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

колебаний температуры в грунтах. Комплекс геофизических исследований, отбор и анализ проб грунтов проводятся в соответствии с РСН 31-69.

По материалам инженерно-геокриологических исследований на профиль трассы в масштабе 1 : 2000-1 : 1000 наносятся геологические выработки, геофизические параметры, границы ландшафтных подразделении и геоморфологических элементов, на основании которых строится геолого-литологпче-ский разрез с указанием границ литологических разностей грунтов, их состояния (талые, мерзлые) на момент изысканий. В характеристике разреза указываются геокриологические и прочностные параметры грунтов, определенные в нолевых и лабораторных условиях.

В отчетных материалах кроме детальной инженерно-геокриологической и гидрогеологической характеристик участков трассы на базе прогнозирования температурного режима грунтов должны быть даны окончательные рекомендации но наиболее приемлемым с геокриологической точки зрения способам прокладки магистрального трубопровода и заключение о возможности возникновения мерзлотных физико-геологических процессов, опасных для нормальной эксплуатации трубопровода в зоне мерзлоты.

Участки в районах пустынь. Пустыни, нересекаемые трассами трубопроводов, могут быть подразделены на песчаные, глинистые и каменистые. Общей особенностью трасс на этих участках является то, что они проходят по безлюдным, безводным п бездорожным районам. В обжитых же районах пустынь, оазисах возникает другая трудность: -необходимость пересечения густой сети оросительных каналов, канав и арыков. Наиболее неблагоприятны для трассировочных решений неустойчивые пески: барханные, бугристые, ячеистые и др. Они приурочены к районам распространения неустойчивых ветров со значительными скоростя.мп. Мощность подвижного слоя но 0ТН01ПСНИЮ к средним отмоткам поверхности бугристых песков обычно не превышает 1-2 .м. Глубина выдувания нри движении барханов не превышает, как правило, наинизших отметок такыров илп межбарханных н грядово-кучевых нонижени!!.

Объем и методика изысканий в зоне пустынь, как и на других участках, зависят от стадии проектирования. В этих условиях наибольший эффект достигается нри применении аэрофотосъемки с последующим глубоким дешифрированием ее материалов. Сугцественная сложность заключается при этом в малом количестве или отсутствии опознавательных знаков, что затрудняет в нрследу-ющем привязку аэрофотоснимков к местности. При трассировании трубопроводов в песчаных пустынях предпочтение должно отдаваться направлению трассы по понижениям грядовых несков параллельно внешним или внутренним границам барханных цепей н связанным с miMn ноперечно-грядодым пескам; по участка.м равнинных песков, вдоль направления господствующих ветров; но зчасткам наименее подвижных ячеистых, бугристых несков. Одновременно следует избегать пересечения трассой такыров, грядовых песков, участков одиночных барханов и круннобугристых подвижных нескоп.

Инженерно-геологические работы заключаются в составлении геологических карт и профилей по данным дешифрирования аэрофотоснимков, результатам электронрофилиропания и проходки разведочных выработок. Обычно скважины задаются через 1,0-0,5 км на глубину до 3 м. Большего внимания требуют переходы через ирригационные системы, где глубина выработок определяется заложением трубопровода. Участки с интенсивной засоленностью при инженерно-геологическом обследовании необходимо оконту-ривать как неблагоприятные для пересечения трассой. Устанавливается максимальное значение естественной влажности и степени засоления грунтов но результатам химических анализов водных вытяжек из проб. Особое внимание на таких участках уделяется установлению коррозионного воздействия грунтов на металлические конструкции.

С учетом безводности пустынных районов гидрогеологические изыскания сводят к установлению возможности использования ближайших колодцев и других источников для хозяйственного и про»цлшленного водоснабжения объектов магистрального трубопровода.

Участки в горной местности, Инженерно-геологические и гидрогеологические условия горной или сильно пересеченной местности отличаются исключительным разнообразием. Вместе с тем, сложность строительства трубопроводов в этих районах нри необходи.мости обеспечения надеж-Hoii эксплуатации системы предъявляет к инженерным изысканиям трасс особые требования. При трассировании трубопроводов на косогорах одновременно с инженерно-геологической съемкой изучаются участки выемок для определения устойчивости косогора после укладки трубопровода. Исследуются гидрогеологические условия, от которых в значительной мере зависит возпикионенпе и развитие физико-геологических явлений на участке строительства. Геологические выработки и электрозондирование должны дать точную картину состава и мопщости делювиальных пород, характеристику подстилающих коренных пород.

Особое внимание нри прокладке трассы трубопровода по пересеченной местности до.чжно уделяться оврагам и склона.м, нарушение поверхности которых прокладко11 трубопровода может привести к оврагообразованию. В связи с ЭТИ.М инженерно-геологическая характеристика подобных участков должна содержать сведения о конфигурации в плане и крутизне склонов, о наличии и уклонах тальвегов, о виде растительного покрова, грунтов, местах выхода нодзе.мных источников и полосы стока атмосферных вод.

Па оползневых склонах производится инженерно-геологическая съемка, отражающая линии срывов, трещины, уступы оползневых террас, границы смея1енных грунтовых массивов и выходы грунтовых вод. При этом выявляются связь оползня с геологически-м строением склона, геоморфологическая и гидрогеологическая характеристики склона, причины возникновения древних н современных оползневых подвижек, роль подземных вод и других факторов в образовании оползней, динамика их развития. Трасса трубопровода должна пересекать оползневой участок лишь в исключительных случаях, при невоз.можности его обхода. При этом выявляются участки склонов с наименьшей степенью опасности нарушения пх устойчивости; определяется необходимость проектирования иротиводеформационных мероприятий. Участки осыпей и курумов, пересекаемые трассой трубопровода, также должны оспе-И1НТ1>ся инженерно-геологической съемкой, в задачу которой входит и выявление источников питания осыпей, установление мощности активного слоя и поверхности неподвижной части. Гидрогеологические изыскания должны осветить условия притока новерхностных вод и фильтрации в толе осыпи.

Для построения геологических разрезов разбивается сеть выработок по направлению движения осыпи и перпендикулярно к нему. Определяется петрографический состав обломков, механический состав осыпи на разных участках склона, выявляется степень опасности осыпи для проектируемых сооружений, оконтурипается воз.можная зона воздействия. Участки пересечения селей и конусов выноса исследуются с широким применением геофизических и аэрофотометодов. R сложных в инженерно-геологическом отношении районах исследования должны проводиться, как правило, по специально составляемым программам.

Площадки и трассы коммуникаций. Выбор оптимальных вариантов трассы трубопроводов включает в себя и определение наиболее благоприятных условии для размещения площадок КС (НПС), ГРС, жилых поселков или отдельных строений д.тя них, вертолетных площадок, коммуникаций подъездных дорог, водо-, тепло- электроснабжения, связи. Требования по размещению площадок, а также указания по ожидаемым нагрузкам на фундаменты ограждающих конструкций и оборудования, необходимому количеству воды для питьевых и .хозяйственных нужд, ожидаемым канализаппонным стокам указываются в заданиях на изыскания площадок и коммуникаций.

При выборе площадок для размещения КС и ГШС одновременно с комплексом требований, вытекающих из задании и норм разрывов от ближайших сооружений, размещения всех объектов с учетом их распгаренпя, должны учитываться услоппя иакспмальпого снижения стоимости строительства Жилого, культурно-бытового, санптарно-тохнического, эпоргетического и дорожного, необходимость приближения к путям сообщения, источникам водо-

снабжения, электроснабжения и культурно-бытовым объектам. Желательно располагать площадки на участках с благоприятными инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями (талые грунты с несущей способностью пе ниже 1,5 кгс/см, грунтовые воды ниже глубины заложения фундаментов), со спокойным рельефом при небольших уклонах, что обеспечит минимальные объемы земляных работ и нормальный сток поверхностных вод, нозатопляемость площадки паводковыми водами. В пределах топографической съежи площадок выполняются инженерно-геологические изыскания.

Основная цель этих изысканий на стадии технического проекта (помимо получения геолого-гидрогеологических характеристик согласно вышеизложенному) - уточнение расположения зданий и сооружений в пределах площадки. В процессе изысканий должны быть установлены условия залегания, состав и физико-механические свойства грунтов в сфере влияния проектируемых сооружений на грунты; условия залегания и положение уровня грунтовых вод, их химический состав, изменение положения уровня по сезонам года.

Территория выбранных площадок охватывается пнженерпо-геологиче-ской съемкой. При благоприятных грунтовых условиях ее масштаб 1 : 50 ООО- 1 : 10 ООО. Крупномасштабные съемки проводятся на площадках со сложными грунтовыми условиями. Разведочные выработки на строительных площадках закладываются обычно по сетке со стороной квадрата 100-200 м, причем скважины разбуриваются на 1,5-3,0 м ниже зоны влияния фундаментов на грунты. При необходимости отбора проб грунтов с ненарушенной структурой проходятся шурфы. При несложном геологическом строении площадок несущие свойства и группы грунтов для оценки их разработки устанавливают визуально, без лабораторных исследований. При низком расчетном сопротивлении грунтов для уточнения их несущей способности отбираются монолиты для лабораторных определений.

По трассам внеплощадочных коммуникаций (подъездные дороги, водопровод и канализация) инженерно-геологические работы выполняются в тех же объемах, что и по трассе трубопровода. По внеплощадочным ЛЭП и ЛЭС производится упрощенная маршрутная съемка масштабов 1:200 000- 1 : 100 ООО без проходки разведочных выработок и выполнения лабораторных работ.

На стадии рабочих чертежей при инженерно-геологических изысканиях необходимо получение не обзорных, а конкретных характеристик геологических разрезов под проектируемыми сооружениями (компрессорный цех, энергоблок и т. п.). Инженерно-геологическая съемка при благоприятных условиях выполняется в масштабе 1 : 10 ООО, в сложных - 1 : 2000. Выработки задаются по правильной сгущенной сетке либо непосредственно по осям основных сооружений в соответствии с генеральным планом, утвержденным на стадии технического проекта. При этом глубина выработок определяется мощностью активной зоны под основанием сооружения, глубиной залегания кровли несжимаемых грунтов.

В соответствии с «Руководством по проведению инженерных изысканий ускоренными методами» [24] ориентировочную глубину выработок рекомендуется задавать в зависимости от конструкции фшдамента и нагрузки на него (табл. 4.24). Если в интервале глубин, указанных в таблице, залегают скальные грунты, то для определения выветрелости необходимо заглубиться в-них выработками на 1-2 м. На участках развития слабых грунтов глубина вскрытия определяется необходимостью их najniennn на всю мощность и устаповлс-ния глубины залегания подстилающих более прочных грунтов.

При исследованиях инженерно-геологических условпй трасс коммуникаций глубина вскрытия геологического разреза должна па 1 м превышать глубину расположения трасс тепло-, водо- и энергоснабжения, канализации. При изысканиях трасс подъездных автодорог особое внимание необходимо уделять характеру верхнего слоя грунтов, способности, грунта-оспования к просадкам п щчепию при зимнем промерзании, характеру поверхностного стока водгл для выбора местоположения нагорных канав и водопропускных труб,

ТАБЛИЦА. 4.24

Ориентировочная глубина вскрытия геологического разреза в зависимости от нагрузки на фундамент

Примечания. 1. Глубина вскрытия отсчитывается от отметок предполагаемого заложения фундаментов, а дпн свайаых фундаментов - от нижнего конца сваи глумшы их предполагаемого заложения). 2. Ббльшие вначения глубин вскрытия принимаются при наличии грунтовых вод в пределах глубины вскрытия геологического разреза.

При проектировании внеплощадочных ЛЭП большой протяженности мощностью 35 KB и более и для ЛЭС в районах со сложны.ми грунтовыми условиями выполняется инженерно-геологическая съемка в масштабе 1 : 100 ООО- 1 : 50 ООО. Для ЛЭП мощностью более 100 кв на участках с неблагоприятными условиями разведочные выработки закладываются под каждую опору.

Выше указывалось па крайнюю нежелательность размещения строительные площадок и трасс коммуникаций на участках распространения много-летпеиерзлых грунтов. В случае, когда размещение проектируемых сооружении на многолетнемерзлых грунтах неминуемо, изыскания площадок и трасс коммуникаций доляшы производиться по програм.мам, составленным в соответствии с нормативами, утвержденными Госстроем РСФСР, РСН 31 69, РСН 36-70 и РСН 37-70.

Результаты инжеперпо-геологических изысканий строительных площадок и трасс коммуникаций излагаются в соответствующих разделах отчетов. К плановым топографическим материалам но площадкам прилагаются геологические разрезы по характерным направлепиям и по оси основных сооружений обычно в масштабе горизонтальном - I : 2000, вертикальном - 1 : 200, По трассам коммуникаций на топографические профили наносится геологический разрез в вертикальном масштабе пе мельче 1 : 200.

Определение необходимых для проектирования характеристик грунтов и воды. Назпачепие настоящего справочника не вызывает необходимости подробного освещения методики выполнения полевых и лабораторных инженерно-геологических исследований. В специальной литературе [2 , 9, 13, 20 , 32] приводятся исчерпывающие сведения общего и детального характера о способах организации буровых, съемочпых, опытных и лабораторных работ в конкретных условиях. В соответствующих разделах гл. 4 освещаются особенности постановки и производства инженерно-геологических изысканий, объемы и размещение геолого-разведочных выработок. Ниже приводятся лишь общие сведения и рекомендации о способах ведения буровых работ в связи с отбором проб грунтов и воды, а также понятия о классификациях грунтов, itx наиболее характерных признаках, физических свойствах, основных зависимостях, характеризующих закономерности изменений деформаций и прочности грунтов применительно к трубопроводному строительству. При этом материал скомпонован в расчете на возможности использования его инженерами-проектировщиками при составлении заданий на изыскания, при приемке -материалов инженерно-геологических исследований, при полевых обследованиях и в конкретном проектировании.

Буровые работы. В совокупности с проходкой горных выраооток (расчистки, канавы, шурфы), проводимых при инженерпо-грологическпх

Группа

Инженерно-геологическая классификация грунтов по ф„

физические "

Водные

Скальные

Плотность высокая (2,65-3,10 г/см), пористость незначительная - доли процента, редко больше

Невлагоемкие. Практически нерастворимые, водопроницаемы только по трещинам. Коэффициент фильтрации не превышает 10 м/суткн, удельное водопоглощение со < 5 л/мин

Полускальные

Плотность средняя (2,20-2,65 г/смЗ), пористость до 10-15%, у отдельных разностей выше

Слабовлагоемкие. Водопроницаемость изменяется в зависимости от трещи-новатости и выветрелости, коэффи-циепт фильтрации изменяется от О 5 до 30 м/сутки ((О до 15 л/мин) у слабо-и средневодонропицаемых и более 30 м/суткл (со > 15 л/мин) у сильно-водопроницаемых

III Рыхлые несвязные

IV Мягкие связные

Плотность (1,40- 1,90 г/смЗ) и пористость (25-40%) изменяются в широких пределах

Невлагоелшие или слабовлагое!№ив (тонко- и мелкозернистые разности). Практически нерастворимые, водо-проницаелше, коэффициент фильтрации до 30 м/сутки у слабо- и средне-водопроницаемых и более 30 м/сутки у сильноводопроницаемых

Породы особого состава, состояния и свойств

Плотность (от 1,10, 1,20 до 1,90-2,10 г/смЗ), пористость (от 20-30 до 75-80%) и влажность (от 12-15 до 75-80%) изменяютея в широких пределах

Влагое.мкие. Иерастворилп.ге, слабово-допротицаемыо или водоупорные. Коэффициент фильтрации обычно меньше 0,1 м/сутки

Горные породы этой группы характеризуются специф]

ическими

ТАБЛИЦА 4.25

зяко-мсханичсским свойствам (но Ф. П. Саваренскому и В. Д. Ломтадзе)

Механические

Прочность н упругость высокие. Сопротивление сжатию 500-4000, скалыванию 200-1000, разрыву 20-150 кгс/см. Несидамаемые, устойчивы в откосах. Модуль общей деформации обычно выше 100 ООО кгс/см. Коэффициент сдвига бетона по этим породам достигает 0,65-0,70. Крепость высокая, /цр >> 8. Разрабатываются взрывным способом. Характерна анизотропия свойств пород в массиве

Прочные. Сопротивление сжатию 150-500 кгс/см, средней прочности 25-150 кгс/см» и малой прочности <;25 кгс/см. Сопротивлешю скалыванию превышает 50 кгс/см у пород прочных, от 10" до 50 кгс/см - средней прочностп и менее 10 кгс/см - у пород слабых. Сопротивление разрыву от 1-2 до 20-30 кгс/см. Слабосжи-маемы или практически несжимаемы. Модуль общей деформацш! у пород ослабленных <20 ООО кгс/см2, у пород менее ослабленных от 20 ООО до 100 ООО кгс/см. Коэффициент сдвига бетона по этим породам изменяется от 0,3 до 0,50-0,55. Устойчивость в откосах зависит от степеш! трещиноватости и выветрелости. Крепость средняя /;р = 2-!-8. Разрабатываются ударным инструментом и взрывным способом. Характерна ашдзотропия свойств пород в массиве. Многие разности обладают реологическими свойствами

Прочность зависит от плотности сложения. Крепость небольшая: /кр <С 2. Обычно сжимае.мы. Модуль общей деформации изменяется от 50-100 до 1000 кгс/см. Коэффициент внутреннего трения / - 0,254-0,00. Устойчивость в основании сооружений и в откосах зависит от величины внутреннего трения и интенсивности динамических воздействий. Разрабатываются механическим и ручным способами

Прочность изменяется в широких пределах в зависимости от влажности и плотности. Крепость небольшая: /„р < 2. Сжимаемы и сильносжимаелпа. Модуль общей деформации изменяется от 50 до 1000 кгс/см. Коэффициент внутреннего трения / = 0,154-0,35. Устойчивость в откосах зависит от влажности пород и высоты откоса. Разрабатываются ручным и механическим способами. Характерны реологические свойства

свойствами, требуют специальных методов исследований и индивидуальной оценки

исследованиях, позволяют получить геологический разрез в наиболее характерных точках местности, произвести отбор образцов грунтов с сохраиспием природной влажности, а прн помощи специальных грунтоносов - и структуры (из связных грунтов). Интервалы интересующих глубин, как правило, находятся в пределах 3-5, реже 10-15 ,м. Максимальные глубины пе превышают 25 м. Диаметр скважин определяется их назначением и условиями проходки. По трассе трубопровода при изыскании трасс коммуникаций достаточным является диаметр 89 м.м. При изыскании переходов через естественные и искусственные преграды задаются скважины диамстро.м 127 м.м, что дает возможность при.менения обсадных труб. На водных переходах и при изыска-140

ниях площадок под ответственные сооружения диа.метр скважин увеличивается до 168 мм.

Учитывая труднопроходпмость изыскиваемой трассы трубопровода и нецелесообразность рубки просек и расчистки полосы по первоначальным вариантам трассы для использования механизированных буровых установок, наиболее целесообразно в подавляю1цем большинстве случаев использование ручного бурения с применение.м при необходимости легкой сборной переносной вышки. При наличии подъездных дорог на крупных переходах и плщцадках с УСПСХО.М используются легкие, транспортируемые в прицепе или врушую установки с автономным двигателем типа 6ypoBoii установки Ленгипротрапса