ВВЕДЕНИЕ 3
Глава 1. Геолого-географическая характеристика района 4
1.1. Физико-географический очерк 4
1.1.1. Местоположение исследуемого района 4
1.1.2. Геоморфология 6
1.1.3. Климат 8
1.2. Геологическое строение территории 9
1.2.1. Стратиграфия 9
1.2.2. Тектоника 12
Глава 2. Инженерно - геологическая характеристика участка 14
2.1 Геоморфология участка 14
2.2. Состав и строение грунтов 17
2.3. Инженерно-геологическая структуризация разреза 22
Глава 3. Прогноз взаимодействия газопровода и сопутствующих сооружений 25 инфраструктуры с многолетнемерзлыми породами на побережье Байдарацкой губы
3.1. Расчет нормативной глубины сезонного оттаивания 25
3.2. Расчет ореола оттаивания вокруг подземного трубопровода 28
3.3. Расчет глубины оттаивания грунтов под сооружением по СП 25.13330.2012 33
3.4. Прогноз изменения мерзлотных условий при естественных колебаниях климата 36
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 39
Список использованной литературы 41
В районах вечной мерзлоты находится около 63% территории России (10,7 млн км2). При всем при этом северные регионы играют важную роль в экономике страны, так как именно здесь сосредоточено более 80% разведанных запасов нефти и около 70% природного газа. В связи с этим остро встает вопрос о транспортировке углеводородов в условиях Крайнего Севера. В процессе строительства и эксплуатации трубопроводных систем происходит вживление их техногенных элементов в естественную природную среду, которое самым непосредственным образом сказывается на динамике изменения мерзлотного слоя. Полуостров Ямал является стратегически важным нефтегазоносным регионом России. Вековая история изучения, разведки и освоения данного региона сделала его одним из наиболее перспективных районов добычи нефти и газа. На сегодняшний день разведанные и предварительно оцененные запасы газа здесь превышают ~ 16,5 трлн м3.
Однако, развитие месторождений требует параллельного развития инфраструктуры для полноценного функционирования системы нефте- и газодобычи. Поэтому, непременно следует прогнозировать взаимодействие газопровода и сопутствующих сооружений инфраструктуры с многолетнемерзлыми породами и оценивать его риски.
Целью данной работы является прогноз взаимодействия газопровода и сопутствующих сооружений инфраструктуры с многолетнемерзлыми породами на побережье Байдарацкой губы.
Основными задачами являются составление инженерно-геологических разрезов изучаемой территории, инженерно-геологические расчеты, необходимые для прокладки трубопровода, а также дальнейший прогноз взаимодействия газопровода, инфраструктуры с ММП.
Описываемый район относится к Северной геокриологической зоне или зоне практически сплошного распространения многолетнемерзлых пород. Мощность многолетнемерзлых пород в ряде мест превышает 150 м. Для береговой зоны Байдарацкой губы характерно сплошное распространение многолетнемерзлых пород практически на всех геоморфологических элементах. Наличие этих пород обусловило широкое распространение современных мерзлотных процессов. Среди них наиболее распространены термоабразия, сезонное протаивание грунтов, термокарст, термоэрозия и морозобойное растрескивание. Климат Байдарацкой губы — морской, арктический с низкими температурами воздуха, высокой влажностью и большой облачностью, малым количеством осадков, частыми туманами летом, штормами и метелями зимой. Он обусловлен географическим положением губы, особенностями атмосферной циркуляции и характером подстилающей поверхности. Географическое положение Байдарацкой губы и малые глубины создают благоприятные условия для формирования ледяного покрова, который существует в течение восьми - и десяти месяцев в году.
Основными отложениями исследуемой территории являются морские отложения лайды (mQIV), развитые вдоль побережья Карского моря, представленные супесчано-суглинистыми и глинистыми породами с прослоями пылеватых песков, отложения 1-ой морской террасы (mQIII), которые широко распространены по территории полуострова и представлены песками пылеватыми и суглинками и отложения 2-ой морской террасы (mQIII), которые представлены песками пылеватыми и суглинками.
Для настоящего исследования было необходимо выполнение следующих расчетов:
1. Нормативная глубина сезонного оттаивания в естественных условиях, значения которой для супесей составили 3.2 м, 3.75 м и 3.1 м, а для суглинков - 3 м.
2. Расчет ореола оттаивания вокруг подземного трубопровода, где:
2.1) для супесей глубина оттаивания грунта под центром трубы составляет 13.7 м, радиус ореола оттаивания составляет 5.55 м, а смещение центра ореола оттаивания по отношению к центру трубы составляет 2.2 м и глубина оттаивания грунта под центром трубы составляет 14.2 м, радиус ореола оттаивания составляет 5.85 м, а смещение центра ореола оттаивания по отношению к центру трубы составляет 2.4 м;
2.2) для суглинков в обоих случаях глубина оттаивания грунта под центром трубы составляет 14.7 м, радиус ореола оттаивания составляет 6.15 м, а смещение центра ореола оттаивания по отношению к центру трубы составляет 2.5 м.
3. Значение глубины оттаивания грунтов под сооружением в первом случае под серединой сооружения составил 8.2 м, а под краем сооружения - 5.5 м, а во втором случае глубина оттаивания грунта под серединой сооружения составила 14 м, а под краем сооружения - 7.2 м.
4. Используя формулу Пчелинцева А.М., были выполнены расчеты ориентировочной осадки при оттаивании. Первое значение осадки здания составило 0.6 см/м, второе - 0.9 см/м. Следовательно, были приведены рекомендации о способах строительства жилых и общественных зданий с сохранением грунтов основания в мерзлом состоянии, который выражается в заложении фундаментов в вечномерзлом грунте и устройство под зданием вентилируемых подполий или других охлаждающих систем. Этот способ обеспечивает надежность и долговечность сооружений, если одновременно предусматриваются мероприятия по ликвидации теплового воздействия на грунты основания близко расположенных зданий и сооружений. Также, данный способ имеет широко применение в северных районах области распространения вечной мерзлоты.
