Глава 1. Опыт и перспективы использования методов замораживания гидротехнических сооружений

Инженерная школа

 

Кафедра гидротехники, теории зданий и сооружений

 

 

ОТЧЕТ

по производственной практике

(научно-исследовательская работа)

 

Тема: «Замораживание грунтовых оснований гидротехнических сооружений в арктических условиях»

 

Строительство»,

Магистерская программа

«Морские гидротехнические сооружения и сооружения водных путей»

 

	Студент гр. М3119а Гриб Н.С . (шифр)(подпись)
	Проверил к.т.н., доцент Сабодаш О.А______________________
	Оценка _________________________     «_____» ________________ 201 г.

 

Г. Владивосток

2018

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………….3

2. Глава 1. Опыт и перспективы использования методов замораживания гидротехнических сооружений…………………………………………....7

3. Классификация методов замораживания грунтов в арктических условиях…………...……………………………………………………..…7

4. Область применения методов замораживания в зависимости от назначения сооружения и свойств окружающего грунта……………...15

5. Выводы по I главе………………….……………………………………..19

 

Введение

В последние годы Арктика приобретает статус одной из ключевых экономических зон, к ней растет внимание, как России, так и других государств.

Запасы топливно-энергетических ресурсов арктической части России составляют более 1,6 триллиона тонн в нефтяном эквиваленте, а континентальный шельф содержит около четверти шельфовых запасов углеводородного сырья в мире. Помимо углеводородов в районе Норильска Россия добывает металлы платиновой группы. Также на Арктическую зону приходится подавляющая часть добычи никеля и кобальта. Инвестиции одной лишь «Роснефти» в данный регион в ближайшие 20-25 лет могут составить 500 миллиардов долларов.

На сегодняшний день существует «Стратегия развития морской портовой инфраструктуры России до 2030 года».

Стратегия представляет собой элемент единой иерархической системы стратегического планирования транспортной отрасли и экономики страны в целом. Стратегия является инструментом государственного управления в сфере портового хозяйства. Впервые разработан документ, определяющий основы долгосрочного развития морских портов.

Основной целью разработки документа является удовлетворение потребностей российской экономики, внешней торговли и населения в перевалке грузов и обеспечении безопасности мореплавания в морских портах и на подходах к ним путем формирования инновационной инфраструктуры морских портов, интеграции их в транспортные узлы при стимулирующей роли государства по их комплексному развитию.

Морские порты Российской Федерации имеют стратегическое значение для развития народно-хозяйственного комплекса Российской Федерации, обеспечения экспортных потребностей Российской Федерации. Для соответствия торговым и транспортным потребностям страны морские порты России должны предоставлять конкурентоспособную на международном уровне портовую инфраструктуру и оказывать качественные услуги в кратко-, средне- и долгосрочной перспективе.

Основными задачами арктических портов и перегрузочных комплексов в настоящее время и в перспективе являются:

• экспорт углеводородов и продукции горнодобывающей промышленности, обеспечение освоения и эксплуатации нефтегазовых месторождений, включая шельфовые;

• обеспечение арктического транзита и обслуживание судов, работающих на трассах СМП;

• обеспечение жизнедеятельности и развития арктических субъектов РФ, их внешнеторговых связей и туризма.

В настоящее время работа большинства арктических портов убыточна. На модернизацию технического оборудования портов в последние два десятилетия практически не выделялось средств. Причальные сооружения требуют капитального ремонта и реконструкции. Необходимо дноуглубление для приема современных судов.

К примеру, порт Тикси, являющийся базовым портом Республики Саха, ранее перегружавший свыше 800 тыс. тонн грузов в год, в 2010 году переработал всего 8 тыс. тонн и сократил численность персонала до 18 человек.

Сложные климатические условия Арктики, характеризующиеся неустойчивыми грунтами и течением подземных, вод также подталкивают к использованию наиболее передовых способов строительства. Искусственное замораживание – это наиболее универсальный, перспективный и надежный способ повышения прочности грунтов.

Для искусственного замораживания грунтов используются холодильные машины различной конструкции и производительности, применяемые и в других отраслях промышленности, основанные на принципе испарения жидкостей (аммиак, углекислота, фреон и др.).

Наибольшее распространение искусственное замораживание талых и мерзлых грунтов охлаждающими устройствами получило на крайнем севере в условиях вечной мерзлоты. Термостабилизация позволит решить проблему растепления многолетнемерзлотных грунтов под зданиями и сооружениями для предотвращения просадки и разрушения фундаментов.

Степень разработанности темы исследования:

Замораживание грунтов ведет начало от естественного замораживания, известного в мировой горно-строительной практике под названием сибирского способа, описанного Александром Шренком в 1837 году. В России естественное замораживание грунтов применялось в Сибири для проходки шуров на золото.

Искусственное замораживание грунтов предложено французским ученым Мишо в 1852 году, однако промышленное использование способа относится к 1883 году (рудник «Арчибальд» в Магдебургском округе).

Кроме того, большое количество работ было посвящено изучению методов усиления грунтов при помощи искусственного замораживания, таких авторов, как: Кузина А.В., Шуплик М.Н., Борисенко В.Н., Вабищевич П.Н., Васильева М.В. и т.д.

В связи с выше приведенными данными, в исследовании ставится следующие цель и задачи:

Цель исследования: Разработка технологии замораживания грунтовых оснований гидротехнических сооружений в арктических условиях.

Задачи:

1. Выполнить обзор источников в области технологии замораживания грунтов;

2. Определить область применения метода замораживания в зависимости от назначения сооружений и свойств окружающего грунта;

3. Определить зависимость назначаемых параметров метода замораживания от свойств грунта и особенностей конструкции сооружения;

4. Разработать рекомендации к технологии замораживания грунта при возведении гидротехнических сооружений различного назначения в условиях Арктики.

Научная новизна:

Определение параметров метода замораживания грунта в зависимости от свойств грунта и конструктивного решения сооружения.

Теоретическая и практическая значимость исследования:

Теоретическая значимость заключается в обосновании назначения параметров метода замораживания грунта. Практическая ценность состоит в возможности использования предложенных рекомендаций при проектировании процесса замораживания оснований сооружений.

Методология и методы исследования:

Теоретическую основу исследования составляют работы в области изучения оболочечных конструкций, технологий замораживания грунтов.

В ходе исследования в рамках данной работы применялись различные методы: логический анализ, эксперимент, метод наблюдения, метод сравнения, метод моделирования.

 

Глава 1. Опыт и перспективы использования методов замораживания гидротехнических сооружений