Геологические изыскания для газа в Севастополе

Инженерно-геологическая методология и нормативные требования к изысканиям для газопроводов

Проектирование систем газоснабжения опирается на строгие требования безопасности, регламентированные СП 62.13330.2011*, СП 36.13330.2012 и СП 47.13330.2016. Ошибки в определении характеристик грунтов могут привести к деформации линейной части трубопровода или ускоренному разрушению изоляционного покрытия.

1. Нормативные расстояния между скважинами и глубина бурения

Параметры буровых работ рассчитываются в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий и способа прокладки:

• Линейные прямолинейные участки: расстояние между горными выработками принимается равным 100–300 метров по СП 47.13330.2016 (для II категории сложности условий — обычно 150–200 м). Глубина выработок при бестраншейной или открытой траншейной укладке на глубину 1.5–2.0 м должна составлять не менее 3.0–5.0 метров (на 1.5–2.0 м ниже проектной отметки дна траншеи);
• Створы переходов закрытым способом (ГНБ, продавливание): бурение выполняется с обеих сторон естественной или искусственной преграды (автодорога, железная дорога, русло реки, овраг). Скважины закладываются на глубину 8.0–15.0 метров, перекрывая проектную траекторию пилотного бурения ГНБ не менее чем на 2.0–3.0 метра вглубь устойчивых подстилающих грунтов;
• Площадки технологического оборудования (ГРП, ШРП, ГРС): в контуре каждой проектируемой площадки бурится не менее 3–4 скважин глубиной от 6 до 10 метров с непрерывным отбором керна и монолитов ненарушенного сложения для расчета ленточных или плитных монолитных фундаментов.

2. Оценка коррозионной агрессивности грунтов (КАГ) по ГОСТ 9.602-2016

Стандарт ГОСТ 9.602-2016 является основополагающим для обоснования марки изоляции стальных труб и параметров электрохимической защиты (ЭХЗ — станции катодной и дренажной защиты):

• Полевое измерение УЭС методом четырех электродов (схема Венера): в грунт по прямой линии заглубляются четыре электрода с фиксированным расстоянием a между ними. На внешние электроды A и B подается переменный ток частотой 128 Гц от генератора прибора ИС-20, а на внутренних электродах M и N измеряется разность потенциалов Δ U. Кажущееся удельное электрическое сопротивление вычисляется по формуле:
  ρ = 2 · π · a · (ΔU / I)
  где a — расстояние между электродами, м (принимаемое равным глубине заложения газопровода, обычно a = 1.5–2.0 м); I — сила тока, А; Δ U — разность потенциалов, В.
• Критерии коррозионной опасности по УЭС грунта:
  • ρ ≤ 20 Ом·м — высокая коррозионная агрессивность грунта (требуется усиленная изоляция весьма усиленного типа ВУС и принудительная катодная поляризация);
  • 20 < ρ ≤ 50 Ом·м — средняя коррозионная агрессивность;
  • ρ > 50 Ом·м — низкая коррозионная агрессивность.
• Потенциальная съемка блуждающих токов: измерение градиента потенциала электрического поля в грунте в зонах пересечения трассы газопровода с рельсовыми путями электрифицированных железных дорог постоянного тока и трамвайных линий для исключения точечной анодной коррозии трубы.

3. Расчет морозной пучинистости и просадочности грунтов

Для подземных газопроводов из полиэтиленовых труб (ПЭ 100), прокладываемых выше глубины сезонного промерзания, критическую угрозу представляет морозное пучение:

• По ГОСТ 28622-2012 определяется степень морозной пучинистости глинистых грунтов (величина относительной деформации пучения ε_fh);
• При ε_fh > 0.035 (средне-, сильно- и чрезмернопучинистые грунты) в техническом отчете разрабатываются обязательные проектные рекомендации по замене пучинистого грунта в траншее непучинистым песком средней крупности либо заглублению газопровода ниже расчетной глубины промерзания d_f;
• Для лессовых просадочных грунтов по ГОСТ 23161-2020 определяются начальное просадочное давление p_sl и тип грунтовых условий по просадочности (I или II тип).

Состав технического отчета по инженерно-геологическим изысканиям

Заказчик и генеральный проектировщик получают комплект научно-технической документации со штампом СРО, включающий:

• Пояснительную записку с геоморфологической и тектонической характеристикой района трассы в Севастополе;
• Каталог координат и высот устьев всех пройденных скважин в местной системе координат (МСК);
• Продольный инженерно-геологический профиль по оси трассы газопровода с выносом проектных отметок трубы;
• Геолого-литологические колонки скважин с подробным описанием мощности пластов и уровней появления/установления УГВ;
• Сводную таблицу нормативных и расчетных физико-механических свойств грунтов по ИГЭ;
• Протоколы измерения удельного электрического сопротивления грунта (УЭС) и съемки блуждающих токов по ГОСТ 9.602;
• Паспорта коррозионной агрессивности грунтов и подземных вод к стали и бетону с рекомендациями по защите от коррозии.