Начинается...

Проектирование и строительство оснований зданий нефтегазовых месторождений на вечномерзлых грунтах

Проектирование и строительство оснований зданий нефтегазовых месторождений на вечномерзлых грунтах

Снижение затрат и сроков проектирования и строительства оснований зданий УКПГ (установка комплексной подготовки газа), ЦПС (центральный пункт сбора нефти) и ОБП (опорная база промысла) на вечномерзлых грунтах является актуальной проблемой при обустройстве нефтегазовых месторождений. Сократить стоимость и сроки строительства оснований на вечномерзлых грунтах возможно при применении систем замораживания и температурной стабилизации грунтов (ТСГ).

В качестве таких систем ТСГ применяются горизонтальная естественно-действующая система «ГЕТ» (рис. 1) и вертикальная естественно-действующая система «ВЕТ» (рис. 2).

Система «ГЕТ» (горизонтальная естественнодействующая трубчатая)

Рис. 1. Система «ГЕТ» (горизонтальная естественнодействующая трубчатая)

Система «ВЕТ» вертикальная (естественнодействующая трубчатая)

Рис. 2. Система «ВЕТ» вертикальная (естественнодействующая трубчатая)

Сокращение стоимости и сроков строительства оснований достигается за счет:

  1. Применения зданий и сооружений с полами по грунту.
  2. Применения сблокированных зданий с шириной до 108 м.

Рассмотрим каждый этап.

Применение зданий с полами по грунту снижает стоимость строительно-монтажных работ за счет:

  • использования серийных каркасов зданий;
  • уменьшения количества свай;
  • исключения балочного перекрытия проветриваемого подполья;
  • уменьшения длины свай, за счет исключения надземной части и снижения нагрузок на сваи;
  • исключения пандусов и сокращение площади застройки;
  • применения металлических свай из стали 10–20 вместо 09Г2С;
  • снижения объемов работ по утилизации после завершения срока эксплуатации.

Процесс проектирования оснований зданий с применением систем ТСГ состоит в следующем. Первоначально задаются размеры фундаментов (для свай – количество, диаметр и глубина заложения сваи) и температура вечномерзлых грунтов, которая обеспечивает требуемую несущую способность фундаментов. Требуемую температуру грунтов должны обеспечить системы ТСГ.

При этом целесообразно перевести грунты в твердомерзлое состояние для отсутствия деформаций фундаментов и полов. Производятся проверочные расчеты, в результате которых определяются окончательные размеры фундаментов, температура вечномерзлых грунтов и характеристики систем температурной стабилизации грунтов.

Применение сблокированных зданий с шириной до 108 м с полами по грунту приводит к значительному сокращению площади застройки, поэтому дополнительно сокращаются затраты на возведение насыпи, устройство инженерных коммуникаций, а также на разработку и рекультивацию карьеров, уменьшения экологического воздействия и экологических платежей. Кроме того, значительно сокращаются эксплуатационные затраты на содержание и отопление зданий (рис. 3 и 4).

Пример оптимизации ГП для площадке ОБП. Вар. 2 - Традиционный

Рис. 3. Пример оптимизации ГП для площадке ОБП. Вар. 2 - Традиционный

Пример оптимизации ГП для площадке ОБП. Вар. 2 - Оптимизированный

Рис. 4. Пример оптимизации ГП для площадке ОБП. Вар. 2 - Оптимизированный

Преимущества ОБП с укрупненными объектами:

  • Снижение площади генплана и отсыпки грунта.
  • Уменьшение площади внутриплощадочных дорог и технических проездов.
  • Сокращение протяженности инженерных сетей: теплоснабжения, водоснабжения, канализации, электросетей.
  • Снижение затрат на отопление.

Экономический эффект от применения оснований с системами температурной стабилизации «ГЕТ» и полами по грунту рассмотрим на примере пяти зданий ОБП (табл. 1). В качестве аналога принято проветриваемое подполье. Экономия расходов на строительство оснований включает в себя разницу капитальных затрат, и составила 124,68 млн. руб.

Таблица. 1. Сравнительная таблица затрат на строительство оснований каркасных зданий

Таким образом применение сблокированных зданий с полами по грунту и системами «ГЕТ» в основании позволило снизить затраты более чем на 62%.

Строительство оснований с системами «ГЕТ» и «ВЕТ» производится следующим образом:

  • Первоначально целесообразно выполнить насыпь под укладку систем температурной стабилизации грунтов с послойным уплотнением грунтов до отметки укладки систем. Если насыпь выполнена на проектную отметку, то производиться устройство котлована. При устройстве котлована в летнее время необходимо предусмотреть мероприятия по водоотливу для исключения затопления котлована.
  • Производиться установка свай с вывозом выбуренного грунта.
  • Параллельно после установки 50% свай и планировки поверхности грунта начинаются работы по устройству систем ТСГ.
  • После монтажа систем и проверки на герметичность производится засыпка систем с послойным уплотнением, укладка тепло- и гидроизоляции и засыпка до уровня устройства ростверков.
  • После монтажа ростверков производиться подсыпка до уровня укладки полов.

Ориентировочное время монтажа одной системы около 3 дней, работы ведутся параллельно с возведением здания. Предлагаемый метод проектирования и строительства применен при обустройстве Самбургского, Ванкорского, Бованенковского и других месторождений.

Сблокированные здания с применением систем. Ванкорское месторождение

Рис. 5. Сблокированные здания с применением систем. Ванкорское месторождение

Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Бованенковское месторождение

Рис. 6. Сблокированные здания с применением систем ГЕТ. Бованенковское месторождение

Все это должно быть учтено на ранних этапах проектирования, в т.ч. на стадии генплана. Важнейшую роль при этом играет проектный институт. Именно от специалистов генпроектной организации зависит – будут ли получены описанные выгоды заказчиком или нет.

Скачать статью в формате pdf →

625014, Тюмень,
ул. Новаторов, д. 12А
☎ +7 (3452) 27-11-25
fsa@npo-fsa.ru
www.npo-fsa.ru


Читайте также: