Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84

Одностадпйные изыскания для техно-рабочего проекирования выпол няются, как правило, по трубопроводам небольшой (до 30-5l> км) протяженности в равнинной местности с несложной геологической характеристико/г н малыми водотоками. Состав и объем инженерно-геологических изысканий при одностадийном проектировании должен обеспечивать все требования установленные для обоснования технического проекта и рабочих чертежей На техшгчески несложных объектах состав работ может быть сокращенным что отоваривается в задании на изыскания, но обеспечивающим разработку всех конструктивных решений, связанных с природными условиями paiiona строительства.

Линейная часть. Из всего объема изысканий, связанных с проектированием магистральных трубопроводов, наиболее значительную часть представляют линейные трассовые инженерно-геологические изыскания, которые складываются из предварительных, полевых, завершающих работ и окончательной камеральной обработки материалов.

На стадии ТЭО. Инженерно-геологическая характеристика трассы магистрального трубопровода во всех представляюпщхся конкурентоспособными вариантах дается на основании собранных и проработанных картографических, архивных и литературных материалов, в первую очередь материалов инженерно-геологических и пвдрогеологических със-чок и изысканий прежних лет по проходящим параллельно трассе линейпопротяженным объектам (трубопроводы, дороги, ЛЭП, ЛЭС и т. д.). При этом особая роль отводится материалам аэрофотосъемки, поаволяюпщм резко ускорить процесс подготовки необходимых исходных данных для проектирования. Выбор оптимальных направлений трасс трубопроводов на этой стадии, как ужо указывалось в гл. 3, производится с помощью ЭВМ согласно п. 3.1 СНиП 11-45-7,5.

Окончательным выводам о наиболее приемлемых вариантах трассы в сложных природно-климатических, в частности геологических, условиях предшествуют комплексное аэровизуальное обследование по выбранным направлениям трубопровода в малоисследованных местностях, в горных районах, на труднодоступных территориях, а иногда и наземное визуальное обследование наиболее сложных участков с точки зрения инженерно-геологических и гидрогеологических условий.

Иа данной стадии особое значение имеет картографический материал. Значительное облегчение и упрощение задачи может быть достигнуто заблаговременной разработкой я :щспольэовапием комплекса карт, освещающих инженерно-строительные условия определенных районов страны, наиболее перспективных к освоению трубопроводным строительством 17].

В разделе ТЭО, связанном с инженерно-геологическими факторами, наряду с обзором геолого-лптологического строения, инженерно-геологических и гидрогеологических условий по трассе рекомендуется в табличной форме выделять такие определяющие показатели, как суммарная протяженность участков, пересекающих заболоченные и обводненные зе\ши, барханные и дюнные пески, солончаки, валунные поля, скальные грунты и т. д. Должны быть приведены сведения о наличии и характере карста, многолетней мерзлоты, сейс.\п1чности района, общая оценка грунтов по коррозионной активности, перспективы использования месторонадоний местных строительных материалов и подзешых вод в целях водоспабжения.

Л а стадии технического проекта. На этом основном этапе проектирования роль инженерно-геологических изысканий наиболее ответственна, особенно в тех случаях, когда геологические условия предопределяют направлепие трассы. При этом, как правило, недостаточно установить характер неблагоприятных физико-геологических процессов, а необходимо выявить причины интенсивности и площади распространения этих процессов, определить степень влияния их на прочность магистрального трубопровода, дать прогноз влияния строительства трубопровода на дальнейший ход указанных процессов.

Полевые линейные инженерно-геологические изыскания заключаются в проведении маршрутной инженерно-геологической съемки, геологоразведочных и гидрогеологических работ.

)лазомерной съемкой охватывается полоса шириной в 100 м (по 50 м от оси трассы вправо и влево) вдоль всей трассы трубопровода, включая неслож-дые переходы. На участках с более сложными инженерно-геологическими УСЛОВИЯ.МИ, на средних и больших переходах ширина полосы съемки увеличивается до пределов, позволяющих изучить в комплексе геологические явления, которые могут оказать воздействие на устойчивость сооружения.

В процессе маршрутной инженерно-геологической съемки дается описание элементов рельефа, пересекаемых трассой (условия прохождения по водоразделам, склона.м с указание.м крутизны в градусах, через овраги, балки, водотоки п т. п.), геологических явлений в полосе съемки (карст, оползни, раз.\илвы, барханные и дюнпые пески, солончаки, островная и сплошная шоголетняя мерзлота), выявляются участки с периодическим поверхностным обводнением свыше 20 суток, заболоченные участки, устанавливаются их границы в наиболее неблагоприятные периоды года.

Особое внимание следует уделять гидрогеологическо!! стороне обследования, выявлению грунтовых вод и их положения с прогнозом в годовом ра,з-резе, степени увлажненности ра,зличпых лптологическпх разностей грунтов. При этом рекомендуется широко использовать естественные обнажения, суще-ствуюпще колодцы, карьеры и пр.

Объем буровых и горнопроходческих работ по трассе и па переходах определяется наличием, полнотой и надежностью предварительно собранных материалов, а также сложностью естественных условий. В средних условиях на данной стадии задается до одной-двух выработок на 1 км трассы при глубине, обычно не превышающей 3-5 м. На участках распространения скальных грунтов и заболоченных геологические выработки задаются с таким расчетом, чтобы имелась возможность определения но только протяженности неблагоприятного отрезка трассы, но и глубины залегания скальных пород, мощности зоны выветривания торфа, характера подстилающих устойчивых грунтов (на глубину но менее 1 м).

На валунных полях, наблюдаемых непосредственно на поверхности и в шурфах, устанавливаются максимальные и наиболее часто встречаюцщ-еся размеры валунов и количество их на единицу длин1Д трассы. Выделяются участки, сложенные грунта.\га с галькой или щебнем размером крупнее 40 мм с содержанием свыше 5%.

Переходы через лощипы, балки, овраги и водотоки выбираются па прямо-липе1шых участках со спокойными, хорошо задернованными, устойчивыми склонами. Прохождение трассы вблизи вершин действующих оврагов допускается на расстоянии но менее 150, недействующих - не менее ,50 м. Проло-жонпе трассы по оползневым участкам, по косогорам с уклоном более 12° не рекомендуется.

Переходы через железные и автомобильные дороги приурочиваются к прямолппейпым участкам их на насыпи. Если под полотном дороги залегают скальные или плывунные грунты, то необходимо проводить разбуривание не только створов переходов, но и смежных участков для установления наиболее благоприятных услови11 пересечения этих искусственных препятствий. Особенности изысканий водных переходов и переходов через болота, а также участков со сложными геологическими условиями рассматриваются ниже. В процессе маршрутной съемки и разведочных работ ведется отбор проб грунтов п высокостоящих грунтовых вод для лабораторных исследований. Все наблюдения, фиксируемые в процессе маршрутной съемки, должны иметь точную привязку по километражу и населенным пунктам, естественным рубежам, дорогам и т. д.

Используемые в настоящее время для лпнейпых изысканий геофизические и аэрофотометоды резко сокращают сроки изысканий и объемы натурных исследовании с одновременным повышением надеяаюсти получаемых исходных данных. Содержание и объем инженерно-изыскательских исследований при применении ЭВМ для оптимизации трассы трубопровода (см. гл. 3) Существенно отличаются от таковых прп обычном способе выбора оптимальных вариантов. Детальная проработка камеральным способом картографических и других материалов но исключает аэровизуальных и наземных маршрутных обследований участков трассы, однако результаты последних задаются

в виде исходных параметров математической модели и учитываются при счете на ЭВМ наряду с суммой всех возможных показателей по данному участку Таким образом, оптимизация трассы газопровода с применением ЭВМ является не исключающим, а дополняющим, решающим этапом проектно-изы-скательских работ. Широкие возможности современных методов исследований рассматриваются ниже па примере инженерно-геологических изысканий проводимых в зоне распространения многолетнемерзлых грунтов,

В результате проведенных инженерно-геологических исследований на стадии технического проекта в отчете по изысканиям дается инженерно-геологическая характеристика трассы с описанием ее по характерным участкам, с отражением всех особенностей последних (заболоченность, обводненность, наличие неустойчивых грунтов, наличие многолетней мерзлоты, засоленность аакарстованность, скопления валунов, наличие перевеваемых песков с указанием направления перемещения последних и т. д.).

В отчете приводятся общие сведения о переходах через естественные и искусственные преграды, составляется сводная справка об инженерно-геологических условиях по трассе газопровода, рекомендуемая форма которой приводится в табл. 4.17.

ТАБЛИЦА 4.17

Справка об инженерно-геологических условиях по трасее трубопровода

Показатели

Единица измерения

Общая протяженность Грунты по трассе в пределах глубины заложения траншей

Количество валунов в среднем по трассе (массой более 50 кг)

Протяженность болот по трассе (по Категориям)

Протяженность обводненных участков с уровнем грунтовых вод, равным диаметру трубопровода плюс высота засыпки (с учетом возможного повышения уровня)

Протяженность участков с наличием многолетней мерзлоты

Протяженность участков, требующих устройства подушки из мягких грунтов

с подразделением по группам, % к общему объему по участку или в целом по трассе м/км

км км

Варианты трассы

Иа основании инженерно-геологических изысканий на спря.мленный профиль трассы трубопровода в масштабе 1 : 100 ООО или 1 : 50 ООО наносится геологический разрез в вертикальном масштабе 1 : 200 в общепринятых условных обозначениях с отражением уровней грунтовых вод (на дату изысканий) и в соответствующих графах - инженерно-геологической характеристики участка: наименования грунта с указанием его консистенции (для связных) или степени влажности (для несвязных), но.мера его группы по объемному весу (по СНиП IV-10-77), наличия включений валунов, содержания гальки

или щебня крупностью более 40 мм в процентах (если более 5%, то требуется-подсыпка в траншею подушки из мягкого грунта).

В ведомостях переходов через естественные и искусственные преграды в соответствующих графах освещаются:

- в ведомости водотоков (водоемов) - грунты, слагающие берега, пойму, русло;

- в ведомости балок и оврагов - геологическое строение склонов и дна,

- в ведомости болот и обподнепных участков - протяженность и наибольшая мощность торфа (м), тип болота, допускаемая нагрузка на поверхность болота (кгс/см2); протяженность участка с поверхностным обводнением более 20 суток в году и высоким стоянием грунтовых вод;

- в ведомостях пересекаемых железных и автомобильных дорог - грунтовые условия перехода. При наличии скальных грунтов или плывунов в основании переходов па отметках заложения трубопровода к каждому из таких переходов дается обоснованная бурением справка о нецелесообразности (невозможности) обхода выбранных створов. Это правило распространяется на все железные дороги и автодороги I-IV категорий;

- в ведомости горных и косогорных участков - строительная характеристика грунтов.

На стадии рабочих чертежей. Проводятся детальные инженерно-геологические изыскания по утвержденному варианту трассы. Основная цель этих изысканий - отбивка границ основных геолого-лнтоло-гических разностей грунтов по трассе трубопровода и выяснение гидрогеологических условий для представления сплошного геологического профиля с учетом рельефа местности и увеличенного заглубления трубы в переломных точках.

На лпне1гной части трассы задаются скважины и шурфы по оси трассы в среднем через 300 м (обычно из расчета три выработки на 1 км) на глубину 3-5 м в зависимости от характера рельефа и смены условий по внешним признакам, с учетом диаметра трубопрсшода. Шурфы задаются на сложных в геологическом отношении участках, а также для отбора проб монолитов грунтов с пенарутеннон структурой (1% от количества выработок).

На участках с близким к поверхности залеганием скальных пород выработки учащаются и задаются с шагом порядка 100 м. Глубина скважин определяется залеганием кровли скальных пород. При этом желательно возможно большее заглубление в скальные породы для оценки степени их выветрелости. Рекомендуется в этих случаях примерно 5% выработок проходить шурфами.

На переходах через ручьи со слабоврезанним руслом и пологими cклoнara задаются обычно три скважины: одна в русле (глубиной примерно 3 м) и по одной на берегах (примерно в 10-20 м от бровки на глубину около 4 м). На ручьях с глубоковрезанным руслом глубина береговых скважин должна быть увеличена до 5-6 м.

На переходах через овраги, балки, лога, лощины с пологими склонами без выраженных в рельефе бровок выработки задаются одна но тальвегу (глубиной около 3 м) и по одной в 50 м от тальвега вверх по склонам.(на глубину 4-5 м). При наличии крутых склонов с явно выраженными бровками увтупов разведочные выработки задаются на ycTjTiax в расстоянии порядка 10 м от бровок на глубину до 10 м (в зависимости от высоты уступа).

При наличии на переходах пропессов размыва временными или постоянными водотоками склонов, русловых берегов или yCTjmoB террас участок обследуется на всем протяжении активно развивающихся пропессов для выяснения причин, их вызывающих. Фиксируются все обнажения пород, изучаются геотехнические свойства грунтов путем отбора проб с нарушенной и ненарушенной структурой.

При пересечении шоссейных и железных дорог выработки задаются по обе стороны перехода в 10-20 м от основания насыни на глубину 5 м (с увеличением ее при пересечении дороги в выемке до 7-10 м). При близком к поверхности залегании скальных или плывунных грунтов количество разведочных выработок увеличивается для детального выявления геологического разреза в створе выбранного на стадии технического проекта перехода. При этом

необходимо учитывать, что до верха образующей трубы защитного кожуха должно быть не менее 3 м от подошвы рельса железной дороги или покрытия проезжей части автодороги и не менее 0,5 м от основания насыпи дна кювета пли резерва.

При вынуяаденном проложепип трассы по косогорам с уклонами более 12° скважины п шурфы проходятся па этих участках через 50-100 м на глубину до 5 м по поперечникам: на оси трассы и в 10 м вьппе и ниже по косогору. Из всех характерных разностей грунтов отбираются монолиты для лабораторных геотехнических исследований с целью проверки откосов на устойчивость.

Все разведочные выработки должны иметь привязку к пикетажу. Па участках с высоким стоянием грунтовых вод отбираются пробы воды для определения агрессивности их воздействия на бетон. Линейные полевые геологоразведочные работы сочетаются, как правило, с геофизическими исследованиями, от объема и достоверности результатов которых зависит необходимое количество разведочных выработок. Итогом камерально11 обработки линейных инженерно-геологических изыскапий является составление раздела отчета, включающего:

а) описание методики п объемов выполненных инженерно-геологических работ;

б) детальную инженерно-геологическую характеристику участков трассы со сложными условиями;

п) продольные профили по трассе в масштабе 1 : 10 000 (горизонтальный) с нанесением геологического разреза в масштабе 1 : 200 с указанием уровней грунтовых вод, групп грунтов, их инженерно-геологических характеристик, электросопротивлений по геофизическим данным;

г) каталог разведочных выработок;

д) журнал послойного описанпя разведочных выработок;

е) сводную таблицу геотехнических исследований грунтов;

ж) сводную таблицу химических анализов грунтовых вод с оценкой их агрессивности110 отношению к бетону.

Водные преграды. В настоящем разделе рассматриваются особенности инженерно-геологических изысканий переходов через средние и крупные водные, преграды, выделяемые из линейной части трубопровода как более сложные объекты, строительство которых ведут специализированные организации. Задачей инженерно-геологических изысканий при наиболее распространенном - подводном - решении перехода является ко.мплексная Оценка инжеперпо-геологических условий участков перехода для разработки наиболее падежных и экономичных конструктивных решений. Полученные в результате исследований данные должны освещать геоморфологические особенности участка, ого геологическое строение, характер и интенсивность физико-геологических процессов с учетом прогноза их развития при сооружении и эксплуатации перехода, гидрогеологические условия.

Для обоспования выбора перехода на стадии технического проекта выполняется инженерно-геологическая съемка, обычно в масштабе 1 : 50 ООО для участков простого геологического строения и 1 : 25 ООО для участков с особо неблагоприятными явлениями. Ширина полосы съе-мки для выбора перехода принимается в пределах между коренными склонами долины прп простом геологическом строении -от 0,5 до 1,0 км, при паблагопрйятных условиях - до 2 км.

По выбранным вариантам производятся буровые разведочные работы. При устойчивых русле и берегах и песчапо-глинистых грунтах на стадии технического проекта разбуриваются скважины глубиной 4-5 м по одной в русле при ширине менее 150 м, через 50-60 м в русле при ширине более 150 м, по две - на урезах, на пойме и на подходах. П тех же условиях при неустойчивых, частично илистых грунтах рекомендуется увеличивать глубину скважин до 5-6 м, в илах - на всю их мощность. При любых условиях глубина выработок доляша не менее чем на 1 м превышать глубину траншеи под трубопровод.

Из скважин отбираются пробы грунтов: для песчаных разностей - на

грапулометрический состав, объемную массу и плотность, встественну1№ влажность и коэффициент пористости; для связных грунтов - на объемную массу и плотность, естественную влажность, пределы пластичности, копси-степцию, коэффициент пористости. При неблагоприятных инженерно-геологических условиях отбираются монолиты для определения компрессионных, свойств, угла внутреннего трения и удельного сцепления. При решении перехода прокладкой нескольких ниток трубопровода на стадии технического проекта производится разбуривание центрального створа с последующей экстраполяцией результатов разведки на близлежащие створы. Исключение составляют переходы на участках выхода или залегания, близкого к поверхности зенши, скальных пород. Здесь требуется проведение более детальных-, разведочных работ, особенно при переходе через судоходную реку. Обычно-разбуривание ведется по трем створам - центральному, в 50 м выше и 50 м ниже него по течению.

На стадии рабочих чертежей либо в случае одностадшшых изысканий водных переходов через средние и крупные реки помимо геологической съе.мки перехода в масштабе 1 : 5000-1 ; 2000 выполняются разведочные детальные исследования русловой и пойменной части, сочетаемые с геофизической разведкой методом ВЭЗ. Ширина участка съемки доляша превышать на 100- 200 м расстояние между крайни\га нитками; по длине участка съемка охватывает подходы до бровки верхней пойменной террасы.

Лтологичсский разрез русловой части освещается бурением по каждой нитке через 30-50 м в зависимости от геологического строения. При этом глубина бурения русловых скважин от дна реки на несудоходных и несплавных реках - 3, на судоходных и сплавных - не менее 4 м. При неустойчивых грунтах глубина бурения увеличивается на их мощность. В пределах поймсппых террас скважины задаются по каждой нитке на урезах воды на глубину 5 м, на ycTjTiax поименных террас в 10 м от бровки уступа на глубину в пределах 10 м и на пойме па глубину 3 м при шаге скважин через 100-150 и-в характерных точках. При неблагоприятных условиях и наличии слабых грунтов требуется задавать скважины на их полную мощность последних.

При наличии скальных грунтов проходка выработок ведется до их вскрытия с возможным заглублением в кровлю для определения ее выветрелости. Из скважин и шурфов отбираются пробы грунта и воды для определения показателей, аналогичных таковым на стадии технического проекта, с целью уточнения характеристик грунтов в пределах окончательно заданных етворов перехода.

Прн ведении изысканий на крупных реках при наличии сложных гидрологических и инженерно-геологических условий изыскания выполняются в соответствии с индивидуальным заданием. Во всех случаях инженерно-геологические и гидрогеологичекие изыскания представляют собой лишь часть, общего комплекса исследований водного перехода и должны проводиться в тесной увязке с геодезическими и гидрологическими изысканиями.

Ра.здел отчетных материалов по геологическим изысканиям должен последовательно Отразить геоморфологические условия, литологичсское строение, гидрогеологические условия, физико-механические свойства грунтов, физико-геологические явления, инженерно-геологические рекомендации. Па всех графических материалах пе переходу приводятся результаты изысканий в виде схемы расположения геологических выработок, геологических разрезов, в вертикальном масштабе 1 : 100-1 : 200 и пр. Результаты анализов и испытаний грунтов прилагаются в виде ведомостей.

При оформлении материалов необходимо учитывать, что проект каждога крупного перехода, включающий все данные изысканий, должен самоетоя-тельно представляться на согласование с рядом заинтересованных органи-, заций.

Болота- Трассы магистральных трубопроводов часто пересекают таежно-болотистые участки большой протяженности, причем отдельные трубопроводы пересекают болота общей протяженностью в несколько сотен километров. Строительство и эксплуатация трубопроводов на болотах связаны с бблыпими капитальными затратами, чем на нормальных участках линейнвп части, и тре-