Особенности прокладки и взаимодействия трубопроводов с мерзлыми грунтами

Основным принципом использования вечномерзлых грунтов в качестве основания для трубопроводов и их сооружений, согласно СНиП 2.02.04-88, является I принцип, при котором вечномерзлые грунты основания следует использовать в мерзлом состоянии, сохраняемом в процессе строительства и в течение всего заданного периода эксплуатации трубопровода. При прокладке газопроводов на участках с малольдистыми вечномерзлыми грунтами допускается их оттаивание в процессе строительства или эксплуатации. На участках с таликами рекомендуется грунты основания газопроводов использовать в талом состоянии. Допускается промораживание талых непучинистых грунтов при прокладке газопроводов, транспортирующих газ с отрицательной температурой.

При прокладке газопроводов, транспортирующих газ с температурой ниже 0°С, на участках, сложенных талыми пучинистыми грунтами, необходимо предусматривать специальные мероприятия в соответствии со СНиП 2.02.04-88, осуществление которых исключает возможность проявления недопустимых деформаций оснований под трубопроводами

Проектирование трубопроводов в районах мерзлых грунтов следует осуществлять в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04-88, а также специальных ведомственных нормативных документов по согласованию с Минстроем РФ

Принцип использования вечномерзлых грунтов в качестве основания трубопровода должен приниматься в зависимости от способа прокладки трубопровода, режима его эксплуатации, инженерно-геокриологических условий и возможности изменения свойств грунтов основания.

Поскольку в период эксплуатации трубопроводов через него в грунт будет или не будет поступать тепло, трубопроводы по классификации

Гипроспецгаза делятся на:

горячие - участки, температура которых в течении всего года выше 0°С;

теплые — участки, на которых температура может быть выше и ниже 0°С, но среднегодовая - ниже нуля;

холодные - участки, температура труб на которых ниже 0°С в любое время года.

Определние приндлежности трубопровода к одному из перечисленных типов позволяет прогнозировать на горячем участке только оттаивание грунта, на теплом – периодическое оттаивание, а на холодном оттаивания вообще не будет:

Специальные исследования взаимодействия трубопроводов^; с мерзлыми грунтами выполнил Р.А.Гильметдинов. интерес представляют сопротивление мерзлых грунтов сдвигу по контакту труsа - грунт и изменение этих сопротивлений вследствие проявления реологических свойств замерзающего грунта при _: постоянной сдвигающей нагрузке.

В процессе опытов также установлено, что предельное длительное сопротивление сдвигу мерзлого водонасыщенного песка; при температуре до -4°С составляет 9 Н/см², а мерзлых глин при аналогичных условиях - 7-8 Н/см². при этом продольные перемещения (до срыва) составляют в глинистых грунтах до Змм, а в песчаных - не более 0,1 - 0,15 мм [4].

Температура транспортируемого продукта при прокладке трубопровода на мерзлых грунтах должна назначаться в зависимости от способа прокладки и физических свойств вечномерз-лых грунтов (просадочности, сопротивления сдвигу и др.). На отдельных участках трассы трубопровода допускается:

оттаивание в процессе эксплуатации малольдистых вечно-мерзлых грунтов, если оно не сопровождается карстовыми процессами и потерей несущей способности трубопровода;

промерзание талых непучинистых грунтов при транспортировании газа с отрицательной температурой.

Глубина прокладки подземного трубопровода определяется принятым конструктивным решением, обеспечивающим надежность работы трубопровода с учетом требований охраны окружающей среды.

Высоту прокладки надземного трубопровода от поверхности земли необходимо принимать в зависимости от рельефа и грунтовых условий местности, теплового воздействия трубопровода, но не менее 0,5 м.

Участки надземных трубопроводов, на которых происходит компенсация деформаций за счет перемещения трубы поперек оси, должны прокладываться выше максимального уровня снегового покрова не менее чем на 0,1 м.

При прокладке трубопроводов в насыпях должно быть предусмотрено устройство водопропускных сооружений.

Взаимодействие трубопровода с окружающим мерзлым грунтом определяется способом его прокладки и температурой транспортируемого продукта. В условиях мерзлых грунтов принимается три вида прокладки: подземная, наземная и надземная. Применение каждого вида определяется с учетом всех факторов, влияющих на сохранение особенностей любой конструктивной схемы в течение всего периода эксплуатации. Сложность расчетов заключается в том, что, поскольку сооружения трубопроводов являются объектами линейными, инженерно-геологические изыскания в полном объеме проводить сложно. Способы прокладки трубопроводов и их расчеты достаточно полно