Результаты сравнения геокриологического мониторинга систем температурной стабилизации грунтов оснований различных производителей (Волкова Е.В., ООО НПО «Фундаментстройаркос»)

На Ванкорском месторождении для температурной стабилизации, замораживания талых и охлаждения пластично-мерзлых грунтов широко используются охлаждающие устройства различных производителей. В качестве примера рассматриваются объекты: Жилой вахтовый комплекс (ЖВК) на 850 человек и Парк хим. реагентов. На объекте ЖВК установлены термостабилизаторы (ТК) ООО НПО «Фундаментстройаркос», на объекте Парк хим. реагентов - стабилизаторы пластично-мерзлых грунтов (СПМГ) ФГУП ПИИ «Фундаментпроект». ТК и СПМГ установлены в проветриваемых подпольях под зданиями и резервуарами. В таблице 1 приведено количество ТК и СПМГ рассматриваемых объектов.

Таблица 1 - Количество ТК и СПМГ рассматриваемых объектов 

В феврале 2011 г. на Ван­корском месторождении спе­циалисты ООО НПО «Фунда­ментстройаркос» выполнили обследование работоспособ­ности охлаждающих устройств производства ООО НПО «Фун­даментстройаркос» и ФГУП ПИИ «Фундаментпроект». Об­следование проводилось с по­мощью метода тепловизионной диагностики с помощью тепло­визора на основании разности температур между оребренной частью термостабилизатора и окружающим воздухом. По результатам тепловизи­онной съемки при первоначально похожих условиях и технических решениях на объектах ЖВК на 850 человек и Парк хим. реагентов можно оценить совместную работу ТК, СПМГ и проветриваемых подполий (см. рис. 1).

 

Рисунок 1 - Тепловизионная съемка на объектах ЖВК на 850 человек Поз. 1 /3 и Парк хим. реагентов №2

Из рисунка видно, что на ЖВК Поз. 1/3 в результате тепловизионной съемки было отснято 6 ТК и все оказались рабочими. На объекте Парк хим. рагентов №2 поз.66/2 было отснято 4 СПМГ, из них 1 не работает и 3 частично работают. Результа­ты по тепловизионной съемке СПМГ на других позициях объ­екта Парк хим. реагентов так­же выявили большое количе­ство частично неработающих СПМГ и несколько полностью неработающих СПМГ. Схемы расстановки тер­мостабилизаторов марки ТК и СПМГ приведены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Схемы расстановки термостабилизаторов ТК и СПМГ на объектах ЖВК на 850 человек Поз. 1/3 и Парк хим. Реагентов.

 

Рисунок 3 - Общий вид объекта "Жилой вахтовый комплекс на 850 человек" 

Как видно из схем на рисунке 2, термостаби­лизаторы марки ТК установле­ны с шагом 3x3 метра, а термостабилизаторы марки СПМГ попарно у каждой сваи. Для того чтобы показать как ТК и СПМГ совместно с проветриваемым подпольем произвели охлаждение грунтов оснований в течение зимнего периода 2010-2011 г., рассмотрим данные геокриологического мониторинга грунтов оснований нескольких объектов, приведенных в таблице 1.

На рис. 4 - 11 приведены фото объектов, схемы расположения термометрических труб, инженерно-геологические условия и значения температур грунтов оснований на начало и окончание замеров объектов ЖВК с установленными термостабилизаторами марки ТК. На графиках приводятся только замеры температур грунтов по нескольким объектам ЖВК, т. к. температуры грунтов по другим объектам одинаковы по значениям. Полученные значения температурного режима грунтов основания объектов ЖВК подтверждают результаты тепловизионной съемки, свидетельствующие о работоспособности термостабилизаторов марки ТК. Из приведенных данных видно, что термостабилизаторы, работая в проектном режиме, совместно с проветриваемыми подпольями, произвели замораживание грунтов оснований всех рассматриваемых объектов, и температура грунтов на глубине с 4-го по 10-й метр понизилась на 2 - 4 градуса.

Рисунок 4 - Корпус общежития № 3 Поз. 1/3 ЖВК на 850 человек: фото, схема и разрез грунта
 
 

Рисунок 5 - Температуры грунтов оснований в тремометрических трубах на объекте Корпус общежития № 3 Поз. 1/3 ЖВК на 850 человек

 

Рисунок 6 - Корпус общежития № 4 Поз. 1/4 ЖВК на 850 человек: фото, схема и разрез грунта

 

Рисунок 7 - Температура грунтов оснований в термометрических трубах на объекте Корпус общежития № 4 Поз. 1/4 ЖВК на 850 человек

 

 

Рисунок 8 - Корпус офисных служб Поз. 1/6 ЖВК на 850 человек: фото, схема и разрез грунта

 

Рисунок 9 - Температура грунтов оснований в термометрических трубах на объекте Корпус общежития № 4 Поз. 1/6 ЖВК на 850 человек

 

Рисунок 10 - Главный корпус Поз. 1/8 ЖВК на 850 человек: фото, схема и разрез грунта

 

Рисунок 11 - Температура грунтов оснований в термометрических трубах на объекте Корпус общежития № 4 Поз. 1/8 ЖВК на 850 человек

 

На рис. 12-17 приведены фото объектов, схемы расположения термометрических труб, инженерно-геологические условия и значения температур грунтов оснований на начало и окончание замеров объектов Парка хим. реагентов с термостабилизаторами марки СПМГ. 

На графиках также приводится только несколько замеров, т. к. температуры грунтов в ТТ похожи по значениям почти на всех рассматриваемых объектах. Анализ полученных замеров температур грунтов показал, что можно выделить две группы значений температур. На объекте Парке хим. реагентов №1 Поз.66/1 в ТТ6 температура грунтов оснований с 4 по 10 метр понизилась примерно на 1 - 2 градуса, в ТТ14 на 2 - 3,5 градуса. На объекте Парке хим. реагентов №2 Поз.66/2 в ТТ1 температура грунтов оснований с 4 по 10 метр понизилась примерно на 1 - 2 градуса, в ТТ4 на 2 - 3 градуса. На объекте Парке хим. реагентов №3 Поз.66/3 в ТТ1 температура грунтов оснований с 4 по 10 метр не понизилась, в ТТ2 понизилась на 1 - 2 градуса. Из приведенных данных видно, что СПМГ произвели охлаждение грунтов, но не во всех ТТ.

Рисунок 12 - "Парк Хим. реагентов № 1" Поз. 66/1: фото, схема и разрез грунта

 

Рисунок 13 - Температура грунтов оснований в термометрических трубах на объекте Парк хим. реагентов № 1 Поз. 66/1

 

Рисунок 14 - "Парк хим. реагентов № 2" Поз. 66/2: фото, схема и разрез грунта

 

Рисунок 15 - Температура грунтов оснований в термометрических трубах на объекте Парк хим. реагентов № 2 Поз. 66/2

 

Рисунок 16 - "Парк хим. реагентов № 3" Поз. 66/3: фото, схема и разрез грунта

 

Рисунок 17 Температура грунтов оснований в термометрических трубах на объекте Парк хим. реагентов № 3 Поз. 66/3

 

Усредненные данные замеров температур грунтов оснований рассматриваемых объектов на начало и конец измерений, полученных в ТТ с 3 по 10 м приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Усредненные данные замеров температур грунтов оснований

В результате анализа полученных данных по температурам грунтов рассматриваемых объектов, приведенных в таблице 2, можно сделать вывод о том, что термостабилизаторы марки ТК понизили температуру грунтов в среднем на 2,6 °С, а термостабилизаторы марки СПМГ в среднем на 1,5 °С. Для того чтобы сравнить удельную эффективность работы термостабилизаторов на этих объектах рассмотрим количество термостабилизаторов, установленных на 100 кв. метров в таблице 3.

 
Таблица 3 - Количество термостабилизаторов, установленных на 100 кв. метров
 
Таким образом, из сравнения полученных данных, приведенных в таблицах 2 и 3 видно, что на 100 кв. м на объекте Парк хим. реагентов №2 Поз.66/2 установлено в 3 раза больше термостабилизаторов марки СПМГ, чем на объекте Корпус общежития №3 ЖВП Поз. 1/3. При этом меньшее количество термостабилизаторов марки ТК произвели большее охлаждение грунтов, чем тер-мостабилизаторы марки СПМГ. 
 
 

По результатам тепловизионной съемки, сравнению замеров температур грунтов оснований, соотношению площади и количества термостабилизаторов на рассматриваемых объектах, можно сделать следующие выводы:

1. При равноценных инженерно геокриологических условиях и температурах грунтов оснований на начало замораживания количество установленных термостабилизаторов на 100 кв. м марки СПМГ на объекте Парк хим. реагентов в 3 раза больше, чем марки ТК на объектах ЖВК.
 
2. При меньшем в 3 раза на 100 кв. м количестве термостабилизаторов марки ТК, чем СПМГ, термостабилизаторы марки ТК произвели охлаждение грунтов на 2,6 °С, а СПМГ на 1,5 °С.
 
3. Результаты температурного мониторинга грунтов подтвердили результаты тепловизионной съемки о частичной неработоспособности СПМГ.
 
4. Данные по охлаждению грунтов подтвердили эффективность и работоспособность термостабилизаторами марки ТК, полученные ранее по результатам тепловизионной съемки.