1.08.2017

Влияние надвиговых движений (дрейфа континентов) на теплосети по территории Башкортостана

По мнению автора, при проектировании магистральных трубопроводов в РФ практически не учитываются надвиговые движения (дрейф континентов), поскольку проектировщики считают земную поверхность неподвижной. Это приводит к неожиданным деформациям строительных сооружений. Для решения данной проблемы в статье предлагается комплекс мер.

 

Марат Давлетов

Директор ООО «Коинот»

mara-d@yandex.ru

 

Рамиль Ялчин

Ведущий инженер ООО «ПрелсиИмпекс»

 

Рамиль Мустафин

Директор ООО «ИнфэлУфа»

 

В результате надвиговых движений со скоростью 21мм/год на северо-восток-восток, связанных с медленными тектоническими смещениями (дрейфом континентов), на клиновидных геологических блоках, по которым проходят магистральные трубопроводы, [1, 2], возникают напряженно-деформированные состояния (рис. 1). Как отмечали академики АН Башкортостана М.А.Камалетдинов и Ю.В.Казанцев, на зонах клиновидных блоков происходит увеличение смещений в 2-3 раза по одной из геодезических координат. Геологические блоки под действием колебательных надвиговых движений по координатам х, у, z на смежных участках приобретают разнонаправленные движения (рис.2). В результате возникают растягивающие и сжимающие напряжения на трубопроводах. Данные переменные нагрузки накладываются на металл трубопроводов, сварные швы, изоляцию (рис.3), что приводит к коррозионному растрескиванию.

 

Рис. 1. Клиновидный блок в скальном обнажении

 

Несмотря на серьезность проблемы, в настоящее время надвиговые движения не учитываются в нормативных документах РФ. Между тем, их влияние очень ощутимо. Например, в одной из проектных организаций Уфы недавно произошел следующий случай. При составлении топосъемки трассы трубопровода длиной 20км, проходящей через две подмосковные области, при составлении плана на границе областей геодезисты не смогли совместить 2м. Оказалось, что две бригады геодезистов двигались от концов трассы навстречу друг другу с привязкой начала трассы к топореперам в разных областях. Однако из-за надвиговых колебательных движений геологических блоков произошло смещение геодезических реперов, которое дало разность координат в 2м на границе областей. И такие примеры не единичны.

 

Рис.2. Схема трубопровода через клиновидный блок: красным цветом геологический блок (геодинамическая зона), Р 1-3 репера Глонасс, фиолетовым растягивающая сила F по трубопроводу и сварные швы, синим цветом участки трубопроводов на геодинамически-подвижных зонах, коричневым растягивающие напряжения вдоль оси трубопроводов

 

Кроме этого, в нормативной документации ТЭК мало учитываются землетрясения. По данным директора Центра космических услуг БГУ Ш-И.Кутушева, несколько лет назад в Нефтекамске произошло пятибалльное землетрясение. При этом один из геодезических реперов на полигоне Арланского месторождения нефти сместился на 8см. Эти землетрясения (быстрые тектонические движения), распространяющиеся в виде волны, также влияют на растрескивание сварных швов, коррозию металла стенок трубопроводов, конструкций. В среднем по территории Башкирии происходит 1 пятибалльное землетрясение за 1,5 года.

Такие «скрытые» участки на трассах трубопроводов легко выделяются полевыми геофизическими приборами, но, к сожалению, из-за кризиса, эти виды работ сокращаются в первую очередь

 

Рис. 3. Смещение железнодорожных рельсов после землетрясения в Новой Зеландии

 

Рис.4. Напряжения, возникающие на жестко заваренных трассах теплосетей при надвиговых движениях по зонам геологических разломов

 

При аварии на Чернобыльской АЭС произошло землетрясение в 3 балла, которое нарушило систему охлаждения. В результате дежурная смена не смогла снизить температуру блока. При выяснении обстоятельств было выявлено, что система охлаждения была жестко фиксированной и не смогла скомпенсировать возникшее растяжение.

При землетрясении, приведшем к аварии на Фукусимской АЭС, был зафиксирован сдвиг пластов в 5м. Здесь также необходимы были гибкие (гофрированные, прорезиненные с металлической оплеткой) трубы примерно в 6м.

 

Выводы

При проектировании магистральных трубопроводов в РФ практически не учитываются надвиговые движения (дрейф континентов). Проектировщики по-прежнему считают земную поверхность неподвижной, что приводит к неожиданным деформациям строительных сооружений (рис.4). Для решения данной проблемы целесообразным представляется применение комплекса мер:

1. Необходимо введение в нормативную документацию РФ: СНиПы, ГОСТы, ТУ и т.д. данных по механике медленных надвиговых движений (дрейфу континентов) и их влиянию на состояние трубопроводов.

2. Необходимо провести научные полевые обследования состояния металла труб, сварных швов, изоляции на участках клиновидных блоков с целью сбора первичных данных для анализа влияния тектонических движений на трубопроводы.

3. Необходимо проведение инженерно-геофизических исследований по всем трассам трубопроводов, т.к. растрескивание горных массивов под действием надвиговых движений, землетрясений на геологические блоки происходит ежесекундно. Геометрию геодинамических зон (геологических разломов) просчитать на данном этапе развития геологии невозможно - трудно учесть факторы большой переменчивости: мощность движений, литологии участка, время воздействия, и самое главное направление векторов тектонических смещений (глубинные – магматические, поверхностные – оползневые и т.д.). 

4. Для выделения геологических разломов на трассах трубопроводов необходимо применять новую технику: беспилотники с геофизическими навесками.

5. На трассах теплосетейнеобходимо применятьгофрированные или гибкие соединения с металлической оплеткой.

6. Необходимо провести эксперимент в одном из наиболее аварийных кварталов Уфы с большим количеством утечек воды – установив гибкие соединения на тепловых и водных трубопроводах.

 

Список литературы
1. Геофизики сообщают о том, что европейская честь России смещается // Интернет ресурс «Каталог минералов» / http://www.catalogmineralov.ru/news_geofiziki_soobschayut_o_tom_chto_evropeyskaya.html#
2. Т.Р. Кутлов, М.И.Давлетов, Р.Р.Ялчин, Р.А.Мустафин / «Влияние дрейфа континентов 2,1 см/год на северо-восток-восток на трубопроводы, строительные конструкции на территории Башкортостана» / Трубопроводный транспорт 2017 / Тезисы докладов XII Международной учебно–научно–практической конференции / Уфа, издательство УГНТУ 2017, С.131-132.
 

Уважаемые читатели! Если у Вас после прочтения какой-либо статьи появилось желание высказаться по затронутой проблеме, Вы можете подготовить свою статью или развернутый комментарий и выслать его на электронный адрес info@geoinfo.ru. Наиболее интересные комментарии будут отбираться редакцией и публиковаться под указанной Вами в письме статьей. Если же Ваш материал превысит по объему 3-4 страницы, то мы с удовольствием опубликуем его как отдельную статью. Обращаем Ваше внимание, что все комментарии и статьи должны сопровождаться данными автора: имя и фамилия, должность и место работы, контактный e-mail.

© ООО «ГеоИнфо» 2016

Яндекс.Метрика

Пользовательское соглашение - оферта