Наземная схема укладки (рис. 1. в) характеризуется тем, что нижняя образующая трубы имеет отметку на уровне дневной поверхности грунта или выше (на грунтовой подушке). При наземной укладке трубопровод обваловывается привозным или местным грунтом. Высота насыпи, ширина ее по верху и величина откосов определяются расчетами (строительными и теплотехническими) или назначаются на основании опыта, полученного при строительстве трубопроводов в аналогичных условиях.
Надземная схема укладки предусматривает сооружение трубопровода над землей (рис. 1. г) на различного рода опорных устройствах.
Рассмотрим кратко возможные области применения перечисленных конструктивных схем укладки трубопроводов.
Подземная схема укладки применима практически в любых районах России.
Однако эта схема для участков ряда районов оказывается экономически невыгодной по сравнению с другими схемами. Такими участками являются:
-участки многолетнемерзлых грунтов при перекачке по трубопроводу продукта, длительное время имеющего положительную (выше 0° С) температуру;
-участки горных выработок со значительными смещениями грунта, если трубопровод укладывается без специальных компенсирующих устройств;
-участки активных оползней в горных районах;
-участки пересечения горных рек с блуждающими и сильно размываемыми руслами.
Наземная и полуподземная схемы укладки получили распространение в последние годы в связи со строительством трубопроводов в сильно обводненных и заболоченных районах. Наземная укладка позволяет избежать дорогостоящей балластировки для труб средних и крупных диаметров. В дальнейшем наземную укладку стали применять и на участках с пылеватыми мелкодисперсными грунтами при высоком стоянии грунтовых вод (на газопроводе Игрим — Серов, Ухта — Торжок и др.).
Полуподземная укладка является разновидностью наземной укладки.
Область применения полуподземной и наземной схем укладки более ограничена, чем подземной. Ограничения обусловливаются тем, что устройство грунтового валика над трубой из параллельной канавы — резерва или из привозного грунта нарушает естественное состояние поверхности земли, естественный водосток, создает искусственное препятствие для перемещения транспорта.
Применять полуподземную и наземную схемы укладки в густо заселенных районах, на сельскохозяйственных угодьях, как правило, нецелесообразно.
В связи с этим полуподземная и наземная схемы укладки могут быть рекомендованы для залесенных, заболоченных районов, на участках с высоким стоянием грунтовых вод, где не производятся сельскохозяйственные и промышленные работы. К таким районам можно отнести север и северо-восток Сибири, Якутию, ряд районов Дальнего Востока, Республику Коми, северо-запада, севера Европейской части страны.
В районах с распространением многолетнемерзлых просадочных грунтов полуподземная укладка неприемлема без специальных мер по закреплению грунтов, особенно при положительной температуре перекачиваемого продукта [2;12].
1.4 Трубопроводный транспортРоссийской Федерации
Магистральный трубопроводный транспорт является важнейшей составляющей топливно-энергетического комплекса России. В стране создана разветвленная сеть магистральных нефтепроводов, нефтепродуктопроводов и газопроводов, которые проходят по территории большинства субъектов Российской Федерации.
Грузооборот, осуществляемый магистральным трубопроводным транспортом, приобрел большое значение в общем грузообороте страны. Степень надежности указанного вида транспорта во многом определяет стабильность доставки продукции потребителям, в том числе обеспечение регионов России важнейшими топливно-энергетическими и иными ресурсами.Для надежного и устойчивого развития общества в трубопроводных системах водоснабжения, водоотведения, тепло- и газоснабжения, нефте- и газопроводах в России уложено 2 млн км подземных трубопроводов (см. приложение 1). Во внутренних коммунальных системах зданий протяженность трубопроводных сетей составляет 3–5 млн км.
Трубопроводный транспорт России перемещает в 100 раз больше грузов, чем все транспортные отрасли. Из этого огромного количества труб примерно половина находится в жилищно-коммунальном хозяйстве (ЖКХ), обеспечивая население России всеми необходимыми коммунальными услугами.
Протяженность магистральных трубопроводов, по которым осуществляется транспортировка продукции нефтегазового комплекса, составляет 215 тыс. км, в том числе газопроводные магистрали, включая газопродуктопроводы - 151 тыс. км, нефтепроводные магистрали - 48,5 тыс. км, нефтепродуктопроводные магистрали - 15,5 тыс. км. С помощью магистрального трубопроводного транспорта перемещается 100% добываемого газа, около 99% добываемой нефти, более 50% производимой продукции нефтепереработки. В общем объеме перемещаемой по магистральным транспортным трубопроводам продукции доля газа составляет 55,4%, нефти - 40,3%, нефтепродуктов - 4,3%.
Магистральный трубопроводный транспорт включает в себя большое количество технологических сооружений и агрегатов. Только на газовых промыслах, магистральных газопроводах и подземных хранилищах Единой системы газоснабжения эксплуатируются 642 компрессорных цеха, 4053 газоперекачивающих агрегата общей установленной мощностью более 42 млн. Квт. Подачу газа потребителям обеспечивают более 3300 газораспределительных станций. В состав сооружений магистральных нефтепроводов входят 395 нефтеперекачивающих станций, 868 резервуаров общей емкостью по строительному номиналу 12,7 млн. м.куб. Состояние транспортных магистральных трубопроводов нефтегазового комплекса характеризуется такими показателями: 85% газопроводов и 59% нефтепроводов имеют срок эксплуатации от 10 до 30 лет; менее 10 лет эксплуатируется около 1% газопроводов и около 1 % нефтепроводов; 40 тыс. км газопроводов выработали свой расчетный ресурс; 40% нефтепроводов к 2000 году превысят нормативный срок эксплуатации.
Системы магистрального трубопроводного транспорта нефти и газа являются важнейшими составляющими федеральных энергетических систем, ключевым звеном топливно-энергетического комплекса и крупным фактором стабильности и экономического роста в России. Указанные системы обеспечивают жизненно важные для страны валютные поступления, позволяют осуществлять государственное регулирование внутреннего нефтегазового рынка и экспорта углеводородного сырья.
Каждая система магистрального трубопроводного транспорта представляет собой уникальный хозяйственный и технологический комплекс, решающий крупную народно-хозяйственную задачу и обладающий потенциалом эффективного регулирования и контроля за поставкой и потреблением продукции, в первую очередь нефти, газа. Системы, магистрального трубопроводного транспорта имеют важнейшее значение для экономического состояния страны, для ее дальнейшего развития. По этой причине в организационную структуру систем магистрального трубопроводного транспорта заложены принципы единства и централизованного управления. Очевидно, что эти принципы должны быть сохранены и в дальнейшем использованы для достижения в государственных интересах максимального эффекта от их функционирования.
Магистральный трубопроводный транспорт является весьма опасной сферой производственной деятельности, что обусловлено высокой степенью концентрации перекачивающих мощностей, горюче- и взрывоопасностью транспортируемой продукции, ее отравляющими и иными опасными свойствами, концентрацией на отдельных направлениях до 10 ниток магистральных трубопроводов; сосредоточением в узких технических коридорах многониточных магистралей газопроводов, нефтепроводов, продуктопроводов, которые многократно пересекаются друг с другом. Применявшиеся технологии прокладки и защиты магистральных трубопроводов обусловили непродолжительный срок их эксплуатации и необходимость проведения ремонтных и защитных работ после 8-10 лет их использования, проведения дополнительных испытаний, внутритрубной диагностики [18].
Преимущества трубопроводного транспорта:
· Возможность повсеместной укладки трубопровода.
· Низкая себестоимость транспортировки.
· Сохранность качества благодаря полной герметизации трубы.
· Меньшая материало и капиталоёмкость.
· Полная автоматизация операций по наливу, перекачки, транспортировки и сливу.
· Малочисленность персонала.
· Непрерывность процесса перекачки.
· Отсутствие отрицательного воздействия на окружающую среду.
Главным недостатком является его узкая специализация, также для рационального использования требуется мощный устойчивый поток перекачиваемого груза [17].
Трассы магистральных трубопроводов прокладываются в различных природно-климатических зонах, отличающихся геологией, геокриологией, гидрологией, географическим ландшафтом, освоенностью, чувствительностью биогеоценоза к антропогенным и техногенным воздействиям, характером it размером их последствий и т. п. При изыскании трасс, строительстве и эксплуатации трубопроводов на грунтовую среду, растительный покров, животный мир, подземные и поверхностные воды, приземной слой атмосферы оказывают влияние различные среды.
Причем источниками воздействия могут быть транспорт и строительно-монтажная техника, перекачиваемый продукт (нефть, газ, нефтепродукты) или продукты его сгорания, тепло транспортируемой по трубопроводу среды, конструкция трубопровода и т. д.