Геотехнический мониторинг Ковыктинского газоконденсатного месторождения

Назначение и область применения

Система геотехнического мониторинга (ГТМ) предназначена для обеспечения безопасности строительства и эксплуатационной надежности вновь возводимых объектов и сооружений окружающей застройки, сохранности экологической обстановки, контроля механической безопасности зданий и инженерных сооружений на всех этапах их жизненных циклов.

Учитывая степень ответственности проектируемых зданий и инженерных сооружений, достижение поставленной цели осуществляется посредством:

• Своевременного выявления отклонений установленных параметров и характеристик механической безопасности инженерных сооружений от их проектных значений
• Снижения геотехнических рисков и предупреждения возникновения возможных аварийных ситуаций и отказов вследствие влияния опасных природно-техногенных процессов, явлений и воздействий
• Обеспечения контроля механической безопасности зданий и инженерных сооружений в составе рассматриваемого объекта на всех этапах их жизненных циклов, определенных проектом, согласно принятым нормальным условиям эксплуатации

Объект мониторинга — автомобильная дорога подъездная к кусту газовых скважин №207 в районе УКПГ-2 (9 кустов) Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Система ГТМ обустраивается на площадке артскважины и состоит из деформационных марок, глубинных реперов и гидрогеологических скважин.

Состав системы геотехнического мониторинга

Система геотехнического мониторинга, обустраиваемая на площадке артскважины, состоит из следующих элементов:

Конструкция глубинного геодезического репера

Конструкция глубинного геодезического репера представляет собой трубу диаметром 57 мм с приваренным в нижней части анкером (шнек длиной 500 мм), герметичной заглушкой и двусторонней в верхней части реперной сферической либо конической головкой, обеспечивающей постановку геодезической рейки строго вертикально в одной верхней точке.

Для защиты от сил морозного пучения репера до глубины 4 м обустраивается нижним противопучинистым кондуктором из трубы диаметром 76 мм и до глубины 3 м ограждающим кондуктором диаметром 159 мм со съемной крышкой.

Конструкция глубинного репера устанавливается в предварительно пробуренную скважину переменного диаметра:
• Интервал от 0 до 3 м — диаметром 200 мм
• Интервал от 3 до 10,2 м — диаметром 150 мм

Перед установкой трубы репера диаметром 57 мм скважина на 1/5 заполняется цементно-песчаным раствором. Конструкция репера обмазывается в верхней части, с расчетом на глубину 4 м, густой консистентной смазкой толщиной слоя 0,5 мм и опускается на забой с вращением по ходу винта анкера до прекращения погружения, но не менее чем на 3 оборота.

Противопучинистый и ограждающий кондукторы

Для защиты от сил морозного пучения репера до глубины 4 м обустраивается нижним противопучинистым кондуктором из трубы диаметром 76 мм и до глубины 3 м ограждающим кондуктором диаметром 159 мм со съемной крышкой.

Противопучинистый кондуктор диаметром 76 мм одевается на реперную трубу сверху с предварительной установкой в нижней части резинового кольца-сальника внутренним диаметром 57 мм и заполнением внутренней полости кондуктора густой консистентной смазкой «Солидол». Кондуктор опускается до проектного уровня грунта, сверху устанавливается второе резиновое кольцо-сальник.

Затрубное пространство до глубины 4 м от планировочной отметки заполняется грунтом обратной засыпки.

Для предотвращения повреждения репер обустраивается ограждающим кондуктором длиной 4,2 м и диаметром 159 мм с выступом над поверхностью земли на 1,2 м. Межтрубное пространство до планировочной отметки заполняется грунтом обратной засыпки. Сверху кондуктор обустраивается съемной крышкой.

Для защиты репера в целом обустраивается ограждение из труб диаметром 57 мм, круга диаметром 22 мм и опознавательного флажка.

Использование репера допускается не ранее 10-15 дней после окончания работ по его устройству.

Маркировка и привязка реперов к государственной геодезической сети

Все глубинные геодезические реперы привязываются к государственной геодезической сети. На каждом репере должны быть обозначены учреждение, год установки и порядковый номер, который не должен повторяться.

Заложенные реперы должны быть сданы на хранение по отдельным актам службе эксплуатации инженерного объекта.

Деформационные нивелировочные марки (ДМ1, ДМ2)

Деформационная нивелировочная марка представляет собой специальную выносную металлическую конструкцию (ДМ1, ДМ2), обустроенную на опорной конструкции, оборудовании или ином элементе сооружения, деформации которого подлежат контролю.

Все деформационные марки нумеруются, их отметки фиксируются, номера и отметки заносятся в эксплуатационный журнал. Порядковый номер элементов сетей наносится рядом или над маркой на расстоянии 100-200 мм яркой краской (красной или желтой) в зависимости от фона окраски.

Гидрогеологические наблюдения в составе ГТМ

В рамках геотехнического мониторинга выполняются гидрогеологические наблюдения, включающие опрос гидрогеологических скважин. Эти наблюдения позволяют контролировать уровень и изменение свойств грунтовых вод, что критически важно для оценки устойчивости оснований в условиях криолитозоны.

Гидрогеологические скважины ГС 7 в количестве 2 шт. входят в состав наблюдательной сети и обеспечивают получение данных о гидрогеологических условиях площадки артскважины.

Порядок выполнения работ на этапе строительства

Проектом на этапе строительства предусматривается проведение одного полного цикла инструментальных наблюдений сети ГТМ (реперного замера). Реперный (опорный) опрос наблюдательных сетей ГТМ частично выполняется по завершении основных этапов СМР, в том числе:
• После окончания возведения фундаментных конструкций
• По окончании завершения монтажа строительных конструкций зданий
• После монтажа инженерных сооружений, оборудования и трубопроводов
• После полной передачи расчетной нагрузки на грунты основания

При плановой продолжительности периода строительства более одного года проведение инструментальных режимных наблюдений сети ГТМ с ручным способом опроса осуществляется с периодичностью не менее двух раз в год в периоды максимального оттаивания грунтов основания (сентябрь) и максимального промерзания (конец апреля – начало мая).

Состав работ при реперном замере на этапе строительства

Порядок выполнения работ на этапе эксплуатации

В процессе эксплуатации условно выделяют два основных периода:

**Первый – начальный период (3 года)**, характеризующийся крайне динамичным переходным состоянием грунтов оснований от природного к новому периодическому состоянию, определяющемуся техногенными условиями. В данный период фактически завершается процесс перехода из природного состояния в новое устойчивое (проектное) состояние, начавшийся еще на этапе строительства.

**Второй – условно стабилизированный период**, характеризующийся относительной стабильностью либо проявлением медленных, затухающих процессов. При этом в любой момент есть опасность всплеска деформаций при достижении пороговых значений под влиянием биологических процессов, при воздействии нескольких трудноучитываемых факторов, а также в любой момент всплеск деформаций и отказ фундаментов может быть вызван аварийными ситуациями.

При ручном режиме опроса в рамках инженерно-технического мониторинга проводятся следующие работы:
• Визуальные осмотры, фото и видеодокументирование
• Опрос сети деформационных марок на зданиях и сооружениях
• Опрос гидрогеологических скважин
• Анализ общего состояния геотехнической системы

Периодичность наблюдений

В начальный период эксплуатации (первые 3 года) опрос сетей контроля геотехнических параметров, а также визуальные обследования проводятся не менее чем один раз в квартал (четыре раза в год) и снегомерная съемка в период максимального снегонакопления (в феврале-апреле).

В дальнейшем, при подтверждении стабильности и достаточного запаса надежности оснований, периодичность опросов сетей ГТМ и визуальные обследования сокращаются до одного раза в полгода (два раза в год, в конце апреля — начало мая и в сентябре).

При проявлении негативных деструктивных процессов количество опросов адекватно увеличивается. Обнаружение явно выраженных деформаций либо их следствий по данным визуальных обследований или одного из видов инструментальных наблюдений является основанием для расширения комплекса исследований и увеличения количества опросов до двух раз в месяц, а при необходимости — до одного раза в неделю.

Требования к геодезическим измерениям

Геотехнический паспорт сооружения (ГТП)

ГТП сооружения или объекта является основным отчетным документом, аккумулирующим всю геотехническую информацию об объекте.

**Проект ГТП разрабатывается на стадии строительства и включает в себя:**
• Обобщенные и систематизированные данные инженерно-геологических изысканий
• Данные о проектных решениях, содержащие исполнительную рабочую документацию о конструктивно-технических и технологических особенностях проектируемых объектов
• Данные с проектными и предельно-допустимыми значениями характеристик и параметров механической безопасности для каждого здания или сооружения
• Схемы сетей ГТМ
• Реестр элементов режимной наблюдательной сети ГТМ объекта

**На этапе эксплуатации периодическое заполнение ГТП включает:**
• Результаты режимного опроса сетей ГТМ в виде фактических схем и планов расположения строительных элементов и конструкций, графиков, карт и таблиц
• При нарушении условий строительства (в том числе технологий), принятых проектных решений и иных отклонений, являющихся причинами изменения фактических значений параметров и характеристик механической безопасности от установленных проектом, ГТП может включать результаты прогнозного моделирования возникновения возможных аварийных ситуаций и отказов, развития опасных природных процессов и явлений, а также фактическую оценку напряженно-деформированного состояния строительных объектов.

Нормативные документы

Документация для скачивания

Фотогалерея

Наглядные примеры устройства элементов системы геотехнического мониторинга на объектах нефтегазовой отрасли.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)