ридору, віссю якого є траса трубопроводу;
· зведення даних про властивості морської води сейсмічних умовах і потенційної можливості морського обростання.
На підставі вихідних даних про навколишнє середовище визначаються три основні моменти для розрахунку:
· міцність і стійкість трубопроводу з урахуванням зовнішнього тиску води;
· стійкість трубопроводу при впливі хвиль, течій і льоду;
· міцність і стійкість трубопроводу при обліку нерівномірності поверхні морського дна.
Якщо в результаті розрахунків вийдуть якісь відхилення від допустимих нормативних величин (напруги, прогину та ін.) приймаються конкретні конструкційні рішення, що дозволяють забезпечити нормативні параметри проекту.
Слід зазначити, що методи розрахунку трубопроводів, апробовані в численних проектах, реалізованих на суші, застосовні і в проектах з будівництва морських трубопроводів. Питання технології прокладки (будівництва) морських трубопроводів не мають аналогів на суші [4, 6, 7].
3.8.3 Проектування трубопроводів для арктичних умов
Існуючі методи проектування розрізняють мілководні ділянки і глибоководні ділянки, де дно поза досяжністю плаваючого льоду і вільно від вічної мерзлоти. В Арктиці глибокими вважаються води від 50 м.
У світовій практиці відомі разі пошкодження трубопроводів торосами. Дрейфуючі тороси зміщують, пошкоджують, руйнують підводні трубопроводи, а також поривають кабелі дистанційного зв'язку, що в свою чергу створюють загрозу забруднення екології, серйозні економічні збитки [2].
Проектування в глибоких водах, як правило, аналогічно проектування в помірних широтах. Виняток становить нерівне морське дно з борознами, пророблені айсбергами. Трубопровід може потребувати теплоізоляції для запобігання утворення гідратів і забезпечення вільної перекачування сирої нафти (парафіни).
На мілководді основна проблема - дряпання дна льодом. Інтенсивність пошкодження морського дна залежить від району, вона найбільш значна при глибинах води між 20 і 30 м. Пошкодження менш серйозні у мілкій воді, тому що великі льодові маси осідають на дно далеко від берега і глибина борозен може досягати декількох (звичайно не більше 8) метрів.
Виникаюча при такому контакті навантаження оцінюється принаймні на два порядки вище, ніж від донних рибальських тралів, на опір впливу яких трубопроводи зазвичай розраховуються. Крім того, навантаження розподіляється по ширині льодових борозен і поглиблень, що має близько декількох десятків метрів.
Захист трубопроводу, прокладеного нижче глибини можливого пошкодження, навряд чи здійсненна, принаймні на значну протяжність, так як вартість таких заходів буває економічно невигідною.
Тому одним з варіантів захисту може бути створення над трубопроводом кам'яної берми (кам'яного уступу), яка приймає на себе зсувні навантаження. Цей варіант застосовується лише на коротких мілководних ділянках близько від берега, і навряд чи здійснимо на великі відстані. Є істотні заперечення і з точки зору захисту навколишнього середовища, оскільки в Арктиці скельні породи не завжди легкодоступні, до того ж скидання каменів (скелястої породи) може вплинути на морську екосистему [2].
Навіть якщо льодове освіту рухається над заглибленим в грунт трубопроводом, останній не завжди захищений, оскільки вплив від льодових утворень на трубопровід може бути передано через грунт. Тут слід розрізняти три зони:
· поверхнева зона 1 - вище рівня підстави льоду (днища стамухі);
· зона 2 - де відбуваються великі пластичні деформації грунту;
· більш глибока зона 3, в якій грунт відчуває щодо низький тиск, і деформація його відносно мала.
Протяжність зони 2 залежить від геотехнічних характеристик грунту; вона менше в слабких грунтах і найбільша в мулах і пісках, де може досягати декількох метрів.
Таким чином, трубопровід повинен заглубляться в грунт принаймні на глибину можливого пошкодження або на кілька метрів глибше. В даний час розроблено декілька методів розрахунку системи лід - грунт - трубопровід для оцінки напружено-деформованого стану труби і оцінки рівня його ймовірності з урахуванням явища пропахіванія дна льодовими утвореннями.
Рис. 8. Схема льодових навантажень (пропахіваніе)
За заданим розподілів ймовірностей і ширин льодових борозен і заглиблень, за допомогою методу Монте-Карло з використанням розрахунково-теоретичних моделей впливу льодового освіти на донне підставу визначається ймові...
