СОБЫТИЯ

15-я Международная выставка «НЕФТЬ И ГАЗ»/MIOGE 2018 – ведущая в России выставка нефтегазового оборудования и технологий

Приглашаем Вас посетить 15-ю Международную выставку «НЕФТЬ И ГАЗ» / MIOGE 2018, которая состоится: 18-21 июня 2018 года на самой современной площадке Москвы — в МВЦ «Крокус Экспо». Прямой переход от ст. м. Мякинино в ...

9002 NC, 9100 XXI - Новинки для защиты сварщика

Возвращение легенды Компания «Техноавиа» представляет 2 новые модели сварочных щитков Speedglas® от мирового производителя СИЗ компании ЗМ - щиток 9002 NC с новым светофильтром и модель 9100XXI, которая является одной из лучших для ...

СтройТрансНефтеГаз, Глобалстрой-Инжининринг и Межрегионтрубопроводстрой примут участие в конференции «Нефтегазстрой-2018»

31 мая 2018 года по адресу: Москва, улица Тверская, 22, отель InterContinental, состоится восьмая ежегодная конференция «Строительство в нефтегазовом комплексе» (Нефтегазстрой-2018). На конференции рассматриваются тенденции в ...

Делегация компании Газпром нефть примет участие в конференции «Нефтегазстрой-2018»

31 мая 2018 года по адресу: Москва, улица Тверская, 22, отель InterContinental, состоится восьмая ежегодная конференция «Строительство в нефтегазовом комплексе» (Нефтегазстрой-2018). На конференции рассматриваются тенденции в ...

ННФ-2018: инновации, стартапы, импортозамещение и трансфер технологий

Трансфер технологий «наука – бизнес», внедрение инновационных разработок и стартапов, а также вопросы импортозамещения и локализации производств в нефтегазовой отрасли станут одними из ключевых тем деловой программы Национального ...

ОАО «Нью Граунд». Строительство искусственного острова в акватории Камского водохранилища

СТАРЦЕВ Ю. Г., генеральный директор ОАО «Нью Граунд»

ПОНОМАРЁВ А. А., руководитель представительства ОАО «Нью Граунд» в Тюменской области

ЗУЕВ С. С., ведущий специалист, член РОМГГиФ

МАКОВЕЦКИЙ О. А., к.т.н., член РОМГГиФ, доцент кафедры «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ, Пермь

 

Новым перспективным направлением продвижения разведки нефтяных месторождений является северная часть Пермского края, район Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей. Но разведывательные работы связаны с достаточно серьёзными трудностями, поскольку приемлемые для исследования площадки находятся в пойменной части реки Камы и освоение их является весьма сложной инженерной задачей. В этой статье вашему вниманию предложен опыт инженерной подготовки одной из таких площадок.

В административном отношении территория расположена в Пермском крае на землях г. Березники в 5 км от южной границы города. Поверхность участка ровная, абсолютные отметки изменяются в пределах от 106,69 до 107,94 м.

 

Рис. 1. Схема строительства острова

 

Для обустройства площадки необходимо было построить: искусственный остров из намывного песка размером 250 × 220 м с абсолютной отметкой поверхности 110,3 м; переходную дамбу длиной 727 м и шириной 15,0 м и проложить около 5 км технологической дороги. Общая площадь технологической площадки составляет 54430 м2, выполнены на ней земляные сооружения (насыпи из песка) общим объёмом 504000 тонн.

Инженерно-геологические условия площадки следующие: в геоморфологическом отношении участок приурочен к затопляемой левобережной террасе р. Камы и расположен в акватории Камского водохранилища.

 

Рис. 2. Сверху вниз: ИГЭ (инженерно-геологические элементы) 1в – ил супесчаный (мощность 0,50–0,70 м); ИГЭ 1 – торф сильно разложившийся, насыщенный водой (мощность 0,5–4,5 м, модуль общих деформаций Е = 0,15 МПа); ИГЭ 3 – глина мягкопластичная с примесью органических веществ (мощность 0–2,0 м, модуль общих деформаций Е = 10,0 МПа); ИГЭ 5 – песок средней крупности (вскрытая мощность 7,0–9,3 м)

 

В пределах площадки (в интервале отметок от 107,42 до 106,06 м) развиты специфические слабые грунты (торфы и илы) суммарной мощностью 0,70–7,0 метра.

Подземные воды на период изысканий (февраль – март 2011 г.) вскрыты на глубине 0,50–1,00 м (абсолютные отметки от 106,38 до 106,67 м). В периоды наивысшего подъёма уровня воды в Камском водохранилище участок затапливается (фото 1). Обеспечение технологических требований по размещению бурового оборудования на площадке с такими геологическими характеристиками без искусственного уплотнения грунтов практически невозможно. Осадка слоя органоминерального грунта в естественных условиях под слоем песчаной насыпи по расчёту происходила бы в течение 35–45 лет и достигла толщины 120–150 сантиметров.

Для обеспечения приемлемых величин осадки и сроков уплотнения торфов (исходя из опыта работы с подобным типом грунта в г. Москве [1]; г. Санкт-Петербурге [2]), была предложена методика закрепления грунта основания по технологии струйной цементации Jet grouting по двухкомпонентной схеме Jet-2. Данная технология основана на использовании энергии высоконапорной струи цементного раствора для перемешивания природного грунта с частичным его замещением цементным раствором (фото 2, рис. 3).

Подача струй цементного раствора и сжатого воздуха осуществляется одновременно, что позволяет увеличить радиус воздействия разрушающей струи.

 

Фото 2. Струя под давлением 450 атм.   Рис. 3. Схема струйной цементации

 

В связи с тем, что торфы имеют кислую среду, для качественного закрепления грунта предусмотрен его предварительный вымыв (размыв). Производство работ по закреплению включает следующие операции: бурение технологических скважин до нижней отметки закрепления с размывом грунта (при этом контролируется реальная мощность торфа) и подъём бурового инструмента с закреплением грунта в проектном интервале. Расход цемента в случае работы с торфами составляет 700 кг на 1 м3 закреплённого грунта. При этом в нём необходимо сформировать колонну диаметром 1100–1200 мм, что подтверждают эксперименты на опытных участках. Характеристики закреплённого торфа следующие: прочность на одноосное сжатие Rсж = 0,7 МПа; модуль деформации Е = 70,0 МПа.

 

Рис. 4. План скважин

 

Конструктивно закрепление выполняют путём устройства геомассива, состоящего из грунта естественного сложения и армирующих элементов, расположенных по сетке шагом 1,8 × 1,8 м (рис. 4, 5). В этом случае геомассив рассматривают как композитный конструкционный материал с приведёнными деформационными характеристиками – модуль общих деформаций Е = 24,0 МПа. Прогнозируемая осадка основания в данном случае составляет 1,0–3,0 сантиметра.

Преимущество предлагаемого метода –  достаточная оперативность его реализации, поскольку основной необходимый строительный материал только цемент, правда, в значительных количествах – до 20000 тонн. При этом пиковая поставка в сутки – не более 300 тонн. Общий объём закреплённого грунта (болота I и II типов) составил 109700 м3. Работы на площадке начались в феврале 2011 года. Одновременно на площадке были задействованы от трёх до шести комплексов для струйной цементации грунта, включая буровую машину TWS 1400 RAPTOR (фото 3), компрессор Atlas Copco и агрегаты подготовки и подачи раствора – силос 30 т, миксерная станция TWM 20 и насос высокого давления TW 400/S. Обеспечение агрегатов электроэнергией осуществлялось от автономного дизель-генератора. Работы велись непрерывно в три смены и были закончены в ноябре 2011 года.

 

Фото 4. Контрольная свая Д=1200 мм  Рис. 6. Схема отбора кернов

 

В период производства работ специалисты постоянно вели контроль качества закрепления грунтов. Сплошность массива проверяли контрольным бурением с отбором кернов (фото 4, рис. 6). Независимая лаборатория Горного института Уральского отделения РАН проводила испытания образцов закреплённого грунта по стандартной методике определения предела прочности и модуля деформации материала. По результатам испытаний прочность на сжатие образцов составляет Rсж = 0,8–5,0 МПа, модуль общих деформаций Е = 100–170 МПа, что подтверждает проектные данные.

Параллельно с закреплением слабых грунтов шла работа по подготовке поверхности песчаной насыпи искусственного острова и автомобильной дороги (фото 5, 6).

 

Фото 5. До начала работ Фото 6. Результат работ

 

Фото 7. Подъездная дорога в процессе строительства Фот 8. Построенная дорога

 

В сентябре 2011 г. началось разведочное бурение, а в декабре получены первые данные о запасах месторождения (фото 9, 10).

 

Фото 9. Монтаж нефтедобывающего оборудования Фото 10. Добыча первой нефти

 

Опыт проведённых работ на объекте показывает, что применение струйной технологии закрепления слабых грунтов (торфов) позволяет успешно осваивать даже самые сложные площадки, и может быть применён для дальнейшего внедрения при разведке и обустройстве нефтяных месторождений.

 

Библиографический список

1. Маковецкий О. А., Зуев С. С. Опыт армирования слабых грунтов в основании фундаментных плит с применением струйной геотехнологии // Международная конференция по геотехнике. Москва, 7–10 июня 2010 г.

2. Богов С. Г., Зуев С. С. Опыт применения струйной технологии для закрепления слабых грунтов при реконструкции здания по ул. Почтамтской в г. Санкт-Петербурге // Конференция, посвящённая 100-летию со дня рождения Долматова Б. И. Санкт-Петербург, 2010 г.

 

614081, г. Пермь, ул. Кронштадтская, 35

Тел: (342) 244-72-22, 244-71-40

Факс: (342) 244-70-51

Эл. почта: office@new-ground.ru

www.new-ground.ru

НГС№3(16) 2014 г.


Категория статьи: Нефтегазсервис

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика