Посмотрел как строят дорогущие зимники в Арктике нефтяные компании для своих месторождений
Это лет тридцать назад тундра была пустынная и населена только коренными народами, да редкими геологоразведчиками.
А сейчас в Арктике разрабатываются огромные месторождения, строятся нефтяные терминалы, морские порты и проводится повсеместное разведочное бурение даже в самых глухих и отдаленных районах тундры.
Когда в своем очередном путешествии по Арктике мы собирались из Ямало-Ненецкого АО попасть в Таймыро-Долганский район Красноярского края, мы и представить не могли, что сможем увидеть такое разнообразие тяжелой техники в сотнях километров от цивилизации и настоящие ледяные дороги там, где никак не думали их увидеть.
В арктической тундре почти нет круглогодичных дорог. Но нефтянникам надо постоянно доставлять оборудование, топливо, материалы и продовольствие как на разрабатываемые месторождения, так и для разведочного бурения.
Поэтому при строительству зимников требования не чуть не меньше, чем при строительстве обычных асфальтовых дорог. И к ширине зимника, который обычно должен быть не менее 6 метров и к высоте зимника над тундрой, чтобы его постоянно не задувало и не переметало и к его уплотнению и намораживанию.
Стоит ли говорить о том, что и стоимость работ по постройке таких зимников может доходить до многих сотен миллионов рублей, да и последующее обслуживание не сильно дешевле.
А ведь, срок действия зимника в отличии от дорог с твердым покрытием, всего 4-5 месяцев и к концу мая обычно зимники уже перестают функционировать.
На одном из таких зимников нам удалось посмотреть как идет его строительство.
Первоначально по траектории будущего зимника проходит вездеход и делает его будущую разметку, устанавливая вешки и выбирая наиболее подходящие места для прохождения зимника, где не очень много снега и не так сильно будет переметать его во время пурги.
Потом такой зимник проходит трактор по типу «Четра» или К-700 (Кальмар) с большой волокушей. Этой волокушей в форме трубы или траком от вездехода разравнивают снег в тундре на месте будущего зимника.
Спустя некоторое время, когда сформируется наст, способный держать технику, трактор уже проходит повторно с волокушей и готовит зимник для будущей проливки водой. После этого запускают водовозки из которых медленно вытекает вода, а за ними идут трактора с волокушами из колес, которые разравнивают будущий лед.
Через пару дней из смеси воды, снежной каши, сильного ветра образуется полноценная ледовая дорога, с которой выдувает весь снег и по ней может двигаться даже тяжелая техника с разнообразны грузом.
Кто же строит такие зимники? Многочисленные подрядчики, которые много лет работают в тундре и имеют
Но помимо самой техники, которая работает на строительстве зимников, подрядчики устанавливают пикеты-жилые городки с бытовками, запасами топлива и организуют стоянку техники.
Для примера, стоимость мобилизации (строительства) такого 160 км зимника на Ямале для разведочного бурения по контракту с одной из нефтяных компаний доходила до 500 млн. рублей, а его поддержание еще около 250 млн. рублей за 4 месяца.
Фантастические бюджеты, который меня не мало удивили. Но эта информация не секрет и она есть в открытом доступе на площадках госзакупок.
Вот бы такие бюджеты на строительство обычных региональных зимников в отдаленные деревни и поселки на Русском Севере.
А самые свежие и актуальные истории и путешествия можно найти в моем instagram — присоединяйтесь!
Технологии строительства временных зимних дорог
Механизация строительства зимних дорог может развиваться по двум направлениям. Первое из них основано на применении специализированных машин, выполняющих одновременно (по совмещенной технологии) перемешивание и увлажнение снега, его уплотнение и рифление покрытия дорожного полотна. Второе направление состоит в использовании универсальных машин и простого навесного или прицепного оборудования, выполняющего технологические операции последовательно (по расчлененной технологии).
На практике наиболее часто используют способ строительства дорог, включающий в себя следующие операции:
Недостатком данного способа является слабая механизация, большая трудоемкость и потребность в источниках воды.
Наиболее применимым для условий севера Западной Сибири считают [1; 3] способ послойного наращивания дорожного полотна (рис. 1).
Рис. 1. Технология возведения снеголедовой дороги серийными машинами
Машины и оборудование, применяемое при этом методе, включают в себя: вездеходы, плужные, шнекороторные и фрезерные снегоочистители, автогрейдеры, машины и оборудование для увлажнения, разравнивания и уплотнения снега, снегогладилки, снегоперемешиватели, пневмокатки, виброуплотнители, автомобили-водовозы [4; 5].
Способ послойного наращивания дорожного полотна включает проминку и промораживание основания дороги (I) (риc. 1), разравнивание снега (II) с последующим наращиванием на его поверхности снеголедового полотна толщиной, достаточной для того, чтобы уровень проезжей части дороги был выше поверхности окружающего снежного покрова (III). Это предотвращает заметание дорожного полотна во время очень частых зимних поземок. Сначала по обе стороны дороги вдоль оси её проезжей части подготавливаются снегосборные полосы, как место сбора строительной снежной массы, затем производится наброска снега в полотно дороги при одновременном его увлажнении (IV) с уплотнением (V) и выравниванием (VI) полотна.
Существуют способы, которые не требуют крупных источников воды, просты и поддаются полной механизации [1]. Возведенные одним из таких способов снеголедовые дороги способны выдержать тяжелые транспортные нагрузки и имеют больший срок службы, чем зимние дороги, сооружаемые по грунтовому основанию без насыпи. По этим причинам данные конструкции и способы строительства зимних дорог рекомендуются для дальнейшего распространения в районах Крайнего Севера и Сибири.
Пооперационная технология сооружения зимней дороги в насыпи включает в себя различный набор операций в зависимости от конструкции полотна дороги и принятого способа его строительства[1; 2].
Рис.2. Технологии возведения снеголедовой дороги серийными машинами
Операции в технологической схеме могут различаться в зависимости от района строительства.
Проходы вездеходами при проминке сырых участков и болот выполняют по схеме «туда – обратно» в каждом случае по новому следу до появления воды на поверхности, используя часы суток с наиболее низкой температурой воздуха. По окончании проминки следует 2…2,5 суток не допускать движения по участку до формирования в основании мерзлого слоя. В промерзшей после проминки поверхности основания с целью ускорения дальнейшего промерзания полезно образовать отверстия (лунки) с шагом 40…50 см на глубину до 50…60 см, расположив их в шахматном порядке[3; 4].
Перемещение снега при наращивании полотна, обычно выполняемое бульдозерами и потому малопроизводительное, может осуществляться шнекороторными и фрезерными снегоочистителями, а также двухотвальными плужными снегоочистителями и автогрейдерами[5]. Перед уплотнением снег перемешивают с помощью пустотелых ребристых металлических катков, навешиваемых на трактор вместо бульдозерного оборудования, за 2…3 прохода или с помощью борон и культиваторов за 4…5 проходов. Этим формируется однородная снежная смесь, выровненная по влажности и температуре. При уплотнении снега для достижения плотности 0,5…0,55 т/м3 пневмокатки проходят по одному следу 2…3 раза.
Для одновременного перемешивания, увлажнения и уплотнения снежного массива с высокой производительностью служат специальные машины.
Строительство зимних дорог связано с подвозом большого количества воды. По этой причине строительство дороги часто целесообразно начинать от источника воды, чтобы использовать для подвоза готовый участок дороги.
Описанный выше способ не требует крупных источников воды, прост и поддается полной механизации, дороги способны выдержать тяжелые транспортные нагрузки и имеют больший срок службы, чем зимние дороги, сооружаемые по грунтовому основанию без насыпи. По этим причинам данные конструкция и способ строительства зимних дорог рекомендуются для дальнейшего распространения в районах Крайнего Севера и Сибири.
Для прокладки подъездных дорог (усов) от магистральных дорог к зоне строительства магистральных трубопроводов рекомендуется использовать колейно-усиленные дороги. Технология их строительства отличается от изложенной тем, что усиленному увлажнению и уплотнению подвергаются колейные полосы, а остальная часть полотна увлажняется слабо с выравниванием и уплотнением. При такой технологии строительства почти в два раза снижаются энергозатраты на растепление снега, которые составляют около 50% общей стоимости строительства зимней дороги, и значительно снижается потребность в воде и специальных строительных материалах.
При малом количестве снега зимние дороги можно строить из ледяных блоков и щебня. Блоки изготавливаются из ледяного покрова замерзших озер и рек. Колотый лед засыпается в грузовики при помощи погрузчиков, перевозится на трассу дороги и выгружается на месте укладки. Поверхность из блоков льда выравнивается бульдозером, после чего получившийся слой из ледяного щебня закрепляется путем разбрызгивания воды. Построенные таким образом дороги по сравнению со снеголедовыми дорогами лучше выдерживают колесный транспорт и значительно хуже гусеничный. Большая устойчивость снеголедовой дороги в последнем случае объясняется защитными свойствами подстилающего слоя уплотненного снега.
Рецензенты:
Земенков Ю.Д., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Транспорт углеводородных ресурсов», ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г.Тюмень.
Тарасенко А.А., д.т.н., профессор кафедры «Прикладная механика», ФГБОУ ВПО «Тюменский государственный нефтегазовый университет», г. Тюмень.
СТРОИТЕЛЬСТВО ЗИМНИХ ДОРОГ
Зимние дороги отличаются низкой стоимостью строительства (в 4—10 раз дешевле, чем дороги летнего действия), вывозка по ним обходится в 2—4 раза дешевле. Поэтому их следует широко использовать во всех районах с устойчивой зимой (Европейский Север, Северо-Запад, Сибирь, Дальний Восток).
В настоящее время используют снежно-уплотненные, снежноледяные и ледяные дороги.
Простейшим типом зимних дорог являются снежно-уплотненные дороги. Они обычно устраиваются на ветках и усах на грубо спланированном основании.
На снежно-ледяных дорогах снег в течение зимы не очищается, за исключением метельных дней, а уплотняется и поливается водой, что дает возможность накопить к концу зимы слой снегольда толщиной до 40 см и более. Это позволяет удлинить сезон вывозки в начале весны на 7—9 дней по сравнению со снежно-уплотненными дорогами.
Применение ледяных покрытий позволит продлить зимний сезон вывозки на 12—15 дней.
При суточном грузообороте 800 м 3 и более зимние магистрали проектируют в основном по нормам для дорог категории Ш-в и при меньшем грузообороте — для дорог категории IV-в со следующими основными изменениями. На ледяных дорогах величина руководящего подъема должна быть не более 30%с, максимальные спуски устанавливают расчетом с допущением ограничения скорости не более чем до половины расчетной скорости. Ширину земляного полотна на двухполосных дорогах принимают равной 8— 10 м, однополосных — 5—6 м (большие цифры для двухкомплектных автопоездов), на усах — 6 м. Путь проектируют в нулевых отметках без устройства сливной призмы, боковых и нагорных канав. Проектирование насыпей или выемок допускается лишь на отдельных участках в грузовом направлении (при пересечении водотоков, водоразделов и т.п.). Грузовая полоса в этом случае назначается в отдельной просеке.
Технологическая последовательность строительства зимних дорог выполняется в следующем порядке.
Обычно в зимний период прорубают просеку. Летом приступают к корчевке и срезке пней, удалению кустарника и мелколесья, снятию растительного слоя и планировке поверхности. Пни корчуют на грузовых полосах магистрали и веток при устройстве насыпей высотой менее 0,5 м. При высоте насыпи от 0,5 до 1 м пни срезают заподлицо, а при высоте более 1м можно оставлять пни высотой до 0,2 м. На порожняковых полосах пни срезают заподлицо с землей только на ширину земляного полотна с выполнением необходимой планировки. Растительный слой необходимо удалять со всей ширины земляного полотна для лучшего промораживания основания. Земляные работы на зимних дорогах имеют минимальные объемы. Одновременно с земляными работами или во время снятия растительного слоя убирают валежник, валуны, засыпают ямы, образовавшиеся от корчевки пней, срезают мелкие неровности и планируют поверхность.
На заболоченных участках с торфом глубиной от 1 —2 м проводится прошпаливание путем укладки поперек трассы бревен длиной 5—6 м, толщиной 10—14 см через 0,4—0,7 мдруг от друга. На глубоких медленно промерзающих болотах глубиной более 2 м устраивают сплошные настилы, поверх которых отсыпается слой грунта толщиной 15—20 см. Искусственные сооружения необходимы лишь в случае пересечения постоянных водотоков с обрывистыми берегами или длительно незамерзающих с быстрым течением воды. Чаще всего мосты строят упрощенного типа на клетках с пролетным строением в виде гати из бревен с засыпкой по верху слоя грунта толщиной 15-20 см.
Вопрос водоснабжения является очень важным для строительства и эксплуатации ледяных дорог. Поэтому заранее изучают возможность использования близлежащих рек, ручьев, озер и определяют уровень грунтовых вод для устройства колодцев. При проектировании подъездных путей к источникам водоснабжения стремятся, чтобы подъемы и спуски не превышали 30%о, площадки набора воды должны быть горизонтальными или иметь уклон не более 2%о в сторону грузового направления. Во избежание промерзания источник водоснабжения утепляют установкой деревянного сруба. С боков сруб засыпают слоем грунта толщиной 1—1,2 м, сверху накрывают крышкой, утепленной войлоком или другими теплоизолирующими материалами.
В тех случаях, когда водоисточник не может обеспечить нужд дороги, устраивают искусственное водохранилище, создавая запруду или котлован в русле водотока. Запруды строят на дорогах продолжительного действия и в их конструкции предусматривают простейшие водосливные устройства. Котлованы устраивают в естественном русле водотока или перед запрудой. Наиболее дешевый способ устройства котлована — взрывной. Емкость котлована определяется суточным расходом воды на участке, прилегающем к этому источнику. В некоторых случаях котлован может быть устроен на берегу, рядом с водотоком. Такой котлован должен иметь хорошее сообщение с водотоком.
При наступлении первых морозов на сырых участках и неглубоких болотах делается проминка тракторами, при этом на прошпаленных участках вся лежащая на поверхности древесина должна быть втоп- лена в болото.
Для проезда тракторов через постоянные водотоки устраивают простейшие мостики в летний период.
Ледяное покрытие создается поливками воды поливочными машинами. Снег толщиной более 5 см должен быть предварительно уплотнен или убран с дороги. Использование выпадающего на дорогу и предварительно уплотненного снега сокращает потребность в воде на 15—20%. В то же время большие слои снега на проезжей части оставлять нельзя, так как они не будут полностью пролиты водой и останутся снежные прослойки, из-за которых произойдут сколы льда.
Лучшие условия для поливки — температура от —5 °С до —20 °С, так как при более высокой температуре вода замерзает медленно, а более низкая температура затрудняет работу водополивочной машины и ухудшает условия льдообразования.
Первыми проходами воду разливают на проезжую часть шириной 2,5—3 м, а затем на всю ширину проезжей части. Для быстрейшей подготовки дороги к эксплуатации рекомендуется первоначально поливать круглые сутки, а после начала движения лесовозных поездов — в ночное время.
В начале зимы не следует стремиться к созданию толстого ледяного (или снежного) слоя, так как он будет замедлять промораживание основания. Минимальная толщина ледяного слоя определяется условиями его сохранения во время оттепелей по формуле А.П. Калашникова
где С — средняя положительная температура в период оттепелей, °С; t — продолжительность оттепели, ч; 0,73 — опытный коэффициент.
Снежные уплотненные покрытия имеют более низкие показатели и быстро разрушаются во время оттепелей и в весенний период. Поэтому их следует устраивать только при большой удаленности источников водоснабжения.
Устройство снежно-уплотненного покрытия начинают с наступлением устойчивых низких температур и выпадения снега толщиной не менее 10-15 см, но не более 20—25 см. Уплотнение проводится пневмомашинными катками, катками статического действия или виброплитами. Для уплотнения снега катками необходимо сделать 2—4 прохода по одному месту с перерывами между проходами, равными: при температуре воздуха ниже минус 20 °С — 2—4 ч; при температуре воздуха 0-=—10 °С — 4—6 ч. Лучшее уплотнение достигается при температуре Он- —10 °С. Рыхлый снег толщиной более 25 см уплотняют после предварительного перемешивания ребристыми катками, дорожными фрезами или сельскохозяйственными боронами. После перемешивания снег надо сразу уплотнять. Уплотнение без предварительного перемешивания снега создает, как правило, неодинаковую плотность в снежном слое. При эксплуатации дороги на таком снежном покрове быстро образуются ухабы и раскаты, особенно в период оттепелей.