для каких глубин предназначены грунтовые искусственные острова

Искусственный остров

ИСКУССТВЕННЫЙ ОСТРОВ (а. artificial island; н. kunstlich aufgeschuttete Воhrinsel; ф. ile artificielle; и. isla artifical) — стационарное гидротехническое сооружение на открытой акватории, построенное из донных и береговых грунтов, естественного и искусственного льда, обломков скал, камня и т.п. Искусственный остров используют для бурения разведочных и эксплуатационных скважин, размещения нефтяных и газовых промыслов, перевалочных баз технического снабжения, в качестве укрытий для отстоя технического и вспомогательного флота, посадочных площадок для вертолётов и самолётов. Искусственные острова, используемые для разведочного бурения, имеют срок службы 1-3 года, диаметр рабочей площадки 50-100 м. Эксплуатационные острова рассчитаны на круглогодичную работу в течение всего времени эксплуатации месторождения (20-30 лет), диаметр их рабочей площадки 500-600 м, горизонтальная ледовая нагрузка 850 т на 1 м диаметра острова, толщина ледяного покрова 4-6 м. С учётом всех коэффициентов запаса искусственный остров должен выдерживать нагрузку около 1300 т на 1 м диаметра. При долговременной эксплуатации острова предусматривается защита от наползающего льда. В акваториях с тяжёлым ледовым режимом искусственные острова сооружаются на глубине 20 м и более, в незамерзающих морях — на глубине нескольких метров.

Различают искусственные острова грунтовые (талые и мёрзлые), ледогрунтовые и ледяные. Каждый из этих типов может быть в свою очередь подразделён на подтипы и модификации в зависимости от сочетания материалов, способов защиты от эрозии, назначения, срока эксплуатации и пр. При строительстве грунтовых искусственных островов (песчаных, глинистых, крупнообломочных, каменных) применяются землесосные снаряды и землечерпалки, шаланды, саморазгружающиеся и самоопрокидывающиеся баржи, плавучие и самоходные краны, бульдозеры, автосамосвалы, катки для уплотнения грунта и пр. Наиболее экономичный способ сооружения грунтовых искусственных островов — намыв высокопроизводительными землесосными снарядами. На мелководьях при незначительном удалении от берега острова насыпаются из грунта, завозимого автотранспортом по льду. Чаще всего применяют комбинации перечисленных средств. Откосы искусственных островов быстро размываются, выполаживаются, принимают естественное заложение 1:15-1:20, при этом полезная площадь острова сокращается. Поэтому надводные и подводные откосы искусственных островов, рассчитанных на длительный срок эксплуатации, укрепляются с целью предотвращения волновой и ледовой эрозии путём каменной отсыпки, укладки мешков с песком, габионов, шпунтовых стенок, железобетонных плит, массивов-гигантов (рис. 1, рис. 2, рис. 3, рис. 4). С целью уменьшения объёмов намываемого или насыпаемого грунта на первом этапе строительства применяют ограждающие сооружения по периметру будущего острова. Ниже уровня воды выполняются каменные отсыпки при помощи шаланд и саморазгружающихся барж, выше уровня — камень с транспортных барж укладывают при помощи плавучих кранов, оборудованных грейферами, либо консольных транспортёров. Технико-экономические показатели ряда грунтовых островов приведены в табл.

Реклама

Ледогрунтовые искусственные острова (рис. 5) сооружают отсыпкой или намывом грунта с погребёнными под ним прослойками или блоками льда (естественно или искусственно намороженного). Их сооружают в основном в зимний период, реже летом, путём погребения под намывным грунтом плавучей многолетней (паковой) льдины.

Строительство ледяных островов возможно только в холодное время года после установления на акватории неподвижного ледяного покрова, способного выдержать нагрузку от работающих людей и механизмов (рис. 6).

В качестве строительного материала используются блоки из естественного льда либо лёд, искусственно намороженный способами послойного налива, набрызга и импульсного полива на наклонную поверхность. Поверхность ледяных искусственных островов покрывают слоем песка толщиной около 1 м для предохранения от термоэрозии и улучшения устойчивости сооружения. Боковую поверхность ледяных искусственных островов защищают металлическими оболочками с прослойками теплоизоляции, принудительно промороженным песчаным кольцом и др. либо при сооружении острова заведомо увеличивают его диаметр с учётом разрушения краевой зоны в межледовый период.

Первые в России искусственные острова (в основном каменно-набросные) были построены в 18 веке в Финском заливе близ Кронштадта. Засыпка мелководных морских акваторий с целью добычи нефти началась в 30-е годы в районе Баку.

Источник

Указания по проектированию морских сооружений и строительству искусственных грунтовых островов (стр. 3 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4

— отсутствие достоверного контроля за ходом примораживания грунта;

— эксплуатационные расходы, связанные с работой установок для обеспечения движения хладагента;

— пожароопасность и возможное загрязнение среды при повреждениях трубопроводов и др. Примораживание более целесообразно при малых глубинах и устойчивых отрицательных температурах воздуха. Более затруднительно замораживание глинистых грунтов.

Применение термосвай для укрепления оснований сооружений уже давно распространено в строительном деле. Здесь производятся строительные работы по погружению термосвай в грунт основания. Происходит замораживание грунта в зоне погружения свай под фундаментным блоком платформы. При этом достигается более глубинное замораживание грунта, чем в случае примораживания. Следует иметь в виду, что сами термосваи укрепляют основание и связывают его с платформой. К основным мероприятиям по укреплению грунтовых оснований и улучшению их свойств относится:

— удаление верхнего слоя слабых грунтов целью посадки сооружения на более прочные нижние слои грунта;

— устройство песчаных и песчано-гравийных подушек без замены или с частичной заменой слабых грунтов в основании;

— устройство песчаных дрен для консолидации грунтов слабых оснований (часто дрены устраиваются под песчаными подушками, что существенно ускоряет консолидацию основания);

— вибрирование рыхлых песчаных оснований с целью их уплотнения;

— инъекция цементного раствора под подошву сооружения для обеспечения плотного контакта сооружения с основанием;

— укрепление основания сваями, так что в работу вовлекаются большие массы грунта и усиливается связь сооружения с основанием;

— устройство ограждающих стенок в основании из стального шпунта (обычно по периметру фундаментного блока).

Зарубежными специалистами (США, Япония, Швеция) предложен также способ укрепления слабых грунтов оснований путем глубинного перемешивания грунтов с цементным раствором. Подача раствора в грунт дна осуществляется по трубам, оборудованным смесителями лопастного типа. Опытные работы на шельфе моря Бофорта (бухта Гаррисона) показали эффективность такого способа. При этом несущая способность слабого основания увеличивается в десятки раз.

Чем более шероховатая поверхность конструкции, тем более благоприятные условия для ее смерзания со льдом. Ледовые нагрузки при этом на наклонные поверхности увеличиваются. Поэтому с целью уменьшения нагрузок от льда, на наклонных поверхностях устраиваются скользящие покрытия с малым коэффициентом трения. Покрытие играет роль смазки, уменьшается прилипание льда к конструкции, затрудняется обмерзание конструкции. Имеются примеры применения покрытий на эпоксидной (полиуретановой) основе с коэффициентом трения до 0,03 (аналогично покрытиям корпусов ледоколов). Такие покрытия были сделаны в условиях верфи при строительстве отдельных платформ. Достаточных данных о долговечности таких покрытий и их эффективности еще не имеется. Следует заметить, что скользящие покрытия способствуют наползанию льда на откосную поверхность сооружений.

Истирающее действие льда разрушающе действует на конструкции сооружений. Поэтому для защиты конструкций, в зонах воздействия льда устраиваются противоледовые пояса. Так железобетонная конструкция сооружения защищается обшивкой из толстостенной листовой стали, крепящейся к заделанным в бетон стальным закладным элементам (анкерам). Для защиты основной конструкции устраиваются также железобетонные противоледовые пояса из предварительно напряженных железобетонных элементов (плит, скорлуп и др.).

Одноопорные платформы типа моноподов в целом подвергаются меньшим ледовым нагрузкам, чем платформы с рядом опорных колонн в идентичных условиях. В платформах-моноподах меньше площадь контакта конструкции со льдом, меньше вероятность образования скоплений льда. На одноствольной опорной части, возможно, более простое применение ледоразрушающих устройств в зоне ватерлинии для снижения ледовых нагрузок.

В заключение следует отметить, что для возведения шельфовых сооружений выбираются площадки с менее суровыми ледовыми условиями (меньше толщина льда, меньше вероятность воздействия плавучих ледяных полей и айсбергов, учет защитного эффекта берегов материков и естественных островов и др.).

УКАЗАНИЯ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ ИСКУССТВЕННЫХ ГРУНТОВЫХ ОСТРОВОВ НАМЫВНОГО И НАСЫПНОГО ТИПОВ

Проектирование искусственных грунтовых островов

Некоторые общие положения.Освоение континентального шельфа Арктики, и в первую очередь в море Бофорта, было первоначально связано со строительством искусственных грунтовых островов, как наиболее приемлемых конструктивных форм сооружений. Именно строительство искусственных островов явилось начальным ключевым моментом в освоении здесь континентального шельфа. Значительная часть площади моря Бофорта имеет глубины до 20 м. Возведение искусственных грунтовых островов обусловилось суровыми условиями в море Бофорта, которое покрыто льдом в течение около 9 месяцев в году. Очевидно, что традиционные конструкции стационарных или плавучих платформ более подвержены разрушающему действию льда, чем искусственные острова.

К положительным сторонам искусственных грунтовых островов относится следующее:

— большая устойчивость к ледовым, волновым и сейсмическим воздействиям;

— возможность применения такой же как и на суше технологии бурения (рабочие площадки островов имеют большие размеры для размещения технологического оборудования, запасов и т. п.);

— упрощенная технология строительных работ, относительно меньшие капитальные затраты на строительство;

— повышенная надежность, долговечность, эксплуатация островов меньше зависит от погодных условий.

Вместе с тем следует иметь в виду, что грунтовые острова требуют для своего возведения огромных количеств сыпучих материалов (песка, гравия) и стоимость их существенно зависит от глубин. Требуется капитальная защита откосов островов против действия льда и волн.

Искусственные грунтовые острова в зависимости от способа производства работ при их строительстве подразделяются на (рис. 7):

— намывные, возводимые без защиты или с защитой откосов;

— насыпные, возводимые, как правило, с защитой откосов.

Рис. 7. Типовые схемы искусственных грунтовых разведывательных островов для глубин до 9,15 м с защищенными откосами

а, б— план и вертикальный разрез насыпного острова;

в— вертикальный разрез намывного острова.

По назначению острова подразделяются на разведывательные и эксплуатационные. Разведывательные острова предназначаются для разведочного бурения, имеют относительно небольшой срок службы, что учитывается при их проектировании и строительстве. Эксплуатационные острова предназначаются для промышленной добычи нефти и газа, должны быть более долговечными, иметь усиленные конструкции и увеличенные размеры, что также учитывается при их проектировании и строительстве.

Для каждого конкретного участка моря и морского побережья характерны определенные природные условия, весь комплекс которых составляет естественный режим данного района. При проектировании и строительстве искусственных островов учитывается большой комплекс вопросов, характеризующих естественные условия района строительства, а также технические производственные возможности. Так учитываются условия:

— гидрографические (глубины, рельеф дна);

— метеорологические (температура, ледовый и ветровой режимы, осадки, туманы);

— гидрологические (волнение, течения, изменения уровней воды, приливные явления);

— геологические и геоморфологические (геологическое строение дна, свойства пород, изменяемость дна, движение наносов, тектонические явления).

Кроме естественных условий учитываются:

— наличие грунтовых материалов и способы их транспортировки;

— наличие плавучих средств и строительной техники;

— удаленность острова от производственной базы на материке и т. п.

Более часто принимается круглая форма островов в плане. Такая форма требуется в случаях открытого моря, когда воздействие льда и волн возможно с разных направлений, или когда нельзя установить направление наибольшего силового воздействия. При известных господствующих направлениях распространения волнения и движения льдов, форма острова в плане принимается овальной, близкой к прямоугольной. Грунтовые острова должны противостоять волновой эрозии летом и воздействиям льда зимой. Усиленное воздействие волн и льда острова испытывают в открытом море при значительных глубинах. Меньшие воздействия острова испытывают при расположении на меньших глубинах, в заливах, под защитой берегов материков и естественных островов. В этих случаях меньше толщины льда и подвижки ледяных полей.

Насыпные острова начали возводится в районе устья реки Маккензи с 1974 г. Основным материалом для тела островов является песок и гравий. Следует отметить, что до 1974 года часть мелководных островов возводилась из местных донных илов, так что острова могли эксплуатироваться только в зимнее времяв замороженном состоянии тел островов.

Летом грунтовая масса доставляется с берегового карьера на саморазгружающихся баржах (самоопрокидывающихся или с открывающимися днищами), с которых производится отсыпка нижней части тела острова. Верхняя часть острова отсыпается также с барж, но с применением кранов (грейферов и т. п.).

В зимнее время грунт доставляется с берегового карьера автотранспортом по ледовой дороге и отсыпается в тело острова через проруби (окна) во льду. Здесь в экономическом отношении играет роль количество задействованного автотранспорта, что зависит не только от объема тела острова, но в большой мере и от расстояния между островом и карьером. Значительные расходы необходимы на возведение ледовой дороги и поддержание ее в эксплуатационном состоянии.

Надводные и подводные откосы насыпных островов защищаются, а уклоны откосов обычно принимаются 1:3. Наиболее часто по грунту откоса укладывается синтетическое фильтрующее покрытие, которое закрепляется анкерами к грунту. Затем по этому покрытию укладываются в один или два слоя мешки с песком. Для защиты откосов применяются также камень, бетонные блоки, железобетонные плиты.

Для уменьшения объема тела острова с целью уменьшения расхода сыпучих материалов, иногда по морскому дну устраивается кольцевой вал (берма) из мешков с песком. Затем отсыпка производится в ограниченную валом круговую область. Следует иметь в виду, это устройство вала требует дополнительного строительного оборудования и часто затруднительно по погодным условиям. Имеются примеры, когда подводная часть острова возводится намывом, а надводная часть насыпным способом.

Защитный парапет устраивается по всему или части периметра рабочей территории острова с целью исключения наползания льда и наката волн на площадки территории. Парапет часто возводится из мешков с песком с уклонами откосов 1:2.

Намывные острова.Такие острова возводятся в летнее время, грунт забирается землесосами из подводных морских карьеров и транспортируется по плавучим трубопроводам непосредственно в тело острова. Образующиеся при этом подводные неукрепленные откосы имеют малые уклоны от 1:20 до 1:15, так что остров занимает значительную площадь в плане и требует для своего возведения больших масс грунта.

Именно, малые глубины на пологих подводных откосах способствуют разрушению морских волн, которые по пути вдоль откоса трансформируются, и на надводную часть острова уже действуют волны малой высоты. Далее, зимой в условиях малых глубин над откосами, происходит разрушение ледяных полей, так что вокруг острова может образоваться защитный пояс из битого льда. Поэтому для условий моря Бофорта первоначально считался целесообразным намывной тип острова с пологими подводными откосами и более крутыми надводными откосами, хотя такой тип островов требует намыва большого количества грунта. Применение намыва с подводных близлежащих к острову карьеров также целесообразно, если остров расположен далеко от материка, так что доставка грунта с материка зимой по льду автотранспортом чрезмерно дорога. Острова с неукрепленными откосами обычно возводятся на малых глубинах (в основном до 3 м) и предназначаются для разведочного бурения с малым сроком эксплуатации (2…3 года).

По данным зарубежного опыта возведения намывных островов выделяются следующие этапы:

— намыв подводной и частично надводной части острова по пульпроводу, выходной конец которого закреплен на барже, установленной на якоря в зоне острова;

— доставка на частично возвышающуюся над водой поверхность острова строительной техники (кранов, бульдозеров и др.) для производства земляных и берегоукрепительных работ;

— продолжение намыва грунта и возведение с помощью техники вокруг будущей рабочей площадки кольцевого вала высотой около 4 м (с дренажными отверстиями в валу для отвода воды);

— намыв грунта в воронку внутри кольцевого вала и далее до полного профиля острова;

— производство работ по защите откосов острова (укладка фильтрующих полотен, мешков с песком и др.; заполнение мешков производится на острове с использованием оборудования);

— планировка и оформление рабочей площадки, устройстве пандуса для приема бурового оборудования.

Защита откосов.Форма откосов в общем случае может быть ломаной с разными уклонами участков. В таких случаях наиболее пологие откосы делаются в зоне воздействия волн и льда. В откосы могут включаться горизонтальные бермы.

В намывных островах подводные неукрепленные откосы имеют весьма малые естественные уклоны (1:20)…(1:15), иногда до 1:12. Надводная часть намывных островов может быть насыпной с более крутыми откосами. В насыпных островах с укрепленными откосами, подвергающимся волновым и ледовым воздействиям, уклоны обычно принимаются 1:3 (иногда до 1:5). Если откос не подвержен воздействию волн, то уклон иногда принимается 1:2.

Ледовые и волновые воздействия разрушающе действуют на берега искусственных грунтовых островов, в связи, с чем требуется конструктивная защита откосов. Для защиты откосов применяются:

— синтетические полипропиленовые мешки с песком или гравием, иногда мешки с цементным раствором (одна часть цемента и 4 части инертных);

— покрытия из наброски камня;

— покрытия из железобетонных плит или бетонных блоков;

— габионы в виде стальных сетчатых корзин, заполненных камнем;

— стальные щиты (отдельные случаи);

— синтетические гибкие водопроницаемые фильтрующие полотна;

— стальные тросовые сети и якорные цепи (для удержания элементов покрытий) и др.

Более часто защита откосов производится мешками с песком, укладываемыми в один или два слоя на фильтрующее гибкое полотно, покрывающее откос. Сверху мешки могут закрепляться сеткой из стальных тросов (типа противоторпедных сетей) или якорными цепями. Применялись мешки емкостью от 0,4 м до 2,15 м песка. Мешки изготовляются из поливиниловой водопроницаемой ткани с достаточной прочностью. Часть мешков под воздействием льда и волн повреждаются, поэтому эпизодически требуются ремонтные работы с добавлением новых мешков. Укладываемые на откосах железобетонные плиты соединяются между собой шарнирно с помощью якорных цепей или стальных тросов.

Проектирование.Как уже отмечалось, грунтовые острова по своему назначению подразделяются на разведывательные и эксплуатационные. Проектировщиками выработаны обобщающие условия и требования для проектирования и строительства таких островов.

Разведывательные острова имеют относительно небольшой срок службы (до 3 лет), и применительно к условиям моря Бофорта и при глубинах до 9,15 м, такие острова должны удовлетворять следующим требованиям (рис.7):

— принимается круглая форма острова в плане с диаметром рабочей площадки 122 м;

— возвышение территории острова над уровнем моря 3,4 м;

— высота защитного парапета (бермы) не менее 1,5 м;

— расчетный горизонт воды с учетом нагона и приливов принимается на отметке +1,8 м;

— расчетная высота волн принимается 3,1 м с периодом 6 с (расчетным принят шторм с повторяемостью один раз в 10 лет);

— горизонтальная погонная нагрузка (на 1 м диаметра) от льда обусловливается толщиной ледяного покрова 2,1 м и принимается 4,02 МН/м (402 тс/м);

— расчетная нагрузка от льда должна приниматься с учетом назначаемого коэффициента запаса для разведывательных островов.

Эксплуатационные острова имеют значительный срок службы (20…30 лет) и в соответствии с этим для условий моря Бофорта и при глубинах до 9,15 м должны удовлетворять следующим повышенным требованиям:

— размеры острова в плане определяются оборудованием и технологией работ, обычно диаметры островов назначаются Равными 183 м (в общем случае в диапазоне 183…305 м);

— возвышенно территории острова над уровнем моря 4,6 м;

— высота защитного парапета не менее 2,4 м;

— расчетная высота волн принимается 4,3 м с периодом 7 с (расчетным принят шторм с повторяемостью один раз в 100 лет);

— горизонтальная погонная нагрузка (на 1 метр диаметра) от льда обусловливается толщиной ледяного покрова 4,6 м и принимается 8,48 МН/м (848 тс/м), а сучетом коэффициента запаса 1,56 расчетная нагрузка составляет 13,24 МН/м (1324 тс/м).

Плотности отсыпаемых в тело островов грунтов принимаются в воздухе 1742 кг/м, а в воде с учетом взвешивания и пористости 1041 кг/м.

Выше излагались своего рода нормативные требования проектировщиками по вопросам проектирования грунтовых островов. Целесообразно также привести некоторые фактические параметры по данным уже возведенных разведывательных островов. Рабочие площадки островов имеют диаметры в диапазоне 90…130 м (площади 0,65…1,35 га). Возвышения рабочих площадок над уровнем воды составляют 3…6 м (в среднем 4,5 м). Возвышения площадок назначаются выше высоты наката волн на откос с некоторым запасом (при самом высоком статическом горизонте воды). Кроме того, должно исключаться наползание льда на площадки. Размеры откосов от рабочих площадок до уровня воды находятся в интервале 25…50 м.

Для разведывательных островов минимальная высота парапетной стенки назначается 1,5 м. При такой высоте стенки возможно кратковременное затопление рабочей площадки в экстремальных природных условиях. В эксплуатационных островах высота парапетной стенки должна исключать затопление рабочей площадки и наползание на площадку льда в течение всего длительного срока эксплуатации острова.

Стоимость грунтовых островов быстро растет с увеличением глубин. Это следует уже из того, что расход сыпучих материалов увеличивается пропорционально глубине в кубе. При этом происходит размыв материалов волнами и течениями. Уменьшение расхода материалов достигается созданием более крутых откосов, применением круговых в плане упорных призм (из мешков с песком, камня), но при этом требуется устройство дорогостоящих креплений откосов.

По мнению части зарубежных специалистов, применение искусственных грунтовых островов экономически оправдано при( )глубинах до 20 м, именно до такой глубины и возведены грунтовые острова (по мнению других специалистов грунтовые острова целесообразно возводить при глубинах до 9…12 м). При глубинах более 20 м уже нужно такое огромное количество сыпучих материалов, что их невозможно технически доставить за время одного строительного сезона. При глубинах более 20 м более экономичны острова, берега которых ограждаются стенками вертикального типа (массивами-гигантами и т. п.). Считается также целесообразным для разведывательного бурения применять буровые суда, хотя такие суда могут эксплуатироваться в течение 75…150 дней в году. Следует отметить, что для повышения сопротивляемости грунтовых островов действию льда, в зарубежной печати рекомендуется производить уборку снега с надводной поверхности островов. В этом случае тела островов промерзают на большую глубину (до 5,5 м) и сопротивление островов увеличивается.

Основные конструкции островов

Историческая справка.Вопросы проектирования и строительства искусственных грунтовых островов в полярных условиях шельфа у побережий Канады и Аляски начали исследоваться с 1970 г. Здесь первые искусственные грунтовые острова начали возводиться с 1972 г. Исследования и работы выполнялись, прежде всего канадскими компаниями и фирмами. Первоначально острова возводились на малых глубинах до 2…3 м из местных грунтов, в том числе илистых, так что эксплуатация островов была возможной только в зимнее время при замерзших грунтах. Затем острова стали возводиться также намывным или насыпным способами, но из доставляемых со значительных расстояний песка или гравия (транспортировка по пульпопроводам или на автомашинах по льду). Производится защита откосов островов камнем, мешками с песком и др. Большинство островов предназначены для разведочного бурения.

Строительство островов интенсивно производилось в канадском секторе моря Бофорта и, прежде всего, в зоне дельты реки Маккензи. Канадские компании построили 17 искусственных грунтовых островов, среди которых можно отметить, например, острова: Натсерк, глубина 7,6 м (1975 г.); Арнак, Каннерк на глубинах 8,5 м (1976 г.); Иссерк, глубина 13,1 м (1977 г.); Иссунгнак, глубина 19,8 м (1979 г.) и др. К 1988 г. в море Бофорта возведено более 40 искусственных островов.

Мелководные острова на глубинах до 2,1 м.Участки дна моря Бофорта в зоне устья реки Маккензи часто сложены из илистых грунтов, которые в обычном состоянии не могут использоваться как основания сооружений ввиду недостаточных прочности и устойчивости. Однако при малых глубинах в замороженном состоянии илы обладают достаточной прочностью, так что основанный на них и возведенный из ила искусственный остров может выдерживать напор льда, и с острова можно производить буровые работы. На таких островах буровые работы могут вестись только в зимние месяцы, когда ил находится в замороженном состоянии.

В связи с отмеченным, в защищенных местах района устья реки Маккензи возведены мелководные острова из ила и на илистых основаниях при глубинах до 2,1 м. Здесь по периметру каждого острова устраивалась ограждающая подпорная призма из синтетических мешков с песком с массами в основном по 127 кг. Мешки с песком доставлялись на баржах в готовом виде. На части островов ограждающие призмы устраивались в виде насыпей из гравия. Внутреннее пространство между подпорными призмами заполнялось вычерпываемым со дна илом. В местах установки оборудования для исключения оттаивания или разжижения ила устраивались гравийные подушки. Так, буровые вышки устанавливались на гравийные подушки. В ряде случаев для установки буровых вышек устраивались свайные основания из стальных обсадных труб. Ниже по литературным данным приводятся краткие характеристики мелководных островов.

Острова Адговозведены из илистых местных грунтов и предназначались для ведения разведочных буровых работ только в зимнее время. Буровые установки помещались на гравийные подушки.

Остров Адго (F-28) намывной, глубина 2,1 м, возведен летом 1973 г. (в течение 30 рабочих суток). Рабочая площадка с размерами 45,7х82,9 м с возвышением над уровнем воды 0,9 м. Расход грунта 36,6 тыс. м.

Остров Адго (Р-25) намывной, глубина 1,5 м, возведен летом 1974 г. (в течение 30 суток). Рабочая площадка с размерами 68,6х143,3 м и возвышением над уровнем воды всего 0,6 м. Расход грунта 27,5 тыс. м.

Остров Адго (J-27) намывной, глубина 1,8 м, возведен летом 1976 г. (в течение 30 суток). Рабочая площадка с размерами 50,3х106,7 м и возвышением 3,1 м над уровнем воды. Расход грунта 68,9 тыс. м.

Остров Адго (С-17) насыпной, глубина 1,5 м возведен зимой 1976 г. (в течение 42 суток). Рабочая площадка с размерами 50,3х157,0 м с возвышением 3,1 м над уровнем воды. Расход грунта 70,4 тыс. м.

Остров Икатток(J-47) намывной (нижняя часть) и насыпной (верхняя часть), глубина 1,5 м, возведен летом 1976 г. (в течение 30 суток). Рабочая площадка с размерами 45,7х129,5 м и возвышением на 2,1 м выше уровня воды. Расход грунта 38,3 тыс. м.

Остров Унарк(L-24) насыпной, глубина 0,9 м, возведен в зимне-весеннее время 1974 г. (за 50 рабочих суток). Рабочая площадка с размерами 61,0х121,9 м и возвышением 2,4 м над уровнем воды. Остров вытянут в длину по направлению север-юг с целью меньшей подверженности действию штормов и ветров с севера. Остров насыпан из гравия (расход 43,6 тыс. м( )гравия). Откосы покрыты гибкими фильтрующими синтетическими полотнами с защитой слоем мешков с песком (толщина слоя 1,2 м). По верху мешков уложена проволочная сетка и Участки якорных цепей.

Остров Пуллен(Е-17) насыпной, глубина 1,5 м, возведен в зимне-весеннее время 1974 г. (за 48 рабочих суток) при наличии ледяного покрова. Рабочая площадка с размерами 68,6х114,3 м и возвышением 3,1 м над уровнем воды. Центральная часть острова насыпана из гравия, а остальная из грунта. Необходимо’ отметить следующую особенность производства работ. Во время возведения острова толщина льда составляла 1,44 м при глубине слоя воды под льдом 0,45 м. Производилось удаление льда, при этом лед нарезался специально смонтированной на тракторе машиной на 7-тонные блоки с размерами 1,44х1,52х3,0 м. Блоки удалялись специальным погрузчиком с захватами на резиновом ходу. Удалено было около 20 тыс. т льда. Для отсыпки острова гравий доставлялся с материка автотранспортом по ледяной дороге длиной 120 км. Важно, чтобы отсыпка гравия производилась сразу по удалении части ледяных блоков с целью исключения образования ледяных призм в теле острова. Объем насыпного тела острова 63,6 тыс. м. Произведена была также берегозащита острова. Откосы покрывались гибкими фильтрующими полотнами, а затем мешками с песком с массами по 127 кг.

Остров Пелли(В-35) насыпной, глубина 2,1 м, возведен летом 1974 г. (в течение 50 суток). Рабочая площадка с размерами 82,3х157,0 м и возвышением 1,8 м выше уровня воды. Расход илистого грунта 34,4 тыс. м. В центре острова установлены две баржи, которые соединены общей надстройкой под буровую вышку. Размеры каждой баржи 73,0х11,6х2,5 м. Корпусы барж внутри были заполнены илом, а снаружи защищены призмой из габионов (проволочных ящиков) с размерами 1,5х1,5х0,75 м, заполненных мешками с песком. Характерно, что после окончания бурения баржи были освобождены с целью дальнейшего использования.

Острова Сарпик, Кугмаллит, Арнак, Каннерк на глубинах от 4,3 до 8,5 м.Эти острова возведены в канадском секторе моря Бофорта, являются насыпными из песка, или намывными из песка с примесями. Защита откосов из синтетических фильтрующих покрытий и мешков с песком. Ниже приводится краткая характеристика островов.

Остров Сарпик(В-35) насыпной, глубина 4,3 м, возведен в зимне-весеннее время 1976 г. (в течение 44 рабочих суток). Рабочая площадка в форме круга с диаметром 97,5 м возвышается на 6,7 м выше уровня воды. Расход грунта 118,6 тыс. м.

Остров Кугмаллит(D-49) насыпной, глубина 5,2 м, возведен летом 1976 г. (в течение 37 суток). Рабочая площадка с диаметром 97,5 м возвышается на 4,6 м выше уровня воды. Расход грунта 237,2 тыс. м.

Острова Арнак(L-30) и Каннерк(G-42) возведены одновременно в идентичных условиях. Эти острова намывные, глубины 8,5 м, возведены летом 1976 г. (в течение 30…35 суток). Рабочие площадки с диаметрами 97,5 м возвышаются на 5,2 м выше уровня воды. Расход грунта на каждый остров 1147 тыс. м.

Остров Иммерк на глубине 3 м.Остров Иммерк Би-48 построен в канадском секторе моря Бофорта севернее дельты реки Маккензи (рис. 8). Остров возводился с августа 1972 г. по август 1973 г. Это был первый искусственный остров в Арктике. В целом, 1972 г. считается началом строительства искусственных островов в Арктике. Остров был предназначен для разведочного бурения со сроком эксплуатации 2 года. Расчетная толщина льда была принята 2,1 м, а давление льда 2800 кПа (280 тс/м).

Рис. 8. Остров в районе дельты реки Маккензи

б— вертикальный разрез откоса намывного острова Иммерк.

Тело острова намыто за два летних сезона песчано-гравийной смесью, добываемой с морского дна на расстоянии 1,3 км от острова. Рабочая площадка в форме круга с диаметром 91,4 м возвышается над уровнем воды на 4,60 м. Надводные откосы имеют уклон 1:5, а подводные 1:20. Защита надводных откосов осуществлена следующим образом. Непосредственно песчано-гравийная смесь покрыта гибким фильтрующим пористым пластиковым водопроницаемым покрытием, которое удерживается наложенными на него якорными цепями и выше сетью из тросов диаметром 19 мм (использованы противоторпедные сети).

Вся система защиты откосов крепится в нижней и верхней частях анкерами, заделанными в тело острова. Якорные цепи и сеть из торосов имели назначением не только удерживать фильтрационное покрытие, но и способствовать гашению энергии волн. На участке периметра рабочей площадки острова возведен причал для приема оборудования и грузов. Причал ячеистого типа из стального шпунта (5 ячеек с диаметрами по 7,62 м).

Остров Нетсерк на глубине 4,6 м.В канадском секторе моря Бофорта возведен ряд насыпных островов, как например, Нетсерк Би-44 (глубина 4,60 м; постройка 1974 г.), Нетсерк Би-40 (глубина 7,60 м постройка 1975 г.) и др. Рассматриваемый здесь остров Нетсерк Би-44 (рис. 9) возведен в течение одного летнего сезона (80 суток). Рабочая площадка имеет форму круга с диаметром 97,5 м и возвышается на 4,6 м выше уровня воды.

Рис. 9. Остров в районе дельты реки Маккензи

б— вертикальный разрез насыпного острова Нетсерк.

Уклон надводных откосов берегов острова принят достаточно крутым 1:3. По вопросам защиты откосов от льда и волн были проведены опытные работы. Установлено, что при глубинах до 7,6 м подводная часть тела острова может защищаться упорной призмой из мешков с песком (массы по 3 т). В надводной части непосредственно по песчано-гравийному откосу было уложено пористое фильтрационное пластиковое водопроницаемое полотно. Для удержания этого полотна на него с подветренной стороны острова были уложены мешки с песком с массами по 3 т, а с наветренной стороны сделано покрытие габионами с массами по 6 т. Габионы представляют собой корзины из проволочной сетки, заполненные мешками с песком.

Остров Сил на глубине 11,9 м.Остров возведен в начале 80-х годов в море Бофорта у берегов Аляски в 18 км к северо-западу от залива Прадхо-Бей. Остров насыпной из гравия, на глубинах 11,9 м (рис.10). При проектировании ледовые условия приняты характерными для моря Бофорта у берегов Аляски, расчетная высота волн была принята 3,7 м.

Рис.10. Плановая схема (а) и разрез (б) острова Сил

Остров имеет вид усеченного конуса с общей высотой 18,9 м. Рабочая площадка с диаметром 121,9м возвышается на 7,0 м выше уровня воды. Предполагалось, что ожидаемая осадка острова составит 1,2 м, и поэтому первоначальная высота острова была увеличена, так что рабочая площадка возвышалась на 8,2 м выше уровня воды. При принятых возвышениях воздействие волн на рабочую площадку исключается. Диаметр острова у морского дна 235,3 м.

Источник