Компания «Стройтрансгаз», созданная в 1990 году и являющаяся на сегодня лидером в области сооружения газотранспортной инфраструктуры, добилась значительных успехов в реализации проекта строительства газопровода Россия-Турция. При этом нам пришлось столкнуться с трудностями, связанными со сложностью и опасностью горного участка маршрута газопровода на территории Краснодарского края. Но «Стройтрансгаз», обладающий многолетним опытом и успешно применяющий новые передовые разработки и технологии, не только преодолел все преграды на российском участке, но и построил совместно с турецкой компанией Botas газопровод Самсун-Анкара. При осуществлении проекта Россия-Турция «Стройтрансгаз», используя отечественный и зарубежный опыт в области горных, тоннельных, сварочных, испытательных работ и технологию наклонно-направленного бурения, значительно улучшил показатели производительности применяемого оборудования. Кроме того, особого внимания заслуживает успех компании в создании трехмерной виртуальной модели трассы газопровода, что уже сегодня находит применение и в рамках других газотранспортных проектов.
Газопровод Россия-Турция, проходящий через акваторию Черного моря, - уникальное инженерное сооружение, не имеющее аналогов в мировой практике проектирования и строительства магистральных трубопроводов. Проект родился в 1997 году из межправительственного соглашения Российской Федерации и Турецкой Республики, а затем последовало соглашение между «Газпромом» и турецкой газовой компанией Botas на ежегодную поставку Турции 16 млрд м куб. газа в год в течение 25-ти лет. Реализация проекта обеспечит Турцию стабильными поставками энергоносителей, необходимых для развития экономики страны, а морской участок газопровода устраняет необходимость прохождения трассы через территории третьих стран.
В дальнейшем планируется увеличить пропускную способность до 30-32 млрд м куб. в год с возможным реэкспортом газа в третьи страны.Протяженность газопровода составляет 1263 км. Наибольшая глубина прокладки газопровода -2150 метров. Для пропуска необходимого количества газа на первом этапе реализации проекта по дну Черного моря проложено две нитки газопровода диаметром 610 мм с толщиной стенки 32 мм. Работы осуществляла итальянская фирма Saipem, оснащенная специальными судами для прокладки морских трубопроводов.
На все-7 месяцев
Весьма сложным, наряду с уже сооруженным морским участком газопровода Россия-Турция, является 62-километровый горный отрезок, где было необходимо преодолеть 21 горный хребет с многочисленными оползневыми участками и тектоническими разломами, выполнить значительные объемы работ по защитным сооружениям. Проектом предусмотрен традиционный вариант подземной укладки трубопровода. При этом трасса газопровода пересекает 32 оползневых участка и 34 тектонических разлома. Необходимо построить противооползневые сооружения, произвести выемку и вывозку грунта с последующей заменой на песок и щебень. В общую организационно-технологическую схему строительства горного участка входит также возведение автодорог и мостов. Особенностью горного участка является сезонный характер строительства: с ноября по март производство работ запрещено.
Отличительной особенностью российского участка газопровода являются крайне ограниченные сроки строительства. В силу различных обстоятельств на производство линейных работ и монтаж уникальной компрессорной станции Краснодарская отпущено, практически, 7 месяцев. Это потребовало максимальной концентрации ресурсов на объектах пускового комплекса.
Мы понимали, что решить поставленную задачу возможно только на основе широкого применения современных технологий. Некоторые из них впервые осуществлены в практике строительства газопроводов в России.
Сварка труб
При выполнении работ на российском участке газопровода за основу принят поточно-расчлененный метод с глубоким расчленением операций, которые сбалансированы по времени их выполнения. Особенно это относится к важнейшему звену строительства - сварочно-монтажным работам. Именно они определяют темп строительства, и от их выполнения во многом зависит эффективность работы в целом.
Массовая сварка труб на протяженных участках осуществлена высокопроизводительными автоматизированными комплексами. Оборудование оснащено компьютерной системой слежения за сварочным процессом и имеет систему программного изменения режимов сварки в зависимости от пространственного положения сварочной головки для каждого слоя шва.
Высокая стоимость сварочных комплексов потребовала максимальной реализации заложенных технических возможностей оборудования. В результате проведенного глубокого расчленения вспомогательных работ, сокращения времени на их выполнение за счет увеличения числа вспомогательных рабочих, применения дополнительных высокопроизводительных головок на 'сварке заполняющих и облицовочных швов удалось добиться превышения паспортной производительности автоматической сварки с 70 до 125 и более стыков в смену.
Такая технология позволила отказаться от применения стационарных трубосварочных баз. Комплексы обеспечивают выполнение сварки и на кривых участках трубопровода, поэтому раскладку труб осуществляют с учетом кривых участков.
Все агрегаты для сварки оснащены современными инверторными источниками тока, которые, обеспечивая стабильность режима сварки, позволили практически исключить брак на этих операциях. На российском участке для проверки качества сварных соединений неразрушающими методами применены установки панорамного рентгенографического контроля типа «Кроулер» и лабораторные комплексы автоматического ультразвукового контроля.
Стройтрансгаз в Турции
В Турции «Стройтрансгаз» осуществил строительство участка протяженностью 501 км из труб диаметром 1220 мм двумя комплексными технологическими потоками. Первый поток начал работы в феврале, второй - в июле 2000 года, при этом основные линейные работы закончены в декабре того же года. Основные сварочные работы на этой стройке выполнены предоставленными фирмой CRC-Evans двумя комплексами автоматической сварки в среде защитных газов и установками полуавтоматической сварки порошковой проволокой (технология «Иннершилд»). На этом газопроводе 75% стыков выполнено автоматической сваркой, 25% стыков - штучными электродами с целлюлозным и основным видами покрытий.
На участке Самсун-Анкара среднемесячная производительность достигла 26-30 км при средней протяженности участка 170 км, т.е. производительность по сравнению, скажем, с газопроводом Уренгой-Помары-Ужгород возросла в 2, 2 раза, а трудоемкость выполнения работ уменьшилась в 1, 5 раза.
Высокая профессиональная подготовка российских специалистов позволила добиться рекордных темпов сварочных работ. Так, максимальная производительность одного сварочного комплекса CRC-Evans составила 207 стыков труб диаметром 1220 мм. Продолжительность сварки одного стыка - 4 минуты, ремонту подлежало не более 3% сварных соединений. Это лучшие показатели, достигнутые на оборудовании фирмы CRC-Evans во всем европейском регионе.
При использовании крупных сварочных комплексов важно, чтобы контроль стыков неразрушающими методами осуществлялся сразу же вслед за сваркой газопровода. Так, в Турции стыки, сваренные автоматическими методами, подвергались 100%-ному неразрушающему контролю ультразвуком и 20%-ному дублирующему контролю рентгенографией с помощью установок типа «Кроулер».
Наклонно-направленное бурение
К наиболее прогрессивным технологиям, применяемым при сооружении газовых и нефтяных магистралей, относятся бестраншейные способы прокладки трубопроводов. Одним из таких способов является наклонно-направленное бурение, которое в настоящее время получило широкое применение при строительстве переходов через реки и другие водные преграды. Значительный вклад в разработку и массовое внедрение этого метода в России внесли «Стройтрансгаз», его совместное с германской фирмой «Болен-Доен» предприятие «ВИС-МОС», другие зависимые от компании организации и дочерние общества. Наше подразделение «ВИС-МОС» имеет 14 установок, реализующих эту технологию при прокладке трубопроводов диаметром от 110 мм до 1420 мм. Не случайно целый ряд руководителей и специалистов этих предприятий и организаций, являющихся авторами новой технологии, стали лауреатами премии Правительства.
Наклонно-направленное бурение применено при сооружении 8 переходов через реки на российском участке газопровода, 6 из них к настоящему времени завершены.
Прокладка трубопровода осуществляется в три стадии. На первой производится направленное бурение пилотной скважины небольшого диаметра с заданной траекторией. На второй эту скважину расширяют до диаметра, который позволит проложить трубопровод. На третьей производится протаскивание трубопровода по стволу скважины.
В итоге технология наклонно-направленного бурения, примененная «Стройтрансгазом» при строительстве газопровода Россия-Турция, дала весьма впечатляющие результаты. Характерный пример: на строительство перехода диаметром 1420 мм через реку Кубань отводилось 2 месяца, а бригада буровиков «ВИС-МОС» выполнила работы за 20 дней. И это, несмотря на то, что для прохождения сложного грунта потребовалось подбирать рецептуру бурового раствора и модернизировать буровые инструменты.
Новый метод обладает рядом преимуществ, обеспечивающих более высокий уровень надежности сооружений и их экологическую безопасность. В настоящее время - это наиболее эффективный способ прокладки трубопроводных систем через водные преграды.
Тоннельные переходы
Сооружение российского горного участка газопровода осуществляется в сложнейших условиях сильно пересеченной местности. ОАО «Стройтрансгаз» предложен альтернативный вариант прокладки трубопровода в тоннелях при пересечении горных хребтов Кобыла и Безымянный. Наличие на двухкилометровом участке строительства через хребет Кобыла трех оползневых участков, уклонов до 45 градусов, пяти тектонических разломов, выходов скальных пород требует проведения значительного объема земляных и специальных работ.
Основное достоинство тоннельного варианта - повышение эксплуатационной надежности. Рабочая труба, эксплуатируемая под защитой тоннельной обделки, не испытывает отрицательного воздействия грунтового массива. Кроме того, уменьшается воздействие на окружающую среду - исключен вдольтрассовый проезд на этом участке, отпала необходимость поддержания его в рабочем состоянии в течение всего срока эксплуатации, не требуются противооползневые сооружения.
Технические решения, заложенные в проекте, соответствуют действующей нормативной базе и отвечают сложным геологическим и сейсмическим условиям зоны строительства. Тоннель в виде железобетонного футляра внутренним диаметром 2, 1 метра, протяженностью 2 км выполнен современным высоко-технологическим комплексом канадской фирмы LOVAT по технологиям, активно применяемым в последнее время как за рубежом, так и в России.
Проходка первого тоннеля завершена в апреле 2002 года. В настоящее время производится установка роликовых опор и монтаж рабочей плети. Протаскивание трубопровода осуществляется с помощью гидравлических домкратов. При этом труба продвигается по роликовым опорам.
Мониторинг перехода в процессе эксплуатации осуществляется с помощью специального устройства. По верхней образующей рабочей трубы прокладывается транспортный путь для протаскивания малогабаритной электроприводной тележки, оснащенной профессиональной видеокамерой с блоком питания аккумуляторного типа и осветительным прибором.
Руководством ОАО «Газпром» дана положительная оценка проекту и организации строительства через хребет Кобыла, а также принято решение о сооружении еще одного тоннеля - через хребет Безымянный. В процессе проектирования перехода он разделен на два участка протяженностью 988 и 196 метров. Первый сооружается щитовым способом с использованием горнопроходческого комплекса LOVAT, а второй - традиционным горным способом.
Испытание стресс-тестом
Больше того, в соответствии с требованием заказчика испытание линейной части газопровода было проведено методом стресс-теста, который, как оказалось, наряду с существенными преимуществами имел и некоторые недостатки. Тем не менее, многолетний опыт строительства газовой инфраструктуры компании «Стройтрансгаз» позволил минимизировать риски и недостатки метода стресс-теста и по максимуму использовать его преимущества при испытании газопровода Россия-Турция.
Электронный архив
Во исполнение комплексных мероприятий «Газпрома» по завершению строительства и вводу в эксплуатацию газопровода Россия-Турция в III квартале 2002 года, утвержденных Председателем Правления А.Миллером, ведется формирование электронной версии исполнительной документации.
Формирование электронной версии осуществляется в два этапа. Первый подразумевает подготовку электронной версии исполнительной документации, а второй - создание электронного архива в формате открытой стандартной модели данных по трубопроводным системам.
Выполнение такой задачи начинается со сбора имеющейся пространственной информации в единую базу данных. В качестве исходной информации используются проектные материалы строящегося трубопровода и топографические карты, на которые наносятся предварительные варианты трассы трубопровода, оползневые участки, подъездные дороги, площадки складирования. Карты сканируются, привязываются и переводятся в векторный формат, строится цифровая модель рельефа.
Виртуальный «облет» дает возможность оценить реальную картину местности и преимущества того или иного варианта прокладки трассы, предложить новые варианты, не выезжая на место предполагаемого строительства, решить большой ряд прикладных задач. Кроме того, компьютерная трехмерная модель трассы газопровода позволяет довести до исполнителей не только виртуальное отображение проекта, но и совместно с ними проанализировать принимаемые решения.
От виртуальности к реальности
Администрацией Краснодарского края в качестве <края объектов газопровода Россия-Турция поставлено строительство газопровода Джубга-Сочи. По результатам проведенных институтом «Гипроспецгаз» предварительных изысканий предложены два основных варианта прохождения трассы газопровода: сухопутный (горный) и комбинированный (морской вариант), а также выполнено их технико-экономическое сравнение.
Около двух лет «Кубаньгазпром», «Гипроспецгаз» и «Стройтрансгаз» занимались проработкой вариантов строительства газопровода. Для оптимального выбора построена трехмерная цифровая модель местности по всей территории от Главного Кавказского хребта до Черного моря и от Джубги до Сочи. Виртуальный обзор возможных вариантов наглядно подтвердил сложность сухопутного решения. Кроме того, морской участок газопровода может быть проложен в течение одного строительного сезона, что позволит избежать долговременного замораживания средств. «Стройтрансгаз» однозначно высказался за морской вариант и обратился к заказчику с соответствующими предложениями, которые и были приняты «Газпромом». В свою очередь, «Стройтрансгаз» готов приступить к реализации этого проекта.
Все новое - в наши проекты
Важным направлением дальнейшего развития строительства трубопроводов является автоматизация технологических процессов. Многие операции имеют высокую степень повторяемости, что создает благоприятные условия для их автоматизации. Это касается изоляции стыков, земляных работ, высокоточных операций, таких как испытание трубопроводов. Необходимо решать ряд сложных научно-технических задач, связанных с разработкой принципиально новой технологии строительства с использованием самых передовых достижений науки и техники. Наша компания приветствует такой подход и участвует в научно-технических изысканиях и разработках в области информационных технологий не только применительно к проекту газопровода Россия-Турция, но в рамках других перспективных трубопроводных проектов «Стройтрансгаза».
По материалам выступления АЛЕКСАНДРА ВОРОБЬЕВА
Вице-президента ОАО «Стройтрансгаз»
