Вопрос 3. Выбор трассы магистральных трубопроводов

Началу строительства любого магистрального трубопровода предшествует выполнение проекта, включающего выбор трассы, технико-экономические, конструктивные и технологические характеристики. От того, насколько удачно они определены, в значительной мере зависят эксплуатационные показатели и экономическая эффективность будущего трубопровода. Понятно поэтому стремление использовать уже на ранних стадиях проектирования как можно больше исходных данных (данные справочного характера, картографический материал, данные полевых изысканий и т. п.) с тем, чтобы получить лучшее проектное решение.

На тысячекилометровых расстояниях, которые пересекает трубопровод, встречаются самые разнообразные топографические, геологические и климатические условия, различные искусственные и естественные препятствия (железные и шоссейные дороги, реки, болота, озера, вечномерзлые грунты). При проектировании магистрального трубопровода приходится решать комплекс задач, связанных с экономией строительства трубопровода, с условиями его строительства, необходимостью закончить строительство в заданный срок с повышенным уровнем надежности.

Информация, необходимая для выбора оптимальной трассы

Под информацией о будущем трубопроводе понимается комплекс сведений, позволяющих количественно охарактеризовать условия строительства и эксплуатации будущего трубопровода, а также его стоимостные показатели. Недостаточное использование таких сведений может принести к потере лучшей трассы, чрезмерное их количество – к неоправданному усложнению процесса проектирования. Поэтому проектировщикам из огромного числа факторов, влияющих на положение будущей трассы, необходимо выделить наиболее важные, чтобы учесть их уже в период определения так называемого генерального направления трассы. Затем при детализации ее учитывается и влияние ряда менее важных факторов, которые не могут существенно изменить генерального направления трассы, но могут изменить ее положение на отдельных участках в пределах полосы варьирования шириной в несколько километров относительно генерального направления.

Все сведения можно подразделить на две основные группы: не зависящие от климатических, топографических и гидрогеологических условий, в которых будет прокладываться будущий трубопровод, и сведения, определяемые этими условиями. К первой группе сведений относятся начальная, конечная и промежуточные (заранее указанные) точки трубопровода, его диаметр, вид и количество перекачиваемого продукта, кратчайшее расстояние между начальной и конечной точками; ко второй группе сведений – данные, которые в какой-либо мере зависят от положения будущего трубопровода и от природных условий, в которых он может оказаться (топографические, геологические и гидрогеологические условия, естественные и искусственные препятствия, населенные пункты, число перекачивающих станций). Особое значение в формировании планового и высотного положения трассы имеют топографические, геологические и гидрогеологические условия, а также наличие естественных и искусственных препятствий. Именно эти факторы, как показывает практика проектирования, в большинстве случаев и определяют как генеральное направление, так и детальную укладку трассы на местности.

На основе анализа особенностей рельефа местности, грунтовых условий и характера естественных и искусственных препятствий, выполненного совместно с рядом проектных институтов, составлен перечень категорий местности применительно к трубопроводному строительству, который позволяет однозначно представлять одинаковые характеристики местности по всей трассе трубопроводов в цифровом виде, что является основой для создания цифровой модели местности

Критерии оптимальности

Среди множества трасс, которыми можно, соединить две или несколько конечных и промежуточных точек, могут быть лучшие и худшие, понятия «лучшие» или «худшие» приобретают реальный смысл, если оценка достоинства и недостатков трассы производится с помощью общей для трассы в целом и ее элементов меры или критерия. Если использовать для оценки трассы один критерий, то оптимальная трасса будет лучшей только с точки зрения какого-либо одного качества, характеризуемого этим критерием, но в то же время она может быть не лучшей с точки зрения другого качества.

Все критерии можно разделить на две группы: группу критериев обладающих свойством аддитивности (аддитивность – свойство величины, заключающееся в том, что полное ее значение равно сумме значений ее частей при любом их числе), и группу критериев, не обладающих этим свойством. Критерии первой группы не зависят от пути, по которому проходит трасса, а критерии второй группы – зависят. Охарактеризуем основные критерии, используемые при выборе оптимальных трасс трубопроводов.