Устойчивость подземного магистрального газопровода на обводненных участках трассы

• Автор: Сысоев, Юрий Сергеевич
• Шифр специальности: 25.00.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 168 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Проблемы изучения пространственной устойчивости подземного магистрального газопровода
1.1. Классификация случаев потери проектного положения подземного магистрального газопровода
1.2. Анализ условий возникновения и способов восстановления проектного положения магистрального газопровода
1.3. Оценка эффективности применяемых методов восстановления проектного положения магистрального газопровода
Выводы по разделу
Глава 2. Современные модели расчёта устойчивости и силового
взаимодействия магистрального газопровода с грунтом
2.1. Современные представления об устойчивости магистрального газопровода в грунте
2.2. Особенности силового взаимодействия грунтовой среды с магистральным газопроводом при его перемещении в грунте
2.3. Продольная устойчивость магистрального газопровода при действии положительного температурного перепада
2.4. Оценка влияния переменного обводнения грунта на пространственную устойчивость магистрального газопровода
Выводы по разделу
Глава 3. Исследование граничных зон участков в непроектном положении в условиях сезонно-подтопляемых грунтов
3.1. Общая характеристика объекта исследования
3.2. Определения длины участка в непроектном положении с учетом граничных зон
3.3. Определение удлинения трубопровода с помощью синусоидальной функции

3.4. Определение удлинения трубопровода и граничных зон с по- 87 мощью колоколообразных функций
Выводы по разделу
Глава 4. Обеспечение пространственной устойчивости магистрального газопровода дополнительной балластировкой прилегающих граничных зон
4.1. Балластировка и закрепление магистрального газопровода на обводненных и заболоченных участках трассы
4.2. Давление трубопровода на грунтовое основание с применени- 117 ем модели линейно-деформируемой среды
4.3. Современные положения расчета дополнительной балласта- 128 ровки
4.4. Расчет реальных участков газопровода в непроектном положении и анализ результатов
Выводы по разделу
Основные выводы по работе
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Подземные магистральные газопроводы, прокладываемые в инженерногеологических условиях Западной Сибири, подвержены значительным пространственным перемещениям и находятся в сложном силовом взаимодействии с окружающими их грунтами.
По данным ООО «Газпром трансгаз Сургут», эксплуатирующего магистральный газопровод «Уренгой-Сургут-Челябинск», значительная протяженность трубопровода (10%) имеет участки с непроектным положением в виде их оголения, всплытия, образования арочных выбросов. В большинстве случаев вывода участков трубопровода на капитальный ремонт приходится сталкиваться именно с непроектным положением. Процесс изменения проектного положения обусловлен сложным сочетанием инженерно-гидрогеологических условий и их прогнозирование на стадии проектирования почти невозможно.
Причинами потери продольной устойчивости подземного газопровода являются: воздействие температурного перепада перекачиваемого продукта на материал трубопровода; уменьшение внутреннего давления газа; сезонные изменения характеристик грунта, связанные с обводнением трассы; отступление от технологии укладки трубопровода в траншею и т.п.
В настоящее время не существует силовых схем взаимодействия подземного газопровода со слабыми грунтами, которые бы гарантировали устойчивость трубопровода в проектном положении на весь срок его эксплуатации. Действующие в настоящее время в России нормы предусматривают расчет линейной части трубопровода на основе традиционных методов строительной механики с использованием концепции коэффициентов запаса. Такие нормы не учитывают в полной мере разнообразия условий эксплуатации трубопровода и сочетание различных факторов, влияющих на работу газопровода.
Во многих случаях недостаток информации о реальных условиях эксплуатации трубопровода и свойствах грунтов приводит к заведомо

Я(х) = к(х)Ин, (2.2)
где (х) - реакция грунта; и--(х) - перемещение трубы; к() - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом постели грунта. Значения коэффициента для различных видов грунта указаны в таблице 2.1.
Таблица
Значения коэффициента к() для различных видов грунта
Вид грунта ко, кгс/см3
Торф 0,05-0
Плывун 0,1-0
Глина мокрая размягченная 0,1-0
Песок свеженасыпанный 0,1-0
Гравий 0,5-5
Глина влажная 0,5-5
Песок слежавшийся 0,1-0
Схема взаимодействия грунта и трубы [35] при поперечных перемещениях изображена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Схема искривления трубопровода в упругом грунте