Размещено на http://www.allbest.ru/

5

Содержание

• Введение
• 1. Общий раздел
• 1.1 Возникновение и развитие метода ННБ
• 1.1.1 Преимущества и ограничения метода ННБ
• 1.2 Область применения ННБ при строительстве переходов
• 1.3 Общие требования
• 1.3.1 Виды инженерных изысканий
• 1.3.1.1 Экологические изыскания
• 1.4 Топографическая съемка
• 1.5 Единая система классификации грунтов
• 1.6 Геофизические изыскания
• 2. Технико-технологический раздел
• 2.1 Общие требования к проектированию перехода
• 2.1.1 Место строительства подводного перехода
• 2.1.2 Рельеф и почвы
• 2.1.3 Растительность
• 2.1.4 Гидрологический режим
• 2.1.5 Ихтиофауна
• 2.1.6 Снижение действия гидроударных и сейсмических волн
• 2.1.7 Определение преодолеваемого препятствия
• 2.1.8 Проектирование траектории бурения
• 2.1.9 Точки входа и выхода
• 2.2 Выбор метода строительства перехода
• 2.3 Выбор материала для строительства перехода
• 2.4 Требования к изоляции трубопровода
• 2.5 Катодная защита трубопровода
• 2.6 Организация строительства перехода методом ННБ
• 3. Безопасность и экологичность проекта
• 3.1 Проведение работ по бурению методом ННБ
• 3.2 Электробезопасность
• 3.3 Мероприятия по предотвращению пожаров
• 3.4 Санитарные нормы в помещении
• 3.5 Охрана окружающей среды и экологичность проекта
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

В настоящее время в стране эксплуатируется более 5000 подводных переходов, а их общая длина превышает 3000 км. Существующие траншейные способы сооружения подводных переходов по сравнению с их достоинствами и широким практическим применением имеют ряд недостатков, основными из которых являются большой объем земляных и трудоемких водолазных работ, наличие утяжеляющих пригрузов. Механизированная разработка нижних слоев грунта береговых траншей и русловых участков переходов, особенно в сочетании со взрывными работами, наносит ущерб экологическому состоянию водоемов. Значительный ущерб наносится при строительстве переходов магистральных трубопроводов на малых реках. После завершения строительства переходов на таких реках часто не восстанавливаются их русла, и река, не имея достаточной энергии для самовосстановления, может изменить направление течения, образуя болота. Между тем подобные реки играют большую роль, как место нерестилищ и кормовые угодья для рыб, источники питания крупных и средних озер.

Одной из перспективных технологий является бестраншейная технология прокладки магистральных трубопроводов, а в рамках бестраншейной технологии особый интерес представляет способ прокладки трубопровода под дном реки методом наклонно-направленного бурения.

Принципиальным отличием метода наклонно-направленного бурения от обычного является то, что трубопровод при строительстве и эксплуатации не соприкасается с водной средой, которую он пересекает. Труба заглубляется на русловом участке практически на любую глубину, исключающую последующие внешние воздействия на него при любых прогнозируемых деформациях русла и берегов. Использование этого метода обеспечивает практически полную экологическую безопасность для водоемов в случае аварийных ситуаций.

1. Общий раздел

Надежность функционирования трубопроводных систем в первую очередь зависит от безотказной работы самых уязвимых участков трассы - переходов через водные преграды. Сроки ликвидации аварий на подводных переходах во много раз превышают аналогичные сроки на линейной части трубопровода, а их ремонт сопоставим по сложности со строительством нового перехода.

Трасса газонефтепроводов по территории России проходит через множество мелких и крупных водных преград, гор и оврагов, в тяжелых условиях заболоченной местности. Опыт сооружения магистральных трубопроводов, особенно в районах Западной Сибири и Крайнего Севера, показал необходимость преодоления некоторых водных преград.

Несмотря на высокий уровень знаний в области проектирования, строительства и эксплуатации трубопроводного транспорта, существуют нерешенные технические и технологические проблемы, не обеспечена надежная защита от коррозии, происходят аварии, иногда с тяжелыми экологическими последствиями. Это связано, в частности, с недостаточным учетом разнообразия условий сооружения трубопроводов. К тому же существующая технология не в состоянии обеспечить круглогодичность строительства, затрудняет судоходство, а низкий уровень надежности традиционных конструкций подводных переходов приводит к многочисленным авариям, которые в результате утечки продукта в водоем загрязняют значительные объемы и поверхности водного пространства. Так, одна тонна нефти покрывает 30 кмг акватории.

В связи с этим назрела необходимость в разработке новых конструктивных решений подводных переходов магистральных трубопроводов и технологий их сооружения для обеспечения высокого уровня эксплуатационной надежности конструкции и защиты водоемов от загрязнения.

В практике строительства переходов данным методом наиболее часто применяется технологическая схема включающая:

· бурение по заданному расчетному профилю пионерной скважины (процесс сопровождается применением систем ориентирования бурового инструмента, что позволяет свести к минимуму отклонение между реальной линией бурения скважины и проектной);

· последовательное с нарастающим увеличением расширение скважины до требуемого диаметра набором расширителей;

· протаскивание трубопровода в предварительно расширенную рабочую скважину (на переднем конце затягиваемого трубопровода монтируется "оголовок", к нему присоединяется вертлюг, исключающий скручивание трубопровода, и цилиндрический расширитель, способствующий укреплению стенок скважины).

Технические средства и методы, применяемые в процессе ННБ, разработаны на основе методов бурения нефтяных скважин в нефтедобывающей промышленности. Компоненты буровой установки для горизонтального бурения, применяемого при прокладке трубопроводов, аналогичны компонентам установок для бурения нефтяных скважин, с тем основным отличием, что установка для горизонтального бурения оснащена наклонной рампой вместо вертикальной вышки.

Операции бурения направляющей скважины для ННБ аналогичны операциям бурения направляющей нефтяной скважины. Бурильные трубы и забойные инструменты обычно взаимозаменяемы, и в ходе всей операции бурения применяется буровой раствор, чтобы переносить буровой шлам, снижать трение, стабилизировать скважину:

Метод наклонно-направленного бурения, рассматриваемый в данной работе применительно к строительству подводных переходов через водные преграды, также применяется на пересечениях трубопроводов с другими искусственными и естественными препятствиями.

1.1 Возникновение и развитие метода ННБ

Метод наклонного бурения называют по-разному: наклонно-направленное бурение, горизонтальное бурение, горизонтально-направленное бурение, направленно-управляемое горизонтальное бурение, бестраншейная прокладка, метод "крота" и др.

Метод разработан и впервые внедрен в США В 1971 г. под редакцией М. Черрингтона в Калифорнии корпорацией Cherrington. Методом наклонного бурения был проложен трубопровод диаметром 115,6 мм и длиной 231,6 м (заметим, что М. Черрингтон считается создателем метода наклонно-направленного бурения). В 1975 г. корпорация запатентовала этот метод, после чего началось широкое внедрение его в практику. К тому времени максимальная длина сооружаемых переходов достигла 300 м, а максимальный диаметр составил 254 мм. Дальнейшее увеличение диаметров трубопроводов, прокладываемых ниже дна водной преграды, было невозможным в связи с тем, что фирма Din Drill, долота которой использовали строители, не выпускала породоразрушающего инструмента соответствующего диаметра. Поэтому в 1977 г. корпорация Cherrington начала разработку собственного режущего инструмента. С помощью режущей головки диаметром 762 мм в 1978 г. построен подводный переход для трубопровода диаметром 600 мм, который был протащен в кожух, проложенный методом направленной подземной проходки. Диаметр кожуха составил 750 мм.

С 1979 г. начинается новый период развития технологии направленного бурения. Он связан главным образом с тем, что специалистам фирмы Reding & Bites удается разработать технологию проходки горизонтальных участков траектории, а также более эффективную схему прокладки в скважину рабочего трубопровода. Максимальная протяженность переходов, сооружаемых компанией, за короткий срок составляла до полутора километров. В 1980 г. компания поставила новый рекорд, но уже не по протяженности перехода, а по диаметру рабочего трубопровода. Участок диаметром 1067 мм и длиной около 100 м был проложен под р. Миссисипи. С этого времени компания заключает контракты на сооружение все более протяженных переходов.

В 1981 г. в Великобритании на территории графства Эссекс был сооружен переход под р. Темза длиной 856 м и диаметром 254 мм. В 1982 г. максимальная длина сооружаемых переходов достигла 1327 м. Такова была проектная длина перехода через р. Ориноко в Венесуэле. В этом же году в осложненных грунтовых условиях был сооружен переход под р. Кармипули в Бангладеш., его длина его составила 1039 м, а диаметр проложенного дюкера - 107 мм. и в 1983 г. был отмечен новыми достижениями: сооружен переход диаметром 305 мм, длиной 1457 м через р. Магдолена в Колумбии.

В строительство переходов под реками методом наклонно-направленного бурения включались и другие компании. В 1986 г. компании Dnsk Jord & Rorenterprises и Horizontl Drilling Int. построили этим методом два перехода длиной 1025 и 1300 м. Диаметры рабочих трубопроводов составили соответственно 305 и 254 мм. Переходы были построены под фьордом Лиим недалеко от городов Аалборг и Салингоунг в Дании. В 1987 г. компания Drillod crossings Inc. построила 310-м переход трубопровода диаметром 508 мм под р. Миннесота в США.

К 1992 г. было построено уже 2400 переходов, их диаметр возрос до 1200 мм, максимальная длина перехода достигла 1800 м, а суммарная длина построенных переходов превысила 800 км. На счету США оказалось 75% переходов, построенных по новой технологии.

По сообщению специалистов Станции водных путей из Виксбурга, только через р. Миссисипи методом наклонно-направленного бурения проложено окало 150 переходов.

Непрерывно менялись и совершенствовались методы прокладки: до 1978 г. труба переправлялась на противоположный берег методом проталкивания, с 1978 г. - путем протягивания. В 1980 г. впервые в одну скважину поместили пучок из трех труб. Совершенствовались также техника и технология бурения.

Интересна география распространения метода. Это: Австрия, Бангладеш, Бельгия, Бразилия, Венесуэла, Германия, Дания, Индия, Испания, Италия, Китай, Нидерланды, Португалия, Франция, Швеция. При этом трубопроводы прокладывались через крупнейшие реки мира: Миссисипи, Миссури, Брахмапутру, Медхну, Хуанхэ, Ганг, Гаронну и др. За время эксплуатации подводных переходов, выполненных методом наклонно-направленного бурения, аварии, сопровождаемые утечкой нефти и газа, не зафиксированы.

В России идея метода наклонного бурения возникла в 30-е годы. Она была реализована при прокладке коммуникаций под дорожными полотнами. В 70-80-е годы была реализована программа по созданию опытной специальной буровой установки. Наибольшее развитие метод получил в газовой промышленности. Российские фирмы "Магма" и центр "Магистраль" в 1993 г. разработали ведомственные строительно-технологические нормы (СТН)"Строительство подводных переходов трубопроводов бестраншейным способом".

В настоящее время ОАО "Гипротрубопровод" выполнил более 15 проектов подводных переходов рек с использованием метода наклонно - направленного бурения. Построены переходы под такими реками, как Мокша, Меша, Самара, Ока, Пролетарское водохранилище и другими.

Для информации необходимо отметить, что работы по ННБ в России выполняют ряд отечественных и совместных фирм.

Одной из крупных фирм является ИПСК ООО "НГС-Темпобур". С целью внедрения в России широко применяемых в мировой практике прогрессивных технологий в области наклонно-направленного бурения, в 1994 г. создается первое российско-германское предприятие СП ООО "Вис & Мое". Впервые в мировой практике наклонно-направленного бурения в 1996 г. с использованием бурового комплекса с тяговым усилием 300 т было начато и успешно закончено строительство нитки газопровода "Починки-Изобильное" через Волго-Донской судоходный канал, диаметром 1420 мм, длиной 800 м.

Используя в работе практически весь параметрический ряд импортного оборудования - это буровые комплексы с тяговым усилием от 10 до 300 тонн, предприятие СП ООО "Вис & Мое" построило:

· в 1996 г. - 8293 м переходов газонефтепродуктопроводов;

· в 1997 г. - 14501 м;

· в 1998 г. - 30938 м;

· в 1999 г. - 9143 м;

· в 2000 г. - 4420 м.

Всего с начала полноценной производственной деятельности предприятия методом наклонно-направленного бурения завершено строительство более 400 переходов через естественные и искусственные препятствия диаметрами от 110 мм до 1420 мм и общей длиной свыше 68 тыс. м.

1.1.1 Преимущества и ограничения метода ННБ

· высокое качество строительства дает возможность принимать решения об отказе от строительства резервных ниток;

· уменьшение затрат на эксплуатацию перехода.

Несмотря на ряд преимуществ наклонного бурения перед традиционным методом, существует ряд ограничений применения ННБ при строительстве переходов трубопроводов:

· неблагоприятные грунтовые условия: направленное бурение представляет значительную сложность в гравийных грунтах (гравия более 30%), в грунтах типа плывунов, в грунтах с включением валунов и булыжника. В таких случаях усложняется контроль при бурении пионерной скважины, возможен обвал грунта при расширении пионерной скважины и заклинивании рабочего трубопровода при его протаскивании;

· другими ограничивающими факторами являются диаметр рабочего трубопровода, превышающий 1420 мм, и длина бурения горизонтальной скважины, превышающая 1,5 км. Для строительства трубопроводов диаметром более 1420 мм и протяженностью свыше 1,5 км методом ННБ требуются более мощное оборудование и совершенная технология;

· отсутствие отечественных глинопорошков для приготовления бурового раствора, и, как следствие, использование дорогостоящих импортных бентонитов и полимерных добавок;

· отсутствие СНнП.

С учетом вышеперечисленных преимуществ и ограничений метода ННБ стоимостные показатели будут иными, чем были указаны выше. То есть, стоимость одного трубопровода, построенного методом направленного бурения с учетом строительства, эксплуатации и компенсационных затрат, будет на 40-50 % дешевле, чем стоимость одного дюкерного участка, построенных традиционным методом и эксплуатируемых с постоянной опасностью их размыва в дне и берегах пересекаемой водной преграды.

1.2 Область применения ННБ при строительстве переходов

Строительство подводных переходов трубопроводов любых назначений наклонно-направленным бурением при благоприятных геологических условиях, наиболее эффективно и рекомендуется в следующих случаях:

· когда невозможно выполнить требование о строительстве подводного перехода обычным способом ниже по течению от мостов и других сооружений;

· при пересечений водной преграды с интенсивным судоходством и искусственными сооружениями на берегу (набережные, дороги, пром - предприятия и другие);

· когда требуется капитальный ремонт или реконструкция существующего подводного перехода прокладкой новых трубопроводов;

· строительство прибрежных участков морских трубопроводов при обрывистых берегах, течениях и значительных волновых воздействиях, когда устройство траншеи для заглубления трубопровода представляет большие сложности;

· строительство переходов реки со значительными деформациями русла и большими скоростями течения, исключающими возможность предварительного (до укладки трубопровода) рытья траншей;

· ограниченное свободное пространство в коридоре, где проложено несколько трубопроводов и невозможно выполнить требование о минимальном расстоянии проектируемого трубопровода до существующих;

· в случаях, когда технико-экономическими расчетами установлено сокращение средств и времени при использовании наклонно - направленного бурения для строительства переходов трубопроводов.

Сооружение переходов трубопроводов способом ННБ через каналы различного назначения и типа (судоходные, обводнительные, лесосплавные, самотечные и др.) является приемлемым при выполнении соответствующих требований их пользователей, обеспечивающих им в дальнейшем сохранение и надежную эксплуатацию этих сооружений.

1.3 Общие требования

1.3.1 Виды инженерных изысканий

1.3.1.1 Экологические изыскания

Экологические изыскания для подводных переходов трубопроводов, сооружаемых способом наклонно-направленного бурения, являются составной частью общих инженерных изысканий и выполняются вместе с ними в те же сроки.

В задачи экологических изысканий входит:

· прогноз характера отрицательного воздействия на окружающую территорию и водную среду при возникновении различных нештатных ситуаций в процессе строительства и эксплуатации перехода.

· определение задач локального экологического мониторинга на время строительства перехода;

· определение источников возможного техногенного воздействия на окружающую среду в процессе строительства и последующей эксплуатации перехода;

· Инженерные изыскания следует выполнять в соответствии с требованиями "Инженерные изыскания для строительства" в объеме, установленном ля строительства переходов трубопроводов через водные препятствия с учетом дополнительных рекомендаций, изложенных в Ведомственных Нормах по строительству подводных переходов способом направленного бурения, с установленным порядком проектирования, природными условиями и характером проектируемых объектов для разработки:

· Предпроектной документации, и технико-экономических расчетов (ТЭР) технико-экономических обоснований (ТЭО) строительства, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий, зданий и сооружений;

· рабочих проектов предприятий, зданий и сооружений;

· рабочей документации предприятий, зданий и сооружений.

Инженерные изыскания для строительства переходов и трубопроводов через водные препятствия способом наклонно-направленного бурения (ННБ) должны включать в себя: комплексное изучение природных условий района строительства, площадки, участка трассы проектируемого строительства, местных строительных материалов и источников водоснабжения для получения необходимых и достаточных материалов при проектировании и строительстве перехода, с учетом рационального использования и охраны природной среды, а также получение данных для составления прогноза изменений природной среды под воздействием строительства и эксплуатации перехода.

Для разработки технико-экономических расчётов (ТЭР) разрешается не выполнять изыскания с производством полевых работ в простых природных условиях, не оказывающих существенного влияния на выбор площадки (трассы) для строительства.

Инженерные изыскания на выбранном участке перехода, выполняемые по заданию генпроектировщика, должны включать: топографические и гидрометрические изыскания, гидрографические и гидрологические изыскания, геологические и гидрогеологические, а также экологические изыскания.

Полученные в результате инженерных изысканий материалы должны быть достаточными для выбора проектной организацией варианта строительства перехода трубопровода бестраншейным способом направленного бурения или обычным открытым способом с устройством траншеи. Инженерные изыскания должны выполняться изыскательскими, проектно-изыскательскими и проектными организациями, которым в установленном порядке предоставлено такое право.

Для выполнения инженерных изысканий на проектирование и строительство перехода способом ННБ должны быть составлены техническое задание, программа изысканий и сметно-договорная документация.

Генеральный проектировщик по согласованию с заинтересованными организациями в проектной организации должна как следует выдавать техническое задание изыскательной организации. Главный инженер обязан по согласию с другими заинтересованными организациями выдавать техническое задание изыскательской организации, изыскательному подразделению.

трубопроводный транспорт бурение прокладка

Руководство организации должны утвердить технические задания. Так же не допускается выполнение различных инженерных изысканий без наличия соответствующего технического задания или при не соответствии с требованиями нормативных документов.

Сведения и данные, достаточные и необходимые материалы для производства изысканий и для организации должно содержать Техническое Задание, а так же данные для составления программы и отчетных материалов основания для производства инженерных изысканий:

· необходимые сведения о местонахождении участка, трассы, площадки, или их конкурентоспособных вариантов

· проектная организация - генеральный проектировщик;

· характер строительства (новое строительство, реконструкция, расширение, техническое перевооружение);

· сведения о стадийности, сроках проектирования и строительства;

· сведения о ранее выполненных инженерных изысканиях и исследованиях;

· характеристику проектируемых предприятий, класс ответственности зданий и сооружений в соответствии с "Правилами учета степени ответственности зданий и сооружений при проектировании конструкций";

· данные о воздействии проектируемых объектов на природную среду, рациональном природопользовании и о мероприятиях по охране природной среды и инженерной защите территорий и сооружений;

· наименование объекта;

· требования к составу, точности, надежности, достоверности

и обеспеченности определения необходимых данных при изысканиях;

· требования к составу, срокам и порядку представления отчетных материалов заказчику;

· виды изысканий;

· данные о местоположении и границах площадки, участка, трассы или их конкурентоспособных вариантов;

· дополнительные требования и сведения по производству отдельных видов инженерных изысканий; фамилия, инициалы и номер телефона ответственного представителя заказчика.

В техническом задании должны содержаться необходимые данные, для обоснованного и правильного выбора для определения состава и объёма выполнения работ (расположений контуров существующих и проектируемых зданий и сооружений, инженерных коммуникаций., схемы с указанием и описанием границ площадок, топографические планы и карты, и так далее)

За полноту и достоверность, а так же за компетентность изложенных в техническом задании сведений, требований, за своевременное представление, изменений и дополнений к техническому заданию, которые следует считать его неотъемлемой частью, несёт в полной мере заказчик.

В результате обобщения и анализа собранных материалов инженерных изысканий прошлых лет должна быть установлена возможность их использования для составления программы инженерных изысканий и в последующем.

С целью сбора дополнительных данных о природных условиях при необходимости должно проводиться полевое обследование района, площадки, участка и трассы работ.

Изыскательная организация составляет инженерные изыскания, на основе технического задания представленным заказчиком, в соответствии с нормами указанными в нормативных документах и с максимальным использованием данных об участке, трассе, площадке, почве и так далее. Программа инженерных изысканий должна устанавливать задачи изысканий, состав, объем, методику, технологию и последовательность выполнения работ, обеспечивающих полноту и достоверность отчетных материалов, а также предусматривать рациональную организацию работ и завершение изысканий в установленные сроки. Программа инженерных изысканий подлежит согласованию с заказчиком в части ее соответствия техническому заданию, состава, очередности и сроков представления отчетных материалов и общего объема финансирования.

Программа инженерных изысканий для крупных и ответственных сооружений до передачи ее заказчику в установленном порядке должна согласовываться с территориальной изыскательской организацией в части соблюдения требований нормативных документов и полноты использования материалов изысканий прошлых лет.

Программа инженерных изысканий должна содержать:

· характеристику проектируемых здании и сооружении;

· цели и задачи изысканий;

· сведения о ранее выполненных изысканиях и их использовании;

· характеристику и оценку изученности природных условий;

· сведения о природных условиях района, влияющих на организацию и производство изысканий.

Материалы выполненных инженерных изысканий для проектирования и строительства перехода способом ННБ, оформленные в виде технического отчета, предоставляются:

· заказчику инженерных изысканий (проектной организации Заказчика);

· подрядной организации по строительству перехода;

· субподрядной организации, выполняющей наклонно-направленное бурение

· наименование и местоположение объекта с указанием административной принадлежности площадки, участка, трассы изысканий:

При производстве инженерных изысканий должно обеспечиваться экономное расходование материальных и трудовых ресурсов путем четкой организации работ, повышения производительности труда за счет автоматизации и механизации технологических процессов, применения прогрессивных методов, современных приборов и оборудования, новых технических средств и соблюдения правил их эксплуатации.

1.4 Топографическая съемка

Для точного описания рабочих участков где будут вестись буровые и строительные работы, используют так называемую топографическую съёмку. Эта съёмка включает в себя определение профиля береговых откосов по оси расчётной траектории, начиная за 91м в сторону от реки от точки входа с одной стороны и заканчивая точкой конца смонтированной предварительно протягиваемой плети рабочего трубопровода, которая будет уложена в сторону от реки от точки выхода

Нужно также выполнять привязку к топографическим ориентирам вблизи перехода, съемка местности должна выполняться мензульным, горизонтальным и высотным (вертикальным), а так же тахеометрическим нивелированием поверхности, и разными наземными методами, учитывая комбинированные методы

В конце топографической съёмки инженеры обязаны предоставить инженерно-технологические планы в масштабах: один к пятитысячному, один к двухтысячному, один к одному, и так далее в двух видах:

1) в виде графической модели местности;

2) в виде цифровых моделей местности;

Инженерно-топографические планы создают на копии (репродукции) с фотопланом, изготовленным: на жесткой основе; на чертежной бумаге, наклеенной на жесткую основу; на малодеформируемых пластиках.

Планы одноразового пользования небольших изолированных участков и узких полос в незастроенной местности допустимо составлять на чертежной бумаге.

При создании инженерно-топографических планов участков местности площадью до 20 км, как правило, применяют квадратную разграфку с рамками размерами 40x40 см для листов планов в масштабе 1: 5000 и 50x50 см для листов планов в масштабах 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500. В этом случае за основу разграфки должен приниматься лист плана в масштабе 1: 5000, номенклатура которого должна обозначаться арабскими цифрами. Ему соответствуют четыре листа плана в масштабе 1: 2000, номенклатура которых образуется присоединением к номеру листа плана в масштабе 1: 5000 одной из первых четырех заглавных букв русского алфавита - А, Б, В, Г (например, 14-Б).

Листу плана в масштабе 1: 2000 должны соответствовать четыре листа плана в масштабе 1: 1000, обозначаемых римскими цифрами (I, II, III, IV), и 16 листов плана в масштабе 1: 500, обозначаемых арабскими цифрами (1,2.16).

Номенклатура листов планов в масштабе 1: 1000 или 1: 500 должна складываться из номенклатуры листа плана в масштабе 1: 2000 и соответствующей римской цифры для листа плана в масштабе 1: 1000 или арабской цифры для листа плана в масштабе 1: 500 (например, 14-B-IV или 4-Б-16).

В основу разграфки создаваемых инженерно-топографических планов в масштабах 1: 5000 и 1: 2000 участков местности площадью свыше 20 км², как правило, должен приниматься лист карты в масштабе 1: 100000, который делится на 256 частей в масштабе 1: 5000, а каждый лист плана в масштабе 1: 5000 делится на девять частей в масштабе 1: 2000.

Номенклатура листа плана в масштабе 1: 5000 должна складываться из номенклатуры листа карты в масштабе 1: 100000 и номера листа плана в масштабе 1: 5000 (в скобках), например М-38-39 (255).

Номенклатура листа плана в масштабе 1: 2000 должна складываться из номенклатуры листа плана в масштабе 1: 5000 и одной из первых девяти строчных букв русского алфавита (а, б, в, г, д, е, ж, з, и), например М-38-39 (255-а).

Предельные погрешности во взаимном положении на плане закоорди - нированных точек и основных углов капитальных зданий (сооружений), расположенных один от другого на расстоянии до 50 м, не должны превышать 0,4 мм на плане.

Средние погрешности съемки рельефа и его изображения на инженерно-топографических планах относительно ближайших точек съемочного обоснования не должны превышать от принятой высоты сечения рельефа:

1 /4 - при углах наклона до 2°;

1/3 - при углах наклона от 2 до 6° для планов в масштабах 1: 5000 и 1: 2000 и до 10° для планов в масштабах 1: 1000 и 1: 500;

1/3 - при высоте сечения рельефа через 0,5 м для планов в масштабах 1: 5000 и 1: 2000.

При выполнении топографических работ следует учитывать необходимость двух строительных площадок на обоих берегах: одной для размещения буровой установки и оборудования и второй для монтажа и сварки рабочего трубопровода. Съемка рек, ручьев, каналов и других водотоков при ширине их изображения на плане более 3 мм должна производиться по двум берегам, а при ширине до 3 мм - по одному берегу.

Высоты урезов следует подписывать на плане не реже, чем через 15 см, с указанием даты их определения.

1.5 Единая система классификации грунтов

Различают много типов грунта, и их следует классифицировать на месте сооружения перехода с применением стандартной классификационной системы. Эта система, применяемая в технологии ННБ, должна быть широко распространенной, довольно простой, не очень дорогой в использовании и основанной на параметрах, влияющих на процесс наклон но-направленного бурения. "Единая система классификации грунтов", разработанная в 1952 г.А. Каса гранде, удовлетворяет всем требованиям. Подробное описание этой системы приведено в стандарте STM D 2487. Ниже приведены соответствующие определения из стандарта STM D 2487:

· Булыжники. Частицы скальной породы, не проходящие через квадратное отверстие размером 300 мм.

· Галька. Частицы скальной породы, проходящие через квадратное отверстие размером 300 мм, но задерживаемые на грохоте с ячейками размером 75 мм по американскому стандарту.

· Гравий. Частицы скальной породы, проходящие через грохот с ячейками размером 75 мм, но задерживаемые на сите с ячейками размером № 4 (4,75 мм) со следующей дополнительной градацией:

· Крупнозернистый песок. Проходит через сито с ячейками № 4 (4,75 мм), но задерживается на сите с ячейками размером № 10 (2,00 мм).

· Среднезернистый песок. Проходит через сито с ячейками № 10 (2,00 мм), но задерживается на сите с ячейками размером № 40 (425 мкм)

· Крупный гравий. Проходит через грохот с ячейками размером 75 мм, но задерживается на грохоте с ячейками размером 19 мм. Мелкий гравий. Проходит через грохот с ячейками размером 19 мм, но задерживается на сите с ячейками размером № 4 (4,75 мм).

· Песок, Частицы скальной nоpо. i, проходящие через сито с ячейками № 4 (4,75 мм), но задерживаемые па сите с ячейками размером № 200 (75 мкм) со следующей дополнительной градацией:).

· Тонкий песок. Проходит через сито с ячейками № 40 (425 мкм), но задерживается на сите с ячейками размером № 200 (75 мкм).

· Глина. Мягкий грунт, проходящий через сито с ячейками № 200 (75 мкм), который может демонстрировать пластичность (свойства замазки) при определенном диапазоне содержания воды, а также существенную прочность после высыхания на воздухе.

Ил. Мягкий грунт, проходящий через сито с ячейками № 200 (75 мкм), не обладающий свойствами пластичности или демонстрирующий незначительную пластичность и практически не упрочняющийся после высыхания на воздухе.

Органическая глина. Глина с достаточно высоким содержанием органических веществ, что оказывает влияние на характеристики грунта.

Органический ил. Ил с достаточно высоким содержанием органических веществ, что оказывает влияние на характеристики грунта.

Торф. Мягкий грунт, состоящий из различных тканей на различных стадиях разложения, обычно обладающий органическим запахом, цветом от темно-коричневого до черного, губчатой консистенцией и текстурой от волокнистой до аморфной.

1.6 Геофизические изыскания

При и инженерно-геологических изысканиях геофизические исследования следует выполнять в комбинации с другими видами инженерно-геологических работ, для проектирования и в последствии решения следующих задач:

Геофизические исследования при инженерно-геологических изысканиях необходимо выполнять в сочетании с другими видами инженерно-геологических работ, как правило, при изысканиях на всех стадиях проектирования для решения следующих задач:

· изучают геологических процессы и их изменения;

· определяют геологическое строение массива;

· определяют состав, состояния и свойства грунтов;

· сейсмическое микрорайонирование территории.

· изучение гидрогеологических условий;

2. Технико-технологический раздел

2.1 Общие требования к проектированию перехода

Проектировать переход трубопровода через водную преграду, строительство которого выполняется способом наклонно-направленного бурения, следует с учетом:

· данных инженерных изысканий, учитывающих технологию направленного бурения;

· условий эксплуатации в районе строительства ранее построенных подводных переходов;

· существующих и проектируемых гидротехнических сооружений;

· перспективных дноуглубительных работ в заданном районе пересечения трубопроводом водной преграды;

· требований по охране рыбных ресурсов.

Место перехода необходимо согласовывать с соответствующими бассейновыми управлениями речного флота, органами по регулированию использования и охране вод, охраной рыбных запасов местными органами самоуправления и заинтересованными организациями.

Несогласованный проект перехода не может быть передан на экспертизу и Заказчику.

При планировании перехода, сооружаемого методом бурения, проектировщик должен стремиться к минимизации стоимости работ при достижении целей Заказчика. Основным способом минимизации стоимости сооружения является минимизация длины пробуриваемой скважины. Как правило, цели, поставленные Заказчиком, достигаются в случае удовлетворения следующих условий:

· строительство не должно наносить ущерб окружающей среде;

· строительство не должно приводить к повреждению трубопровода и переход должен оставаться исправным и работоспособным в течение всего расчетного срока эксплуатации.

2.1.1 Место строительства подводного перехода

Река Волга протекающая в Европейской части России на территории 4 республик и 11 областей, относится к бассейну Каспийского моря.

В верховье река Волга протекает с северо-запада на юго-восток, далее от города Казань направление реки меняется на южное. Около Волгограда русло реки поворачивает на юго-запад. Река Волга начинается на Валдайской возвышенности из ключа в поселке Волговерховье Осташковского района Тверской области. Возле города Волгоград Вогоградской области начинается дельта Волги. А в 60 км от города Астрахань Астраханской области река Волга впадает в Каспийское море.

Река Волга одна из наиболее крупных рек на Земле и самая большая в Европе. Она находится на 16-ом месте по длине среди рек мира и на 4-м месте по длине среди рек России. Также Волга является самой большой в мире рекой, впадающей во внутренний водоем.

Название реки "Волга" происходит от старославянского слова - волога, влага.

2.1.2 Рельеф и почвы

Река Волга - типичная равнинная река. Площадь бассейн Волги занимает около 1/3 Европейской части России и простирается по Русской равнине от Валдайской и Среднерусской возвышенностей на западе и до Урала на востоке. В связи с очень большой протяженностью реки, состав почв в бассейне Волги очень разнообразен.

2.1.3 Растительность

Верхняя Волга от истока до города Нижний Новгород и города Казань, расположена в лесной зоне. Средняя часть реки до города Самара и города Саратов расположена в лесостепной зоне. Нижняя часть реки расположена в степной зоне до города Волгоград, а немного южнее лежит в полупустынной зоне.

В верховье Волги расположены крупные лесные массивы, в среднем части и частично в Нижнем Поволжье большие площади территории заняты посевами зерновых и технических культур. Также развито садоводство и бахчеводство.

2.1.4 Гидрологический режим

Волгу условно делят на три части: верхняя часть Волги - от истока реки Волга до места впадения в неё Оки, средняя часть Волги - от впадения Оки (г.Н. Новгород) до впадения в Волгу реки Кама (г. Нижнекамск) и нижняя часть Волги - от впадения реки Камы до устья Волги.

Протяженность реки Волга от истока до устья ориентировочно равна 3530 км (еще до постройки водохранилищ была длиной 3690 км). Площадь водосборного бассейна равна 1 361 000 кмІ. Расход воды у города Волгоград 8060 мі/с. Высота истока 228 метров над уровнем моря. Высота в устье 28 метров ниже уровня моря. Уклон реки составляет 0,07 м/км. Общее падение - 256 м. Средняя скорость течения воды в русле невысокая - от 2 до 6 км/час. Средняя глубина - 9 м, глубина летом и в зимнюю межень около 3 м.

Река питается немного дождевыми (10 %), чуть больше грунтовыми (30 %) и в основном, снеговыми (60 % годового стока) водами. Весеннее половодье в апреле-июне. Малый уровень воды наблюдается летом и в зимнюю межень. Бывают осенние паводки в октябре месяце в результате затяжных дождей.

Среднегодовой расход воды у Верхневолжской плотины 29 мі/с, у города Тверь - 182 мі/с, у города Ярославль - 1 110 мі/с, у города Н. Новгород - 2 970 мі/с, у города Самара - 7 720 мі/с, у города Волгоград - 8 060 мі/с. Ниже города Волгоград река теряет около 2 % своего расхода воды на испарение.

Температура воды в реке Волга в июле достигает 20-25°C. Вскрывается ото льда река возле Астрахани в середине марта. В первой половине апреля вскрытие происходит на верхней Волге и ниже города Камышин, на всём остальном протяжении река вскрывается в середине апреля. Замерзает Волга в верхней и средней части течения в конце ноября; в нижней части - в начале декабря. Волга свободной от замерзания остаётся примерно 200 дней в году, а возле Астрахани около 260 дней. С созданием на реке водохранилищ тепловой режим Волги изменился: на верхних плотинах продолжительность ледовых явлений увеличилась, а на нижних стала короче.

Дно Волги песчаное, илисто-песчаное и илистое, на перекатах грунт хрящеватый или галечный.

2.1.5 Ихтиофауна

По своему разнообразию рыб Волга считается одной из богатейших рек России. В ее водах обитает 76 видов рыб и 47 подвидов. В верховье Волги водится хариус. Постоянно в Волге водятся: сазан, стерлядь, лещ, язь, судак, щука, налим, уклея, окунь, сом, елец, ерш, синец, голавль, плотва, белоглазка, подуст, густера, жерех и др. Из проходных рыб, которые заходят в реку из Каспийского моря: белуга, минога, осетр, севрюга, белорыбица, шип, волжская и рядовая сельди. Из полупроходных рыб в реке обитают: лещи, сазаны, судаки, берши, сомы, жерехи, чехони и др. Самый мелкий вид рыбы в Волге - зернистая пуголовка, ее длина всего 2,5 см. По своему виду она напоминает головастика. А самая крупная рыба реки Волга - белуга, её длина может достигать 4 метров.

2.1.6 Снижение действия гидроударных и сейсмических волн

Наиболее эффективным и широко используемым методом снижения действия гидроударных и сейсмических волн являются: короткозамедленное и замедленное взрывание единовременных зарядов с замедлением не менее 10 м/с, что значительно снижает избыточное давление по фронту гидроударной волны по сравнению с взрывами всего заряда.

Масса единовременно взрываемых скважинных зарядов не должна превышать 150 кг (на одну ступень замедления), а масса всего заряда с применением короткозамедленного взрывания не более 1000 - 1200 кг.

К рациональным конструкциям зарядов, обеспечивающим снижение отрицательного воздействия на ихтиофауну, относятся:

· скважинные заряды с воздушными промежутками (подушками) в нижней части заряда;

· скважинные заряды с увеличенными или эластичными забойками;

· кумулятивные заряды с промежуточными или боковыми воздушными подушками.

Ограждение мест взрывов в целях защиты рыб может быть выполнено с помощью:

· ограждающих устройств: матов квадратной формы многократного использования из гибкой проволочной сетки, наполненной шариками (кусками) резины и пузырьковой завесы вокруг мест взрывов, создаваемой воздухом, закачиваемым компрессором в перфорированные стальные или пластмассовые трубы, укладываемые по дну по закрытому или полузакрытому контуру;

· полиэтиленовые воздушные баллоны, экранирующие места взрывов и снижающие интенсивность взрывных волн в 3 - 4 раза.

Для отпугивания рыбы от зоны взрыва рекомендуется применение физических и других раздражителей (звуков, электротока, инфразвука и др.), а также отпугивающих взрывов (на расстоянии 20 м от места основного взрыва) с использованием свободноподвешенных мелких зарядов массой до 200 г малобризантных взрывчатых веществ.

2.1.7 Определение преодолеваемого препятствия

Для максимального использования преимуществ метода ННБ в процессе проектирования следует уделить особое внимание определению характеристик преодолеваемого препятствия. Например, река представляет собой динамический объект. При проектировании нужно учитывать не только ширину и глубину водного потока, но также и потенциальную миграцию берегов и подмыв дна в течение расчетного срока эксплуатации перехода. Не следует забывать о том, что при использовании метода ННБ необходимо выбирать наиболее благоприятные маршруты прокладки трубопровода не только в горизонтальной, но и в вертикальной плоскости. Инженерное определение характеристик преодолеваемого препятствия должно быть получено на основании результатов работ по изучению характеристик площадки.

2.1.8 Проектирование траектории бурения

Расчетная траектория бурения состоит из ряда прямолинейных и криволинейных отрезков. Прямые линии обычно называют тангентами (касательными), а криволинейные участки - провесными, навесными или боковыми кривыми, в зависимости от того, в какой осевой плоскости они находятся. Можно также применять сложные пространственные кривые, но, как правило, этого следует избегать, чтобы упростить бурение. Местонахождение и конфигурация профиля скважины определяются точками входа и выхода, углами входа и выхода, радиусом кривизны и точками сопряжения прямолинейных и криволинейных участков. Эти параметры или их предельные значения должны быть указаны на чертеже сооружения в плане и профиле. Расчетные криволинейные участки скважин - провесные, навесные и боковые изгибы необходимо определять как простые круговые кривые с применением стандартных геодезических зависимостей.

Створ перехода следует выбирать с учетом геологических условий, благоприятных для бурения скважины. Кроме этого, при выборе створа перехода следует учитывать:

· невозможность использования кривых механического гнутья рабочего трубопровода;

· необходимость при протаскивании рабочего трубопровода соблюдать сносность пробуренной скважины и трубопровода в месте его входа в скважину;

· угол наклона в местах входа и выхода скважины должны быть по возможности в пределах 4-20° к горизонтали.

Эти пределы обусловлены в основном возможностями бурового оборудования. Установки для горизонтального бурения обычно рассчитаны на работу под углом 4-10°. Углы выхода должны быть рассчитаны так, чтобы облегчить опирание в точке перегиба, точнее угол не должен быть настолько крутым, что протаскиваемую плеть пришлось бы поднимать на большую высоту для направления в скважину. Требуемый угол для трубопроводов большого диаметра обычно составляет менее 10°.

Проектные отметки верха трубопровода на переходе, запроектированном способом ННБ, следует назначать не менее чем на 3 м ниже предельного профиля по прогнозу деформаций русла и берегов пересекаемой водной преграды. Прогноз деформаций русла и берегов составляется на расчетный 3-кратный период эксплуатации перехода (100 лет).

Минимальное заглубление трубопровода в дно пересекаемой водной преграды должно быть достаточным для предотвращения выброса бурового раствора при строительстве и для устойчивого положения незабалластированного, пустого трубопровода.

Глубина покрывающего слоя определяется в зависимости от характеристик преодолеваемого препятствия. Необходимо обеспечить глубину покрывающего слоя, достаточную для сохранения целостности перехода в течение его расчетного срока эксплуатации. При выборе положения трубопровода в вертикальной плоскости также необходимо учитывать геотехнические факторы, влияющие на технологичность бурения. Это позволит предотвратить непреднамеренные выходы на поверхность, обеспечить запас заглубления в случае ошибочной оценки высотных отметок существующей поверхности, а также позволит учесть будущие изменения высотных отметок поверхности.

2.1.9 Точки входа и выхода

Длина перехода, строящегося способом ННБ, определяется расстоянием между местом входа буровой скважины и местом ее выхода на противоположном берегу.

Точки входа и выхода являются конечными точками профиля скважины. Буровая установка размещается у точки входа. Трубопровод протаскивается через точку выхода назад к точке входа. Относительное расположение точек входа и выхода и соответствующее направление бурения направляющей скважины, расширения скважины и протаскивания трубопровода определяются в зависимости от геотехнических и топографических параметров площадки. При выборе относительного размещения точек входа и выхода очевидно, что точность управления и эффективность бурения будут выше вблизи буровой установки. По мере возможности точка входа должна быть расположена как можно ближе к предполагаемому наиболее неблагоприятному для проходки участку недр. Дополнительным соображением будет являться наличие места для монтажа протаскиваемой плети трубопровода. Предпочтительнее отвести рабочее место на одной оси со скважиной, находящееся после точки выхода на расстоянии, равном длине протаскиваемой плети, увеличенной на 61 м. Это позволит смонтировать всю часть трубопровода в виде одной плети до укладки в скважину. При отсутствии достаточного места плеть может монтироваться в виде двух и более секций, свариваемых друг с другом в процессе укладки. Однако сварка в процессе укладки замедляет процесс и приводит к повышению затрат. Замедление укладки повышает вероятность застревания трубы в скважине.

Допустимое отклонение места выхода пионерной скважины от проектного створа на противоположном берегу не должно превышать площади, равной 3x3 м. Допустимое отклонение места выхода скважины не должно превышать 1 % ее длины и должно быть указано в проекте перехода.

Расчетный радиус кривизны для дуговых участков, используемых при сооружении объектов методом ГНБ, определяется по следующей формуле:

R =1200 D_{НОМ '}

R =1200 D_{НОМ '}

где R - радиус кривизны дуговых участков, м;

D_H0M - номинальный диаметр трубы, мм.

Эта зависимость была определена в течение многолетней практики горизонтального бурения и представляет собой эмпирическое выражение, основанное на обеспечении технологичности, а не на теоретических расчетах.

Минимальное расстояние между параллельными трубопроводами, прокладываемыми способом ННБ, зависящее от точности системы ориентации в бурильной колонне, должно быть не менее 10 м. Такое же минимальное расстояние должно проектироваться между новым трубопроводом, прокладываемым ННБ, и существующим трубопроводом. Расстояния проверяются после бурения пионерной скважины до ее расширения и протаскивания рабочего трубопровода.

Необходимость прокладки резервной нитки на переходе, построенном способом ННБ, должна быть обоснована проектной организацией.

При проектировании переходов трубопроводов большого диаметра (1420 мм и больше) следует учитывать, что существующие буровые установки до настоящего времени использовались для прокладки способом ННБ трубопроводов диаметром до 1220 мм включительно. Для прокладки трубопроводов большего диаметра требуется более мощное оборудование и совершенная технология, например установка горизонтального бурения НК 200/300 с силой тяги 2000 кН. Выпускают такие установки в США и Германии, а применяют во всем мире.

Проект перехода трубопровода, выполняемый способом ННБ, должен включать:

· план перехода с указанием строительно-монтажных площадок на обоих берегах и размещением оборудования; указанием мест входа и выхода трубопровода и их координаты; пикетаж и его привязку;

· продольный профиль перехода с указанием проектного положения и отметок трубопровода; углов входа и выхода скважины; прогнозируемой линии деформации русла и берегов;

· геологическое строение и буровые скважины;

Если трубы необходимо разъединить с целью обеспечения электрохимической защиты, то для этого нужно применять резиновые разделители или толстое эластичное покрытие труб. Трубы будут поворачиваться во время установки, поэтому за пределами скважины необходимо предусмотреть средства для надлежащего позиционирования труб перед врезкой.

2.2 Выбор метода строительства перехода

Проектная организация, которой поручено составление проекта перехода через водную преграду, должна выполнить технико-экономическое обоснование (ТЭО) вариантов строительства трубопроводов обычным способом с устройством подводных траншей и строительства их способом наклонно-направленного бурения.