A Geotechnical insight into a pipeline crossing

Amer Awad, Dhiraj Karki, Sherif Soliman, Alastair McClymont

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Tunnelling in Urban Environments

ABSTRACT: Pipeline route alignments cross various natural and man-made features which require site specific designs. To select and design the appropriate crossing method for a pipeline alignment that crosses a Canadian Pacific Railway (CPR) right of way (ROW) in Northern Alberta, two boreholes were drilled on both sides of the CPR ROW. Horizontal directional bore (HDB) method was selected as the crossing methodology based on the site conditions, including subsurface information from these two boreholes, and was designed for accordingly. During the activities preceding construction, it was realized that a nearby pipeline crossing the CPR rail had suffered relatively high settlements. This, in turn, initiated the need for additional investigation of the crossing under consideration to gain more insight into the subsurface soil conditions between the borehole points. A geophysical investigation program was proposed and was performed for the area and linked to the existing boreholes. This program included Electrical Resistivity Tomography (ERT), Seismic Refraction (refraction) and Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) techniques. Based on the enhanced subsurface characterization from the combined geotechnical and geophysical investigations a settlement monitoring plan satisfying CPR requirements was designed and implemented for the crossing location. A base survey monitoring was completed for the settlement monitoring devices prior to the HDB construction. Then the settlement monitoring plan was completed during the HDB construction installation activities and few weeks after the completion of the HDB installations until the settlement readings tapered off. This paper summarizes the activities and findings leading into and forming the basis of the monitoring program and provides results of the settlement monitoring plan for the pipeline HDB crossing.

RÉSUMÉ: Les alignements d'itinéraires de pipeline traversent diverses caractéristiques naturelles et artificielles qui nécessitent des conceptions spécifiques au site. Afin de sélectionner et de concevoir la méthode de franchissement appropriée pour un alignement de pipeline traversant l'emprise d'un chemin de fer du Canadien Pacifique (CPR) dans le nord de l'Alberta, deux puits ont été forés des deux côtés de l'emprise CPR. La méthode de forage directionnel horizontal (HDB) a été choisie comme méthode de croisement en fonction des conditions du site, y compris les informations de souterrain de ces deux trous de forage, et a été conçue en conséquence. Au cours des activités qui ont précédé la construction, on s'est rendu compte qu'un pipeline à proximité qui traversait le chemin de fer du CFCP avait subi des règlements relativement élevés. Ceci, à son tour, a déclenché le besoin d'une étude supplémentaire du passage à l'étude afin de mieux comprendre les conditions du sol souterrain entre les points de forage. Un programme d'étude géophysique a été proposé et a été réalisé pour la zone et relié aux forages existants. Ce programme comprenait des techniques de tomographie par résistivité électrique (ERT), de réfraction sismique (réfraction) et d'analyse multicanale des ondes de surface (MASW). En se fondant sur la caractérisation améliorée de souterrain issue des études géotechniques et géophysiques combinées, un plan de surveillance du peuplement satisfaisant aux exigences de réanimation base a été effectuée pour les dispositifs de surveillance du tassement avant la construction de la BHD. Ensuite, le plan de surveillance du peuplement a été achevé pendant les activités d'installation de la construction de la BHD et quelques semaines après l'achèvement des installations de la BHD, jusqu'à ce que les lectures du règlement diminuent. Ce document résume les activités et les constatations menant au programme de surveillance et en constitue la base, ainsi que les résultats du plan de surveillance du peuplement pour le passage à niveau de la BHD.

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