ISSN 2304-6600 (Online)
ISSN 1997-0935 (Print)



Гидравлика. Геотехника. Гидротехническое строительство

Гидравлические исследования донных регуляционных устройств

  • Ходзинская Анна Геннадиевна - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)
  • Зоммер Виктор Леонидович - Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д . 2 6
DOI: 10.22227/1997-0935.2019.4.464-472
Страницы: 464-472
Введение. Аварии на подводных трубопроводных переходах приводят к тяжелым последствиям для экологии. Выбор места трубопроводного перехода, сделанный без учета общей динамики руслового процесса, применение неправильной технологии строительства подводных траншей и укладки трубопроводов часто приводят к их разрушениям, которые возникают вследствие размывов и провисаний труб. Существующие методы защиты трубопровода с помощью отсыпки грунта или щебня, заделки оголений мешками с песком, укрепления гибкими бетонными матами и другими материалами не всегда эффективны, и, как правило, дороги. Материалы и методы. Исследован метод защиты от размыва магистрального трубопровода при помощи сквозных донных устройств различных видов для определения их эффективности. Скорости потока измерялись за донными преградами на оси потока в нескольких точках по глубине с помощью прибора микрокомпьютерный расходомер-скоростемер (МКРС). Измерительные створы находились на расстояниях 1–10 глубин потока от донных преград. Придонные скорости на высоте выступов шероховатости были определены согласно зависимостям, предложенным В.Н. Гончаровым. Результаты. Приведены результаты лабораторных гидравлических исследований обтекания в лотке моделей четырех видов донных преград: сплошная плоская стенка, плоская стенка с прорезями, объемная круглая в сечении преграда из жестко закрепленных синтетических струн и объемная мягкая конструкция. Модели конструкций вызывали перестройку эпюр скорости и уменьшение придонных скоростей, однако для отложения наносов за преградами пригодны только сквозные устройства, пропускающие через себя наносы. При снижении придонных скоростей до значений меньше размывающих наносы будут откладываться за преградами на некотором относительном расстоянии. Выводы. Изученные модели сквозных донных конструкций эффективны для уменьшения придонной скорости и отложения за ними на некотором расстоянии наносов. Наиболее эффективной можно признать «объемную» конструкцию, так как она дает наибольшее снижение относительных скоростей на определенном относительном расстоянии.
  • подводные трубопроводы;
  • защита от размыва;
  • регуляционные сооружения;
  • сквозная донная преграда;
  • эпюры скорости;
  • средние и придонные скорости;
  • модели устройств;
Литература
  1. Бородавкин П.П., Березин В.Л., Шадрин О.Б. Подводные трубопроводы. М. : Недра, 1979. 415 с.
  2. Иванов В.А., Кузьмин С.В., Крамской В.Ф., Торопов С.Ю. Сооружение подводных переходов магистральных трубопроводов : курс лекций. Тюмень : ТюмГНГУ, 2003. 217 с.
  3. Дудников Ю.В. Научные основы проектирования и обеспечения безопасности сложных участков линейной части магистральных нефтепроводов : дис. ... д-ра. техн. наук. Уфа, 2012. 366 с.
  4. Кукушкин Б.М. Строительство подводных трубопроводов. М. : Недра, 1982. 176 с.
  5. Никифоров В.А. Анализ основных методов строительства подводных переходов магистральных трубопроводов // Научное обозрение: теория и практика. 2012. № 3. С. 10–17.
  6. Awoshiku K., Tokano М. Analysis of pipelines subjected to different ground settlement // Nippon Kokan Technical Report. 1972. No. 14. Pp. 71–75.
  7. Kozhaeva K.V. Calculation of optimized methods of the river underwater pipeline backfill with the use of APMWinMachine 9.7. // Magazine of Civil Engineering. 2016. Vol. 65. Issue 5. Pp. 42–66. DOI: 10.5862/MCE.65.4
  8. Британский стандарт BS8010. Практическое руководство для проектирования, строительства и укладки трубопроводов, подводные трубопроводы. Ч. 1, 2, 3. 1993.
  9. Алексеевский Н.И., Беркович К.М., Чалов Р.С., Чалов С.Р. Пространственно-временная изменчивость русловых деформаций на реках России // География и природные ресурсы. 2012. № 3. С. 13–21.
  10. Двинских С.А., Ларченко О.В. Подход к изучению русловых процессов // Эволюция эрозионно-русловых систем, ее хозяйственно-экономические и экологические последствия, прогнозные оценки и учет : сб. тр. конф. Уфа, 3–6 октября 2017. Уфа : Аэтерна, 2017. С. 122–124.
  11. Godbold J.E., Sackmann N.L. Scour protection for subsea structures // Scour and Erosion: Proceedings of the 7th International Conference on Scour and Erosion, Perth, Australia, 2–4 December 2014. London : CRC Press, 2015. Pp. 753–761. DOI: 10.1201/b17703-96
  12. Забела К.А., Красков В.А., Москвич В.М., Сощенко А.Е. Безопасность пересечений трубопроводами водных преград. М. : Недра, 2001. 194 с.
  13. Gao X.-F., Liu R., Du Z.-F., Tan Z.-D. Overview of upheaval buckling theoretical studies for submarine buried pipeline // Chuan Bo Li Xue / Journal of Ship Mechanics. 2011. Vol. 15. No. 6. Pp. 678–687.
  14. Rogers C.D.F. The Influence of surrounding soil on flexible pipe performance // Transportation Research Record. 1987. No. 1129. Pp. 1–11.
  15. Медведев С.С., Салюков В.В., Лебедев Н.В., Долгов И.А. Ермолаев С.А. Научно-техническое обеспечение гидротехнической защиты подводных переходов трубопроводов // Газовая промышленность. 2004. № 12. С. 11–14.
  16. Долгов И.А. Методы гидротехнической защиты подводных переходов трубопроводов от размыва: дис. … канд. техн. наук. М., 2001. 166 с.
  17. Андрианов Ю.А. Современные средства защиты оснований речных и морских сооружений от размыва // Эволюция эрозионно-русловых систем, ее хозяйственно-экономические и экологические последствия, прогнозные оценки и учет : докл. и сообщения Всеросс. науч.-практ. конф. и XXXII межвуз. координационного совещания, Уфа, 3–6 октября 2017. Уфа : Аэтерна, 2017. С. 68–70.
  18. Пат. № 2292509 РФ. МПК F16L 1/26. Способ ремонта оголенных участков подводного трубопровода (варианты) / Д.В. Некрасов ; патентообл. Подводстрой. № 2005101001/06, заявл. 18.01.2005; опубл. 27.01.2007. Бюл. № 3.
  19. Боровков В.С., Брянская Ю.В., Рылова И.А., Юмашева М.А. Гидравлические характеристики потока при обтекании защитных бетонных матов // Гидротехническое строительство. 2016. № 10. С. 60–64.
  20. Алтунин С.Т. Регулирование русел. М. : Сельхозгиз, 1956. 336 с.
  21. Пат. № 2029014 РФ. МПК E02B 3/0. Завеса для защиты от размыва подводного трубопровода / М.М. Доманевский, Э.Р. Гольдин ; патентообл. Государственный институт проектирования на речном транспорте «Гипроречтранс». № 92002733/15 ; заявл. 02.11.1992; опубл. 20.02.1995.
  22. Linke U. NM162. Experimental Flume 309×450 mm, G.U.N.T. Gerätebau GmbH, Hamburg. 2013.
  23. Гончаров В.Н. Динамика русловых потоков. Л. : Гидрометеоиздат, 1962. 374 с.
СКАЧАТЬ (RUS)