P>Нефтепровод «Восточная Сибирь — Тихий океан» (ВСТО) — объект повышенной ответственности, его трасса включает практически все опасные процессы, среди которых: оползни, сплывы, оплывины, овражно-балочная эрозия, подтопление, термоэррозия, солифлюкция, пучение, карст, суффозия, осыпи и обвалы, курумы, лавины, сели, наледи, многолетние мерзлые грунты и т.п.
Инженерная защита трубопровода ВСТО от этих опасных геологических процессов на стадиях прединвестиционной и проектной документации была разработана предприятием «ТЭКПРО» и получила высокую оценку при утверждении на федеральном и региональных уровнях (см. рис. 1)

 Задача инженера-геотехника — разработка технического решения по защите сооружений в увязке с инженерно-геологическими условиями и существующими строительными материалами и методами. В мировой практике строительства и реконструкции с каждым годом увеличивается доля проектов с использованием геосинтетических материалов. В некоторых случаях применение геосинтетиков становится едва ли не единственным решением, обеспечивающим надежность сооружения и производства работ. Такая тенденция обусловлена, прежде всего, увеличением сложности и ответственности архитектурных и строительных решений, реализуемых в особых инженерно-геологических и климатических условиях, возрастающей урбанизацией территорий, что диктует необходимость применения новых технологий, конструкций и материалов.
Проектные решения, предусматривающие применение геосинтетических материалов, базируются на теоретически обоснованных и экспериментально подтвержденных методах и методиках расчета, а их реализация — на технических регламентах (см рис. 2)

Геосинтетики позволяют сократить использование таких дефицитных материалов, как металлы, древесина, гравий, песок, щебень, скальный грунт и т.п.
Благодаря высокой прочности, низкой деформативности, гидрофобности и хемостойкости некоторые виды материалов являются незаменимыми для условий, в которых работают грунтовые конструкции (переменная влажность и многочисленные циклы «замораживания — оттаивания», УФ — излучение, pH — среда и т.п.).
Дальнейший технический прогресс в дорожном строительстве требует от проектировщиков знания видов исходного сырья, свойств, областей рационального использования полимерных материалов (геосинтетиков).
В науке о полимерах тесно переплетаются законы химии, физики и механики. Полимеры линейной структуры (поливинилхлорид, полиэтилен, полистирол и др.) состоят из молекул, представляющих собой длинные вытянутые цепи из повторяющихся одинаковых групп атомов. Свойства полимера линейной структуры могут быть изменены в желаемом направлении при введении в его молекулярные цепи молекул других мономеров. Молекулы полимеров разветвленной структуры (например, полипропилен) имеют боковые разветвления повторяющихся молекул (мономеров). Полимеры этой структуры обладают высокой эластичностью и невысокими показателями механических свойств. Полимеры пространственной (сетчатой) структуры состоят из молекул, у которых линейные цепи (сшиты) между собой поперечными связями. Они представляют собой твердые неплавкие и нерастворимые вещества. Сетчатую структуру имеют полиэфир, поливинилалкоголь, арамид и др.
Для изготовления строительных материалов наиболее важными свойствами для геосинтетиков являются:
Хемостойкость. Высокая устойчивость к воздействию кислот, щелочей, растворов солей. Такими свойствами обладают полиэфир, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол, и т.п.;
Низкая теплопроводность;
Широкий диапазон рабочих температур.
(см. рис. 3)

В последнее время отмечается активное использование сеток, изготовленных из стекловолокна и базальта. Как известно, стекло — это природный аморфный материал, который изготавливается путем расплавления различных минеральных компонентов.
Многочисленные сетки, изготовленные из стекловолокна, в мировой практике не используются для армирования грунтов основания насыпной части земляного полотна, сооружения подпорных стен, укрепления откосов, так как стекловолокно, даже пропитанное комплексными полимерными составами, битумным лаком или эмульсиями, неспособно выдерживать многочисленные циклы «замораживания-оттаивания». Кроме того, при выщелачивании водными растворами, воздействии УФ-излучения и ряда других техногенных (химических, биологических) факторов происходит быстрое старение и разрушение стеклосеток.
Также необходимо отметить, что стеклосетки обладают низкими характеристиками по устойчивости к возможным механическим повреждениям при транспортировке и укладке материала, по износоустойчивости, по длительной прочности, по устойчивости к возможным химическим, биологическим, бактериальным воздействиям, воздействиям УФ-лучей и т.д.
При прокладке трубопровода в условиях резко пересеченного рельефа местности и с возможным развитием опасных геологических процессов (осыпей, курумов, обвалов, а также оползней на водоразделах) зачастую требуется подрезка склонов для возможности производства строительных работ, а, значит, требуются мероприятия по инженерной защите на данных участках трассы (включающие противоэрозионные геокомпозиционные экраны, армированные насыпи с углом заложения выше нормативного, подпорные сооружения, армогрунтовые конструкции насыпей водоотводные лотки, перепуски, горизонтальные и вертикальные дренажи в конструкции откосов, пластовые дренажи в конструкции технологических проездов, площадок пуска и приема сод, противофильтрационные, защитные экраны на участках с явлениями карста, термокарста, пучения грунтов, мерзлоты).
При сооружении насыпей на крутых откосах предусматривается устройство берм или подпорных стенок. В качестве арматуры в конструкциях подпорных стен для обеспечения устойчивости используется высокопрочная георешетка из высокомодульного полиэфира марки Фортрак. При разработке полок в дисперсных и слабопрочных скальных и полускальных грунтах предусмотрена защита откосов от эрозионных процессов с применением объемной георешетки из высокомодульного полиэфира марки Фортрак ТК 3D с УФ-стабилизацией, которая также используется, при определенных условиях используется и в качестве противоосыпной. Данный вид георешеток на 15% объемней, с большим модулем упругости, чем зарекомендовавшая себя георешетка марки Фортрак 3D. Прочность георешеток марки Фортрак подбирается, исходя из расчета устойчивости конструкции с учетом срока службы сооружения и степени его ответственности.
В районах действующего карста должны быть предусмотрены специальные меры против деформаций трассы трубопровода, если скорость развития карста может создать угрозу сооружению на протяжении срока его службы. Сооружения на закарстованных территориях возводятся из малочувствительных к развитию неравномерных осадок конструкций. Трубопровод в этих случаях, как правило, должен трассироваться в обход участков карстообразования. При неизбежности прохождения трассы по участкам карстообразований, все карстовые воронки должны быть засыпаны местным глинистым грунтом с послойным уплотнением и укреплением растительным слоем. Засыпку карстовых воронок и пещер, расположенных в пределах полосы отвода трубопровода, необходимо производить с раскрытием их устья для возможности механизированного производства работ по послойному уплотнению глинистого грунта. При этом устраивается противофильтрационный экран из полиэтиленовой геомембраны толщиной 1,0 мм, заключенной между слоями защитного геотекстильного полотна. Под отсыпаемый местный глинистый грунт предусматривается укладка армирующей высокомодульной геоткани из полиэфира равнопрочной марки Стабиленка ТК. Марка и тип геоткани Стабиленка ТК устанавливается в зависимости от глубины карстовых воронок, провалов, прочностных и деформационных характеристик грунтов, внешних транспортных нагрузок.
В условиях дефицита глинистого грунта для выполнения противокарстовых мероприятий по трассе трубопровода, альтернативой может стать применение в конструкции противофильтрационного экрана из геосинтетической гидроизоляции на минеральной основе — бентонитовых матов Набенто RL-N. Толщина бентонитовых матов не превышает 1,0-1,5 см при коэффициенте фильтрации менее 10-11 м/сут. Это позволяет отказаться от ввоза глинистого грунта и использовать только местные грунты, исключить использование полиэтиленовой геомембраны (пленки) толщиной 1,0 мм и защитных слоев геотекстильного материала. Необходимо отметить, что бентонитовые маты возможно использовать практически на всех уклонах, в том числе и на вертикальных (устройство пластовых дренажей из минеральных материалов).
Принимая во внимание тот факт, что работы по строительству трубопровода могут производится и при отрицательных температурах, следует обратить внимание на тип полимера, из которого изготовлен тот или иной армирующий материал, чтобы обеспечить надежность конструкции и возможность его укладки [3]. Геосинтетический армирующий материал (георешетки из полиэфира Фортрак, Фортрак ТК 3D, геоткани Стабиленка) укладываются в соответствии с проектным решением с помощью обычных механизмов, оснащенных траверсами или вручную.
В зависимости от конкретных условий строительства трубопровода в проекте должен детально разрабатываться проект производства работ и технологический регламент. Немаловажное значение приобретает вопрос соблюдения технологии производства работ. (см. рис. 4).

Последняя разработка специалис­ тов-геотехников компании Huesker Synthetic GmbH — геосинтетическая опалубка Инкомат, состоящая из двух слоев высокопрочной геоткани. Инкомат, как правило, заполняется растворами бетона или песка. Толщина опалубки (матов) Инкомат может варьироваться в пределах от 6 см до 50 см.
Для решения различных задач в гидротехническом строительстве выпускаются два принципиально разных типа матов:
водонепроницаемые жесткие маты (см. рис.5);

водопроницаемые гибкие;
Концерн Huesker Synthetic предлагает, в общей сложности, шесть типов матов, которые можно использовать в комбинации друг с другом. Стандартная ширина матов Инкомат составляет 3,75 м и 5,0 м. Длина выбирается в соответствии с требованиями проекта. На заводе или на строительной площадке несколько матов могут быть соединены швом или промышленными застежками-молниями в так называемую панель. Инкомат можно укладывать и заполнять как над водой, так и под водой. В качестве наполнителя, помимо бетона, можно использовать песок или другие материалы, поддающиеся транспортировке насосом и обладающие текучестью.
 Геосинтетическая опалубка Инкомат может использоваться в качестве водонепроницаемого или водопроницаемого покрытия откосов каналов, дамб, валов, бун, молов и волнорезов. Инкомат применяется также для защиты грунтовых вод в качестве защитного слоя синтетической гидроизоляции или покрытия из бентонитовых матов, например, для изоляции сборников дождевой воды, резервуаров с водой для пожаротушения, отстойников, сооружений по сбору фильтрата. Маты решетчатой формы используются в качестве противоэрозионной защиты откосов каналов и берегов рек.
Гибкие маты Инкомат используются для укрепления дна и берегов от размывов, в частности, на переходах трубопроводами водоемов, в местах слива воды коллекторов, для укрепления сооружений противоштормовой защиты и дамб (см рис.6).

Они образуют прочное покрытие дна и устойчивые конструкции на реках с неустановившимся режимом течения. Другой областью применения продукции Инкомат является наружная защита и пригрузка магистральных трубопроводов и дюкеров, а также временная защита дна водоемов при сооружении туннелей под водой. Опалубка Инкомат технологична при сооружении аварийных емкостей, несгораемых боновых заграждений, противопаводковых защитных сооружений, несгораемых препятствий для предотвращения распространения пожаров на суше и т.п.
Применяемые строительные материалы и технологии должны обеспечивать не только надежность эксплуатации трубопровода, но и безопасность существующих экосистем (водохранилищ, рек, озер, лесов и т.п.) Поэтому важно, в зависимости от области и условий применения и типа агрессивных воздействий выбрать строительный материал, изготовленный именно из того полимера и технологии, который наилучшим образом отвечает предъявленным требованиям. Однако, на практике это зачастую не достигается.
Тип и марка, расчетное значение прочности геосинтетического материала, выполняющего избирательно или в комплексе функций арматуры, защиты, фильтра, дренажа, разделения, гидроизоляции и др., определяются в соответствии с существующими нормативными документами. При этом учитываются все требуемые понижающие коэффициенты, такие, как: коэффициент учета повреждений при транспортировке, монтаже и уплотнении грунта; коэффициент учета стыковки, взаимного перекрытия и соединения полотен материала; коэффициент, учитывающий химическую и биологическую устойчивость материала; коэффициент учета ползучести (коэффициент перехода от прочности на растяжение к длительной прочности на срок эксплуатации сооружения в данном случае от 35 до 100 лет); коэффициент запаса надежности для геосинтетического материала.

Список литературы:
СНиП 2.01.15-90 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования».
СНиП 2.05.06-85* «Магистральные трубопроводы».
Голубева О.С. О методах стабилизации эрозионно-оползневых процессов и явлений при строительстве транспортных сооружений и магистральных трубопроводов. Журн. «Нефтегазопромысловый инжиниринг»- 02 кв 2007; М.
Громов А.В., А. А. Каликин « Строительство магистральных трубопроводов» (линейная часть). Издательство «Будiвельник» Киев-1975.
Карлович И. А. «Геоэкология» Учебник для высшей школы. –М: Академический Проект: Альма-Матер, 2005.
Huesker Reports. 2001- 2005. Материалы представлены фирмой Huesker Synthetic GmbH.
Научно-технический центр «ТЭКПРО» входит в состав консорциума научно-исследовательских, изыскательских, проектных и производственных предприятий «СоюзГеоЗащита». Консорциум учрежден для проектирования инженерных сооружений, проведения инженерно-геологических изысканий.

НТЦ «ТЭКПРО» работает на рынке проектной продукции с 2003 г. и специализируется в области организации комплексного проектирования на территориях с особо сложными инженерно-геологическими и климатическими условиями.
 Основные направления деятельности:
Разработка проектов инженерной защиты объектов строительства (магистральных трубопроводов, транспортных сооружений и др.) от опасных геологических процессов на территории России и за рубежом, в том числе проведение изысканий;
Осуществление проектов специальных объектов и сооружений в транспортном, гидротехническом , грунтовом строительстве (в частности, на территориях с особо сложными инженерно-геологическими и грунтово — гидрологическими условиями) с применением современных геотехнологий и конструкционных материалов;
Геотехническое сопровождение проектов, оборудование по контролю строительства насыпей дорог, грунтовых сооружений и асфальтобетонных покрытий.

Адрес:
117420, г. Москва,
ул. Наметкина
д. 14, к. 2,
тел.:
+7(495) 332-00-27,
+7(495) 332-00-89,
+7(495) 332-00-53,
факс:
+7(495) 332-00-97,
e-mail: info@tekpro.ru,
www.tekpro.ru

О. Голубева, А. Цыбина.