Чому взимку збільшується кількість поривів трубопроводів
Як зауважено вже дуже давно, кількість аварій, зумовлених проривом води з трубопроводів, узимку відбувається частіше, ніж улітку. Запитання, чому це так виходить, я отримую дуже часто. Але перш ніж відповідати на це питання, я хотів би поставити зустрічне запитання. Чи помічали ви, що аварії на трубопроводах трапляються в тих самих місцях?
В принципі, повтори аварій в тих самих місцях однозначно вказують на те, що винуватцем цих аварій є якісь особливості геології. Читаючи лекції та роблячи доповіді, а також проводячи семінари, я ставлю слухачам питання про це. У відповідь на них практично відразу всі починають повідомляти місця, де іноді трапляються аварії.
Так само відбувається і з будинками та іншими інженерними спорудами (ІВ). Якщо відбувається руйнація ІВ і доводиться зруйнований об'єкт зносити і будувати цьому ж місці новий, те й новий об'єкт теж зруйнується.
Виявлено це було ще десь на початку XIX століття, і саме тоді, у першій третині XIX століття було прийнято рішення перед початком будь-якого будівництва робити контрольні буріння на території майбутньої будови для того, щоб у разі руйнування його повторити буріння в тих же точках і виявити цю геологічну причину. Проте вже майже 200 років, незважаючи на проведення цих бурінь, причину аварій встановити не вдалося жодного разу.
Причину руйнувань вдалося встановити лише 1993 року, коли проводилися випробування нового геофізичного методу – спектрально-сейсморозвідувального профілювання (ССП) [1]. При цьому виявилося, що метод СПД дозволяє виявляти зони тектонічних порушень. Як з'ясувалося, винуватцями раптових руйнувань ІС є саме вони, зони тектонічних порушень (ЗТН). За минулі з того часу 22 роки виявилося безліч властивостей ЗТН із'ясувалося походження цих зон [2].
Механізмом руйнування ІВ та самих гірських порід у ЗТН є наявність у цих зонах планетарної пульсації. Планетарною пульсацією називають явище, яке полягає в тому, що ґрунт (гірські породи) не перебувають у спокої, а коливаються. Період цих коливань дуже великий і становить хвилини, а амплітуда може досягати 10 і більше сантиметрів.
Оком побачити ці коливання неможливо через дуже великий період, тобто надто повільний рух грунту. Але якщо якийсь міцний об'єкт (залізобетонний фундамент або сталева труба) опиниться в ЗТН, то його руйнування неминуче. У цьому характерне утворення вертикальних тріщин там, де є межі ЗТН. Тобто там, де відбувається перехід від нерухомого ґрунту до пульсуючого. Зрозуміло, що труба тут працює на зріз.
Руйнівна дія ЗТН збільшується зі збільшенням сили затискання труби в ґрунті та зі збільшенням твердості ґрунту.
українські технології прокладання труб передбачають укладання труб у траншеях, виритих у землі, з подальшим засипанням землею та ущільненням тракторами, які їздять над трубою, вминаючи ґрунт. Я це спостерігав у Башкирії, під Уфою на трасі газопроводу Уренгой – Новопсков, на ділянці, де за попередні 10 років уже було 9 поривів. Тобто, на мій погляд, у цьому випадку робилося все, щоб відбувся 10-й порив.
Для довідки труба сталева, виробництва Німеччини, товщина стінки – 20мм, діаметром 1440мм, тиск газу – 100 і більше атмосфер.
Ну, а коли настають сильні морози, земля, що затискає трубу, промерзає, примерзает до труби, твердість її збільшується, і труба, затиснута, як у сталеві лещата, при знакозмінному зміщенні цих «тисків» в результаті планетарної пульсації, рветься (природно, нацьому ж місці) ще ефективніше.
В Україні (за даними 2000-го року) на рік відбувається приблизно 80000 (вісімдесят тисяч) поривів газо та нафтопроводів. Цю інформацію озвучив у телевізійній передачі наш головний еколог Олексій Яблоков. Я, признаюсь, не дуже цьому повірив. Мені здавалося, що не може бути такої кількості таких аварій на рік. Але надалі ця кількість поривів підтвердилася з іншого джерела.
Яблуко в телевізійному зверненні до вчених закликав їх придумати щось, щоб зупинити цей вал катастроф. А кожен порив такого трубопроводу – це справді катастрофа. Як правило, з людськими жертвами та величезними екологічними витратами. Ну, ми за простотою душевної відгукнулися на цей заклик і погодилися на демонстраційні дослідження. А найцікавіше і, на жаль, характерне для нашого суспільства сталося потім.
Ми зробили дослідження 12-кілометрової ділянки трубопровідної траси під Уфою та, не маючи жодної апріорної інформації, показали, де мають відбуватися ці аварії. Як виявилося, зі 100-відсотковим попаданням. Ну що ж, одне лихо ми від нашої держави начебто відвели. Це ми так думали. А насправді стався величезний скандал. Дуже потрапило людині (це був доцент Уфімського політехнічного інституту) за те, що він дозволив «чужакам» перебувати на території цього газопроводу. І погрозили йому, що звільнять, якщо це повториться.
Спершу я нічого не міг зрозуміти. Але виявилося дуже просто. Як виявилося, ці аварії. ВИГІДНІ! Кому? Зрештою, пролунав діагноз. За словами людей, які забезпечують роботу трубопроводу,«Москва настільки відбирає всі гроші, що не залишається ні копійки навіть на профілактичні роботи. А от коли рвоне, то грошей сиплеться стільки, що всі задоволені».
Щиро кажучи, я думав, що це щось не розумію. Ну не може бути такого! Але в Томську пройшла конференція, присвячена безпеці трубопровідного транспорту і мене з колегами з Єкатеринбурга, які користували (і користують) нашу апаратуру і виконували такі ж роботи, запросили зробити повідомлення. У своїх доповідях ми показали причини аварій на трубопроводах та методи їх припинення. Нам, звичайно, поплескали, а коли ми вийшли у вестибюль на кавову перерву, нам від організаторів конференції дісталося по перше число.
«Ви що, з глузду з'їхали?! Та якщо ці аварії припиняться, ми по-світу підемо».
Ось так. До речі, там ми отримали підтвердження про кількість аварій на рік.
І ще. На Крайній Півночі трубопроводи в землю не закопують. Вони йдуть над землею, спеціальних опорах. І жодних аварій там не буває. І в інших країнах також таких аварій не буває. Там у траншеї укладають бетонні короби, в які насипаний пісочок, і тільки поверх його укладають труби. Коробаруйнуються, але з трубами нічого не відбувається. Про ЗТН там ніхто не знає, але це не завадило їм здогадатися, як уникнути цих аварій. Як то кажуть, було б бажання.
Біля мого будинку, на Большеохтинском проспекті (СПб), в тих самих місцях постійно рвуться труби. Це труби водопостачання, каналізації. Загалом водоканальське господарство. І коли я одного разу обходив розритий простір, то зробив такий експеримент. Я проходив там, коли у робітників Водоканалу була перерва в роботі, і звернувся до них із запитанням, невже їм незрозуміло, що це не труби винні, а геологія? На що мені м'яко натякнули, що ці аварії – це їхня зарплатня і щоб я йшов куди йшов.
Якщо поставити будь-якому працівнику комунальних служб питання, хотів би він, щоб ці аваріїприпинилися, то запевняю вас (і ви можете це перевірити), він скаже у відповідь, що тоді доведеться змінити роботу.
Зрештою, я поставив питання в лоб представникам МНС про те, що відбувається, і чому вони не використовують наші розробки щодо прогнозування техногенних катастроф. Вони мені й відповіли, теж у лоб, що їхній бюджет залежить не від кількості прогнозів, а від кількості завалів.
Загалом відповідаю на вихідне питання на форумі.
Руйнування ІВ і, зокрема, трубопроводів, а також збільшення кількості цих руйнувань взимку відбувається у згоді із законами фізики та Природи. Але їх могло б і не бути, якби в цих аваріях не було зацікавлення нашого з вами численного керівництва.