Geosynthetics | Апрель 2010
http://geosyntheticsmagazine.com/articles/0410_f3_tubes.html
Аннотация
В данном проекте технологию геотекстильной тубы применили для решения проблем контроля эрозии пляжа Дос Бакос — место размещения морских объектов Петролеус Мексиканос (ПЕМЕКС).
Принятые решения:
использовали наполненные песком геотубы в качестве ложа для нефтяных трубопроводов для минимизации риска их прорыва вследствие размыва естественного песчаного ложа в зоне прибоя (см. фотографии в статье-оригинале);
разместили геотубы вдоль береговой линии, образовав подводный волнолом протяженностью 1.9 км;
расширили пляж на 30-40 метров, обеспечив дополнительную стабилизацию береговой линии.
В приведенной ниже статье описаны принятые проектные решения и процесс строительства, приведены графические материалы, дано сравнение результатов обследований профиля пляжа до и после реализации проекта и анализ естественного восстановления пляжа после возведения подводного волнолома.
Введение
Пляж Дос Бакос города Параисо округа Табаско страны Мексика — местоположение морских объектов ПЕМЕКС — в течении длительного времени подвергался воздействию водной эрозии, в результате чего возникли риски повреждения целостности объектов хранения и транспортировки нефти.
К указанному моменту защитные сооружения пляжа (крестовые своды и облицовочные камни), построенные 20 лет, были частично разрушены приливной силой волн. Потеряв 30 % длины и 40 % высоты, они уже не могли обеспечивать стабильность пляжа.
Ключевым моментом стал размыв естественного песчаного ложа морских трубопроводов в зоне прибоя, в результате чего значительно возросли риски их прорыва и катастрофических последствий для экономики и окружающей среды региона.
Описание проекта
На фотографии вы видите прибрежную территорию, для которой был разработан проект.
Территория разделена на семь секций существующими крестовыми сводами।
В секции 4 располагаются три трубопровода, по которым нефть перекачивается с суши на морские объекты для дальнейшей дистрибуции. В секции 7 размещаются четыре 34-дюймовых трубопровода для транспортировки нефти в наземные хранилища.
Основной целью проекта являлось восстановление ложа трубопроводов, а также стабилизация береговой линии в целях обеспечения защиты наземных хранилищ нефти.
Проектные решения
Рассмотрев возможные способы защиты пляжа, ПЕМЕКС остановила свой выбор на технологии, предполагающей применение тканой полипропиленовой геотекстильной тубы.
Геотуба выбрана как экологически безопасная и гибкая структура, способная адаптироваться к постоянно меняющейся морской среде. Возможность быстрого изменения структуры геотуба в соответствии с морфологическими особенностями рельефа и сравнительно низкие затраты на установку и техническое обслуживание также учитывались при принятии решения. Для данного проекта из установочного оборудования потребовались пульповые насосы и малые суда.
Восстановление ложи трубопроводов
По результатам предварительного исследования песчаные ложа пяти из семи трубопроводов утрачены в связи с эрозией пляжа। В наиболее критическом положении находились трубопроводы № 6 и №7, поскольку в некоторых точках расстояние между морским дном и трубой составляла 2.5 м (см. фотографию)
После анализа данных полевых исследований для восстановления ложа трубопроводов выбрали геотубу с окружностью 7,8 м (1।25 м высоты). С учетом высоты отставания труб от морского дна разработали два типа конструкций, представленных на рисунке ниже.
Возведение подводного волнолома
Предложенный размер основных геотуб при наполнении их песком на 90% позволяет получать сооружение высотой 1-1।25 м. Учитывая данный факт подводный волнолом размещали на глубину 1-1.25 м таким образом, чтобы его гребень совпадал с минимальным уровнем воды.
Расширение пляжа
Запроектировали высоту профиля пляжа на 0.1 м выше, чем максимальный уровень воды. Минимизировать потери песка позволил подводный волнолом, а расширение пляжа на 30-40 м стабилизировало береговую линию.
Важным моментом явился тот факт, что материал засыпки имел такой же или большой размер частиц, а также плотность, как и природный материал пляжа. Материал для расширения пляжа извлекали с помощью подводной лодки с морского шельфа (400 м), ранее исследованного уполномоченными федеральными природоохранными органами.
Строительство
Предварительные работы по инсталляции геотуб состояли в очистке морского дна от предметов, которые могут представлять угрозу для целостности геотубы (камни, стекло, мусор и т.д.)
В процессе наполнения песком геотуб особое внимание уделяли вопросу давления на входе, поскольку избыточное давление во время наполнения тубы может вызвать разрыв геотекстиля। Работу проводили с помощью пульповых насосов с в 4-дюймовым диаметром нагнетательной трубы и объемами подачи от 40 до 50 куб।м।/час при 10-30 % содержании твердых частиц.
Песок для геотуб закачивался с морского шельфа (50-70 м).
После завершения инсталляции геотуб, продолжили работы по расширению пляжа с помощью земснаряда с 12-дюймовой нагнетательной трубой и объемом подачи до 250 куб.м./час. Материал поставлялся на берег с помощью 10-дюймового гибкого шланга.
Потребовалась порядка 62000 куб.м. песка для достижения запроектированного профиля пляжа.
Результат
Восстановление ложа трубопроводов завершилось в конце июля 2009 года.
На приведенных ниже фотографиях можно сравнить ситуацию до и после восстановления.
Фотографии также отражают гибкость конструкций геотуб и возможность их адаптации к особенностям морского берега — ключевые факторы успеха для данного проекта.
Что касается эффективности подводного волнолома, то на картинке ниже можно увидеть процесс опрокидывания волны с помощью геотубы, в результате которого создается зона редукции волновой энергии с турбулентностью, обеспечивающей накопление песка вдоль берега.
При возведении волнолома проводили обследования профиля пляжа всех семи секций, чтобы быть уверенными в эффекте естественной аккумуляции песка у берега.
Расширение пляжа усилило эффект от реализации проекта, позволив стабилизировать береговую линию и сформировать естественное песчаное ложе нефтяных трубопроводов. Исправная работа волнолома по минимизации потерь песка гарантирует длительный срок службы морских объектов ПЕМЕКС.
Выводы:
По факту реализации проекта были сделаны следующие выводы:
сочетание нескольких элементов защиты является долгосрочным решением вопросов эрозии пляжей;
универсальность геотуб обеспечивает возможности их нестандартного применения, в том числе и в качестве ложа трубопроводов;
как и в других проектах защиты прибрежных территорий в Мексике геотубы показали себя экономичной и экологически безопасной альтернативой традиционным методам стабилизации береговой линии
расширение пляжа в сочетании с сооружениями защиты берегов увеличивает срок эксплуатации реконструируемых объектов;
инсталляция геотуб требует сравнительно небольших затрат на транспортировку и оборудование, обеспечивая выгодность строительства и технического обслуживания сооружений.
Независимо от положительного эффекта от реализованного проекта и уверенности в эффективности геотуб для защиты береговой линии, основанной на наблюдениях во время строительства, есть моменты, требующие доработки,а именно
устойчивость геотуб к УФ-излучению;
эффективность противоразмывного фартука для обеспечения контроля наносов;
прочность швов и портов наполнения при производстве геотуб.
