Автореферат (1151668), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

Экономический эффект предлагаемого способа защиты подводных переходов от размыва оценивалась путем сравнения затрат на реализацию предложенных проектных решений ремонта с альтернативными – традиционными решениями. Так, для участка подводных переходов через р.Обь рассматривалось два альтернативных варианта:

- замыв грунтом размываемых участков русла в коридоре трубопроводов с укреплением намытых участков отсыпкой гравием;

- прокладка новых трубопроводов ниже зоны размыва.

Предложенная в работе схема защиты русла на участке технического коридора подводного перехода магистральных газопроводов через р.Обь выполнена институтом "Гипроречтранс" в виде проекта. По сметам разработчика проекта общая стоимость защитных мероприятий на данном участке составила 332,6 млн. руб. (в ценах 1999г.).

Первый из рассматриваемых альтернативных вариантов (замыв размываемых участков русла с укреплением отсыпкой щебня) был предусмотрен проектом и осуществлен в качестве первоочередного мероприятия, обеспечивающего временную защиту переходов от размыва. Стоимость этого мероприятия составляет (смета «Гипроречтранса», арх. № 78350 и №74211): замыв размываемых участков (96,1 млн. руб.), защита отсыпкой щебня (426,3 млн. руб.). Общая стоимость защитных мероприятий по первому альтернативному варианту составляет 522,5 млн. руб. (в ценах 1999г.). Таким образом, предложенный нами вариант на 189,9 млн. руб. менее затратный, чем традиционный (это снижение затрат можно принять в качестве ориентировочной величины полученного экономического эффекта).

Расчетная стоимость прокладки одной нитки трубопровода через р.Обь по второму альтернативному варианту включает: земляные работы в русле (51,6 млн.руб.), сварочно-монтажные работы и укладка трубопровода в русле (16,8 млн.руб.), балластировка трубопровода (19,5 млн. руб.), устройство намывной площадки на берегу (2,9 млн. руб.), мероприятия по защите правого берега (3,1 млн.руб.). Итого по одной нитке – 93,9 млн. руб., а прокладка новых 8-ми ниток трубопроводов потребовала бы 751,0 млн. руб. Сравнение предлагаемого способа со вторым альтернативным вариантом показывает, что получаемый экономический эффект больше, поэтому в качестве расчетного принимаем минимальный экономический эффект в ценах 1999 г. – 189,9 млн. руб.

Аналогичные расчеты затрат на защиту подводных переходов через Алешкинскую протоку (срезка побочня у левого берега протоки Большая с одновременным намывом грунта на подводном склоне противоположного берега, замыв оголенных и провисающих участков на четырех нитках трубопроводов) по смете ЗАО «Подводнефтегазстрой» в ценах 1999 г. составили – 415,595 млн. руб.

В качестве альтернативного варианта защиты рассматривается традиционный метод прокладки 8-ми новых ниток газопровода Уренгой-Ужгород. Стоимость замены газопроводов по смете ОАО «СУПТР -10» выполненной в феврале 1999 г. составила в ценах 1999 г. – 700 млн. руб. Следовательно, фактическая экономия от внедрения новой технологии выполнения ремонтных работ на переходах через Алешкинскую протоку составляет в ценах 1999 г. – 284,650 млн. руб.

Общий экономический эффект от реализации предложенных способов капитального ремонта подводных трубопроводов через р.Обь и Алешкинскую протоку составляет 189,9 + 284,6= 474,5 млн. руб. (в ценах 1999 года).

ВЫВОДЫ

1. Анализ сложившейся практики проектирования и эксплуатации речных и мелиоративных сооружений показал, что существующие методы их защиты от размыва и заиления носят локальный характер, не учитывают особенности деформации ложа русла, обусловленные спецификой физико-механических свойств грунта, и не соответствуют современным научным представлениям о динамике русловых процессов.

Показано, что основными причинами возникновения аварийных ситуаций на линейных гидротехнических сооружениях (подводных переходах трубопроводов) являются их провисы и оголения, обусловленные увеличением интенсивности руслового процесса, выносом потоком мелких фракций грунта и изменением его физико-механических свойств, вызванными разработкой траншей и замывом трубопроводов. Систематизированы и классифицированы причины возникновения аварийных ситуаций на участках подводных переходов трубопроводов.

2. Теоретические исследования транспортирующей способности потока и русловых деформаций позволили расширить представления о механизме руслового процесса и сформулировать теоретическое положение о наличии пропорциональной зависимости между скоростью размыва дна и скоростью диффузии частиц грунта из придонного слоя, что позволило установить количественную связь между транспортирующей способностью потока и размывом дна. Выдвинутое теоретическое положение было подтверждено результатами экспериментальных исследований автора, а также данными, опубликованными в научной литературе.

3. На основе результатов теоретических и натурных исследований разработана методика расчета русловых деформаций рек и каналов, в том числе на участках линейных гидротехнических сооружений, основанная на теории насыщения потока наносами различных фракций и теоретическом положении о связи скорости размыва дна со скоростью диффузии взвешенных частиц из придонного слоя. Методика учитывает расчетные периоды подъема и спада паводка, момент перехода процесса размыва в процесс заиления, начальные гидрологические и гидравлические параметры для характерных гидродинамических зон. Методика включает рекомендации по расчету глубины заложения трубопровода на участке подводного перехода.

4. Разработана методика прогнозирования технического состояния подводных переходов трубопроводов, повышающая надежность и безопасность их эксплуатации. Методика основана на выявлении причин и источников неблагоприятного развития деформаций речного русла и позволяет учесть динамику насыщения потока продуктами размыва в зависимости от структуры (нарушенной и ненарушенной) поверхности русла участка подводного перехода.

Введено и обосновано понятие коэффициента безопасности подводного перехода трубопровода, который характеризует его состояние на текущий момент времени. Для определения значений коэффициента безопасности предложены расчетные зависимости, полученные аналитическим путем. Разработан алгоритм принятия решений о сроках проведения профилактических и капитальных ремонтов подводного перехода трубопровода в зависимости от прогноза динамики коэффициента безопасности трубопровода.

5. Предложен оригинальный способ защиты от размыва подводных переходов трубопроводов, основанный на формировании динамически устойчивого русла путем одновременного выравнивания поля скоростей водного потока и восстановления естественной отмостки (патент РФ № 2108424). Разработанная и экспериментально подтвержденная методика расчета толщины защитного слоя (из наиболее крупных фракций грунта) тела намыва, формируемого гидромеханизированным способом, позволяет учитывать вынос речным потоком мелких фракций намываемого грунта.

6. Для регулирования русел рек и каналов, долговременной защиты линейных гидросооружений от размыва предложена новая технология, включающая производство русловыправительных работ, в том числе формирование динамически устойчивого русла с разработкой грунта землесосными снарядами в зоне заиления и его перемещение в зону размыва с образованием защитного слоя ложа русла из более крупных фракций грунта, а также возведение регуляционных сооружений намывом грунта в текущую воду. Разработаны рекомендации по применению предложенной технологии для защиты от размыва подводных переходов трубопроводов. Применение данной технологии при ремонте провисающих и оголенных подводных переходов газопроводов через р. Обь и Алешкинскою протоку позволило получить экономический эффект равный 474,5 млн. рублей (1999г.).

7. Результаты теоретических и натурных исследований позволили выявить основные причины размыва и заиления гидротехнических элементов оросительной сети, приводящие к изменению режима работы и снижению эффективности оросительной системы, и сформулировать принципы рационального распределения твердого стока по элементам оросительной сети.

8. Впервые предложена методика расчета рационального деления твердого стока по элементам оросительной сети для повышения эксплуатационной надежности ее функционирования. В основу расчета положен принцип обеспечения устойчивого транспорта наносов по элементам оросительной сети при различных гидравлических режимах потока. При этом динамическая устойчивость русел обеспечивается за счет направленного изменения параметров водотока (при заданном составе грунтов ложа русла), либо переформированием состава донных отложений (при заданных характеристиках русла). Методика включает оригинальный алгоритм расчета размыва и заиления каналов оросительной сети.

9. Предложенный метод регулирования режима транспорта и рационального деления твердого стока в каналах обеспечивает возможность оптимизации параметров элементов ирригационной системы для заданного эксплуатационного режима с учетом рельефа местности, свойств слагающих русло грунтов и ограничений на заиление, что позволяет конструировать адаптированную к условиям агроландшафта оросительную сеть.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Медведев С.С. К вопросу прогнозирования русловых деформаций самоформирующихся каналов в несвязных грунтах // В кн. "Вопросы строительства гидротехнических сооружений при межбассейновой переброске стока. М.: ВНИИГиМ, 1980, с. 80-88.

2. Медведев С.С. Методика расчета пионерного русла самоформирующегося канала. //В кн.: Гидравлика и расчеты гидросооружений. М.: ВНИИГиМ, 1984. с.93-98.

3. Медведев С.С., Даудов М. «Способ очистки канала от донных и природных наносов и устройство для его осуществления». А.С. №1587120, 1990.

4. Медведев С.С., Ермаков Г.Г. Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации подводных переходов магистральных газопроводов и пути их решения. // Сб. Материалы совещания "Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов РАО "Газпром" (Самара, март 1997 г.). М.: ИРЦ Газпром, 1997, с. 48-58.

5. Медведев С.С., Щербаков А.О. Современные подходы к проведению профилактических и капитальных ремонтов подводных переходов. // Сб. Материалы совещания "Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов РАО "Газпром" (Самара, март 1997г.). М.: ИРЦ Газпром, 1997, с. 59-63.

6. Медведев С.С., Хороших А.В. и др. "Способ выправления русла реки с защитой его от размыва". Патент №2108424 (19) RU (11), 1997г.

7. Медведев С.С. «Способ защиты водных источников (рек) от нефтяных загрязнений». Патент RU №2115785 (13) C1, 1998.

8. Медведев С.С., Вербицкий В.С. Рациональное распределение твердого стока по элементам оросительной системы // Сб. "Современные проблемы мелиораций и пути их решения". Том II(99). М.: 1999, с.220-234.

9. Медведев С.С., Долгов И.А., Пантусов С.В., Дейс В.А. и др. Диагностика провисов и оголений подводных переходов магистральных трубопроводов через реки и технические решения по их устранению. // Сб. Материалы совещания "Пути обеспечения надежности и безопасности подводных переходов магистральных газопроводов ОАО "Газпром" (Москва, март 2000 г.). М.: ИРЦ Газпром, 2000, с. 31-39.

10. Медведев С.С., Дейс В.А., Лебедев Н.В. и др. Технические решения по ликвидации аварийной ситуации на переходах газопроводов через Алешкинскую протоку р.Оби. // В сб. «Экологические проблемы мелиорации» Междун. научн. конф. (27-28 марта). М.: ВНИИГиМ. 2002, с.331-332.

11. Медведев С.С., Лебедев Н.В. и др. "Гидротехническая защита подводных переходов трубопроводов от размыва". С.-П.; доклад на международном симпозиуме МАГИ, 2002г.

12. Медведев С.С. Исследование русловых процессов р.Оби на участке технического коридора подводных переходов газопроводов. //Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Вып. 7, «Русловедение и гидроэкология». М.: 2002.

13. Медведев С.С., Вербицкий В.С. Методы защиты водотоков от нефтяных загрязнений при авариях на подводных переходах нефтепроводов. //Материалы международной конференции «Экологические проблемы мелиорации» М.: ВНИИГиМ. 2002. С.338-340.

14. Медведев С.С., Лебедев Н.В., Фирсов А.В. "Регулирование жидкого и твердого стока в реке в районе водозабора". Материалы международной конференции "Экологические проблемы мелиорации". М.; ВНИИГиМ, 2002г., с 263-265.

15. Медведев С.С. Гидротехническая защита подводных переходов трубопроводов от размыва. // Труды Академии проблем водохозяйственных наук. Вып. 9 «Проблемы русловедения». М.: 2003, с. 161-170.

16. Медведев С.С., Салюков В.В., Лебедев Н.В., Долгов И.А. Ермолаев С.А. Научно-техническое обеспечение гидротехнической защиты подводных переходов трубопроводов.// Ж. «Газовая промышленность», 2004, № 12. С. 11-14.

17. Медведев С.С., Лебедев Н.В., Асосков Г.Н. Новые направления исследований по гидротехнике. // Ж. «Мелиорация и водное хозяйство». М.: № 5, 2004. С. 46-49.

18. Медведев С.С. Мониторинг русловых процессов и технические решения по защите подводных переходов Надымского ЛПУ МГ. //Материалы совещания «Эксплуатация подводных газоконденсатопроводов». ОАО «Газпром» М.:ООО ИРЦ «Газпром», 2005. (в соавторстве)

19. Медведев С.С. Научно-техническое обеспечение гидротехнической защиты подводных переходов трубопроводов. // Материалы совещания «Эксплуатация подводных газоконденсатопроводов». ОАО «Газпром» М.:ООО ИРЦ «Газпром», 2005.

20. Иванов И.А., Медведев С.С. Габионы в мелиорации и дорожном строительстве. //Учеб. пособие. Улан-Уде: «Информ Полис», 2005. 143 с.

21. Медведев С.С., Лебедев Н.В., Ермолаев А.Е. Ликвидация аварийных разливов нефти при авариях на подводных переходах нефтепроводов. Ж. «Газовая промышленность», 2005, №2, с. 79-81.

22. Добрачев Ю.П., Медведев С.С., Дейс А.В. Регулирование твердого стока по элементам оросительной сети. //Сб. научных докладов межд. конф. «Техническое обеспечение орошаемого земледелия в АПК» Коломна, 2005. С. 193-197.

23. Медведев С.С., Утесинов В.Н., Чурмаев О.М. Постановка и решение задачи по определению размыва и заиления в открытых руслах для несвязанных грунтов. // Ж. «Прикладная математика и механика», М.: Т. 69, вып. 4, 2005. С. 673-680.

24. Медведев С.С. Методы расчетов размыва дна взвесенесущим русловым потоком на участках подводных переходов трубопроводов. // Ж. «Газовая промышленность», 2006, №2.

25. Медведев С.С. Рациональное распределение твердого стока в элементах оросительной сети. //Ж. «Вестник Россельхозакадемии», № 3, 2006.

26. Медведев С.С. Оценка безопасности состояния подводных магистральных трубопроводов. // Ж. «Газовая промышленность» №4, 2006.

Подписано к печати 01.04.2007г. Заказ 3. Тираж 150

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт

гидротехники и мелиорации им. А.Н. Костякова Россельхозакадемии

127550, Москва, ул. Б.Академическая, 44

28

Характеристики

Список файлов диссертации