Защита обваловки трубопроводов с помощью георешетки

Схема магистрального трубопровода

Теоретически эксплуатационный срок современных магистральных трубопроводов составляет 30-40 лет. Но теория — это теория, на практике же условия эксплуатации в Западной Сибири усугубляются суровыми климатическими условиями, что сокращает возрастной ценз трубопроводов до 5-10 лет. Нестабильный режим работы (постоянно варьируемые давление и температура транспортируемого сырья), высокая обводненность местности, существенные температурные перепады в течение суток, а также преобладание вечномёрзлых грунтов — все эти факторы значительно сокращают срок службы трубопроводов, вынуждая компанию-владельца прибегать к их дополнительному обслуживанию.

Общая протяжённость трубопроводов различного назначения в одной только Тюменской области составляет порядка 60 000 километров. Подавляющее большинство сегментов располагается на болотах I и II типов. В результате данного обстоятельства магистральные трубопроводы теряют надёжность и устойчивость, так как имеют крайне плохое «заземление». Часто это заканчивается тем, что трубы меняют своё первоначальное положение, в результате чего трубопровод деформируется. Это не приводит к разрушению сразу, но стимулирует появление большого количества напряжённых зон. Если их не выявлять в ходе обслуживания, в скором времени это может аукнуться большой бедой.

Систематические повреждения

На основе многолетнего опыта использования и обслуживания магистральных трубопроводов Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов, а также трубопроводов, расположенных на юге Тюменской области, были выявлены следующие повреждения, носящие систематический характер:

  • выпучивание сегмента магистрали;
  • размыв участка магистрали, проходящего через водоёмы;
  • оголение трубопровода вследствие эрозии грунтовой насыпи;
  • всплытие сегментов трубопровода на поверхность на болотистой местности;
  • размывы на подводных переходах.

На основе анализа методов проводимого ремонта можно сделать вывод, что долгое время фиксированное положение сегментов трубопровода достигалось балластировкой многочисленными пригрузами из железобетона, а также регулярным восстановлением обваловки. Огромная (более 30 000 км) протяжённость открытых участков диктует колоссальный объём затрат. Ситуация усугубляется ещё и тем, что грунт для производимых земляных работ приходится транспортировать из отдалённых участков, что ещё больше повышает стоимость ремонта. Яркий тому пример — проводимое не так давно восстановление обваловки магистрального трубопровода «Заполярное-Новый Уренгой», повреждённой в результате водной эрозии. Стоимость ремонта перевалила за 270 млн рублей.

Появление георешеток в России

Один из способов удешевления содержания трубопроводов — укрепление поверхности призм обвалования. Сперва это делалось при помощи монолитного/сборного цементобетона, но позже для этой цели стали применять георешетки. Этот геосинтетический материал стоит относительно недорого, его можно транспортировать на большие расстояния, монтировать вручную, а в качестве заполнителя использовать широкий спектр дискретных материалов. Применение георешетки позволяет значительно упростить процесс укрепления трубопровода, снижая при этом затраты обслуживающей его компании.

В России георешетки нашли широкое применение в середине 90-х годов. По сути, они представляют собой совокупность множества полимерных лент, надёжно спаянных между собой, образующих при развёртывании на плоскости прочную сотовую структуру. Ячейки этой структуры могут наполняться песком, грунтом или любым другим материалом, которым богата местность.При необходимости в качестве дополнения можно использовать геотекстиль. Он предотвращает просачивание мелких фракций грунта в обваловку, повышая тем самым её надёжность и эффективность защиты.

Объемная георешетка

Конструкция объёмной георешетки проста, но в то же время очень эффективна для решения задач по армированию и укреплению. Высота и размеры ячеек георешетки могут варьироваться, что позволяет подобрать оптимальный геоситнетический материал для каждого участка местности, по которому проложен трубопровод. При правильном подборе георешетки, её ячейки надёжно страхуют грунт от сдвиговых деформаций. Они образуют единую структурную массу, способную переносить трудные климатические условия и выдерживать вес сегментов трубопровода.

Сдерживающий фактор

Применение георешетки позволяет компании, строящей трубопровод, существенно экономить средства за счёт использования местных материалов для обваловки магистралей. Несмотря на это, георешетки на протяжении длительного времени не получали в России большого распространения. В роли сдерживающего фактора долгие годы выступало отсутствие единой методики расчётов таких конструкций, позволяющей сравнить их эксплуатационные свойства с другими материалами. Однако со временем такие методики появились, а вслед за ними последовал и закономерный спрос.

Подготовка грунта

Когда георешетка с нужными параметрами ячеек подобрана, а все предварительные расчёты произведены, можно приступать к подготовке грунта. Перед монтажом георешетки насыпь всегда уплотняется, после чего материал расстилается по поверхности. Чаще всего георешетка укладывается с перекрытием геотекстиля. Позже полотна этих геосинтетиков будут надёжно скреплены между собой паяльной лампой и образуют единую прочную конструкцию.

Порядок укладки

  1. Разметка основания.
  2. Установка клиновых анкеров по обеим сторонам от насыпи (у её оснований).
  3. Обваловка модулей в сложенном состоянии.
  4. Скрепление отдельных модулей георешетки в верхней части обваловки (происходит термическим способом (используется термостеплер) через каждые три секции по ширине и 2,5 см по длине).
  5. По обе стороны насыпи георешетка разравнивается, после чего крепится на анкерах.
  6. На установленную и выровненную георешетку монтируются дополнительные крепёжные элементы, стабилизирующие конструкцию.

Заполнение георешетки

При защите обваловки трубопроводов заполнение ячеек георешетки происходит несколько иначе, так как всегда есть риск повредить сам трубопровод. Чтобы защитить его изоляцию, в основании георешетки часто выстилается геотекстиль. Само же заполнение производится вручную или специализированной техникой. В любом случае заполнитель следует выгружать с высоты, не превышающей 1 метр (для георешеток с ячейками 400х400) или 0,6 метра (для георешеток с ячейками 210х210). Ячейки следует наполнять с небольшим избытком (порядка 50 мм от верхней кромки), который впоследствии будет уплотнён вручную. После уплотнения толщина остаточного слоя грунта составляет порядка 20-30 мм. В заключение поверхность разравнивается гладилками или граблями.

Заполнение объемной георешетки

Защита трубопроводов от смещений, деформации и коррозии — одна из важнейших задач, стоящих перед инженерами при прокладке транспортных магистралей. И, как видим, георешетка в совокупности с геотекстилем позволяют эффективно решать эту задачу, обеспечивая трубопровод надёжной обваловкой, которая не потеряет своих защитных свойств со временем.

Применение георешетки и геотекстиля позволяет добиться впечатляющих результатов. С их помощью можно не только оборудовать правильную обваловку, защитив тем самым трубопровод от эрозии, но и обустроить фильтрационный, разделительный и стабилизационный слои. Богатый выбор геосинтетических материалов позволяет подбирать их для каждого конкретного сегмента трубопровода, исходя из типа грунта и климатических условий региона, в котором он пролегает.

Разумеется, подземный способ укладки транспортирующих технических труб нельзя назвать самым простым, так как он сопряжён с массой неудобств. Однако за последние 20 лет большинство этих неудобств научились ликвидировать при помощи геосинтетических материалов. Применяя георешетку и геотекстиль для защиты обваловки трубопроводов, можно добиться хороших показателей эрозионной устойчивости, а также надёжно застраховать технические трубы от смещений. Обваловке гарантируется хорошая защита на протяжении долгого срока. Это позволяет продлевать временной диапазон между циклами технического обслуживания, экономя при этом средства компании, ответственной за обслуживание магистрального трубопровода. Не стоит также забывать и о других положительных качествах георешетки. Она не разлагается, не наносит вред экологии, морозоустойчива, легко транспортируется к месту проведения работ и может быть заполнена местным грунтом.

Статья подготовлена специалистами компании «ГеоСинТекс»

Адрес: ХМАО-Югра, г. Сургут, ул. Индустриальная, дом 38, офис 112
Телефоны: +7 (3462) 22-42-62, +7 (3462) 90-00-99, +7 (3462) 33-20-11
E-mail: info@gstx.ru
Сайт: www.gstx.ru

chemical