Захист обвалування трубопроводів за допомогою георешітки

Теоретично експлуатаційний термін сучасних магістральних трубопроводів становить 30-40 років. Але теорія — це теорія, практично ж умови експлуатації у Західному Сибіру посилюються суворими кліматичними умовами, що скорочує віковий ценз трубопроводів до 5-10 років. Нестабільний режим роботи (постійно варіюються тиск і температура сировини, що транспортується), висока обводненість місцевості, суттєві температурні перепади протягом доби, а також переважання вічномерзлих грунтів — всі ці фактори значно скорочують термін служби трубопроводів, змушуючи компанію-власника вдаватися до їх додаткового обслуговування.

Загальна протяжність трубопроводів різного призначення лише у Тюменської області становить близько 60 000 кілометрів. Переважна більшість сегментів розташовується на болотах І та ІІ типів. Внаслідок цієї обставини магістральні трубопроводи втрачають надійність і стійкість, оскільки мають вкрай погане «заземлення». Часто це закінчується тим, що труби змінюють своє початкове положення, внаслідок чого трубопровід деформується. Це не призводить до руйнування відразу, але стимулює появу великої кількості напружених зон. Якщо їх не виявляти в ході обслуговування, незабаром це може призвести до великого лиха.

Систематичні ушкодження

На основі багаторічного досвіду використання та обслуговування магістральних трубопроводів Ямало-Ненецького та Ханти-Мансійського автономних округів, а також трубопроводів, розташованих на півдні Тюменської області, були виявлені такі пошкодження, що мають систематичний характер:

витріщення сегмента магістралі;
розмив ділянки магістралі, що проходить через водоймища;
оголення трубопроводу внаслідок ерозії ґрунтового насипу;
спливання сегментів трубопроводу на поверхню на болотистій місцевості;
розмив на підводних переходах.

На основі аналізу методів ремонту можна зробити висновок, що довгий час фіксоване положення сегментів трубопроводу досягалося баластуванням численними привантаженнями із залізобетону, а також регулярним відновленням обвалування. Величезна (понад 30 000 км) довжина відкритих ділянок диктує колосальний обсяг витрат. Ситуація посилюється ще й тим, що грунт для земляних робіт доводиться транспортувати з віддалених ділянок, що ще більше підвищує вартість ремонту. Яскравий тому приклад — відновлення обвалування магістрального трубопроводу «Заполярне-Новий Уренгой», що проводиться нещодавно, пошкодженого в результаті водної ерозії. Вартість ремонту перевалила за 270 млн. рублів.

Поява георешіток в Україні

Один із способів здешевлення вмісту трубопроводів – зміцнення поверхні призм обвалування. Спочатку це робилося за допомогою монолітного/збірного цементобетону, але пізніше для цієї мети почали застосовувати георешітки. Цей геосинтетичний матеріал коштує відносно недорого, його можна транспортувати на великі відстані, монтувати вручну, а як заповнювач використовувати широкий спектр дискретних матеріалів. Застосування георешітки дозволяє значно спростити процес зміцнення трубопроводу, знижуючи при цьому витрати компанії, що обслуговує його.

В Україні георешітки знайшли широке застосування в середині 90-х років. По суті, вони є сукупністю безлічі полімерних стрічок, надійно спаяних між собою, що утворюють при розгортанні на площині міцну стільникову структуру. Осередки цієї структури можуть наповнюватися піском, ґрунтом або будь-яким іншим.матеріалом, яким багата місцевість. При необхідності як доповнення можна використовувати геотекстиль. Він запобігає просочуванню дрібних фракцій ґрунту в обвалування, підвищуючи тим самим її надійність та ефективність захисту.

Конструкція об'ємних георешіток проста, але в той же час дуже ефективна для вирішення завдань з армування та зміцнення. Висота і розміри осередків георешітки можуть змінюватись, що дозволяє підібрати оптимальний геоситнетичний матеріал для кожної ділянки місцевості, якою прокладено трубопровід. При правильному підборі георешітки, її осередки надійно страхують ґрунт від зсувних деформацій. Вони утворюють єдину структурну масу, здатну переносити важкі кліматичні умови та витримувати вагу сегментів трубопроводу.

Стримуючий фактор

Застосування георешітки дозволяє компанії, що будує трубопровід, суттєво економити кошти за рахунок використання місцевих матеріалів для обвалування магістралей. Незважаючи на це, георешітки протягом тривалого часу не отримували в Україні великого поширення. У ролі стримуючого чинника довгі роки виступала відсутність єдиної методики розрахунків таких конструкцій, що дозволяє порівняти їх експлуатаційні властивості коїться з іншими матеріалами. Однак згодом такі методики з'явилися, а за ними був і закономірний попит.

Підготовка ґрунту

Коли георешітка з потрібними параметрами осередків підібрана, а всі попередні розрахунки зроблено, можна приступати до підготовки ґрунту. Перед монтажем георешітки насип завжди ущільнюється, після чого матеріал розстилається поверхнею. Найчастіше георешітка укладається з перекриттям геотекстилю. Пізніше полотна цих геосинтетиків будуть надійно скріплені між собою паяльною лампою та утворять єдину міцнуконструкцію.

Порядок укладання

Розмітка основи.
Установка клинових анкерів по обидва боки від насипу (під його підстав).
Обвалування модулів у складеному стані.
Скріплення окремих модулів георешітки у верхній частині обвалування (відбувається термічним способом (використовується термостеплер) через кожні три секції за шириною та 2,5 см за довжиною).
По обидва боки насипу георешітка розрівнюється, після чого кріпиться на анкерах.
На встановлені та вирівняні георешітки монтуються додаткові кріпильні елементи, що стабілізують конструкцію.

Заповнення георешітки

При захисті обвалування трубопроводів заповнення осередків георешітки відбувається дещо по-іншому, оскільки завжди є ризик пошкодити сам трубопровід. Щоб захистити його ізоляцію, в основі георешітки часто вистилається геотекстиль. Саме заповнення проводиться вручну або спеціалізованою технікою. У будь-якому випадку заповнювач слід вивантажувати з висоти, що не перевищує 1 метр (для георешіток з осередками 400х400) або 0,6 метра (для георешіток з осередками 210х210). Осередки слід наповнювати з невеликим надлишком (близько 50 мм від верхньої кромки), який згодом буде ущільнений вручну. Після ущільнення товщина залишкового шару ґрунту становить близько 20-30 мм. На закінчення поверхня розрівнюється гладилками або граблями.

Захист трубопроводів від зсувів, деформації та корозії - одне з найважливіших завдань, що стоять перед інженерами під час прокладання транспортних магістралей. І, як бачимо, георешітка в сукупності з геотекстилем дозволяють ефективно вирішувати це завдання, забезпечуючи трубопровід надійним обвалуванням, яке не втратить своїх захисних властивостей з часом.

Застосування георешітки та геотекстилю дозволяєдобитися вражаючих результатів.З їх допомогою можна не тільки обладнати правильне обвалування, захистивши тим самим трубопровід від ерозії, але і облаштувати фільтраційний, розділовий та стабілізаційний шари. Багатий вибір геосинтетичних матеріалів дозволяє підбирати їх для кожного конкретного сегменту трубопроводу, виходячи з типу ґрунту та кліматичних умов регіону, в якому він пролягає.

Зрозуміло, підземний спосіб укладання технічних труб, що транспортують, не можна назвати найпростішим, оскільки він пов'язаний з масою незручностей. Проте за останні 20 років більшість цих незручностей навчилися ліквідувати за допомогою геосинтетичних матеріалів. Застосовуючи георешітки та геотекстиль для захисту обвалування трубопроводів, можна досягти хороших показників ерозійної стійкості, а також надійно застрахувати технічні труби від зсувів. Обвалування гарантується гарний захист протягом тривалого терміну. Це дозволяє продовжувати часовий діапазон між циклами технічного обслуговування, заощаджуючи при цьому кошти компанії, відповідальної за обслуговування магістрального трубопроводу. Не варто також забувати і про інші позитивні якості георешітки. Вона не розкладається, не завдає шкоди екології, морозостійка, легко транспортується до місця проведення робіт і може бути заповнена місцевим ґрунтом.

Статтю підготовлено фахівцями компанії «ГеоСінТекс»