Перекладка двухниточного газопровода на переходе через реку Москва в районе города Жуковский методом наклонно-направленного бурения

2.Технико экономическое обоснование 4

3 Геологические характеристики участка реки. 7

4 Гидрологические характеристики участка реки. 14

5 Технология и механизация строительных работ. 21

6 Расчётная часть. 29

7 Расчёт системы подачи воды к бурильной установке ,подбор оборудования. 75

8 Организация строительных работ. 77

9 Охрана труда. 83

10 Стоимость строительных работ. 84

11 Заключение . 85

12 Список литературы. 86

1.Введение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УЧАСТКА ПОДВОДНОГО ПЕРЕХОДА.

Подводный переход газопроводов черев р.Москва расположен в Раменском районе Московской области, на 102,3 км судового мода по Лоцманской карте р.Москва от п.Рублево до устья (изд. 1991 г.), в 3 км ниже по течении? от устья р.Пехорка, северо-западнее Н.П.Кульково.

Подводный переход газопроводов расположен на участке реки, находящемся в подпоре от Софьинского гидроузла.

На участке перехода р.Москва протекает в естественных берегах. Ширина русла реки по зеркалу воды при НПУ верхнего бьеФа г/у Софьино составляет 115-125 м. При этом глубина воды достигает 6,0-6,5 м.

Ситуационный план показан на листе 1.

Характерные уровни воды для участка подводного перехода показаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Русло реки и левый берег сложены в основном песчаными грунтами мощностью 5-10 м, подстилаемыми коренной глиной полутвердой. Правый берег сложен в основном суглинком мягкопластичным мощностью до 7 м, подстилаемым песчаными грунтами. Оба берега ровные с отметками поверхности земли 113,00—114,00 м, заняты под пашню.

На обоих берегах имеются подъездные грунтовые дороги.

Грунтовые воды имеют прямую гидравлическую связь с р.Москвой и отмечены на отметках от 109,20 м до 110,00 м.

Основные значения физико-механических характеристик показаны в таблице 2.2

2.ТЕХНИКО –ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

Рабочий проект перекладки 2-х ниточного стального газопровода Р=12 кг/см2, d = 219 мм через р. Москва в р-не г. Жуковский М. О .

При разработке проекта использованы материалы инженерных изысканий, выполненных ОАО "Гипроречтранс" в 2000 г. (apx.N 82491) и в 1973 г. (арх. N 49742). Рабочее давление в газопроводах 0,6 Мпа.

Данную работу можно выполнить 2-мя способами:

1.Способом прокладки трубы через реку в траншее.

2.Методом наклонно-направленного бурения.

Способы будем сравнивать по критериям:

1.Производство работ.

2.Стоимость работ.

3.Экология.

Рассмотрим первый способ.

1.Способ прокладки газопровода через реку производится по так:

Заготавливается труба нужного диаметра ,под неё разрабатывают траншею,

На берегу экскаватором ,под водой, землесосом и ближе к берегу гидромонитором с рыхлителем, это обусловлено наличием суглинка в грунтах. Далее монтируют анкерующее устройство для лебёдки и протаскивают заготовленную трубу по траншее с помощью лебёдки , монтируют с береговыми участками трубы, производят все испытания . Затем приступают к засыпке трубы как на берегу так и под водой. Под водой потом грунты укрепляются от дальнейшего размыва.

На берегу, после засыпки грунтом трубы, делают берегоукрепления для предотвращения дальнейшего размыва берегов.

2.Стоимость работ выполненных данным методом составляет 309.525$

в стоимость работ включено:

-строительные материалы;

-амортизация машин и механизмов;

-стоимость рабочей силы;

-проектные работы;

-косвенные затраты;

-мобилизация , демобилизация;

-страхование;

-налог на прибыль;

-НДС;

Так же необходимо учитывать:

- сроки проведения работ ,они составляют 1 год.

Во время провединия работ приходиться перекрывать русло реки,что приводит к потерям денег эксплуатационных служб,что естественно при невозможности навигации на данном участке реки.

-Со временем необходимо будет производить текущий ремонт и капитальный ремонт берегоукреплений и дна реки ,это так называемые эксплуатационные расходы.

В среднем ремонтные работы и колеблятся в интервале 20-40% от стоимости первоначального строительства.

3. При производстве работ траншейным способом очень сильно страдает экология. При проведении работ поднимется мутность в реке посредством работы землесосом, и как следствие ниже по реке образуются отложения наносов, что может затруднить навигацию на этом участке реки. Так же мутность отрицательно влияет на подводную флору и фауну и др.

Метод наклонно –направленного бурения:

1.Суть укладки трубопровода способом ННБ состоит в том, что в намеченном створе перехода с помощью специального бурового оборудования пробуривается скважина, через которую протаскивается смонтированная и испытанная плеть рабочего трубопровода. Далее

Труба стыкуется на берегу с трубами проложенными в траншею, испытывают на прочность и герметичность и засыпают их.

На данном участке газопровода потребное давление в трубе 6 Мпа,

Что допустимо для полиэтиленовой трубы.

2.Стоимость работ методом наклонно-направленного бурения

составляет 412 т.$.в стоимость работ включено:

-строительные материалы;

-амортизация машин и механизмов;

-cтоимость рабочей силы;

-проектные работы;

-косвенные затраты;

-мобилизация , демобилизация;

-страхование;

-налог на прибыль;

-НДС;

Так же необходимо учитывать:

-сроки строительства 45 дней.

-строительство производится без ограничения навигации.

-в дальнейшем крайне низкие эксплуатационные расходы .

3.При проведении работ методом наклонно направленным бурением

экологический ущерб аква системе не причиняется .

Из данного сравнения делаю вывод:

Что метод ННБ наиболее выгоден несмотря на кап. вложения так как метод дорог ещё потому что не имеет обширного применения и затраты на амортизацию буровых установок велики и ещё влияет на стоимость проекта высокая стоимость бентонита, так он иностранного производства.

Данный метод отвечает требованиям соблюдения экологической безопасности при производстве работ и соответствует прогрессу человечества. Так же хочется отметить низкие эксплуатационные расходы.

И можно с уверенностью сказать что данный переход прослужит все 50 лет на которые он запроектирован. Так как полиэтиленовая труба не боится агрессивной водной среды.

График сравнения стоимости строительных работ вариантов строительства представлен на листе 2.

Проектом предусматривается прокладка двух новых ниток газопровода (основные и резервные) из полиэтиленовых труб на переходе через р.Москва, предназначаемых для замены существующих двух стальных ниток газопровода d = 219 мм.

Прокладка новых газопроводов на русловом участке перехода предусматривается бестраншейным способом — способом наклонно-направленного бурения (ННБ).

Строительство новых газопроводов на переходе через р.Москва вызвано необходимостью замены существующих газопроводов, исчерпавших свои ресурсы (срок эксплуатации 33 года) и находящихся в размытом состоянии.

Рабочее давление в газопроводах 0,6 МПа. Проектная документация на строительство газопроводов из полиэтиленовых труб разработана в соответствии с требованиями СНиП 2.04.08-87* "Газоснабжение", СП 42-101-96 "Проектирование и строительство газопроводов из полиэтиленовых труб диаметром до 300 мм".

Для монтажа газопроводов разрешается использовать трубы ПЗ 100 SDR 9 по ТУ 2248-048-00203536-2000, имеющие сертификат качества завода-изготовителя.

Соединения полиэтиленовых труб <между собой выполняется сваркой нагретым инструментом "встык".

Сварку полиэтиленовых труб следует производить при температуре окружающего воздуха от –15 0до +400 C.

Соединения полиэтиленовых труб со стальными предусматриваются неразъемными усиленного типа.

Для подземных газопроводов из полиэтиленовых труб на подводном переходе компенсирующих устройств и дополнительной балластировки не требуется.

Настоящий отчет составлен на основании результатов проведения комплекса инженерно-геодезических, инженерно-геологических и геофизических работ, состав и объемы которых приводятся в соответствующих разделах.

При написании отчета использованы архивные материалы изысканий ОАО "Гипроречтранс" (отчеты арх. №№ 49637, 56773).

3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ.

3.1. Общие сведения

Инженерно-геологические изыскания на участке перехода 2-х ниточного стального газопровода через р. Москву в районе г. Жуковского выполнялись на основании особенности прокладки трубопровода методом наклонного бурения. В связи с чем максимальные глубины выработок на разбуриваемом профиле расположенном между 2-мя проектируемыми створами, составляет 15-20 м (в русловой и 200-250 метровой приурезной береговой полосе); скважины глубиной 5 м оконтуривают участок на расстоянии 300-350 м от уреза. Объем буровых работ составил 110 п.м., в том числе 30 п.м. - в пределах русла.

Лабораторные испытания образцов всех разновидностей грунтов проводились в соответствии с нормативными документами.

3.2. Геолого-геоморфологическое строение, гидрогеологические условия участка

Исследуемый участок в геоморфологическом отношении приурочен к долине р. Москвы, сформировавшейся в позднем плейстоцене-голоцене на поверхности флювиогляциальной равнины, отложения которой датированы средним плейстоценом. Из структур речной долины исследовались левобережная и правобережная высокие поймы и русловая часть. Поверхность поймы на обоих берегах участков относительно ровная, лишь местами осложнена микроформами рельефа техногенного генезиса - ямами, рытвинами.

Поверхность левобережной поймы, лишь вблизи берега поросшая кустарником (на общем фоне луговой растительности), относительно полого погружается к береговой линии. В отличие от противоположного берега, круто обрывающегося к воде: высота бровки над Урезом (при Г.В. 109,28-м на 7.09.2000) составляет порядка 3 м.

Ширина русла в "нижнем" и "верхнем" створах на момент изысканий составляла соответственно 250 и 235 м.

Профиль русловой части имеет асимметричное строение: максимальные глубины смещены в сторону подмываемого правобережья.

В геологическом отношении грунтовый массив имеет классический для Москвы и Подмосковья разрез речной долины: на размытой поверхности юрских отложений залегают ледниковые толщи, погребенные, в свою очередь, под аллювиальными напластованиями. Учитывая однородность литологического состава руслового аллювия и флювиогляциальных отложений, провести между ними четкую границу не представляется возможным, в связи с чем целесообразно объединение разногенезисных четвертичных образований в единый геолого-генетический комплекс.

Таким образом, в разрезе грунтового массива до глубины исследования 20,0 м выделяется 2 основных геолого-генетических комплекса :

- аллювиально-флювиогляциальный, мощностью 10-13 м на береговых участках, и 6-11 м - в пределах русла. Разрез отложений по литологическим особенностям имеет 2-х ярусное строение: верхний, глинистый горизонт мощностью 1,2-8,6 м, присутствующий лишь на пойменных участках и выклинивающийся на левобережье, представляет собой собственно аллювий, пойменную его фацию.

Нижележащие разнозернистые пески смешанного генезиса (а именно русловой фации аллювия и флювиогляциальные) образуют единый горизонт мощностью от 5-6 м в русловой части до 7,5-11 м на пойме. Закономерным для всего разреза является увеличение крупности песков с глубиной.

В русле песчаные толщи ожидаемо перекрыты слоем ила в пределах левобережной части склона. Мощность глинистых образований весьма мала - не превышает 0,2 м;

- юрский, представленный глинами с линзами песков. По данным гидрогеологической съемки, проведенной в Раменском районе в 1956 г., мощность юрских отложений, залегающих на верхнекаменноугольных карбонатных породах, составляет не менее 50 м, что подтверждается результатами современных геофизических работ (раздел 3 настоящего отчета).

Присутствие в разрезе мощной толщи глин в качестве буфера между вышележащими четвертичными песками и подстилающими их известняками исключает возможность возникновения и протекания такого нежелательного инженерно-геологического процесса как суффозионно-карстового.

В гидрогеологическом аспекте слабопроницаемые юрские глины создают благоприятные условия формирования грунтового водоносного горизонта, заключенного в разногенезисных песчаных пачках, и гидравлически связанного с поверхностным водотоком - р. Москвой: от метки установившегося уровня зафиксированы на отметках 109,3-110,0 м. На правобережье по причине наличия мощной глинистой "вскрыши", подошва которой имеет тенденцию к погружению в сторону уреза, грунтовый поток обладает напорным характером: пьезометрический уровень на этом участке устанавливается на 3-4 м выше подошвы слабопроницаемых аллювиальных глинистых образований.

По химическому составу (Приложение 13) вода поверхностная и грунтовая классифицируется как гидрокарбонатно-кальциевая (причем, содержание преобладающих анионов и катионов в пробах грунтовой воды почти вдвое превосходит содержание их в воде речной), и, как следствие - высокая сходимость результатов при оценке степени коррозионного воздействия всех типов воды на различные строительные материалы.

Так, вода речная и грунтовая обладают средней степенью агрессивности при взаимодействии со свинцовыми оболочками кабелей (причем, грунтовая вода на правобережье имеет максимальный показатель - высокую агрессивность) и с металлическими конструкциями и создают нейтральную среду для бетонных материалов и алюминиевых оболочек кабелей.

3.3. Инженерно-геологические условия

Неоднородность грунтового массива (по возрастным, генетическим признакам, литологическому составу, физическому состоянию)обусловила выделение инженерно-геологических элементов (ИГЭ), характеризующихся определенным набором геотехнических свойств. При выделении границ ИГЭ учтены также требований ГОСТ 20522-96 "Методы статистической обработки результатов испытаний".

Ниже следует краткое описание ИГЭ, сгруппированных по геолого-генетическим комплексам:

Разрез аллювиально-флювиогляциального четвертичного комплекса, наиболее пестрого по литологическому составу, имеет схематично 2-х ярусное строение. В пределах "верхнего" глинистого яруса собственно аллювиального, максимальной мощностью до 8,6 м выделено 3 ИГЭ:

ИГЭ-1 - ил черный текучий, образует маломощный - до 0,2 м - слой на выположенном аккумулятивном левобережном склоне грунтового массива в русле, что является косвенным доказательством подмыва правобережья.

ИГЭ-2 - глина мягко-текучепластичная, вскрыта единственной скв. № 7 на правобережной пойме в основании глинистой "вскрыши". Мощность слоя - 3,1 м.

ИГЭ-3 - суглинок преимущественно тугопластичный. Преобладает на правобережном участке, где образует мощность порядка 5,0-6,6 м. Согласно данным геофизических исследований максимальная мощность напластований приурочена к правобережной приурезной зоне. На левобережном участке, как уже отмечалось, происходит выклинивание суглинков: слой мощностью 1,2 м - вскрыт единственной "бровочной" скважиной N 3.

Ниже под слоем глинистого горизонта на правобережье (с абс. отм. 105-106 м) и практически с поверхности - на левобережье (не считая 1,2 м слоя суглинков в 120-метровой приурезной полосе) залегает песчаная пачка весьма пестрого литологического состава, что и легло в основу выделения нескольких ИГЭ:

ИГЭ-4 - песок пылеватый, средней плотности, водонасыщенный. Вскрыт на обоих берегах в виде 2,2-5,0-метрового слоя в кровле песчаной толщи;

ИГЭ-5 - песок средней крупности, преобладающий в разрезе, имеющий среднюю плотность сложения и водонасыщенное состояние.

Этим грунтом выполнен практически весь четвертичный разрез в 250-метровой приурезной полосе на левобережье, а также в русле;

ИГЭ-б - песок крупный, средней плотности, водонасыщенный, имеет ограниченное распространение: зафиксирован только в русле единственной скважиной в виде 5-метрового слоя, фациально переходящего в среднезернистый песок;

ИГЭ-7 - песок гравелистый средней плотности сложения, достаточно широко распространенный на правобережье и частично в русле в нижней части песчаного разреза. Образует слой мощностью порядка 4-5 м.

Ниже под песчаной толщей суммарной мощности 7-10 м, откартирована кровля коренных отложений, имеющая практически горизонтальное залегание на отм. 99-100 м, и лишь в районе скв. № 5 зафиксировано ее понижение до отметки 96 м. Дочетвертичные отложения представлены в разрезе классическими юрскими глинами (ИГЭ-8) ~ черными, с высокими значениями пределов пластичности, по консистенции твердыми и полутвердыми.

На участке, проецируемом на левобережную пойму, для глинис-^'ой толщи характерны линзы и прослои гравелистых темных песков (ИГЭ 9) по плотности сложения близких к плотным образованиям. Вскрытая мощность дочетвертичных отложений составляет 5-8 м. Согласно данным геофизических работ (раздел 3), глубина исследований которых определялась 30-метровой глубиной от дневной поверхности, подошва юрских напластований обнаружена не была.

Ниже в таблице приведены рекомендуемые расчетные значения физико-механических характеристик для грунтового массива, дифференцированного по ИГЭ, на основании прямых испытаний , а также рекомендаций СНиП 2.02.01-83* и 2.02.02-85.

Обработка частных значений сдвиговых характеристик (полученных по результатам одноплоскостного "быстрого" среза) проведена в соответствии с требованиями п.п. 6.6-6.12 ГОСТ 20522-96 "Методы статистической обработки результатов испытаний".

Данные о фильтрационной способности песков приведены с учетом результатов определения коэффициентов фильтрации в предельных состояниях

Грунты классифицированы по ГОСТ 25100-95.

Учитывая технологические особенности прокладки ниток трубопровода, в итоговой текстовой таблице приведены также сведения о категории грунтов по буримости для колонкового способа проходки.

Из дополнительных инженерно-геологических характеристик определена степень коррозионной активности грунтов при взаимодействии со стальными конструкциями. Согласно данным лабораторных исследований грунты ИГЭ-3 характеризуются преимущественно низкими показателями коррозионной активности, и лишь в единичных случаях - средней.

3.1.1. Геофизические работы

Перед геофизическими исследованиями стояли следующие задачи:

1. Литологическое расчленение рыхлых пород;

2. Оценка глубины до кровли карбонатных пород.

Глубинность исследований составляет 30 м.

Для решения поставленных задач применялся метод ВЭЗ, что предопределено как физическими предпосылками (удельное электрическое сопротивление пород тесно связано с их литологическим составом), так и экономическими соображениями (из применяющихся в настоящее время геофизических методов ВЭЗ является наиболее экономичным).

Работы выполнялись по профилю, расположенному по линии геологического створа, пересекающего р. Москва. Исходя из требуемой глубины исследований, максимальный разнос питающих электродов составлял 250м. Расстояние между точками измерений составляло от 30м до 50м (в среднем 40 м). При измерениях использовался прибор АЭ-72. Перед началом работ были выполнены опытные работы по оценке возможных искажений трубами газопровода с размоткой вдоль и поперек труб. Установлено, что трубы практически не влияют на результаты измерений, что может объясняться наличием гидроизоляции, являющейся одновременно и электроизоляцией. Последнее обстоятельство позволило выполнить работы непосредственно по геологическому створу, проходящему на отдельных участках между двумя линиями газопровода. Топопривязка выполнялась по топоплану участка м-ба 1:2000, а также с привязкой к пробуренным скважинам с использованием буссоли и мерной ленты.

Интерпретация полученных результатов выполнялась как с использованием палеток, так и с компьютерным решением обратной задачи с применением программы 1P1-99 (Шевнин В.А., МГУ), в рамках горизонтально- слоистой одномерной модели.

Геологический анализ полученных материалов выполнялся с учетом материалов, полученных в ходе бурения, а также на основе опыта работ на участках со сходными геологическими условиями.

По результатам выполненных работ составлен геоэлектрический разрез, приведенный на рис. 3.1. Описание разреза приводится сверху вниз.

1. Непосредственно с поверхности залегает горизонт с УЭС (удельное электросопротивление) = 25-60 Омм, представленных породами от плотных суглинков до глинистых песков.

Мощность этого горизонта не превышает 1.5 - 2 м.

2. Следующий от поверхности горизонт существенно различается по УЭС для правого и левого берега.

На правом берегу этот горизонт может быть представлен преимущественно глинистыми отложениями с подчиненными песчаными прослоями. УЭС этого горизонта составляет 18-27 Омм при мощности от 4-х до 7-ми метров с увеличением к реке. На левом берегу этот горизонт характеризуется высокой изменчивостью УЭС от 50-80 Омм до200-500 Омм, что характерно для разнозернистых песков (от глинистых до гравелистых), возможно, с маломощными глинистыми прослоями. Мощность этого горизонта относительно выдержана и составляет 7-8 м. Альтитуда подошвы составляет от 100-102 м на берегах, несколько погружаясь в пределах русла до отметок 99-97 м.

3. Следующий от поверхности горизонт характеризуется УЭС 30-45 Омм, что переслаиванию песчано-глинистых прослоев с различным соотношением их мощностей. По данным бурения этот слой мощностью 10-20м относится к верхнеюрским образованиям.

4. Следующий от поверхности горизонт отличается наиболее низкими для участка работ УЭС = 20-25 Омм и менее. Опыт работ позволяет предположить, что этот горизонт представлен относительно мощными (не менее 10 м) глинами предположительно юрского возраста, часто являющимися уверенным геоэлектрическим репером при производстве работ в Московской и Владимирской областях. Альтитуды кровли этого горизонта составляют 88-93м. Отметим, что наиболее уверенно этот горизонт картируется на правом берегу реки. На левобережье эта граница проведена предположительно.

5. Горизонт, который мог бы соответствовать карбонатным породам, по результатам наших работ не вскрыт, поскольку на кривых ВЭЗ высокоомный горизонт, отождествляемый с этими породами, не проявился. Полученные материалы свидетельствуют, что этот горизонт залегает на глубине, превышающей глубинность исследований. Для оценки возможной глубины этого горизонта мы рассчитали теоретическую кривую ВЭЗ, где верхнюю часть разреза задавали соответствующей участку исследований и изменяли глубину до кровли высокоомного горизонта, отождествляемого с карбонатами. УЭС карбонатов задавали от 80 Омм (разрушенные карбонаты с глинистым заполнителем) до 400 Омм (слаботрещиноватые известняки). В результате расчетов установлено, что глубина до кровли высокоомного горизонта должна быть не менее 30-40м.

Таким образом, результаты работ по профилю сводятся к следующему:

• • Геологический разрез на глубину не менее, чем 30 м, представлен песчано-глинистыми отложениями.

  • На левом берегу в верхней части разреза до глубин 10-12 м вскрыты отложения, которые могут отождествляться с отложениями русловой фации. Наименьшие альтитуды подошвы этого горизонта зафиксированы непосредственно под рекой (а.о.= 98 м и менее).

  • Горизонт, отождествляемый с карбонатными породами, не вскрыт. Глубина его составляет, учитывая глубинность исследований, не менее чем 30 м.

3.2.1.Заключение

1. Участок перехода 2-х ниточного стального газопровода через Р. Москву в районе г. Жуковского в геоморфологическом отношении приурочен к долине р.Москва, сформировавшейся в пределах ледниковой среднеплейстоценовой равнины, образовавшейся, в свою очередь, на размытой поверхности юрских напластований.

2. Геологический разрез, таким образом, выполнен разновозрастными разногенезисными отложениями, объединенными в 2 геолого-генетических комплекса: аллювиально-флювиогляциальный четвертичный, и юрский, по данным геофизических исследований имеющий мощность не менее 30 м.

3. Характер гидрогеологических условий обусловлен особенностями геологического строения. Залегание слабопроницаемых юрских глин в основании хорошофильтрующих разногенезисных песков, перекрытых на правобережье суглинистой "вскрышей", создает благоприятные условия формирования напорно-безнапорного грунтового водоносного горизонта, гидравлически связанного с поверхностным водотоком.

По химическому составу вода и грунтовая и речная относятся к гидрокарбонатно-кальциевому типу, среднеагрессивному к металлическим конструкциям.

4. В инженерно-геологическом аспекте грунтовый массив дифференцирован на инженерно-геологические элементы (ИГЭ), однородные по генетическим признакам, литологическому составу, физическому состоянию, свойствам.

Рекомендуемые нормативные и расчетные значения физико-механических характеристик приведены на основании результатов прямых лабораторных определений, статистически обработанных в соответствии с ГОСТ 20522-96.

5. Геологическое строение исследуемого участка иллюстрируется геолого-литологическими разрезами, построенными по 2-м проектируемым створам лист 3,4,5.

4.ГИДРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УЧАСТКА РЕКИ .

Приложения графические

Для получения характеристик гидрологического режима были использованы данные многолетних наблюдений Госкомгидромета и Управления канала им. Москвы в исследуемом районе на р. Москве, а также положения правил эксплуатации Москворецкий гидроузлов.

4.I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Характеристика гидрологического режима р. Москвы приведена для условий современного регулирования стока реки водохранилищами, созданными в верховьях бассейна р. Москвы и осуществляющими сезонное регулирование стока.

Для обеспечения гарантированных судоходных глубин на р. Москве функционируют еще семь гидроузлов: два - в черте города (Карамышевский и Перервинский) и пять ниже его (Трудкоммуна, Андреевка, Софьино, Фаустово и Северка). Все они входят в состав Москворецкой водной системы и эксплуатируются Управлением канала им. Москвы. Исследуемые участки р. Москвы расположены в бьефах между гидроузлами Трудкоммуна, Андреевка и Софьино.

Данные о расположении исследуемых участков и сопряженных с ними гидроузлов приведены в табл. 1 по "Карте р. Москвы от поселка Рублево до устья" 1983г.

Таблица I

Основные параметры водохранилищ, образованных указанными выше гидроузлами, приведены в табл. 2 по "Основным положениям правил использования водных ресурсов водохранилищ Москворецкой водной система" ( Минводхоз, 1968г.)

Таблица 2

В качестве исходных данных для характеристики уровенного режима использования наблюдения за уровнями воду в Нижнем бьефе г/у Трудкоммуна, в верхнем и нижнем бьефах г/у Андреевна и верхнем бьефе г/у Софьино за период 1968-89гг.,а также наблюдения на водомерном посту Заозерье за тот же период.

При переносе отметок от опорных до расчетных створов использовался метод прямой интерполяции, а максимальные уровни были приняты по кривым свободной поверхности р. Москвы гидроузлами Трудкоммуна -Софьино по данным Мосинжпроекта для условий зарегулированности стока р, Москвы - 4-мя водохранилищами.

4.2. РЕЖИМ СТОКА

Река Москва относится к типу рек с преимущественно снеговым питанием. Большая часть стока проходит в период весеннего половодья.

Весенний сток р. Москвы зарегулирован водохранилищами, расположению в верховьях бассейна, что сказывается в виде уменьшения максимальных расходов воды.

В период летне-осенней в зимней межени режим стока определяется условиями водообеспечения г. Москвы и судоходными условиями, где. поддержанием горизонтов воды в бьефах гидроузлов на отметках НПУ.

Сток р. Москвы в исследуемом районе образуется ив попусков в нижний бьеф выше расположенного гидроузла Перерва, естественной боковой приточности и сбросов с очистных сооружений Люблинской, Курьяновской и Люберецкой станций аэрации.

Весеннее половодье начинается в среднем в третьей декаде марта. Пик половодья приходит во второй половине апреля. В середине мая начинается летне-осенняя межень, нарушаемая в отдельные годы дождевыми паводками, которые пропускаются по реке транзитом, т.е. почти не регулируются верхними водохранилищами.

Зимняя межень начинается в конце ноября и характеризуется устойчивым и относительно низким стоком.

Естественная боковая приточность на участке реки ниже Трудкоммуны до Софьино представлена небольшими притоками: типа p.p. Городня, Пахра и Пехорка, дающими прибавку к стоку в межень около 5%.

Сток со станций аэрации имеет внутрисуточный ход и колеблется в интервале 25-60 м3/с, составляя в среднем 35-40 м3/с за сутки с Люблинской и Курьяновской и 15-20 м3/с с Люберецкой.

Весеннее половодье пропускается при полной согласованности работ всех сооружений Москворецкой система по схеме, которая устанавливается в зависимости от прогнозируемой водности половодья.

Высокие половодья пропускаются при полностью уложенных плотинах гидроузлов. В маловодные половодья плотины укладываются не полностью, а в отдельные годы укладываются не все плотины.

Гидропроект считает возможным на р. в черте города при проектировании сооружений высокой классности принимать для половодий вероятностью превышения 1% и менее бытовые максимальные расходы, т.к. расположенные в верховьях р. Москвы гидроузлы указанных выше водохранилищ обладают пропускной способностью, достаточной для пропуска бытового расхода воды 1% вероятности превышения. Эти расходы воды к створам исследуемых участков составят, соответственно, 2980 и 3510 см3/с.

4.3. УРОВНИ ВОДЫ

Режим уровней воды в исследуемых районах определяется водностью р. Москвы, режимом и величиной сбрасываемых через гидроузел Перерва расходов и условиями эксплуатации прилегающих гидроузлов Трудокоммуна, Андреевка и Софьино.

Годовой ход уровней воды р. Москва характеризуется наличием ярко выраженного весеннего половодья с резким подъемом и спадом уровней и сравнительно устойчивыми уровнями в период летне-осенней и зимней межени.

Пропуск весеннего половодья на р. Москве производится как правило при полностью открытых плотинах Москворецких гидроузлов ниже Перервы. После пропуска половодья на его спаде (в среднем в середине апреля) плотины гидроузлов поднимаются в затем в период всей навигационной уровни воды поддерживаются на отметках, близких к НПУ верхних бьефов.

При прохождении значительных дождевых паводков также производят укладку плотин для пропуска максимальных расходов.

Осенью после окончания навигации (в среднем - в последних числах ноября) судоходные плотины укладываются и на р. Москве ниже Перервы устанавливается естественная зимняя межень.

Максимальные уровни воды р. Москвы наблюдаются, как правило, во время прохождения весеннего половодья. Весенний, подъем начинается в конце марта - начале апреля. Средняя интенсивность подъем составляет 0,4-0,6 м в сутки, максимальная - до 1,0 м в сутки

Пик весеннего половодья приходится в среднем на середину апреля при крайних датах конец марта - конец апреля.

В отдельные годы (например, 1973,1980гг.) максимальный годовой уровень отмечался в период прохождения дождевых паводков. Уровни воды, близкие к максимальному держатся 1-2 дня, далее следует интенсивный (0,3-0,5 м/сутки) спад. Общая продолжительность половодья в бытовых условиях составляет около месяца; в условиях подъема плотин - около двух недель,

Расчетные отметки максимальных уровней воды приведены в табл. 5.

Таблица 5

За период эксплуатации Москворецкой системы в условиях зарегулированноети 4-мя водохранилищами ( 1968- 1983 гг.) наивысший уровень отмечался в 1970 г., отметка его в указанных выше створах составила, соответственно, 115,4м; 114,1 м и 113,2 м.

Для характеристики продолжительности стояния уровней воды в период прохождения весеннего половодья в табл. 6 приведены отметки уровней воды различной обеспеченности по данным ежедневных наблюдений в период весеннего половодья за 1963-89гг . на в/б Софьино и перенесенные в расчетные створы.

Таблица 6

Средняя продолжительность половодья для бьефа Андреевка-Софьино -17 дней*

При прохождении летне-осенних дождевых паводков максимальные расчетные уровни воды в расчетных створах даны в табл. 7.

Таблица 7

Наиболее значительный дождевой паводок за последние 30 лет отмечался в 1962г., отметки его в расчетных створах составили, соответственно, 113,8 м; 112,0 м; и 111,1 м.

Продолжительность дождевых паводков как правило не бывает более I-3-x дней, максимальная (1962г.) - 6 дней.

В период навигационной межени уровни воды в исследуемых районах поддерживаются на отметках, близких к НПУ нижерасположенных гидроузлов с колебаниями в пределах ±10 см.

Ниже, в табл. 8 даны отметки уровней воды в период навигационной межени (с момента установки весной до укладки плотины осенью) по данным ежедневных наблюдения за период 1964-89гг. для исследуемых участков.

Таблица 8

Среднемноголетняя продолжительность периода для Андреевка -Софьино -231 день.

Минимальный наблюденный уровень в верхнем бьефе г/у Андреевка составил 110,86 (август 1980г), в створе водности Заозерье - 109 м (1975, 76 гг).

В конце ноября по окончании навигации плотины должны разбираться и укладываться. Однако в последние годы плотины Трудкоммуна и Андреевка полностью практически не укладываются в течение всей зимы. Софьино укладывается ежегодно. Поэтому уровни воды на участке месторождения "Остров" и в межнавигационный период находятся в подпорных условиях, а на участке "Кулаковские излучины" река в свободном состоянии.

Продолжительность стояния уровней воды в этот период приведена в табл. 9 в виде отметок различной обеспеченности для расчетных створов по данным ежедневных наблюдении за 1968-89гг. за время от укладки плотин (или сработки бьефа) до начала весеннего подъема уровней.

Таблица 9.

Для бьефа Андреевка-Софьино наиболее низкие уровни за тот же период наблюдений отмечены зимой 1987-88гг. и 1988-89гг. По наблюдениям на водпосту Заозерье (112 км) уровень воды в эти зимы в течение около 2-х месяцев стоял на отметках 107,4-107,5м

4.4. ЛЕВОВЫЕ УСЛОВИЯ

В связи со сбросами теплых промышленных вод и стоков со станций аэрации Курьяновской и Люберецкой, ледовый режим р. Москвы в исследуемом районе отличается крайней неустойчивостью; ледостав носит временный характер, продолжительность его незначительна.

Характерные даты ледовых фаз на р. Москве приведем в табл.10 по данным наблюдений у водпоста Заозерье за период 1950-80гг.

Начиная с 1981г. по 1989г. ледовые явления у п. Заозерье гидрометслужбой не отмечались, а УКиМом на гидроузлах отмечались явления ледообразования и установления ледоставов в подходных каналах и камерах шлюзов.

Таблица 10

По наблюдениям у п. Заозерье с 1968г. из ледовых явлений на р. Москве отмечались забереги (от 2-Зх дней до 10-15 дней за всю зиму) , сало.

Ледостав, как уже говорилось, устанавливается в шлюзах, где толщина его колеблется от 20 до 40 см. На самой р. Москве лишь в наиболее суровые зиму образуются отдельные перемычки льда по всей ширине реки, которые с очередные потеплением быстро разрушаются из-за дополнительного влияния сбросных теплых вод.

Очищение реки ото льда происходит в начале марта. Весенний ледоход наблюдается крайне редко, т.к. местного льда здесь практически нет , а лед с верховьев бассейна р. Москвы сюда не доходит , задерживаясь и стаивая в бьефах Карамыршева и Перервы .

За последние 10 лет весенний ледоход ниже Трудкоммуны отмечен в 1981г., продолжался он менее 2-х суток.

Укладку плотин осенью производят в среднее в последней декаде ноября (при крайних сроках середина ноября – середина декабря). В последние годы плотины гидроузлов Трудкоммуна и Андреевка укладывают или позже (в январе-феврале) или не укладывают до конца всю зиму. Плотина г/у Софьино укладывается ежегодно.

Подъем плотин весной производят на спаде половодья. Средние даты установки НПУ бьефов приходятся на период 15-20.04. В маловодные годы сборка плотин производится раньше - в конце марта и низкие половодья пропускаются вниз через собранные плотины (например, 1987-89гг).

Начало навигации на участке ниже Перервы приходится в среднем за последние 10 лет на 1.04. конец - навигации – на 26.11.

4.5. МУТНОСТЬ ВОДЫ

Измерений мутности воды р. Москвы Госкомгидрометом в черте города не производится.

По данным измерений у г. Звенигорода средняя годовая мутность р. Москвы выше гороа составляет около 40 г/м3.

Наибольшая мутность в период весеннего половодья может достигать величины 600-700 г/м3, составляя в среднем около 300 г/м3. Число дней в году с мутностью более 50 г/м3 невелико - в среднем около 20.

Непосредственно в исследуемом районе (в 3 км выше водпоста Заозерье) Гипроречтрансом в мае 1983г. были сделаны определения мутности воды, которые составили в среднем около 20 г/м3 (изменяясь в интервале 13-33 г/м3).

5.Технология и механизация строительных работ.

5.1. СТРОИТЕЛЬНЫЕ РЕШЕНИЯ

В соответствии с заданием на проектирование проектом предусматривается укладка двум новых ниток газопровода на участке подводного перехода через р.Москву.

Газопроводы приняты из полиэтиленовых труб ПЭ 100 SDR9 с номинальным наружным диаметром 225 мм и толщиной стенки 25,2 мм по ТУ 2248-048-00203536-2000. Рабочее давление газа 0,6 МПа.

Створы проектируемых газопроводов приняты: верхняя нитка - в 15 м выше по течению от существующей верхней нитки газопровода, нижняя нитка - в 15 м ниже по течению от существующей верхней нитки газопровода.

Трассировка трубопроводов в плане принята в основном прямолинейной с кривыми упругого изгиба в вертикальной плоскости.

Траектория прохождения пилотной скважины строилась на основе геологических данных,с тем что бы по возможности обойти все неблагоприятные для бурения фильтрующие грунты.

Верхняя нитка.

Нижняя нитка.

План и профили подводного перехода трубопроводов показаны на чертеже N листы 3,4,5.

Рабочим проектом предусматривается осуществить строительство газопроводов на русловом участке перехода через р.Москва методом ННБ, на береговых участках перехода - укладкой трубопроводов в предварительно разработанные траншеи шириной по дну 0,8 м.

Длина проектируемых газопроводов составляет;

верхний створ - 273 м, в том числе укладываемого методом ННБ - 199м;

нижний створ —259 м, в том числе укладываемого методом ННБ -213 м.

На русловых участках перехода заглубление газопроводов принято в соответствии с п.2.1.5 ВН "Строительство подводных переходов газопроводов способом направленного бурения" не менее 2 м ниже линии возможного размыва русла и берегов и не менее 6 м ниже естественных отметок дна реки. Заглубление береговых участков газопроводов принято не менее 1,0 м с учетом Фактического заглубления действующих газопроводов.

Суть укладки трубопровода способом ННБ состоит в том, что в намеченном створе перехода с помощью специального бурового оборудования пробуривается скважина, через которую протаскивается смонтированная и испытанная плеть рабочего трубопровода.

За точки отсчета при разбивочных работах на строительных площадках (на обоих берегах) приняты точки входа и выхода оси трассы газопровода, расположенные за пределами линии возможного размыва русла и берегов, но не ближе 30 м от основания береговых откосов реки.

Нижняя нитка — точка входа Сно на правом берегу (ПК 0+22,5), точка выхода Сн1 на левом берегу (ГК 2+21,5);

верхняя нитка - точка входа Сво на правом берегу (ПКО+29,5), точка выхода Св1 на левом берегу (ГК 2+42,3).

Углы наклона буровых скважин на входе и на выходе приняты равными 150.

Поэтапное расширение скважины показано на листе 7.

Проектом предусматривается сварка полиэтиленовых труб "встык" нагретым инструментом в соответствии с ГОСТ 50838—95 (с изменением 1) с последующим контролем качества сварных соединений Физическим методом в объеме 100% стыков и механическими испытаниями пяти стыков в соответствии с требованиями п.в.7 СНиП 3.05.02-88*.

В соответствии с разделом 9 СНиП 3.05.02—88* русловые участки газопроводов, укладываемые способом ННБ, испытываются воздухом в три стадии;

на прочность — после сварки труб до укладки в проектное положение давлением 0,75 Мпа;

на герметичность - после укладки в проектное положение давлением 0,6 МПа;

на герметичность - при окончательном испытании на герметичность всего газопровода в целом давлением 0,6 МПа.

Береговые участки газопроводов испытываются воздухом в две стадии:

на прочность — после их монтажа в траншее и присыпки на