Устройство оснований и фундаментов нефтяных резервуаров в сложных климатических условиях

Емкостное оборудование

Нефтяные резервуары впервые появились в России в XVIII в. В те времена они представляли собой снабженные деревянной крышкой вырытые в земле амбары (ямы) глубиной от 4 до 6 метров. Позже стали применять стянутые железными обручами деревянные чаны и сооружать резервуары из камня. Первый в мире стальной клепаный резервуар был построен в России в 1878 году (авторы проекта В. Г. Шухов и А. В. Бари).

Целостность грунтовых оснований и фундамент

Большое значение при строительстве нефтяных резервуаров имеют целостность и устойчивость грунтовых оснований и фундаментов. В криолитозоне, где расположены и многие нефтяные месторождения, анализ состояния зданий и сооружений показал высокую вероятность деформаций возводимых там резервуаров.

Стальной вертикальный резервуар

В 2005 г. институт «Фундаментпроект» выиграл тендер на проектирование и строительство в пос. Варандей Ямало-Ненецкого автономного округа оснований и фундаментов резервуарного парка из четырех вертикальных стальных резервуаров, предназначенных для хранения товарной нефти с температурой -50 °С. Строительная площадка находится в северном участке тундры с отметками естественной поверхности от 1,4 до 5 м. По всей площадке на глубину изысканий распространены многолетнемерзлые грунты с температурами от —0,5 до —2,8 °С. Грунты до глубины 3—11 м представлены в основном мелкими и пылеватыми песками с отдельными прослоями суглинков и находятся в твердо- и пластичномерзлом состоянии. Далее залегают представленные в основном суглинками от твердого до тугопластичного состояния охлажденные (в талом состоянии) засоленные грунты со степенью засоленности от 0,09 до 1,03 %.

Грунтовые воды были представлены встреченными на период изысканий (октябрь) на глубине 0,2—1,2 м водами слоя сезонного оттаивания, а также напорными криопэгами, приуроченными к линзам и прослоям вскрытых под мерзлыми породами и среди суглинков охлажденных песков. Уровень установления криопэгов зафиксирован на глубине 1,2—2,8 м, а уровень появления криопэгов — на глубине 5,3—14,5 м. Высота напо¬ра составляла от 3,8—11,6 м.

Климатические условия

Емкости металлические. Резервуары

Институт разработал рабочую документацию с учетом вышеупомянутых геокриологических условий. В ней были приняты обеспечивающие устойчивость резервуаров конструктивные решения на основании I принципа строительства — с сохранением грунтов в мерзлом состоянии. Чтобы исключить тепловое воздействие резервуаров на мерзлый грунт, был предусмотрен комплекс мер инженерной защиты, включающий в себя установку пологонаклонных термостабилизаторов (угол наклона 1° к горизонту) и устройство теплоизоляции основания под днищем ре¬зервуара. Данные мероприятия позволили обеспечить круглогодичное мерзлое состояние грунтов верхнего несущего слоя.

Тяжелые климатические условия (штормовые ветра, ливни, холода) в прибрежной зоне Баренцева моря осложняли проведение строительных работ. Сложности возникли и с транспортировкой оборудования и рабочих. Тем не менее, подрядчики справились. Они провели под установку термостабилизаторов инструментальную разбивку параметров площадки, вывезли разрыхленный мерзлый грунт за ее пределы, произвели отсыпку песчаной подушки до уровня проектных отметок, смонтировали термостабилизаторы СПМГ-38/76, вакуумирование и заправку хладагентом которых произвели перед установкой.

После этого была выполнена обратная засыпка термостабилизаторов с послойным трамбованием виброплитами. На верхний слой планировочной насыпи уложили теплоизоляционные пенополистирольные плиты URSA, поверх которых устроили песчаную подушку. Работы были завершены полностью и в срок.

Устройство оснований и фундаментов нефтяных резервуаров в сложных климатических условиях

Целостность грунтовых оснований и фундамент

Климатические условия

Продукция