Введение к работе
Актуальность работы. Срок эксплуатации трубопроводов Западной Сибири, работающих в сложных природно-климатических и геокриологических условиях, колеблется от . одного года до 40 лет. Значительные перепады температуры, наличие большого количества слабонесущих и водонасыщенных фунтов, переменный режим работы трубопроводов приводит к потере их устойчивости, изменению своего геометрического положения, увеличению напряжений стенок трубопровода и, как следствие, его разрушению.
Анализ методов ремонта трубопроводов говорит о том, что в настоящее время традиционная технология состоит в восстановлении обваловки. Значительная протяженность оголенных участков (более 30000 км) определяет большой объем грунта, который в ряде случаев находится на удаленном расстоянии от трассы трубопровода. Как следствие, высокая стоимость восстановительных работ. Ярким примером может служить обваловка 3-ниточного трубопровода «Заполярное-Новый Уренгой» (протяженностью свыше 200 км), разрушающаяся под воздействием водной эрозии, создавая угрозу трубопроводу. На восстановление обваловки ежегодно выделяется более 270 млн. рублей. Одним из способов увеличения устойчивости трубопроводов и увеличения срока их службы является укрепление всей поверхности обваловок.
Исследования по защите грунтовых массивов от размыва проводились многими учеными, среди которых: Иванов В.А., Казарновский В.Д., Крылов В.В., Кушнир С.Я., Львович Ю.М., Матейкович СИ., Мотылев Ю.Л., Розанов Н.П., Шайтан B.C., и другие.
Начиная с 80-х годов, для повышения устойчивости призм обвалования трубопроводов все большее применение стали находить геосинтетические материалы. Среди наиболее распространенных и, на наш взгляд, наиболее перспективных материалов, являются объемные георешетки.
4 До настоящего времени применение георешеток для повышения устойчивости призм обвалования трубопроводов в нашей стране ограничено ввиду отсутствия методики по их конструированию и расчету. Это обуславливает актуальность настоящей работы.
Целью диссертационной работы является разработка теоретических предпосылок и практических рекомендаций по повышению устойчивости призм обвалования трубопроводов путем укрепления их поверхностей объемными георешетками.
Для выполнения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:
формализация концепции повышения устойчивости призм обвалования магистральных трубопроводов; разработка математической модели расчета напряженно-деформируемого состояния конструкции укрепления; разработка технологии и организации работ при укреплении поверхности призм обвалования;
апробация в натурных условиях укрепления поверхности грунтового массива объемными георешетками. Научная новизна выполненных исследований:
разработана математическая модель укрепления поверхности призм обвалования трубопроводов объемными георешетками; обоснована методика сбора нагрузок от действия ветровых волн на откосные части призм обвалования;
разработана методика расчета укрепления поверхности призм обвалования трубопроводов;
предложена методика выбора способа укрепления откосной
части призм обвалования от воздействия ветровых волн воды.
Практическая ценность работы заключается в том, что
совокупность результатов исследований, полученных в диссертации,
расширяет научную базу для разработки нормативов на проектирование
5 конструкций укрепления откосной части обваловок, повышающих устойчивость трубопроводов. На защиту выносятся:
математическая модель конструкции укрепления поверхности откосной части призм обвалования трубопроводов;
методика по конструированию и расчету укрепления поверхности откосной части призм обвалования трубопроводов от воздействия ветровых волн воды;
технология и организация строительства укрепления откосной части обваловок трубопроводов объемными георешетками;
обоснование способов укрепления откосной части обваловок трубопроводов.
Апробация работы:
основные результаты работы докладывались на научно-практических конференциях в ТюмГАСУ, ТГНГУ в 2003-2006 годах;
обсуждались на научно-методических семинарах кафедры «Строительство и эксплуатация автомобильных дорог», на выставках «Нефть и газ» в 2005 - 2006 годах;
Публикации. По материалам диссертационных исследований опубликовано 5 печатных работ.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 разделов, основных выводов, списка использованной литературы, включающего 116 наименований. Работа изложена на 148 страницах машинописного текста, содержит 57 рисунков, 19 таблиц.
