автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.13, диссертация на тему:Балластировка трубопроводов с использованием грунта засыпки и геосинтетических материалов

РГб од

о 9 Ф£В

На правах рукописи

КУЛАГИН ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ

БАЛЛАСТИРОВКА ТРУБОПРОВОДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГРУНТА ЗАСЫПКИ И ГЕОСИНТЕТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Специальность 05.15.13 -Строительство и эксплуатация нефтегазопроводов, баз и

хранилищ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа 1997

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете

Научный руководитель:

доктор технических наук, Ю. И. Спектор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Л.И. Быков

кандидат технических наук Ф.Ш. Ахметов

Ведущее предприятие:

«Баштрансгаз»

Защита диссертации состоится «13»февраля 1998г. в 10— часов на заседаю диссертационного совета Д 063.09.02 при Уфимском государственно нефтяном техническом университете по адресу: 450062. г, Уфа, у Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан « » _1998г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико - математических наук, ^ / ~

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность проблемы. Основные объемы добычи нефти и газа 1а ближайшую перспективу приходятся на районы Западной Сибири. Тоэтому сохраняется необходимость транспортировки углеводородного ирья к местам его переработки и потребления в промышленные регионы ¡трапы.

В связи с этим одними из главных задач строительства рубопроводных систем являются обеспечение высоких темпов и ювышение качества строительства в сложных природно-климатических 'словиях. Решение этих задач зависит от принятия прогрессивных гроектных решений, применения новых материалов и конструкций, ювышёния уровня механизации работ, внедрения более эффективных ■ехнологий и методов организации производства. Поэтому сооружение рубопроводных магистралей высокими темпами с соблюдением хшплекса требований по качеству строительства представляет гсключительно сложную задачу, решение которой возможно только на >снове разработки и внедрения комплекса наиболее эффективных ехнических, технологических и организационных мероприятий.

Однако при высоких темпах строительства должна |беспечиваться и высокая надежность трубопроводных систем. 1адежность трубопровода зависит от большого "числа факторов, из оторых наиболее значимым является обеспечение устойчивости юложения трубопровода в процессе эксплуатации, что позволяет повысить [адежность объекта и свести к минимуму вероятность негативных оздействий на окружающую среду.

Решение указанной проблемы в настоящее время предусматривается основном за счет использования различных балластирующих онструкций и анкерных устройств, однако их использование зачастую

связано со значительными затратами материальных и трудовых ресурсов. Стоимость балластирующих и закрепляющих устройств в отдельных случаях составляет 20 - 30 процентов от сметной стоимости строительства трубопровода. Монтаж этих устройств весьма трудоемок, особенно в случаях заполнения траншеи водой. Основные исследования и конструкторские работы направлены на совершенствование балластирующих грузов и анкерных устройств: снижение их материалоемкости, улучшение функциональных свойств, облегчение процессов монтажа.

Цель работы - разработка метода балластировки трубопроводов, основанного на рациональном использовании геологической среды, взаимодействующей с трубопроводом, использовании новых конструкций балластирующих устройств, направленных на повышение эффективности трубопроводного строительства.

В работе решены следующие основные задачи:

1. На основании анализа теории и практики применения различных способов балластировки трубопроводов с использованием грунтов обратной засыпки предложена классификация способов балластировки газопроводов на основе вероятностных методов отказа, которая позволяет: систематизировать многообразие конструкций балластирующих устройств с использованием грунта засыпки;

- на стадии проектирования для конкретных условий трассы газопровода выбрать оптимальный вариант балластировки, отвечающий требованиям надежности при минимальных затратах;

- в процессе строительства изменить проектную балластировку на вариант, обеспечивающий сокращение затрат при сохранении данного уровня надежности, либо улучшающий показатели надежности;

- сформулировать требования к технико-экономическим показателям вновь разрабатываемых способов балластировки.

2. В результате проведенных исследований по изучению влияния физико - механических параметров грунтов засыпки на величину удерживающей способности грунтов обратной засыпки трубопроводов, взаимодействия трубопровода с грунтом обратной засыпки и резинотканевыми анкерными устройствами разработаны способы закрепления трубопроводов на проектных отметках с использованием грунтов обратной засыпки и в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами, разработана конструкция резинотканевого анкерного устройства. Получены зависимости для расчета удерживающей способности грунтов обратной засыпки и в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами.

3. На основе результатов экспериментальных и теоретических исследований естественных режимов подземных вод ио трассе газопровода и прилегающего к ней грунтового массива разработана методика гидрогеологического прогноза обводнения траншеи при сооружении трубопроводов, целью которого является определение расчетного прогноза уровня грунтовых вод и прогноз изменения уровня воды в траншее с момента ее разработки. Разработаны алгоритмы расчетов притоков поверхностных и грунтовых вод в строительную траншею, а также алгоритмы расчета наполнения траншеи водой.

4- На базе теоретических и экспериментальных исследований по лзучению влияния обводненных грунтов на стабилизацию положения грубопроводов разработана технология закрепления трубопроводов в троекгаом положений с использованием грунтов обратной засыпки в сочетания с резинотканевыми анкерными устройствами на основе тэдрогеодогического прогноза.

5. На основании результатов экспериментальных исследований >азработана методика оперативного контроля качества физико -механических параметров грунтов обратной засыпки трубопроводов.

Научная новизна. В диссертации получены следующие новые результаты:

1. Предложена классификация способов балластировки газопроводов на основе вероятностных методов отказа, которая позволяет выбрать оптимальный вариант балластировки с требуемым уровнем надежности, как на стадии проектирования, так и в процессе строительства.

2. Разработана методика определения удерживающей способности трунтов обратной засыпки трубопроводов в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами.

3. Разработана методика гидрогеологического прогноза обводнения траншеи при строительстве трубопроводов.

4. Разработана методика оперативного контроля качества физико-механических параметров грунтов обратной засыпки трубопроводов.

На защиту выносятся теоретические обобщения и практические рекомендации по разработке классификации, методики расчета балластирующих устройств, их конструкции и технологии балластировки трубопроводов с использованием грунтов обратной засыпки я геосинтетических материалов.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Научные результаты, полученные в работе, нашли применение при строительстве газопроводов Ямбург-Поволжье, Омск-Новосибирск, Торжок-Долина, газопроводов-отводов к п.Старосубханкулово, к р.ц. В.Татышлы. Использование для балластировки грунтов обратной засыпки трубопроводов и в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами взамен железобетонных пригрузов и винтовых анкерных устройств позволило получить экономический эффект в размере 4870811 рублей в ценах 1984 года.

Рекомендации по балластировке трубопроводов фунтом обратной засыпки и в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами вошли в 5 руководящих документов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

- научно - техническом совете Миннефтегазстроя по вопросам балластировки трубопроводов (г.Москва, 1989 г.);

- научно - технической конференции «Передовой опыт в области балластировки трубопроводов» (Уралтрубопроводстрой, г.Уфа, 1989 г.);

- научно - технической конференции «Совершенствование технологии строительства магистральных трубопроводов» (БДИХ, г.Москва, 1990 г.);

- Межведомственном совещании по вопросам строительства газопровода Омск - Новосибирск (г.Омск, 1990 г.);

Межведомственной конференции «Совершенствование системы нормативно-технической документации по проектированию, строительству и эксплуатации нефтегазопроводов» (ВНИИСТ, г.Москва, 1992 г.);

- Международном симпозиуме по армированию грунтов К Куи51ш'96 (Япония, г.Фукуока, 1996 г.);

- Международной конференции Акмола-Геотехника-97 «Проблемы фундаментостроения в грунтовых условиях повой столицы» (Республика Казахстан, г.Акмола, 1997 г.).

Публикации. По теме диссертации В работеопубликовано 13 работ, в том числе 1 обзор, 1 изобретение, 1 патент.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, выводов и списка литературы, включающего 121 наименование. Она содержит 168 страниц машинописного текста, включая 31 рисунок, 25 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Введение содержит обоснование актуальности, цель и основные задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, характеристику научной новизны, практической ценности и апробации полученных результатов.

Первый раздел диссертации посвящен анализу способов балластировки и закрепления трубопроводов на проектных отметках с использованием грунта засыпки.

Вопросы обеспечения устойчивости трубопроводов разрабатывались в трудах отечественных ученых: Айнбиндера А.Б., Бабина Л.А., Березина В.Л., Бородавкина П.П., Быкова Л.И., Васильева Н.П., Григоренко П.Н., Иванцова О.М., Камерштейна А.Г., Ничевилова Г.В., Телегина Л.Г. и др., а также зарубежных: Арчибальда И.С., Николса Р., Маршалла Р.Г. и др.

В работе выделены восемь видов конструкций для балластировки и закрепления трубопроводов и предложена классификация, которая позволила сгруппировать способы балластировки и закрепления трубопроводов с использованием грунта засыпки в удобном виде и дополнить существующие ранее классификации с учетом основных направлений модернизации конструкций и способов балластировки.

В предложенной классификации на основе вероятностных методов отказа (рис. 1) способы балластировки и закрепления трубопроводов по характеру воздействия на трубопровод подразделяются на две группы:

- утяжелители, которые осуществляют пригрузку трубопровода за счет своей массы;

- балластирующие конструкции из минерального грунта засыпки в сочетании с различными материалами.

Вероятность отказа определялась на основе теории расчета строительных конструкций на надежность.

Рис. 1. Классификация методов балластировки и закрепления трубопроводов с использованием грунта

засыпки на основе вероятностных методов отказа

Предложенная классификация позволяет: систематизировать многообразие конструкций балластирующих устройств с использованием грунта засыпки;

- на стадии проектирования выбрать оптимальный вариант балластировки, отвечающий требованиям надежности при минимальных затратах;

- в процессе строительства изменить проектную балластировку на вариант обеспечивающий сокращение затрат при сохранении данного уровня надежности, либо улучшающий показатели надежности;

- сформулировать требования к технико - экономическим показателям вновь разрабатываемых способов балластировки.

Учитывая комплекс требований, предъявляемых к балластировке и закреплению трубопроводов, после соответствующего анализа существующих способов основное внимание в работе было уделено двум из них: закреплению трубопроводов с использованием резинотканевых анкерных устройств и закрепления трубопроводов грунтом засыпки на основе гидрогеологического прогноза.

Предпосылками теоретического обоснования применения для закрепления трубопроводов грунтов засыпки и резинотканевых анкерных устройств являются:

- балластировка железобетонными пригрузами не всегда обеспечивает надежное закрепление трубопроводов на проектных отметках в случаях смерзания - грузов с сезонно-мерзлым грунтом и одновременными подвижками трубопровода при протаиваяии просадочных пород;

- балластировка анкерами различных конструкций ненадежна на талых обводненных грунтах, когда грунтовое основание траншеи сложено пылеватыми грунтами, а также на участках м ал о просадочных и просадочных грунтов, торфяниках и болотах;

- прокладка трубопроводов на участках, сложенных устойчивыми минеральными грунтами с высокими физико - механическими характеристиками;

- балластировка трубопроводов, особенно большого диаметра, грунтом обратной засыпки и с использованием резинотканевых устройств позволят полностью или частично исключить применение дорогостоящих железобетонных утяжелителей или анкерных устройств.

Во втором разделе представлены экспериментальные и теоретические исследования удерживающей способности обратной засыпки трубопроводов грунтом и резинотканевыми анкерными устройствами.

Практика использования грунтов обратной засыпки для балластировки и закрепления трубопроводов показала, что физико -механические параметры грунтов в значительной степени влияют, как на саму возможность использования' данного способа закрепления трубопроводов, так и на величину удерживающей способности грунтов обратной засыпки трубопроводов.

Проведенные исследования показали, что такие физико-механические характеристики грунтов обратной засыпки, как плотность, коэффициент пористости (пористость), угол внутреннего трения, сцепление, а также уровень обводненности траншеи в той или иной степени влияют на удерживающую способность грунтов обратной засыпки трубопроводов. А такие параметры грунтов, как влажность и коэффициент фильтрации влияют соответственно на процесс уплотнения, скорость обводнения траншеи и время наполнения ее водой.

Лабораторные эксперименты, направленные на исследование процессов, происходящих в водонасыщенном грунте при всплытии подземного трубопровода, имели целью изучение механизма взаимодействия трубопровода, обладающего положительной плавучестью, с водонасыщенпыми грунтами. Экспериментально установлены стадии развития процессов деформирования грунта:

- стадия предельно-равновесного состояния, при которой формируются призмы выпирания;

- стадия медленного сдвига с постоянной скоростью по намеченным поверхностям скольжения в грунте;

- стадия быстрого сдвига и оползания грунта с поверхности трубы, за исключением валика грунта на ее верхней части;

- стадия окончательного формирования отложений грунта под трубой.

В работе предложена математическая модель взаимодействия подземного трубопровода с фунтом обратной засыпки и получены расчетные зависимости для определения удерживающей способности грунта засыпки при различных уровнях обводнения траншеи. Была выполнена экспериментальная проверка расчетных положений, установлена адекватность значений удерживающей способности грунтов обратной засыпки, полученных расчетным и экспериментальным путем.

Рис. 2. Схема балластировки трубопровода с использованием резинотканевых анкерных устройств: 1 - резинотканевое анкерное устройство; 2- трубопровод; 3 - траншея; Ь - ширина РАУ; 1 - шаг установки РАУ.

В работе также представлена конструкция резинотканевого анкерного устройства (РАУ) (рис. 2) и предложены расчетные зависимости для определения удерживающей способности грунта обратной засыпки в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами. Данные натурных экспериментов по определению удерживающей способности грунта обратной засыпки в сочетании с РАУ для трубопровода диаметром 720 мм подтвердили соответствие математической модели и предложенных зависимостей экспериментальному материалу. ■ < •

Расчетная удерживающая способность грунта засыпки с использованием резинотканевых анкерных устройств на единицу длины трубопровода при различных уровнях обводнения траншеи определяется по формулам: При Ив = 0.

Црс^г 7« [ Сн • рэь • (Ьо - я Г>ц/ 8) + Рзь• Нтр • (В- вн) + ЬоСо/ соэ ср0 ], (1) При 0 < Ьв < Ьо

Чрау= Пгр / у„ [ Е)н • Ргр • ьв+ Он • Ра- ( Ьо - Ьв - я Бн / 8) +ргр • 11в • (В- Оц) +

+ р5Ь- (Н^- 11В) • ( В-0„) + Ьв • С/созФ + (Н^-Ьв) -Со/соэфо], (2)

При Ь0<[1в<Нтр

Ярау= Пгр / 7„ [ Ок ■ ркЬ • (Ьо - тг.Бц/ 8) +ргр • Ьв • ( В- Он)

+ рзЬ • (Птр-Ьв) • (В-0„) + 1ю- С/ сое ср ], (3)

где Ярзу - удерживающая способность грунта засыпки с использованием РАУ, НУм; Д, - наружный диаметр трубопровода, м; Ьо - расстояние от дневной поверхности земли до оси трубопровода, м;

Нц, - глубина траншеи, м;

В - ширина траншеи ло дну, м,

Ьв - расстояние от дневной поверхности до отметки уровня грунтовых вод, м;

Пгр - коэффициент надежности по нагрузке (грунту);

Уп - коэффициент надежности по назначению,

ргр - плотность грунта засыпки, кг/м3;

р^ - плотность грунта с учетом взвешивающего действия воды, кг/м3;

Ф - угол внутреннего трения грунта засыпки, град.;

Фо - угол внутреннего трения обводненного грунта засыпки, град.;

С - сцепление грунта засыпки, Н/м2;

Со - сцепление обводненного грунта засыпки, Н/м2.

В третьем разделе приведена методика гидрогеологического прогноза обводнения траншеи при сооружении трубопроводов.

Гравитационная (свободная) вода заполняет поры грунта и перемещается под влиянием силы тяжести, т.е. разности напоров. Эта вода порождает гидродинамическое давление, создает затруднения при производстве строительных работ. Именно движение гравитационной воды в порах полностью водонасыщенного грунта имеет важное значение при строительстве трубопроводов на обводненных участках трассы и является одним из факторов, который рассматривается в данной работе.

Строительная траншея вносит резкое нарушение в установившийся режим подземных вод прилегающего к ней массива, перехватывая фильтрационный поток и формируя вдоль траншеи зону с техногенным режимом вод. Водный режим траншеи и степень (радиус) ее влияния на грунтовый массив зависит от ряда факторов, основными из которых являются: мощность водоносного горизонта, фильтрационные свойства грунтов, глубина траншеи и время с момента ее разработки.

Конечной целью гидрогеологического прогноза при сооружении трубопроводов является определение расчетного прогнозного уровня грунтовых вод и прогноз измепспия уровня воды в траншее с момента ее разработки.

В работе предложены расчетные схемы й математическая модель для прогноза притока грунтовых и поверхностных, вод в траншею и расчета глубины ее наполнения в зависимости от геологического строения, коэффициентов фильтрации и водоотдачи пород, уровней грунтовых вод, геометрических размеров траншеи, вида прокладки трубопровода.

В основу методов расчета положены следующие условия:

- сложный нестационарный процесс притока грунтовых вод в траншею принимается квазистационарным и рассчитывается по схемам и формулам стационарного режима фильтрации в условиях горизонтального дренажа;

- фильтрационный поток однородный, профильный;

I

- на рассматриваемом участке траншеи исходные расчетные параметры остаются неизменными;

- все расчеты выполняются для 1м длины траншеи;

- суглинки и глины являются литологическим водоупором, супесь, песок -водопроводящими породами;

- при наличии сезошю-мерзлого грунта расчетная мощность притока грунтовых вод определяется с учетом мощности этого слоя, а инфильтрация на уровень грунтовых вод принимается равной нулю;

-отчет времени 1 начинается с момента разработки всегй участка т траншеи, при 1 = 0 уровень воды в траншее находится на отметке ее дна;

- исключается процесс оплывания и обрушения стенок траншеи;

Блок - схема расчета водопритоков в строительную траншею приведена на рис. 3. Методика гидрогеологического прогноза обводнения траншеи при сооружении трубопроводов позволяет обосновывать

Рис. 3. Блок - схема расчета водопритоков в траншею.

применение для балластировки н закрепления трубопроводов на проектных отметках грунтов обратной засыпки и резинотканевых анкерных устройств.

Впервые методика гидрогеологического прогноза была внедрена на строительстве газопровода Омск - Новосибирск для обоснования применения закрепления газопровода на проектных отметках грунтов обратной засыпки.

В четвертом разделе рассмотрена технология и организация балластировки трубопроводов грунтом обратной засыпки с использованием резинотканевых анкерных устройств. Определена область применения разработанных способов балластировки, которая обусловлена следующими основными факторами:

- схемой прокладки трубопровода;

- состоянием участка трассы (болото I типа, пойма реки, периодически обводняемые земли и т.д.);

- видом прокладки трубопровода относительно рельефа местности;

- уровнем грунтовых вод и направлением стока поверхностных вод;

- физико - механическими характеристиками грунтов обратной засыпки;

- способом и периодом производства строительно-монтажных работ.

Балластировка грунтом обратной засыпки с использованием резинотканевых анкерных устройств распространяется на обводненные, прогнозно обводняемые участки трассы, а также на участки верховых болот с мощностью торфа до 0,5 м.

Инженерно-техническая подготовка для выполнения работ по балластировке и закреплению трубопровода в проектном положении грунтом обратной засыпки с использованием резинотканевых анкерных устройств предполагает выполнение следующих работ:

- анализ проектных решений по балластировке и определение участков, на которых возможно применение новых способов балластировки;

- расчеты устойчивости трубопровода от всплытия для каждого конкретного участка в зависимости от схемы прокладки, уровня фунтовых вод, физико-механических характеристик грунтов засыпки;

- гидрогеологический прогноз и расчеты прогноза обводнения траншеи с момента ее разработки с учетом инженерно-геологического строения, уровня грунтовых вод, вида прокладки, направления стоков поверхностных и грунтовых вод;

- разработку технологической карты на основании результатов расчетов устойчивости, гидрогеологического прогноза, оснащенности строительной организации, сезона производства работ.

Технологический процесс балластировки трубопровода грунтом обратной засыпки с использованием резинотканевых анкерных устройств включает в себя следующие работы (рис. 4):

- разбивку и закрепление на местности участков балластировки грунтом засыпки с использованием резинотканевых'¡анкерных устройств;

- водоотливные работы из траншеи (при необходимости);

- монтаж резинотканевых анкерных устройств на уложенный в проектное положение трубопровод;

- обратную засыпку трубопровода местным минеральным грунтом (при необходимости привозным минеральным грунтом);

- уплотнение грунта засыпки и формирование валика.

Также определены для балластировки трубопровода грунтом засылки с использованием РАУ:

- перечни машин, механизмов и инструментов;

- составы бригад по балластировке;

- контроль качества работ;

- калькуляция трудовых затрат.

Разработана методика оперативного контроля физико-механических параметров грунтов обратной засыпки трубопроводов. На основании

Рис.4. Схема организации работ по балластировке газопровода диаметром 1420 мм минеральным грунтом

обратной засыпки с использованием РАУ. 1- экскаватор "Като"; 2 - бульдозер Д-355; 3 - водоотливной агрегат АВ-701 А; 4 - газопровод; 5 - отвал грунта от разработки траншеи экскаватором; 6 - обвалование для предотвращения боратного стока откачиваемой воды;

7 - укладка РАУ на трубопровод.

результатов проведенных исследований установлены количество и местоположение точек измерения плотности грунтов в условиях трассы методом динамичского зондирования в зависимости от диаметра трубопровода и видов грунтов. Для каждого вида грунта строятся градуировочные графики зависимости плотности грунта от глубины погружения зонда, а также определяются сцепление и углы внутреннего трения. Данная методика позволяет выполнять оперативный контроль физико-механических характеристик грунтов при балластировке трубопроводов с использованием грунтов засыпки. Результаты контроля должны отражаться в специальном журнале, который прилагается к акту на скрытые работы.

Рекомендации по балластировке и закреплению трубопроводов грунтом обратной засыпки и с использованием резинотканевых анкерных устройств, сформулированные на основании результатов проведенных исследований, вошли в следующие руководящие документы:

1. Временная инструкция. Учет удерживающей способности грунтов нарушенной структуры при прокладке стальных трубопроводов на обводненных участках.//ВИ 102-2-88.Миннефтегазстрой, Мингазпром, Миннефтепром.- М.: Ротапринт ВНИИСТа, 1989.-13с.

2. Методика гидрогеологического прогноза обводнения траншеи при строительстве трубопроводов. - Уфа.: Уралтрубопроводстрой, 1992. - 27с.

3. Методика оперативного контроля физико-механических параметров грунтов обратной засыпки трубопроводов (дополнение к ВИ 102-2-88) Миннефтегазстрой. - М.: Ротапринт ВНИИСТа, 1990.-13с.

4. Технологический регламент на закрепление трубопроводов против всплытия резинотканевыми анкерными устройствами.- Уфа.: Уралтрубопроводстрой, 1991 .-16 с.

5. Технические условия на резинотканевые анкерные устройства ТУ 10/6625-2-91. - Уфа.: Уралтрубопроводстрой, 1991. -8 с.

Разработанные технологии внедрены при строительстве газопроводов Ямбург-Поволжье, Омск-Новосибирск, Торжок-Долина, 'азопроводов-отводов к п.Старосубханкулово, к р.ц. В.Татышлы, фактический экономический эффект составил 4870811 рублей в ценах 1984 ода.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

..На основе теории вероятностных методов отказа строительных конструкций и сравнительного анализа способов балластировки и закрепления трубопроводов с использованием грунта засыпки разработана их классификация, позволяющая производить сравнение вариантов балластировки трубопроводов на стадии проектирования и сформулировать требования к вновь разрабатываемым конструкциям балластирующих устройств. . На основании теоретических и экспериментальных исследований предложена зависимость удерживающей способности грунтов обратной засыпки трубопроводов, учитывающая значения физико - механических параметров грунтов. Установлено, что составляющая удерживающей способности грунта от плотности достигает 76 %, составляющая от угла внутреннего трепия - до 33 %, составляющая от сцепления грунта - до 35 %.

. Предложена конструкция и определена область применения резинотканевых анкерных устройств для закрепления трубопроводов на проектных отметках. Разработана методика расчета удерживающей способности обводненных грунтов обратной засыпки трубопроводов в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами. Достоверность предложенных расчетных положений подтверждена результатами лабораторных и натурных экспериментов, а также установлено, что применение резинотканевых анкерных устройств обеспечивает

увеличение удерживающей способности в 1,55 - 2,0 раза по сравнению с грунтом обратной засыпки.

4. В целях обоснования возможности применения грунтов ■ обратной . засыпки для балластировки трубопроводов разработана методика

гидрогеологического прогноза обводнения траншеи в зависимости от фильтрационных свойств грунтов, мощности водоносного горизонта, глубины траншеи и времени с момента ее разработки.

5. Разработана технология балластировки трубопроводов грунтом обратной засыпки в сочетании с резинотканевыми анкерными устройствами с учетом данных гидрологического прогноза, сформулированы требования по контролю качества работ, разработана технология оперативного контроля физико - механических параметров грунтов обратной засыпки трубопроводов. Результаты выполненных исследований использованы при разработке пяти руководящих документов и внедрены в акционерных обществах Уралтрубопроводстрой, Уралстройтехносервис, тресте Нефтепровод монтаж, СМУ - 1 треста Нефтепроводмонтаж, объемы внедрения составили 36,8 км трубопроводов, фактический экономический эффект составил 4870811 рублей в ценах 1984 года.;.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

работах: . .. .........

1. Бабин JI. А., Спекгор Ю. И., Кулагин В. П. И др Армированные грунта в трубопроводном строительстве. И Труды I Казахстанской национальной геотехнической конференции: Проблемы фундаментостроения в грунтовых условиях новой столицы. Том II - Акмола.: 1997. - с. 412-417.

2. Временная инструкция. Учет удерживающей способности грунтов нарушенной структуры при прокладке стальных трубопроводов на обводняемых участках. ВИ 102-2-88. Мшшефтегазстрой. - М.: Ротапринт ВНИИСТа, 1989.- 15 с.

3. Демидюк Л.М, Степанова С.Г., Кулагин В.П. и др. Гидрогеологическое обоснование оптимизации конструктивных решений трубопроводов в период строительства. - М.: ВИЭМС, 1991. - 87 с.

4. Демидюк Л.М., Степанова С.Г., Кулагин В. П., Елизарьев Е. Г. Методика гидрогеологического прогноза обводпепия траншеи при строительстве трубопроводов. - Уфа.: Уралтрубопроводстрой, 1992. - 27 с.

5. Кулагин В.П. Разработка и внедрение ресурсосберегающих технологий балластировки трубопроводов и анализ их эффективности. // Тезисы научно - технической конференции. -Уфа.: 1989. - с. 3 - 7.

6. Кулагин В.П. Балластировка газопроводов. // Строительство трубопроводов. - 1993. - №7. - с. 26 - 28.

7. Кулагин В.П. Методика гидрогеологического прогноза при строительстве газопроводов. /У Строительство трубопроводов. - 1994. -№8. - с. 4 - 9.

8. Кулагин В. П. и др. Технические условия на резинотканевые анкерные устройства. ТУ 10/66-25-2-91. - Уфа.: Уралтрубопроводстрой, 1991.

8 с.

9. Кулагин В.П. и др. Технологический регламент на закрепление трубопроводов против всплытия резинотканевыми анкерными устройствами. - Уфа.: Уралтрубопроводстрой, 1991. - 16 с.

10. Кулагин В.П. Физико-механические характеристики грунтов обратной засыпки трубопроводов. - 1995. - №1. - с. 26-28.

11. Степанова С. Г.. Кулагин В. П. И др. Методика оперативного контроля физико-механических параметров грунтов обратной засыпки трубопроводов, (дополнение к ВИ 102-2-88). Миннефтегазстрой. М.: Ротапринт ВНИИСТа, - 1990. - 13 с.

12. Патент П 2074999 РФ С1 6 Р" 16 Ь 1/06. Устройство для закрепления трубопроводов в грунте. /Кулагин В. П., Щепин Н.Ф. (РФ) -№930030058/06; заявлено 18.01.93; Опубл. 10.03.97. Бюл. №7. -4 е.: ил.

13. Babin L.A., Spector Y.IShchrpin N.F., Kulagin V.P. Reinforced earth in Pipeline Construction. И Proceeding of the international symposium on earth reinforcment Fukuoka / Kyushu / Japan / 12 -14 November 1996. A.A. Balkema / Rotterdam / Brookfield /, 1996. - p. 565-568:

Автор выражает глубокую благодарность профессору Бабину Льву Алексеевичу, д.т.н. Спектору Юрию Иосифовичу и коллективу кафедры сооружения газонефтепроводов, газохранилищ и нефтебаз УГНТУ за помощь и ценные замечания при подготовке работы,

Лицензия ЛР№ 030678 от 22.01.96 Подписано к печати 15.12.97. Формат бумаги 60 * 84 1/16 Бумага ксероксная. Печать по методу ризографии.

Тираж ЮОэкз. 3ак.37. Адрес типографии: 450097 ,г.Уфа, ул. Заводская,8

Соискатель