Анализ перспективы строительства магистрального газопровода «Сила Сибири» в условиях сейсмичности и вечномерзлых грунтов

В статье представлен анализ перспективы реализации строительства магистрального газопровода «Сила Сибири» в условиях распространения вечной мерзлоты и повышенной сейсмической активности. Представлен проект схемы магистрального газопровода, приведены данные сравнений участков газопровода и воздействия на них вечномерзлых грунтов, районов сейсмической активности.

 

Краткая характеристика газопровода

Магистральный газопровод «Сила Сибири» станет общей газотранспортной системой для Иркутского и Якутского центров газодобычи и будет транспортировать газ этих центров через Хабаровск до Владивостока.

На первом этапе будет построен магистральный газопровод «Якутия — Хабаровск — Владивосток», на втором этапе Иркутский центр будет соединен газопроводом с Якутским центром.

Маршрут трассы ГТС пройдет вдоль трассы действующего магистрального нефтепровода «Восточная Сибирь — Тихий океан», что позволит оптимизировать затраты на инфраструктуру и энергоснабжение. Трасса ГТС преодолеет, в том числе, заболоченные, горные и сейсмоактивные участки.

Газопровод будет построен практически полностью из труб отечественного производства. На строительстве первой очереди «Силы Сибири» будет задействовано около 11 700 специалистов, эксплуатировать газопровод будут еще порядка 3000 человек.

Свое название ГТС получила по итогам проведенного конкурса.

Инвестиционное решение

В октябре 2012 года Правление ОАО «Газпром» приняло окончательное инвестиционное решение по проекту обустройства Чаяндинского месторождения, строительства магистрального газопровода «Якутия — Хабаровск — Владивосток», а также объектов переработки газа в г. Белогорске.

Технические характеристики

Протяженность — около 4000 км (Якутия — Хабаровск — Владивосток — около 3200 км, Иркутская область — Якутия — порядка 800 км);

-          диаметр — 1420 мм;

-          рабочее давление — 9,8 МПа (100 атм.);

-          производительность — 61 млрд куб. м газа в год.

Сроки реализации проекта

Ввод в эксплуатацию первой части ГТС «Сила Сибири» — магистрального газопровода «Якутия — Хабаровск — Владивосток» — конец 2017 года.

Экспортный потенциал

Мощная ресурсная база на Востоке России, последовательное формирование крупных центров газодобычи и создание необходимых транспортных коридоров позволит организовать здесь новый центр экспортных поставок российского газа, ориентированный на Азиатско-Тихоокеанский регион. Контракт сроком на 30 лет предусматривает экспорт в Китай 38 млрд куб. м российского газа в год. [1]

Согласно схемы трассы магистрального газопровода «Сила Сибири» участка Якутия-Хабаровск-Владивосток (рис.1) [2] данный объект капитального строительства ОАО «Газпром» в перспективе станет связующем звеном между центрами газодобычи Восточной Сибири и Дальнего Востока с газотранспортной сетью западной части страны. Что в свою очередь позволит диверсифицировать и перенаправлять газовые потоки с востока на запад и наоборот.

Рис. 1. Схема трассы магистрального газопровода «Сила Сибири» разработки ОАО ВНИПИгаздобыча

 

Согласно физико-географическому районированию рассматриваемые участки трассы относятся к Приленской провинции таёжной области Восточносибирской стороны. Приленская провинция охватывает верховья Лены и южную часть Лено-Вилюйского междуречья. В ландшафтном отношении находится в зоне тайги.

Характеристика проектируемых участков газопровода с учетом сейсмического районирование ОСР-97Д в баллах по МSK-64

Рассматривая схему магистрального газопровода и карту общего сейсмического районирования России ОСР-97Д в баллах по MSK-64 [3], соотнесем и проанализируем участки газопровода с районами сейсмической активности. Данные представим в виде таблицы 1.

Рис. 2. Схема магистрального газопровода в зоне сейсмического районирования

 

Таблица 1

Характеристики участков газопровода по протяженности и воздействия сейсмического районирования

№	Наименование участка газопровода	Протяженность в км.	Зона сейсмического районирования	% от общей протяженности
1.	Чаяндинское НГКМ — Ленское ЛПУМГ	210	7 б.	8
2.	Ленское ЛПУМГ — КС 1 «Салдыкельская»	90,1	7 б.	3,4
3.	КС 1 «Салдыкельская» — КС 2 «Олекминская»	255,7	7 б.	9,6
4.	КС 2 «Олекминская» — КС 3 «Амгинская»	236,5	7 б.	8,9
5.	КС 3 «Амгинская» — КС 4 «Нимнырская»	235	8 б.	8,9
6.	КС 4 «Нимнырская» — КС 5 «Нагорная»	253,2	10 б.	9,6
7.	КС 5 «Нагорная» — КС 6 «Сковородинская»	266,7	9 б.	9,9
8.	КС 6 «Сковородинская» — КС 7 «Сивакинская»	265,6	8 б.	10
9.	КС 7 «Сивакинская» — КС 7а «Белогорская»	251	8 б.	9,5
10.	КС 7а «Белогорская» — КС 8 «Теплоозерская»	254,8	8 б.	9,7
11.	КС 8 «Теплоозерская» — КС 9 «Биробиджанская»	333,6	10 б.	12,5
	ИТОГО	2652,2 км.		100 %

 

Анализируя полученные результаты можно сделать вывод, что участки газопровода, проходящего по территории сейсмического районирования с индексом:

-        7 б. — 29,8 %;

-        8 б. — 38,1 %;

-        9 б. — 9,9 %;

-        10 б. — 22,2 %;

Большая часть магистрального газопровода «Сила Сибири» 70,2 % проходит по территории с индексом сейсмического районирования от 8 до 10 б. Данный факт предполагает применение конструкций фундаментов на основе металлических труб с буроопускным способом погружения, опущенных в предварительно пробуренные лидерные скважины с заполнением свай бетоном кл. В 7.5, F100.

Характеристика проектируемых участков газопровода с учетом промерзания, оттаивания грунтов по СНиП 2.02.04–88

Рассматривая схему магистрального газопровода и мерзлотно-ландшафтную карту Якутской АССР [4], соотнесем и проанализируем участки газопровода с районами распространения вечномерзлых грунтов согласно СНиП 2.02.04–88 [5]. Данные представим в виде таблицы 2.

Рис. 3. Схема магистрального газопровода в зоне распространения вечномерзлых грунтов

 

Таблица 2

Характеристики участков газопровода по протяженности и воздействия вечномерзлых грунтов

№			Наименование участка газопровода	Протяженность в км.		Глубина сезонного промерзания, м.	Глубина сезонного оттаивания, м.	% от общей протяженности
1.			Чаяндинское НГКМ — Ленское ЛПУМГ	210		1,0–2,0	менее 0,5	8
2.			Ленское ЛПУМГ — КС 1 «Салдыкельская»	90,1		1,0–2,0	менее 0,5	3,4
3.			КС 1 «Салдыкельская» — КС 2 «Олекминская»	255,7		1,0–2,0	менее 0,5	9,6
4.			КС 2 «Олекминская» — КС 3 «Амгинская»	236,5		более 2,0	0,5–1,0	8,9
5.			КС 3 «Амгинская» — КС 4 «Нимнырская»	235		1,0–1,5	менее 0,5	8,9
6.			КС 4 «Нимнырская» — КС 5 «Нагорная»	253,2		2,0–3,0	1,0–1,5	9,6
7.			КС 5 «Нагорная» — КС 6 «Сковородинская»	266,7		1,0–2,0	1,0–1,5	9,9
8.	КС 6 «Сковородинская» — КС 7 «Сивакинская»				265,6	1,0–2,0	0,5–1,0	10
9.	КС 7 «Сивакинская» — КС 7а «Белогорская»				251	1,0–2,0	0,5–1,0	9,5
10.	КС 7а «Белогорская» — КС 8 «Теплоозерская»				254,8	менее 1,0	0,5–1,0	9,7
11.	КС 8 «Теплоозерская» — КС 9 «Биробиджанская»				333,6	менее 1,0	0,5–1,0	12,5
		ИТОГО			2652,2 км.			100 %

 

Анализирую полученные результаты можно сделать вывод о том, что участки газопровода проходящего по территории многолетнемерзлых грунтов:

Глубиной промерзания более 2,0 м. и глубиной оттаивания 0,5–1,0 м.           18,5 %;

Глубиной промерзания 1,0–2,0 м. и глубиной оттаивания менее 0,5 м.           21,0 %;

Глубиной промерзания 1,0–2,0 м. и глубиной оттаивания 0,5–1,5 м.               29,4 %;

Глубиной промерзания менее 1,0 м. и глубиной оттаивания 0,5–1,0 м.           22,2 %;

Большая часть магистрального газопровода «Сила Сибири» 39,4 % проходит по территории многолетнемерзлых грунтов с глубиной промерзания 1,0–2,0 м. и более и глубиной оттаивания менее 0,5 м.

В условиях залегания многолетнемерзлых грунтов строительство газопровода и объектов инфраструктуры проектируемые фундаменты под инженерные сооружения следует осуществлять с сохранением грунтов в мерзлом состоянии на весь период строительство и эксплуатации. Для осуществления сохранности грунтов в мерзлом состоянии и противопучинистых мероприятий необходимо увеличения глубины заделки свай в грунте, применение различных теплотехнических устройств, использование различных теплозащитных экранов, установка вблизи свай сезонно действующих охлаждающих устройств парожидкостных термостабилизаторов пластичномерзлых грунтов для создания опережающего (с поверхности), бокового (вертикального) промерзания слоя сезонного оттаивания.

На основании данных полученных из таблиц № 1, 2 можно сделать вывод, что проект магистрального газопровода «Сила Сибири» предполагает строительство в экстремальных условиях повышенного сейсмического воздействия вечномерзлых грунтов. Данный факт констатирует повышенные требования при строительстве и эксплуатации, что в свою очередь накладывает дополнительные финансовые затраты, удорожание проекта и увеличение срока окупаемости.

 

Литература:

 

1.         Сайт ОАО «Газпром» [Электронный ресурс]. — Режим доступа http://www.gazprom.ru/about/production/projects/pipelines/ykv/

2.         Проект строительства магистрального газопровода «Сила Сибири» разработанного ОАО ВНИПИгаздобыча г. Саратов.

3.         СНиП II-7–81*. Карта сейсмического районирования ОСР-97Д в баллах шкалы по MSK-64.

4.         Мерзлотно-ландшафтная карта Якутской АССР. М-б 1:2 500 ООО / Отв. ред. П. И. Мельников. М.: Комитет геодезии и картографии СССР, 1991. — 2 л.

5.         СНиП II-7–81. Строительство в сейсмических районах.

6.         СНиП 2.02.04–88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах.