Engineering and cryoecological forecast of the impact of linear structures (roads and major pipelines) on the permafrost of the Yamal Peninsula

Abstract

Территория п-ова Ямал находится на крайнем северо-западе Западно-Сибирской плиты за Полярным кругом. Ямал является одним из главных резервов нефтегазовой отрасли России. Проектирование и строительство линейных сооружений осложняется повсеместным распространением многолетнемерзлых пород и развитием опасных процессов, возникающих при взаимодействии линейных сооружений со средой. Целью работы является прогноз взаимодействия многолетнемерзлых пород с линейными сооружениями разных типов. Задачей данной магистерской диссертации является количественный прогноз влияния сооружений на многолетнемерзлые породы: устойчивость свайного фундамента, изменение кровли многолетнемерзлых пород под насыпью, определение ореола оттаивания вокруг трубопровода. В качестве примера в данной работе рассмотрен участок мостового перехода железной дороги через реку Щучья на полуострове Ямал. Район проведенных исследований является типичным для большей части территории п-ова Ямал, сложенной неоплейстоценновыми и голоценовыми песчано-глинистыми отложениями морского и ледниково-морского генезиса, находящимися в многолетнемерзлом состоянии. Толща ММП лишь вблизи водотоков прерывается несквозными таликами, что позволяет распространить результаты инженерно-геокриологического прогноза на значительные, сходные по строению территории. Типичной является и долина р. Щучьей с термокарстовыми озерами на прилегающей казанцевской террасе. Сплошное распространение низкотемпературных ММП, представленных достаточно однородной толщей морских отложений, позволяет рассматривать центральные области Ямала как благоприятную геологическую среду, но техногенное воздействие на нее линейных сооружений требует учета описанных в данной работе прогнозных криоэкологических расчетов.

The territory of Peninsula Yamal is located in the extreme North-West of the West Siberian plate in the Arctic circle. Yamal is one of the main reserves of Russian oil and gas industry. Design and construction of linear structures is complicated by the widespread distribution of permafrost and development of dangerous processes arising from the interaction of linear structures with the environment. The aim is the prediction of interaction of permafrost with the linear structures of different types. The objective of this master thesis is a quantitative prediction of the effects of structures on permafrost: stability of the pile Foundation, the change of the roof of permafrost under an embankment, the definition of halo thaw around the pipeline. As an example, in this paper, the plot of the bridge of the railway across the river pike on the Yamal Peninsula. The area of this study is typical of most of the territory of Peninsula Yamal, folded Neopleistocene and Holocene sandy-clayey sediments of marine and glacial-marine Genesis, which is in a permafrost condition. The thickness of the MMP in the vicinity of watercourses is interrupted by the closed taliks, which allows to disseminate the results of engineering-geocryological forecast for significant, similar to the structure of the territory. Typical is the valley of river Pike with thermokarst lakes on the adjacent kazantsevskaya the terrace. Solid low-temperature distribution of permafrost, presents a fairly uniform layer of marine sediments, allows us to consider the Central region of Yamal Peninsula as a favorable geological environment, but the impact on it of linear structures requires taking into account the described predictive cryoecological calculations.