MITIGATING RISKS TO SHALLOW TRENCHLESS PIPELINE CROSSINGS USING GEOPHYSICS AND TEST PITTING

ABSTRACT: Shallow linear infrastructure, like roads, rail and existing pipelines, are common obstacles for new pipeline projects. For these relatively short and shallow crossings, pipelines can usually be installed using a range of available boring methods. Although the value of detailed engineering assessment often conducted for larger scale Horizontal Directional Drill (HDD) or Pipe Thruster Installation crossings is not often perceived for these shallow crossings, they are not without risks associated with complex subsurface geology, largely pertaining to intersection of bedrock or coarse granular material. In this case study, we show how a combination of geophysical profiling and test pitting can provide a cost-effective means to characterize shallow subsurface geology with minimal ground disturbance. We demonstrate this approach for a series of 10 road and pipeline crossings spread over a 23-kilometre-long section of a proposed 42-inch natural gas pipeline in a previously glaciated area of Northeast British Columbia. A combination of seismic refraction and electrical resistivity tomography (ERT) profiles were acquired to non-invasively map the subsurface geology, from which select locations were proposed for targeted test pitting to ground truth the geophysical survey results. The results of the geophysics and test pitting surveys were used primarily to evaluate the risks of the 10 proposed track bore and auger bore crossing alignments. At crossing locations where the combined investigation results identified potential risk with the preliminary bore path (e.g., in and out of shallow bedrock), the results were then used to optimize the depth profile of the bore path, and to select the best-suited crossing configuration and tooling.

RÉSUMÉ: Les infrastructures linéaires peu profondes, comme les routes, les voies ferrées et les pipelines existants, sont des obstacles courants aux nouveaux projets de pipelines. Pour ces traversées relativement courtes et peu profondes, les pipelines peuvent généralement être installés en utilisant une gamme de méthodes de forage disponible. Bien que la valeur d'une évaluation technique détaillée souvent effectuée pour des franchissements par forages horizontaux à grande échelle (HDD) ne soit pas souvent perçue pour ces franchissements peu profonds, ils ne sont pas sans risques associés à la géologie souterraine complexe, se rapportant en grande partie à l'intersection de substratum rocheux ou de matériau granulaire grossier. Nous montrons ici que la combinaison de profilage géophysique et de puits d'essai peut dans certains cas fournir un moyen rentable pour caractériser la géologie souterraine peu profonde avec une perturbation minimale du sol. Nous démontrons cette approche pour une série de 10 croisements de routes et de pipelines répartis sur une section de 23 kilomètres relatif à un projet d’installation de pipeline de gaz naturel de 42 pouces dans une zone auparavant glaciaire du nord-est de la Colombie-Britannique. Une combinaison de profils de réfraction sismique et de tomographie par résistivité électrique (TRE) a été acquise pour cartographier de manière non invasive la géologie du sous-sol, à partir de laquelle des emplacements ont été sélectionnés pour des puits d’essai ciblés de manière à calibrer les levés géophysiques au mieux. Les résultats des levés géophysiques et des sondages ont été utilisés principalement pour évaluer les risques associés aux dix franchissements sans tranchée proposés. Dans les cas où les résultats combinés de l'étude ont identifié un risque potentiel associé à la trajectoire préliminaire de forage (par exemple, si parallèle au contact avec un substratum rocheux peu profond), les résultats ont été utilisés pour optimiser trajectoire, configuration et outillage.