Прогноз взаимодействия газопровода и сопутствующих сооружений инфраструктуры с многолетнемерзлыми породами на побережье Байдарацкой губы

В данной работе представлен прогноз взаимодействия газопровода и сопутствующих сооружений инфраструктуры с многолетнемерзлыми породами на побережье Байдарацкой губы полуострова Ямал. Для береговой зоны Байдарацкой губы характерно сплошное распространение многолетнемерзлых пород практически на всех геоморфологических элементах. Наличие этих пород обусловило широкое распространение современных мерзлотных процессов. В работе представлены следующие расчеты, необходимые для составления прогноза и заключений: расчет нормативной глубины сезонного оттаивания, расчет ореола оттаивания вокруг подземного трубопровода, расчет глубины оттаивания грунтов под сооружением, а также прогноз изменения мерзлотных условий при естественных колебаниях климата.

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

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.

1. Баду Ю. Б. Основы концепции субаквального криолитогенеза морских отложений
газоносных структур полуострова Ямал // Криосфера Земли. – 2017. – Т. 21, № 6. – С.
76-84.
2. Баду Ю. Б. Геологическое строение криогенной толщи севера Западной Сибири //
Инженерная геология. – М. : ПНИИС, 2011. – № 1. – С. 40-56.
3. Бирюков В. Ю., Ермолов А. А., Огородов С. А. Рельеф дна Байдарацкой губы
Карского моря // Вестник Московского университета. Серия 5: География. – 2008. –
№ 3. – С. 80-84.
4. Бирюков В.Ю., Совершаев В.А. Геоморфология дна Карского моря // Динамика
арктических побережий России / Под ред. В.И. Соломатина и др. – М., 1998. – С. 102-
115.
5. Герман Е.В., Кисляков В.Н., Рейнин И.В. Геология и геоморфология п-ва Ямал –
нового района перспективного для поисков нефти и газа. // Геология и
нефтегазоносность севера Западной Сибири. Труды ВНИГРИ, 1963. – С. 311-329.
6. Инженерная геология СССР. В 8-ми томах. Т.2. Западная Сибирь. Под ред.
Е.М.Сергеева. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1976. – 476 с.
7. Инженерное мерзлотоведение: Методические указания к лабораторным работам //
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Сост.: В.А. Усов, Т.Н.
Николаева. – СПб, 2013. – 51 с.
8. Камалов А. М., Огородов С. А., Бирюков В. Ю. и др. Морфолитодинамика берегов и
дна Байдарацкой губы на трассе перехода магистральными газопроводами //
Криосфера Земли. – 2006. – Т. 10, № 3. – С. 3-14.
9. Миронюк С.Г. Оценка экологических последствий строительства и эксплуатации
подводного перехода магистрального газопровода через Байдарацкую губу (Карское
море) // Арктика: экология и экономика. – 2014. – №3 – С. 72-78.
10. Немцев Е.С. Геокриологические условия побережья на участках перехода газопровода
«ЯМАЛ-ЦЕНТР» через Байдарацкую губу. // Вестник института геологии Коми
научного центра Уральского отделения РАН, 2006. – С. 12-13.
11. Петров С. Ю., Коннов А. Г., Червяков Р. В., Петрова М. Н. и др. Государственная
геологическая карта Российской Федерации масштаба 1 : 200 000 (издание второе).
Серия Полярно-Уральская. Листы 42-XXV,XXVI (Яры). Объяснительная записка. –
СПб. : Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2018. – 149 с.
12. Попов А.И. О субмаринном типе криодиагенеза // Инж. геология, 1991. – № 6. – С. 49-
55.
13. Природные условия Байдарацкой губы: Основные результаты исследований для
строительства подводного перехода системы магистральных газопроводов Ямал-
Центр. – М. : ГЕОС, 1997. – 432 с.
14. Трофимов В. Т., Баду Ю. Б., Кудряшов В. Г., Фирсов Н. Г. Полуостров Ямал
(Инженерно – геологический очерк). – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1975. – 278 с.
15. Учебник: География ЯНАО. Природа, население, хозяйство, экология. 8-9 класс.
Учебное пособие для общеобразовательных учреждений // В.М. Калинин, В.В. Козин,
С.И. Ларин, под редакцией к. г. н. С.И. Ларина. – Тюмень: ТГУ, 2001. – 327 с.
16. Физико-механическиесвойствамерзлыхпород:Методическиеуказанияк
лабораторнымработам//Национальныйминерально-сырьевойуниверситет
«Горный». Сост.: Т.Н. Николаева, В.А. Усов. – СПб, 2013. – 52 с.
17. ГОСТ 20522-96 Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний
[Электронный ресурс]: Электронный фонд правовой и нормативно – технической
документации. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200000431. (дата обращения
18.03.2020)
18. Как строят подводные газопроводы [Электронный ресурс]: Информаторий Газпром.
URL: http://www.gazprominfo.ru/articles/undersea-tubes/ (дата обращения 10.04.2020)
19. Карта Ямало-Ненецкого автономного округа с городами и поселками [Электронный
ресурс]: Карта России с городами. URL: https://maps-rf.ru/jamalo-neneckij-ao/ (дата
обращения 03.12.2019)
20. Распространение многолетнемерзлых пород на территории России [Электронный
ресурс]: Ледники и снежники России. URL: http://protown.ru/information/hide/2834.html
(дата обращения 16.01.2020)
21. Рекомендации по применению способа стабилизации вечномерзлых грунтов в
основании зданий [Электронный ресурс]: Электронный фонд правовой и нормативно
– технической документации. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200085645 (дата
обращения 21.04.2020)