Павлов Н. С., аспирант Яковлев А.А., доктор технических наук, профессор
(Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»)
К ВОПРОСУ О ГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ОБСЛЕДОВАНИИ ПОДВОДНЫХ ПЕРЕХОДОВ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
Рассмотрены современные методы и средства приборного обследования подводных переходов.
Ключевые слова: подводный переход, магистральный газопровод, РД 51-3-96.
THE QUESTION OF GEODETIC SURVEY OF THE UNDERWATER TRANSITIONS OF GAS PIPELINE
Modern methods and means of the survey instrument underwater crossings.
Keywords: underwater passage, gas pipeline, RD 51-3-96.
Современная система газоснабжения России представляет собой широко развитую сеть магистральных газопроводов, проложенных от основных источников до конечных потребителей. Порой, в виду огромных расстояний между последними, длины линейных участков трубопроводов могут достигать десятки сотен километров, некоторые из которых введены в эксплуатацию почти пол века назад. Так, например, одному из газопроводов, питающих Санкт-Петербург «Серпухов-Ленинград» протяженностью 10 августа 2014 исполнилось 55 лет [6].
На всем своем протяжении газопроводы тесно контактируют с экосистемой, что негативно влияет как на природу и на трубопровод. К одним из наиболее сложных участков относятся подводные переходы (ПП) трубопровода через водные препятствия (небольшие реки и каналы, озера, крупные водохранилища, и.т.д.). При строительстве подводного перехода возможно нарушение природного баланса, которое усугубляется в процессе эксплуатации трубопровода. В виду большого числа водных ресурсов подводные переходы считаются отдельным объектом, требующим мониторинга за своим состоянием [5].
Неисправность в виде недостаточной глубины залегания трубопровода в грунте русловой части подводного перехода, а так же снижение толщины стенок металлических труб со временем приводит к размывам, оголениям, провисам трубопроводов, что становится причиной аварий. Данные явления можно предотвратить или отстрочить путем регулярного геодезического обследования технического состояния подводных переходов. К сожалению, геодезический мониторинг пространственного положения трубопровода в русловой части подводного перехода в настоящее время проводится согласно устаревшим руководящим документами и методикам, не отражающим применение современных электромагнитных трассопоисковых приемников и систем GNSS. Например, в газовой отрасли проведение работ по обследованию и ремонту подводных переходов регламентирует нормативный документ РД 51-3-96.
В РД 51-3-96 подробно описаны характеристики 1111 магистральных газопроводов (ППМГ), рассмотрена их классификация по техническому состоянию и виды работ для контроля пространственного положения трубопровода [5].
По характеру выполняемых работ обследования разделяются на:
1) Осмотр перехода
2) Приборное обследование подводного перехода
3) Водолазное обследование подводного перехода
В первом случае, это визуальный контроль и оценка состояния береговых участков перехода. Выполняется, как правило, обходчиками линейно-эксплуатационной службы ЛПУ.
При приборном обследовании 1111 МГ осуществляется контроль технического состояния перехода и его составляющих с применением технических средств измерений.
Водолазное обследование 1111 МГ представляет собой комплекс работ, проводимых водолазами, совместно с геодезистами, позволяющий осуществлять приборный и визуальный контроль всех составляющих 11 .
Водолазные обследования по характеру выполняемых работ разделяются на три класса. Наиболее распространенным из которых является обследование 2-го класса [5].
В типовой состав работ при обследовании 2-го класса входят:
1. Визуальный осмотр и оценка состояний береговых информационных знаков, реперов и указателей газопровода, наблюдения за положением и переформированием берегового склона и линий уреза воды относительно реперов, определение состояния надводной части берегоукрепления и береговых склонов;
2. Определение состояния подводной части берегоукрепления;
3. Приборное определение фактического планового и высотного положения всех ниток газопровода относительно линии дна и склонов берега с установлением оголенных и провисающих участков;
4. Топографическая съемка русла и берегов в границах не менее трех с половиной ширин реки (соответствующей среднемеженному уровню) вверх по течению от крайней верхней нитки перехода и не менее полутора расчетных ширин реки вниз по течению от крайней нижней нитки перехода с охватом прибрежных полос шириной 40-60 м.
Проведение обследований не имеет смысла без стыковки съемок разных лет, накопления и анализа полученных результатов, Для этого переходы через водные преграды с шириной зеркала воды в межень более 30 м должны быть оборудованы реперами, устанавливаемыми по берегам в местах, исключающих их повреждение и привязанных к государственной геодезической сети (для Северо-Западного региона «СК-63» и «Балтийская-77») [5].
При утрате таких реперов подводный переход считается неисправным [5]. Поэтому одной из важных задач является сохранность и стабильность планово-высотной основы.
Если для определения стабильности высотной основы существует ряд распространенных методов [1-3], то плановой стабильности уделяется меньшее внимание. Один из подходов к оценке стабильности плановых сетей описан в статье автора [4].
Кроме рек, озер, каналов и водохранилищ, к водным преградам для трубопроводов относятся проливы, заливы, моря и океаны. В виду активного строительства новейших газопроводов «Северный поток» и «Южный поток» вопрос обследований становится все более острым.
Наиболее сложным, длительным и опасным видом работ при обследовании ПП считаются водолазные работы, особенно в условиях активного судоходства. В таких условиях водолазные спуски должны проводиться исключительно для уточнения и подтверждения аварийно-опасных участков трубопровода.
В настоящее время специалистами разработаны приборные комплексы, позволяющие оперативно производить съемку русловой части ПП, а так же определять пространственное положение трубопровода. Разработчиками комплекса, основанного на однолучевом эхолоте являются Дунчевский А.В. и Дунчевская С.В. [7-8]. Вопрос применения современных многолучевых эхолотов для выполнения батиметрических съемок при мониторинге ПП рассматривается в работах Гриня Г. А. [9-10].
При проведении обследований подводных переходов можно отметить следующее: 1) Сезонность проведения работ.
В виду гидрологических особенностей некоторых водных объектов, обследования ПП через них, а так же их капитальный ремонт выгоднее проводить в зимний период, когда удобнее проводить водолазные спуски и осуществлять непосредственную привязку трубо-
провода в плане и по высоте. Но в этом случае, применение всех комплексов для мониторинга ПП будет затруднено в связи с замерзанием водной поверхности.
2) Применение некоторых составных частей комплексов (ГБО, многолучевых эхолотов) для мониторинга ПП на большинстве небольших рек и каналов затруднено в связи с их габаритными размерами, сопоставимыми с размерами маломерного судна, несущего все оборудование.
3) Требуется разработка более детальной классификации подводных переходов в зависимости от их гидрологических характеристик, сезонности проведения работ и аппаратуры. Создание такой классификации можно проследить у Гриня Г. А. [9, 10].
4) Применение самых современных приборов в настоящее время не позволяет говорить о существенном сокращении водолазных работ при обследованиях ПП, к чему необходимо стремиться.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дьяков Б.Н. Сравнительный анализ способов Костехеля и Марчака / Маркшейдерский вестник. - М., 2009.-№6. С.43-46
2. Измерение вертикальных смещений сооружений и анализ устойчиваости реперов /
B.Н. Ганьшин, А.Ф. Стороженко, А.Г. Ильин и др.-М.: Недра,1981.-215с.
3. Левчук Г.П. Прикладная геодезия. Геодезические работы при изысканиях и строительстве инженерных сооружений. Учебник для вузов /Г.П. Левчук, В.Е. Новак, Н.Н. Лебедев.-М.:Недра, 1983, с.400
4. А.В. Зубов, Н.С. Павлов. Оценка стабильности опорных и деформационных маркшейдер-ско-геодезических сетей / Маркшейдерский вестник. - М., 2013. - №2. С.21-23.
5. РД 51-3-96. Регламент по техническому обслуживанию подводных переходов магистральных газопроводов. Текст. М.: Гипроречтранс, 1996. - 70 с.
6. «http://www.gazprom.ru/about/subsidiaries/news/2009/august/article66863 Магистральному газопроводу «Серпухов - Ленинград» исполнилось 50 лет
7. Дунчевский A.B., Дунчевская C.B. Геофизический мониторинг подводных переходов трубопроводов и представление результатов обследований. Международная Геофизическая Конференция и Выставка «Москва-97». - Мат. конф. - М.: ГИС-Ассоциация, 1996.
8. Дунчевская C.B., Кукушкин Б.М. Методика выполнения гидроакустического обследования подводных переходов трубопроводов. - М.: «Форт-М», ВНИИСТ, 1995.
9. Гринь, Г.А. Автоматическая; обработка и фильтрация данных многолучевого эхолотиро-вания в решении инженерных, задач Текст. / Г.А. Гринь, П.П. Мурзинцев, С.С. Титов // Геодезия и картография 2008. - №10. - С. 45-48.. ' •
10. Мурзинцев, П. П. Геодезический мониторинг подводных переходов магистральных газопроводов-. Текст. / П. П. Мурзинцев, Г. А. Гринь // Международный научный конгресс «ГЕ0-Сибирь-2006»: сб. материалов междунар. науч. конгр. Новосибирск, 2006. -
C.133-136.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.