«Разработка и внедрение новых технологий и оборудования для осуществления мониторинга и укрепления опасных оползневых участков МГ» Ю.И.Баканов, Н.И. Кобелева, В.Г.Гераськин, А.А. Кислун, С.Н.Шабров, В.Д.Аношин (ООО «Газпром трансгаз Краснодар») Значительная часть объектов газотранспортной системы ООО «Газпром трансгаз Краснодар» пролегает в горной местности, где высок риск образований оползней и обрушения пород. На сегодняшний день насчитывается более 80 опасных оползневых участков, представляющих угрозу для газотранспортной системы нашего предприятия. В связи с этим, работы по комплексному мониторингу за состоянием горных массивов на этих участках, а также принятие по их результатам превентивных мер по предупреждению движения оползней приобретают первостепенное значение и являются актуальными с точки зрения их проведения и финансирования. Для реализации вышесказанного в «Газпром трансгаз Краснодар» принята долгосрочная программа, которая включает в себя работы непосредственно мониторинга за состоянием оползневых участков и работа по их укреплению. Мониторинг оползневых участков можно условно разделить на две группы: к первой относится наблюдение за изменением состояния горной породы самого массива; ко второй – наблюдение за изменением состояния напряженно-деформируемых участков магистральных газопроводов на этих массивах. Первая группа включает в себя следующие виды работ: наблюдение за уровнем грунтовых вод с помощью специально обустроенных водонаблюдательных скважин, как в режиме посещения, так и в режиме on line (для чего на нашем предприятии разработаны и изготовлены специальные электроуровнемеры); обустройство специальных скважин оборудованных приборами слежения за возможными изменениями местоположения горных слоев на различных глубинах (рис.1), а также электронными вешками для индикаторного определения подвижки оползня; для отображения получаемой информации разработана программа, позволяющая при помощи удобного интерфейса оперативно реагировать на возникновение чрезвычайных ситуаций и в режиме online передавать данные по проводным и беспроводным каналам на диспетчерский пункт. Что касается работ по наблюдениям за изменением состояния напряжённо-деформируемых участков, относящихся ко второй группе, то все они проводятся при помощи специальных автоматических станций слежения (АСС, рис.2). АСС предназначена для получения текущей информации о следующих параметрах: напряженно-деформированном состоянии трубопровода; кажущихся удельных электрических сопротивлениях грунтов, слагающих оползневый массив; температуре грунта; Конструктивно АСС состоит из герметичного контейнера и электронного блока. В электронном блоке размещены узлы сбора, преобразования, хранения, управления и передачи информации по каналу GSM-связи. Здесь же размещаются измерительные преобразователи сигналов НДС, низкочастотный генератор питания электроразведочных установок, батареи питания. Рисунок 1 – Прибор слежения за возможными изменениями местоположения горных слоев на различных глубинах. Рисунок 2 – Автоматическая станция слежения. На основании полученной информации с водонаблюдательных скважин, от приборов слежения, электронных вешек и станций АСС, разрабатываются мероприятия и принимаются оперативные меры как по ослаблению интенсивности возможного движения оползней, так и по укреплению оползневых участков. Так, например, на двух оползневых участках МГ «Майкоп - Самурская - Сочи», на пикетах «Разбитый Котел» и «Тубы», были пробурены водоотводящие скважины длиной 68 и 80 метров соответственно, через которые ежемесячно отводится до 70м3 воды. По показаниям установленных на этих пикетах приборов слежения было зафиксировано значимое уменьшение подвижек земной поверхности на различных глубинах, которые имели место до начала бурения водоотводящих скважин. Так же было отмечено существенное уменьшение (от 30 до 50%) уровня воды в водонаблюдательных скважинах. Вышерассмотренные примеры позволили обойтись без применения удерживающих сооружений для укрепления оползневого склона. Если же достигнуть требуемого коэффициента запаса устойчивости склона только лишь его осушением не представляется возможным, то необходимо применение удерживающих сооружений. В 2010 году на Сочинской газораспределительной станции (ГРС) сложилась сложная оползневая ситуация: труба магистрального газопровода (отвод к ГРС) находилась в напряжённом состоянии из-за того, что оползневой массив вплотную примыкал к ней. Система существовавших естественных и искусственных водоотводов была не способна эффективно обеспечивать дренаж сточных и подпочвенных вод, что приводило к насыщению поверхностных грунтов, увеличивая их массу и подвижность. Поэтому для предотвращения воздействия грунтовых масс на газопровод было спроектировано и построено удерживающее противооползневое сооружение в виде подпорной стенки, сложенной из габионных конструкций, тем самым были обеспечены защита газопровода от оползня и надежный отвод сточных и подпочвенных вод. При строительстве данного сооружения были приняты инновационные решения: для увеличения несущей способности защитного сооружения перед установкой габионов, склон был обустроен промежуточным противооползневым каркасом, жестко соединенным удерживающими плетьми, проложенными в горизонтальных скважинах методом горизонтально-направленного бурения, с неподвижным якорем, установленным в зоне неподверженной оползневым процессам. Задача промежуточного противооползневого каркаса - принимать на себя локальные оползневые нагрузки и равномерно по всей площади передавать их на габионную стенку, дополнительно укреплённую верхним и нижним армированными поясами, что в дальнейшем позволит избежать местной деформации и последующего разрушения габионного защитного сооружения. Все работы по бурению скважин, как вертикальных, так и наклонно-направленных были выполнены при помощи разработанных в рамках тематики НИОКР установки управляемого прокола (УУП-15), и устройства переносного вращения шнеков (УПВШ). Конструкция противооползневого сооружения представлена на рис. 3. 3 4 1 2 Рисунок 3 – Удерживающее противооползневое сооружение в виде подпорной стенки, сложенной из габионных конструкций: 1 - горизонтальное удерживающее устройство; 2 - промежуточный противооползневый каркас; 3 - габионная подпорная стенка; 4 - нижний армированный пояс. В пользу технических решений, использованных при строительстве данного сооружения, свидетельствуют следующие факторы: - высокая проницаемость габионных конструкций, исключающая возникновение гидростатических нагрузок; - прочность габионных конструкций, которая не уменьшается, а возрастает с годами, так как со временем происходит уплотнение наносов грунта в пустотах габионов и начинается рост растительности на их поверхности. К критериям прочности необходимо также отнести удерживающие свойства трех якорей, нижнего армированного пояса и анкерных свай. - малые затраты на эксплуатацию; - экологическая составляющая: благодаря тому, что габионные конструкции не препятствуют росту растительности и сливаются с окружающей средой, они представляют собой естественные строительные блоки, основа материалов которых – природный камень. На сегодняшний день известны и разными способами локализуются все оползнеопасные участки газотранспортной системы ООО «Газпром трансгаз Краснодар». Наряду с классическими методами борьбы с оползнями новый способ габионной защиты магистральных газопроводов имеет хорошие перспективы. Практически на все описанные выше разработки подано около 10 заявок на изобретения, на некоторые из которых уже получены положительные решения и выданы патенты. Ю.И.Баканов Н.И. Кобелева В.Г. Гераськин А.А. Кислун С.Н. Шабров О.В. Малахова В.Д. Аношин
