Экологическая надёжность линейных объектных ремонтно-строительных потоков

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ НАДЁЖНОСТЬ ЛИНЕЙНЫХ ОБЪЕКТНЫХ РЕМОНТНО-СТРОИТЕЛЬНЫХ ПОТОКОВ

ECOLOGICAL RELIABILITYLINE OBJECTIVE REPAIR-BUILDING STREAMS

А. Д. Потапов С.Г. Абрамян A.D. Potapov, S.G. Abramjan

МГСУ, ВолгГАСУ

Рассмотрены вопросы экологической безопасности и надежности магистральных трубопроводов (МТ) на стадии их реконструкции. С учетом экспертных оценок выявлены факторы, максимально влияющие на безопасную эксплуатацию трубопроводов.

Questions of ecological safety and reliability of the main pipelines (MP) at a stage of their building are considered. Taking into account expert estimations factors which influence much on safe operation of pipelines are revealed.

Линейно-протяженные сооружения (ЛПС) пересекают различные природно-климатические зоны с разнообразными геологическими, гидрогеологическими, гидрологическими условиями, с различной чувствительностью к техногенному воздействию.

Интегральным критерием, являющимся мерой экологической эффективности технических и технологических решений, может служить опасность нарушения природного баланса, как в зоне реконструкции объекта, так и в региональном масштабе.

Реальный процесс реконструкции ЛПС и особенно линейной части магистральных трубопроводов может рассматриваться как функционирующая подсистема «Линейный объектный ремонтно-строительный поток (ЛОРСП) - окружающая среда (ОС)» в границах региональной природно-технической геосистемы. Поэтому можно говорить о закономерных этапах накопления антропогенных изменений в биоценозах природных ландшафтов, находящихся в непосредственном контакте с элементами ремонтно-строительного потока.

Экологические критерии или охраняемые природные факторы системы «Человек — ЛОРСП — ОС», как и само реальное экологическое равновесие системы, с точки зрения предельно-допустимых норм еще требуют своего научного обоснования. Для установления допустимых норм важно оценить возможность развития необратимых смещений экологического равновесия и интенсивность экологического скачка, характер экологического противодействия (экологической реакции) на функционирующий объект, потенциальность экологических резервов при взаимодействии строительного объекта с окружающей средой.

Виды экологических отказов систем довольно разнообразны. Один технический отказ может вызвать несколько параллельно возникающих цепочек экологических

1/2П11 ВЕСТНИК

_угогт_мгсу

отказов различных видов (так называемое «дерево отказов»), для учета которых принимают теорию графов и математической логики. В конце каждой такой цепочки следует определить вероятность возникновения «элементарного экологического отказа», например вероятность гибели определенного вида рыбы в водоеме, куда произошел сброс стоков при испытании магистрального трубопровода.

Но не все технические и экологические отказы создают критическую ситуацию и обеспечивают экологическую опасность терминального характера. В последнее время при создании крупных технических и хозяйственных сооружений со сложными инженерными решениями особое значение придается анализу таких критических ситуаций, когда неблагоприятное событие (технологическая авария, стихийное бедствие, при-родно-технологическая катастрофа) привело к значительным экологическим последствиям для целых регионов с гибелью живых существ и опасностью для жизни людей. Экологическая безопасность ЛОРСП означает защищенность природной среды от неустранимых отрицательных последствий. Эта защищенность обеспечивается реальными затратами в природоохранные мероприятия, формируемые за счет сверхплановых доходов. Следовательно, анализ экологического риска представляет собой последовательность следующих действий: идентификацию возможных (экстремальных, критических, терминальных) событий; определение вероятности их возникновения и проявления; выявление воздействий на окружающую среду; определение вероятных негативных последствий (количественные оценки).

Но экологическая надежность ЛОРСП во многом зависит от организационно-технологической надежности на разных стадиях его функционирования.

С точки зрения выработки конкретных мероприятий для предотвращения экологического отказа при реконструкции и капитальном ремонте магистральных трубопроводов (а также для других ЛПС) целесообразно классифицировать параметры надежности по видам производства работ, технологических процессов и т.д.

Идеальная организация линейного объектного ремонтно-строительного потока соответствует минимальным общим экологическим потерям, а это возможно при определении области оптимизации качества реконструкции по экологическим критериям, например, критериям экологической надежности. Авторами данной работы методом экспертных оценок определена значимость отдельных видов работ и процессов, в виде коэффициентов, которые теоретически показывают экологическую надежность отдельных видов работ при функционировании ЛОРСП на разных стадиях жизненного цикла. Данные экспертных оценок выглядят следующим образом.

1.Подготовительные работы

1. Наличие рабочих чертежей (0,1); 2. Наличие актов приемки трассы от заказчика (0,06); 3. Наличие пикетажа на трассе, копий лесопорубочных билетов и ведомости углов (0,15); 4. Наличие контрольных затесок ширины полосы отвода на лесных участках^,07); 5. Расчистка трассы леса и корчевка пней в зависимости от выполнения технологических операций (0,23); 6. Устройство вдоль трассового проезда согласно проекту организации строительства (ПОС), проекту производства работ (ППР) переездов через действующие трубопроводы, ручьи, малые реки (0,1); 7. Отсутствие завалов и крупных скоплений лесопорубочных остатков(0,1); 8. Проезды к трассе, отвод карьеров (0,1); 9. Увязка подготовительных работ с общим потоком основных строительно-монтажных работ (0,09).

2.3емляные работы

1. Предварительная планировка микрорельефа местности (0,08); 2. Соблюдение геометрии размеров траншеи на прямолинейных участках в местах установки пригру-

зов (0,1); 3. При разработке углов поворота(0,2 ); 4. При переходе через болота(0,1);

5. Соблюдение правил рытья траншеи в задел (0,15); 6. Сдача траншеи под укладку, подготовка дна траншеи — устройство постели (0,06); 7. Своевременная засыпка уложенного трубопровода (0,07); 8. Соблюдение проектной высоты насыпаемого слоя грунта под верхней образующей трубопровода (0,06);9. Соблюдение правил производства засыпки—присыпки, устройство постели (0,09); 10. Инструментальная приемка и сдача земляных работ (0,04); 11. Оформление схем исполнительного профиля траншей, актов на приемку постели и глубину заложения и засыпку (0,05).

З.Сварочно-монтажныеработы на трубосварочной базе

1. Соблюдение правил хранения сварочных материалов (0,04); 2. Подготовка сварочных материалов, прокалка, контроль терморежимов, очистка сварочной проволоки (0,05); 3. Соответствие применяемых материалов требованиям проектной и нормативной документации (0,08); 4. Очистка полости труб от снега, наледи, грязи (0,04); 5 Сборка стыка, подготовка кромок, смещение кромок, сборочный зазор(0,05);

6. Предварительный подогрев кромок труб, контроль температуры подогрева (0,07); 7. Наличие и использование инвентарных укрытий (0,03); 8. Правила сварки первого (корневого) слоя стыка и горячего прохода, сварка заполняющих слоев стыка, соблюдение режимов ручной сварки, зачистка шва промежуточных слоев и околошовной зоны (0,13); 9. Перемещение внутреннего центратора (0,08); 10. Подготовка корня сварного шва, соблюдение режимов ручной сварки(0,08); 11. Соблюдение технологических разрывов времени в процессе сварки, соответствие количества сварщиков выполняемой работе(0,06); 12. Соблюдение режимов автоматической сварки (0,13); 13. Объем готовых трубных секций (0,03); 14. Погрузочно-разгрузочные работы, складирование труб и трубных секций (0,04); 15. Оформление исполнительной технической документации, наличие сертификатов, паспортов (0,09).

4. Сварочно-монтажные работы на трассе трубопровода

1. Соблюдение правил хранения сварочных материалов (0,03); 2. Подготовка сварочных материалов, прокалка, контроль терморежимов (0,05); 3. Соответствие применяемых материалов требованиям проекта и нормативной документации (0,11); 4. Соблюдение проектной раскладки труб по толщинам стенок, монтаж кривых поворота на гнутых отводах (0,08); 5. Подготовительные работы, отбор секций труб по геометрическим признакам, правка вмятин, зачистка фасок труб (0,04); 6. Очистка полости секций труб от снега, земли (0,04); 7. Сборка стыка, смещение кромок, сборочный зазор (0,04); 8. Предварительный подогрев кромок труб, контроль температуры подогрева (0,12); 9. Наличие и использование инвентарных укрытий(0,04); 10. Сварка корневого, заполняющих и облицовочных слоев стыка, соблюдение режимов ручной сварки (0,1); 11. Подварка корня сварного стыка, соблюдение режимов сварки (0,06); 12. Зачистка выполняемых слоев стыка (0,04); 13. Перемещение внутреннего центратора (0,09); 14. Соблюдение требуемой высоты подъема сводного торца привариваемой секции труб во время сварки (0,05); 15. Синхронность работы звеньев по сборке и сварке стыков секций труб(0,08); 16.Оформление исполнительной технической документации, наличие сертификатов (0,03),

5. Изоляционно-укладочные работы

1. Соответствие применяемых изоляционных материалов требованиям проекта, наличие сертификатов, паспортов, разрешений на засыпку (0,09); 2. Хранение и складирование изоляционных материалов, разгрузка, транспортировка труб с заводской изоляцией (0,04); 3. Сплошность нанесения грунтовки (0,04); 4. Соответствие типа изоляционного покрытия проекту (0,07); 5. Обеспеченность применения раздельного

1/2П11 ВЕСТНИК

_угогт_мгсу

и совмещенного способов укладкн (0,05); 6. Укладка углов поворота (0,3); 7. Подготовка изоляционных материалов к работе, подогрев (0,08); 8. Состояние и наладка оборудования, приспособлений и инструмента(0,11); 9. Подготовка поверхности труб, очистка, сушка (0,05); 10. Ремонт дефектных участков изоляционного покрытия, технология ремонта(0,08); 11. Сплошность изоляционного покрытия, прилипаемость, натяжение, нахлест, гофры и др. (0,07); 12. Организация операционного контроля оформления дополнительной документации (0,04); 13. Организация инструментального контроля качества (0,04); 14. Состояние подготовки траншей перед укладкой трубопровода^^) 15. Соблюдение поточности (0,06).

Приведенные значения показателей надежности определены на основе методики, разработанной [1]. Для наглядности графическое изображение указанных коэффициентов приведено с областями накопления (рис.1). Как видно из графика 5-я работа (изоляционно-укладочная) имеет самый большой пик, это значит что из приведенных видов работ, экологическая надежность, и безопасность ЛОРСП (а также МТ) во многом зависят от качества выполнения именно этих работ и в частности нанесения изоляционных материалов на углах поворота трубопровода.

Рис.1. Динамика изменения значения показателей влияющие на экологическую надежность

ЛОРСП

Приведем максимальное значение показателей для каждого вида работ (рис.2). Чтобы обеспечить безопасную эксплуатацию МТ и экологическую безопасность ОС, необходима разработка мероприятий уменьшающих значения этих показателей или в лучшем случае устраняющих их.

Рис. 2. Максимальные значения показателей для каждого вида влияющие на экологическую

надежность

Так как ЛОРСП является подсистемой системы «Человек — ЛОРСП — ОС», выходит экологическая безопасность ОС зависит также от изоляционно-укладочных работ. Чтобы обеспечить экологическую надежность ЛОРСП необходимо анализировать все виды работ входящие в ЛОРСП на различных стадиях его функционирования. При этом нужно использовать не только экспертные оценки, но и различные методы прогнозирования, т.е. найти то «золотое сечение» между ними, которое реально показывает истину происходящих изменений в ОС при функционировании ЛОРСП. Поточная организация работ, безусловно, снижает техногенное воздействие на окружающую среду, потому что работы должны выполняться равномерно и непрерывно, должно быть четкое материальное обеспечение, полная скоординированность всех элементов потока. ЛОРСП становится производителем всего комплекса работ, является основным и ответственным землепользователем на стадии реконструкции ЛПС, несет правовую и экономическую ответственность за экологическое состояние в полосе реконструкции МТ, т. е. исключается «обезличивание» реконструкции.

Но необходимо отметить, что вследствие стохастичности условий ремонтно-строительного производства невозможно гарантировать полного устранения производственных неполадок, вызываемых случайными факторами, поэтому разработка природоохранных мероприятий в любом случае является одним из приоритетных направлений обеспечения и экологической надежности ЛОРСП и безопасности реконструкции ЛПС.

1. Орехов В. И. Управление качеством трубопроводного строительства.. М., Недра, 1988 1. Orehov V.I. Quality management of pipeline building.. M., Nedra, 1988

Ключевые: слова: Надежность, безотказность, магистральные трубопроводы, линейные объектные ремонтно-строительные потоки, окружающая среда, экспертные оценки.

Keywords: Reliability, non-failure operation, the main pipelines, line objective repair-building streams, environment, expert estimations.

e-mail: umu-potapov@mail.ru

Соавтор статьи член Редакционного совета «Вестника МГСУ» д.т.н. Потапов А.Д.