При прокладке магистральных трубопроводов через водные преграды возникает проблема их всплытия. Чтобы этого не происходило, трубопровод нагружают балластом, искусственно утяжеляя его. Ученые Пермского Политеха определили наиболее экономичный способ балластировки трубопровода, исходя из инженерно-геологических условий его прокладки.
Исследование опубликовано в журнале «Construction and Geotechnics» (Т. 13, № 2, 2022). Его результаты вносят вклад в обеспечение технологического суверенитета Российской Федерации.
— Прокладка магистральных трубопроводов через водные преграды сопряжена с определенными трудностями. В зависимости от инженерно-геологических и гидрогеологических условий трубопровод может быть подвержен всплытию, особенно при переходе через водные преграды. Это происходит, если силы, действующие на трубопровод вверх, превышают силы, действующие вниз. К силам, действующим вверх, относят выталкивающую силу и упругий отпор грунта при прокладке свободным изгибом. К силам, действующим вниз, относят собственный вес трубы, транспортируемого продукта, а также вес пригрузов и грунта над трубопроводом. В процессе проектирования необходимо выполнить расчет на всплытие и при необходимости принять соответствующие меры по предотвращению данного процесса, — объясняет доцент кафедры строительного производства и геотехники, кандидат технических наук Светлана Калошина.
Устойчивость против всплытия трубопроводов, проходящих через водные преграды, может обеспечиваться применением балластировки с помощью железобетонных или чугунных одиночных пригрузов, а также с помощью сплошного обетонирования. Исходя из государственных стандартов балластировки, ученые вывели зависимость минимального объема материалов от длины участка трубопровода для каждого из этих способов. Наиболее экономичным представляется сплошное обетонирование трубопровода. Помимо предотвращения всплытия труб, этот способ также может выступать в качестве защиты на участках пересечения и опасного сближения трубопровода с другими коммуникациями, производственными объектами и жилыми постройками. Однако бетонное покрытие является препятствием для проведения обследований трубопровода для определения потери металла и появления на нем трещин.
На примере проекта капитального ремонта промыслового газопровода «Каменный Лог – Пермь» эксперты рассчитали, что при использовании чугунных утяжелителей кольцевого типа затраты составят порядка 355600 руб на каждые 10 метров трубопровода, для железобетонных утяжелителей кольцевого типа — 97800 руб на каждые 10 метров, а при сплошном обетонировании всего 10384 руб на 10 метров.