Исследование влияния криогелей на проведение работ по укреплению грунта при строительстве и реконструкции трубопроводов в условиях Крайнего Севера

Повышение прочностных характеристик грунта откосов и днищ траншей при строительстве и реконструкции трубопроводов в условиях Крайнего Севера. В процессе исследования проводились: анализ существующих методов укрепления грунта, лабораторные испытания прочностных характеристик суглинистого грунта, расчет трубопровода на прочность и устойчивость, Анализ напряженно-деформированного состояния трубопровода в программном комплексе ANSYS.

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………… 16

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ……………………………………………………………………….. 19

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ……………………………………………………………………… 24

2.1. Распространение вечномерзлых грунтов на территории России ………….. 24

2.2. Общие положения и особенности вечномерзлых грунтов ……………………. 25

2.3. Процессы, происходящие в слое сезонного промерзания и оттаивания .. 27

2.6. Основные способы сооружения трубопроводов ………………………………….. 29

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………………………………. 31

3.1 Характеристика района производства работ ………………………………………… 31

3.1.1 Географическая характеристика района строительства …………………… 32

3.1.2 Рельеф местности ………………………………………………………………………….. 32

3.1.3 Инженерно-геологические условия ………………………………………………… 33

3.1.4 Геологические процессы и явления ………………………………………………… 34

3.1.5 Климатическая характеристика ……………………………………………………… 37

3.2. Лабораторные испытания …………………………………………………………………… 39

3.3 Проверка прочности и устойчивости трубопровода ……………………………… 43

3.4. Схема закрепления грунтового основания трубопровода криогелем ……. 49

3.5 Анализ напряженно-деформированного состояния трубопровода в
программном комплексе ANSYS ………………………………………………………………. 51

4. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И ……. 61

4. 1 Расчет продолжительности работ по укреплению грунта откосов и днищ
траншей при строительстве и реконструкции трубопроводов ……………………. 62

4. 1. 1 Срок укрепления грунта методом цементации ……………………………… 62

4. 1. 2 Расчет продолжительности работ по укреплению грунта криогелем 62
4. 2 Расчёт стоимости проведения работ по укреплению грунта методом
цементации ………………………………………………………………………………………………. 63

4. 2. 1 Расчет стоимости материалов для укрепления грунта методом
цементации ……………………………………………………………………………………………. 64

4. 2. 2 Расчет амортизационных отчислений по методу цементации ……….. 65

4. 2. 3 Расчет заработной платы по методу цементации ………………………….. 66

4. 2. 4 Расчет отчислений во внебюджетные фонды (страховые отчисления)
по методу цементирования …………………………………………………………………….. 67

4. 2. 5 Затраты на проведение организационно-технического мероприятия
по методу цементации ……………………………………………………………………………. 68

4. 3 Расчёт стоимости проведения работ по укреплению грунта с
использованием криогеля …………………………………………………………………………. 69

4. 3. 1 Расчет стоимости материалов для укрепления грунта криогелем. …. 70

4. 3. 2 Расчет амортизационных отчислений по методу укрепления грунта
криогелем………………………………………………………………………………………………. 71

4. 3. 3 Расчет заработной платы по методу укрепления грунта криогелем .. 72

4. 3. 4 Расчет отчислений во внебюджетные фонды (страховые отчисления)
по методу укрепления грунта криогелем ………………………………………………… 73

4. 3. 5 Затраты на проведение организационно-технического мероприятия
по методу укрепления грунта криогелем ………………………………………………… 74

5. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ УКРЕПЛЕНИИ ГРУНТА
ОТКОСОВ И ДНИЩ ТРАНШЕЙ ТРУБОПРОВОДА В УСЛОВИЯХ
КРАЙНЕГО СЕВЕРА …………………………………………………………………………….. 76

5. 1 Профессиональная и социальная безопасность …………………………………… 76

5.1.1 Анализ вредных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению ……………………………………………………………… 78
5.1.2 Анализ опасных производственных факторов и обоснование
мероприятий по их устранению ……………………………………………………………… 80

5.2 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 84

5. 3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………. 85

5.4 Законодательное регулирование проектных решений ………………………….. 88

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А

По результатам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
В зонах распространения вечномерзлых грунтов сосредоточены более 80
% запасов нефти, и 70 % газа.
Строительство в сложных природно-климатических условиях нарушает
естественный температурный режим грунта, что впоследствии приводит
процессам осложняющих надежную эксплуатацию промышленных объектов.
Существующие способы закрепления трубопроводов, трудоемкие и
требует значительных капиталовложений, а также при циклах промерзании-
оттаивании материалы разрушаются и практически не применяется.
Рассмотренный криогель, на основе поливинилого спирта обладает
хорошей адгезией с грунтом и низким коэффициентом теплопроводности, что
является значительным преимуществом перед остальными материалами
используемые в низких температурах.
Предварительное построение модели в программном комплексе Ansys
показывает улучшения напряженно-деформированного состояния
трубопровода, что говорит, о перспективе применения криогеля для закрепления
слабых грунтовых оснований, которые могут облодать улучшенными
механическими свойствами. Стоит заметить, что данная модель не дает полной
картины взаимодействия криогеля с грунтом и требует более детального
исследования схемы закрепления трубопровода с учетом всех физико-
механических свойств грунта.