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