Оценка инженерно-геологических условий проектирования внутрипромысловых автодорог в северных территориях ЯНАО (ТГАСУ, г. Томск)

Актуальность. Ямало-Ненецкого автономный округ – это крупнейшая углеводородная сырьевая база, поставляющая газ в объеме до 300–330 млрд м 3 /год и жидкие углеводороды до 10–15 млн т/год. Добыча минерального сырья сопровождается развитием инженерной инфраструктуры: кустовыми площадками, резервуарами хранения нефти, перекачивающими станциями и автомобильными дорогами, осуществляющими связь как внутри площадок, так и между ними. Район уникален по сложности инженерно-геологических условий за счет многолетнемерзлых грунтов с особо сложными геокриологическими условиями в верхней части разреза. Оценка существующих инженерно-геологических условий обустройства месторождений, а также неблагоприятных процессов, опасностей, рисков и воздействий на проектируемые, строящиеся и эксплуатируемые автомобильные дороги к кустовым площадкам, несомненно, актуальна.

Цель работы. Оценить инженерно-геологические условия проектирования, строительства и эксплуатации внутрипромысловых автомобильных дорог на примере Северо-Комсомольского месторождения.

Методы исследования. Изучение, анализ и обобщение материалов инженерно-геологических изысканий для подготовки проектной, рабочей документации по обустройству кустовой площадки № 11 Северо-Комсомольского месторождения, выполненных АО «ТомскНИПИнефть». Определение состава и физических свойств грунтов земляного полотна на образцах ненарушенной структуры, отобранных при оборудовании постов наблюдений, выполненных в лаборатории грунтоведения и механики грунтов кафедры ИГМСД ТГАСУ.

Результаты. Региональные особенности природных и инженерно-геологических условий территории ЯНАО показали, что при трассировании автомобильных дорог встречаются участки с твердомерзлыми грунтами и участки с полным или частичным отсутствием многолетнемерзлых грунтов. В первом случае проектирование земляного полотна предусматривает обеспечение поднятия верхнего горизонта многолетней мерзлоты не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги – это 1-й принцип проектирования. Во втором случае проектирование предусматривает предварительное оттаивание линз мерзлых грунтов и осушение дорожной полосы до возведения земляного полотна – 3-й принцип проектирования. При проектировании по 1-му принципу положение многолетнемерзлых грунтов в основании обеспечивают назначением соответствующей высоты насыпи при применении несцементированных дорожно-строительных материалов и устройством специальных прослоек из теплоизолирующих материалов с их теплотехническим расчетом (торфа, пенополистирола, твердомерзлых грунтов). Первый принцип предусматривает возведение земляного полотна только в зимний период. Для предотвращения деформации откосов насыпей рекомендуется устраивать бермы из торфа, закрепленного геосинтетическим материалом. Следует не допускать рекультивации земель в зоне строительства дороги во избежание эрозии почвенного покрова.

1. География Ямала // Правительство ЯНАО : [сайт]. URL: https://yanao.ru/region/obshchiesvedeniya/#geography (дата обращения: 24.10.2023).

2. СП 34.13330.2021. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02–85. Москва : Минстрой России, 2021. 151 с.

3. Ямало-Ненецкий автономный округ // Знание : Российское общество: [сайт]. URL: https://znanierussia.ru/articles/ (дата обращения: 24.10.2023).

4. Обустройство кустовой площадки № 11 Северо-Комсомольского месторождения : технический отчет по результатам инженерно-геологических изысканий для подготовки проектной, рабочей документации. АО «ТомскНИПИнефть». Томск, 2018. 258 с.

5. Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях / под ред. В.А. Кудрявцева. Москва : Изд-во МГУ, 1989. 143 с.

6. Геофизические методы исследования криолитозоны. Москва : Изд-во МГУ, 2007. 272 с.

7. Геокриология СССР. Западная Сибирь / под ред. Э.Д. Ершова [и др.]. Москва : Недра, 1989. 454 с.

8. СП 34.13330.2021. Свод правил. Автомобильные дороги. Актуализированная редакция СНиП 2.05.02–85*. Москва : Минстрой России, 2021. 151 с.

9. СП 115.13330.2016. Свод правил. Геофизика опасных природных воздействий. Москва : Минстрой России, 2016. 36 с.

10. СП 25.13330.2020. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. СНиП 2.02.04–88. Москва : Минстрой России, 2022. 153 с.

11. СП 86.13330.2022. СНиП III-42–80* Магистральные трубопроводы. Москва : Минстрой России, 2022. 147 с.

12. СП 313.1325800.2017. Дороги автомобильные в районах вечной мерзлоты. Правила проектирования и строительства. Москва : Минстрой, 2017. 133 с.

13. CП 131.13330.2020. Свод правил. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01–99*. Москва : Минрегион России, 2021. 116 с.

14. Методические рекомендации по проектированию и строительству земляного полотна в зоне вечной мерзлоты с использованием разрыхленных мерзлых грунтов, сохраняемых в мерзлом состоянии во время эксплуатации (для опытно-экспериментального строительства). Москва : Минтранс России, 2003. 31 с.

15. ГОСТ 10354–82. Пленка полиэтиленовая. Москва : Стандартинформ, 2007. 82 с.

16. Ашпиз Е.С., Хрусталев Л.Н., Ведерникова М.А., Емельянова Л.В. Использование синтетических теплоизоляторов для сохранения мерзлотных условий в основании железнодорожной насыпи // Криосфера Земли. 2008. Т. 12. № 2. С. 84–89.

17. Анализ температурного режима вечномерзлых грунтов оснований мостовых опор в условиях полигона на разъезде 15 и на мостах ж. д. линии Обская-Бованенково. Этап 1. Исследование охлаждающего влияния термоопор // Отчет о научно-исследовательской работе ОАО ЦНИИС, Центральная лаборатория инженерной теплофизики. Москва, 2010.