы трубопровода от оползней и обвалов

Для магистральной нитки трубопроводов реальную угрозу представляют такие природные явления как:

• отрыв от каменной основы крупных и мелких кусков породы, их падение вниз и заваливание рабочего участка, так называемый обвал;
• плавное смещение горных масс под действием подвижек земной коры, вибраций, собственного веса определяют как оползни.

Подготовка для прокладки магистральных трубопроводов по пересечённой местности зачастую служит активатором подвижек грунта. Поэтому необходимо предотвращать и предупреждать смещение сползающих масс.

Противообсыпные и противообвальные мероприятия

Проводят обустройство кювет-траншей без укрепления в скальных образованиях с размещением технологического проезда для их обслуживания. Для нескальных грунтов проводят упрочнение георешётками из полимерных материалов с засыпкой слоем почвы. При этом сооружённые траншеи отводят воду и улавливают обломки пород.

Организуют также механическое удержание оползней при помощи буронабивных свай или регулируют поверхностные стоки путём отвода от проблемного участка по лоткам и быстростокам.

Меры безопасности

Особенности строительства трубопроводов в горах коррелируются с нормами и правилами, изложенными в СНиП III-42-80:

• проведение работы в сезоны с наименьшей вероятностью проявления неблагоприятных явлений;
• организация службы безопасности;
• анкеровка машин на продольных уклонах свыше 15° с проверкой экскаваторов на скольжение, направление рубки деревьев вершинами к подошве склона;
• остановка рабочего процесса при схождении оползней или обнаружении в грунте состава, отличающегося от заявленного в документации;
• на поперечных уклонах от 8 до 18 градусов осуществление разработки бульдозерами, свыше верхней границы ‒ одноковшовыми экскаваторами;
• отсутствие растрескивания прилегающих пород после подрывов шпуровых зарядов с последующей искусственной вентиляцией тоннелей;
• принятие мер, препятствующих смещению труб, техники при уклонах более пятнадцати градусов.