«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ИСЛЕДОВАНИЯ ПО ОПТИМИЗАЦИИ МЕТОДИКИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЗАПОЛЯРЬЯ ...»

II класса коротким лучом цифровым нивелиром Trimble DiNi 2.2.1 Общие данные о погрешностях нивелирования цифровыми нивелирами Оптоэлектронные приборы, позволяют расширить функциональные возможности средств измерений, повысить их точность, а так же осуществить уровень автоматизации, как процесса измерений, так и обработки его результатов [19]. В их состав входят сложные оптические и электрические элементы и схемы, подверженные влиянию внешних условий и старению. Они имеют высокую точность измерений и во многих случаях погрешность измерения соизмерима с технологически достижимой точностью. К этому классу приборов относятся цифровые нивелиры Trimble DiNi12, используемые на исследуемом объекте. Электронные цифровые нивелиры в массовом производстве имеются в достаточном количестве, однако отсутствуют нормативные документы, определяющие порядок работы с этим типом инструментов [69]. Так в работах [90,91,92] приведены критические замечания на редакцию Инструкции по нивелированию [20] по поводу отсутствия в ней технологии выполнения нивелирования цифровым нивелиром. Традиционные методики, описанные в нормативных документах (инструкциях, руководствах и т. п.), создавались, исходя из предпосылки превалирования действия случайных ошибок измерения, основным источником которых являлись процессы, связанные с личными ошибками исполнителей [69]. Использование электронных нивелиров практически полностью исключает влияние этого источника ошибок, но действие всех источников систематических ошибок сохраняется. В работах [7,22,23,47,86,91,92,93,95 и других] рассмотрены основные и дополнительные источники ошибок, связанные именно с конструкцией электронных нивелиров и реек. Некоторые из них связаны с:

отсутствием методики калибровки реек и обработки результатов измерений с учетом калибровочных поправок;

наличием разных методик, обеспечивающих соблюдение главного условия нивелира, включая вычисление угла i;

наличием в электронных нивелирах, двух оптических трактов, которые можно использовать как отдельно, так и совместно, что при неодинаковой освещенности разных реек приводит к дополнительным погрешностям;

отсутствием методик наблюдений на станции нивелирования, учитывающих автоматизацию регистрации получаемой информации.

Методики измерений, описанные в действующих инструкциях, ориентированы на меры борьбы с ошибками, большинство из которых отсутствует в цифровых нивелирах, и не предусматривают возникновения систематических ошибок.

Цифровые нивелиры – это не улучшенный аналог оптико–механических нивелиров, и поэтому к ним нежелательно, в полной мере, применять наработанные приемы выполнения измерений. На практике часто пренебрегают требованиями, предъявляемыми к геометрической схеме работы на станции, полагаясь на совершенство измерительной техники [19]. Такое отношение приводит к превалированию в результатах измерений систематических ошибок и изменению привычной модели взаимодействия их со случайными погрешностями, что отражено в работах [42,47]. Согласно работе [93], систематические ошибки при наблюдениях за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений, никак не регламентируются, так как работы ведутся на небольших ограниченных территориях и их влияние предположительно не успевает сказаться.

Территория объекта исследования расположена в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов, в сложных природно–климатических условиях, таких как постоянно дующий ветер и большие суточные перепады температуры окружающей среды. Представляет интерес оценить точность результатов нивелирования деформационных марок и исследовать влияние этих факторов на точность нивелирования при проведении геодезического мониторинга вертикальных деформаций объектов Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения. Для этого по многолетним наблюдениям [39] подобраны выборки данных, которые проверены: на наличие систематических ошибок; на принадлежность к генеральной совокупности; на подчинение гипотезе о нормальном распределении. Для установления зависимостей данные обрабатываются с применением методов двухфакторного дисперсионного анализа и корреляционного анализа.

2.2.2 Оценка точности результатов нивелирования В работе [35] отмечается, что нормальный закон распределения ошибок подтверждает высокое качество геодезических измерений, при этом о наличии систематических влияний можно дополнительно судить по смещенным оценкам, например математическому ожиданию, завышенному значению средней квадратической ошибки, определенной по формуле Гаусса, по сравнению с предполагаемой точностью. Для оценки качества геодезических измерений при определении высот деформационных марок на исследуемом объекте использованы невязки ходов полученные за последние три года (Приложение В). Выборки невязок проверены на принадлежность к генеральной совокупности. Проверка показала, что гипотеза подтверждается с вероятностью 0,92.

Для исследования точности от невязок перешли к погрешностям нивелирования на станции, для этого каждую невязку в ходе поделили на количество станций (Приложение Г):

где – невязка, – количество станций.

Объем выборки составляет 136 погрешностей. Выборка исследована на нормальное распределение, для этого применен критерий Колмагорова. При этом получены следующие оценки:

математическое ожидание составило: минус 0,009;

среднее квадратическое отклонение: 0,055 мм.

По критерию Колмагорова гипотеза о нормальном распределении подтверждается с вероятностью 0,964, результаты вычислений представлены в Приложении Д, Гистограмма, полученная по результатам исследования представлена на рисунке 24.

Рисунок 24 – Гистограмма полученных результатов Таким образом, среднее квадратическое отклонение погрешностей нивелирования на станции составило 0,05 мм при допустимой 0,5 мм [27], что говорит о высоком качестве нивелирования. Погрешности носят случайный характер, систематические ошибки отсутствуют.

2.2.3 Исследование влияния природно–климатических факторов на точность измерений цифровым нивелиром Trimble DiNi Поскольку геодезический мониторинг вертикальных деформаций объектов Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения производится в сложных климатических условиях, характеризующихся постоянным ветром различной силы (скорости), большим диапазоном температур, представляло интерес выявить влияние этих факторов на точность измерений цифровым нивелиром Trimble DiNi 12. В качестве исходных данных взяты погрешности нивелирования на станции, исследованные выше на нормальное распределение. Каждой погрешности придано значение средней температуры воздуха и средней скорости ветра, зафиксированные при измерениях, данные представлены в таблице 2. Измерения выполнялись в соответствии с инструкцией [20] и [58] при силе ветра не превышающей м/с и при температуре окружающей среды от минус 20 °С до +50 °С.

Таблица 2 – Исходные данные для двухфакторного дисперсионного анализа Средняя сила ветра Температура окружающей среды во время наблюдений за деформационными марками, °С наблюдений за деформационными (-20)-(-15) (-15)-(-10) (-10)-(-5) (-5)-(0) (0)-(5) (5)-(10) (10)-(15) (15)-(20) марками, м/с Для обработки материалов исследований использован метод двухфакторного дисперсионного анализа.

Основная идея двухфакторного дисперсионного анализа заключается в разложении суммы квадратов отклонений общего среднего на компоненты, отвечающие предполагаемым факторам изменчивости.

Пусть далее:

Основному тождеству однофакторного анализа отвечает тождество:

Величины, в данном случае нормально распределены по закону N(x; v;), оценки. Эта оценка может быть проведена с помощью несмещенных характеристик:

Для проверки степени значимости расхождений, обнаруженных в средних по строкам или колонкам, вычисляют критерии:

Если в результате дисперсионного анализа гипотеза подтверждается, то для оценки параметра используют формулы (11) – (14), затем определяют доверительный интервал и проверяют, попадают ли значения в этот интервал.

анализе целесообразно использовать следующие расчетные формулы:

На основании формул (17) – (19) и исходных данных, вычислены суммы Результаты двухфакторного дисперсионного анализа представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Результаты вычислений двухфакторного дисперсионного анализа компоненты дисперсии Проверим нулевую гипотезу при помощи F критерия, используя формулы (15) и (16), соответственно, получим следующие значения и :

для среднего квадрата «температуры окружающей среды в момент наблюдений» ;

для среднего квадрата «средней силы ветра в момент наблюдений»

Критические границы для F, взятые по таблице VI приложения [47], составят:

Значения и, полученные нами, меньше критических, то есть, не попадают в критическую область, потому нулевая гипотеза не опровергается. Таким образом, температуры измерений и скорость ветра существенно влияют на точность измерений цифровым нивелиром Trimble DiNi 12.

Для установления аналитической формы зависимости между исследуемыми факторами применен метод корреляционного анализа.

Рассмотрим влияние силы ветра на точность нивелирования на станции. Для этого сгруппируем погрешности нивелирования на станции, в восемь групп по силе ветра с шагом 1 м/с (0–1) м/с; (1–2) м/с;…. и так далее (Приложение И).

В каждой группе данных рассчитаны средняя скорость ветра (), и средняя квадратическая погрешность нивелирования на станции ( ). Их значения для каждой группы сведены в таблице 4 и представлены в виде точечной диаграммы на рисунке 25.

Таблица 4 – Cводная таблица данных Для точечной диаграммы подобраны линии тренда и описывающие их уравнения регрессии, представленные в таблице 5. Выбор функции наиболее точно описывающей исследуемую зависимость, выполнен по величине коэффициента достоверности аппроксимации (.

Рисунок 25 – Зависимость величин погрешностей измерения на станции от Таблица 5 – Уравнения регрессии, связывающие влияние силы ветра на точность измерений Наилучшим образом влияние данного фактора на точность измерений на станции описывает полиноминальная функция вида Для практических целей, возможно, использовать функцию линейного вида Влияние температуры на точность измерений по данному статистическому материалу так же оценено методом корреляционного анализа. Для этого погрешности нивелирования на станции сгруппированы в восемь групп с шагом 5 °С от минус 20 °С до минус 15 °С; от минус 15 °С до минус 10 °С);…;от 15 °С до 20 °С (Приложение К). В каждой группе рассчитана средняя температура воздуха, и средняя квадратическая погрешность нивелирования на станции, сводные данные представлены в таблице 6.

По данным таблицы 6 построена точечная диаграмма, для которой подобрана линия тренда, соответствующее ей уравнение регрессии и величина коэффициента достоверности аппроксимации (. Пример представлен на рисунке 26, и в Приложении И.

Таблица 6 – Cводная таблица данных Номер ряда Наиболее точно данную зависимость описывает полиноминальная функция вида:

Рисунок 26 – Зависимость средних квадратических погрешностей нивелирования на станции от температуры окружающей среды Таким образом, получены аналитические формулы зависимостей, отражающие влияние силы ветра и температуры на точность измерения превышений на станции цифровым нивелиром Trimble DiNi12. По результатам исследований установлено, что оптимальная температура измерений от +10 °С до 15 °С.

Наибольшие погрешности нивелирования на станции зафиксированы при температуре от минус 4 °С до +1°С. Минимальные погрешности нивелирования зафиксированы при ветре от 0 до 4 м/с, максимальные при ветре 6 м/с и более.

Рассмотрим влияние силы ветра на величину угла i и соответсвенно на результаты измерений. Для этого составим таблицу 7. В столбец № 1 запишем длины плеч с шагом 5 м, в строки отклонения величины угла i при силе ветра от до 8 м/с с шагом один метр. Данные для изучения вычислены из средних значений квадратов разности превышений от эталооного значения, полученные в измерениях соответствующих каждой длине плеча и силе ветра.

Таблица 7 – Значения величины угла i от силы ветра и длины плеча Таким образом, выявлено влияние силы ветра на значение угла i. Результаты исследований показали, что при ветре от 0 до 4 м/с угол i меняется на незначительные величины, не влияющие на точность наблюдений, но при ветре более пяти метров в секунду следует уменьшать длины плеч до 25 м.

вертикальных деформаций зданий и сооружений Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения 2.3.1 Анализ существующих методов расчета точности измерений вертикальных деформаций фундаментов и оснований зданий и сооружений Для обеспечения точности геометрических параметров строительных конструкций необходимо обоснование точности измерения вертикальных деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений как в период их строительства, так и эксплуатации. В соответствии с требованиями Руководства [56], наблюдения за вертикальными деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений необходимо осуществлять с начала их строительства и в первые годы эксплуатации, а так же в случае появления трещин, раскрытия швов и резкого изменения условий работы сооружений, находящихся значительное время в эксплуатации. Степень деформации оснований фундаментов зданий и сооружений определяется величиной, скоростью и зависят от многих факторов (неоднородного геологического строения оснований, уровня грунтовых вод, изменения геокриологических условий, в том числе и от условий эксплуатации и так далее). Поэтому очень важно правильно рассчитать необходимую точность измерения вертикальных деформаций оснований и фундаментов в процессе возведения сооружений и их эксплуатации. Излишняя точность приводит к неоправданному увеличению затрат, а недостаточная точность – к созданию аварийной ситуации. Обоснованность точности измерения деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений во многом зависит от применяемых методов их расчета.

Допуски измерений деформаций должны рассчитываться исходя из требований, предъявляемых к точности геометрических параметров конструкций зданий и сооружений. Такие параметры задаются в нормативных документах (в ГОСТ, СНиП и проектной документации) на строительство зданий и сооружений. Следовательно, для обоснования допусков точности измерений деформаций необходимо решать обратную задачу, имея в нормативном документе показатель точности геометрического параметров сооружений.

В настоящее время существуют методики расчета допусков на контрольные измерения в строительстве, которые можно применять для расчета точности измерений деформаций, с использованием следующих методов их расчета:

метод расчета точности с использованием принципа равного влияния отдельных источников погрешностей на конечный результат;

метод расчета точности с использованием принципа ничтожного влияния отдельных источников погрешностей на конечный результат;

метод расчета точности контрольных измерений по заданной доверительной вероятности оценки строительного допуска;

метод расчета с учетом точности процесса протекания деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений;

метод расчета с учетом обеспечения предельных характеристик качества строительства (обеспечения геометрических параметров оснований и фундаментов зданий и сооружений), заданных в нормативных документах [84].

Выполним анализ методов и рассмотрим, в каких случаях целесообразно использовать тот или иной метод расчета для обоснования точности измерения вертикальных деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений в районах южной зоны распространения многолетнемерзлых грунтов.

Метод «равного влияния». Сущность его заключается в допущении, что отдельные независимые источники, составляющих суммарное значение деформации, одинаково влияют на е величину. Недостаток этого метода заключается в том, что он не учитывает истинного распределения значений суммарной деформации между составляющими ее источниками. Доля тех или иных источников суммарной деформации определяется их количеством, которое основывается, в свою очередь, на предположении равного их влияния. Это предположение, к сожалению, не всегда подтверждается практикой. Этот метод является приближенным для расчета точности определения деформаций.

Метод «ничтожного влияния». Сущность его заключается в том, что при расчете точности тех или иных источников деформаций накладывается условие, что значение отдельного из них по отношению к суммарному значению будет пренебрегаемо мало или ничтожно. На общее значение определения деформации в окончательном положении оказывают влияние значения составляющих источников деформаций. Недостатком метода «ничтожного влияния», как и метода «равного влияния», является то, что при расчетах точности m2 не учитывается истинная доля погрешности второго источника в общей погрешности. Метод «ничтожного влияния», применим на ранних стадиях проектирования и строительства зданий и сооружений.

Метод расчета точности геодезических измерений деформаций по заданной надежности оценки строительного допуска. Суть этого метода состоит в определении точности геодезических измерений с учетом заданного показателя доверительной вероятности фиксирования допустимой деформаций конструкций зданий и сооружений Q (вероятность выхода величины за установленные пределы). Этот метод предложен В. С. Сытником для расчета точности контрольных измерений в работе [85]. Приведенный метод расчета точности измерений деформаций учитывает заданную доверительную вероятность соответствия положения конструкций (фундаментов) проектным, но не принимает во внимание уровень точности процесса протекания деформаций, что является его недостатком. Он по существу не отличается от метода ничтожного влияния.

Метод расчета допусков с учетом точности процесса протекания деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений. Применение этого метода предложено для расчета точности контрольных измерений при изготовлении и монтаже конструкций зданий и сооружений в работах профессора Ю. В. Столбова [77,78,79]. Определение допусков измерения деформаций можно выполнить с учетом точности процесса их протекания. В этом методе учитывается доля погрешности измерительных операций в общей среднеквадратической погрешности определения деформаций конструкций, оптимизируется точность измерения деформаций, а значит и сокращение времени и средств на их выполнение. При обосновании этого метода учитывается, что погрешности измерений деформаций, вступая во взаимодействие со значениями суммарной деформации, оказывают влияние на оценку результатов определения деформации.

Суммарные деформации, как и погрешности измерений, подчинены закону нормального распределения [95]. Кривая нормального распределения суммарной деформации, связанная с процессом их протекания по границам поля допуска, будет иметь искажения, связанные с влиянием погрешностей измерений деформаций, как это показано на рисунке 27.

1 – кривая распределения суммарной деформаций без учета их погрешностей измерений;

2 – кривая распределения суммарной деформаций с учетом влияния их погрешности измерений; 3 – поле ошибочно забракованных конструкций; 4 – поле ошибочно принятых конструкций; 5 – кривая распределения погрешностей измерения деформаций.

Рисунок 27 – Влияние погрешностей измерений деформаций на расположение кривой распределения суммарной деформаций Погрешности измерений деформаций оказывают влияние на суммарное их значение деформаций, расположенные и близко к центру поля допуска, но их влияние в этом случае не влияет на их результаты. В этом случае не делается ошибочного отнесения положения конструкций в качественно другую группу, так как годные элементы конструкции не признаются бракованными.

Результат контроля можно рассматривать как сложное событие, состоящее из двух простых:

появление результата процесса протекания деформаций с отклонением, выходящим за границу поля допуска на величину x;

ошибочное определение результата, как соответствующего полю нормативного допуска.

Вероятность получения результата процесса с отклонением в границах поля нормативного допуска определится функцией Лапласа 2 ФZ, где Z Н тех, а Н – нормативное предельное допустимое отклонение; тех – зафиксированное среднеквадратическое отклонение процесса деформаций.

Вероятность получения результата процесса протекания с отклонением в границах поля, большего, чем нормативное, на величину предельного допустимого отклонения измерений деформаций, определится функцией Лапласа Вероятность получения результата с отклонением, выходящим за границы поля допуска, в зоне влияния погрешностей контрольных измерений будет равна При ошибочном получении результата, как соответствующего полю нормативного допуска, необходимо, чтобы в момент контроля погрешность измерения деформаций была больше по величине и противоположна по знаку значения суммарной деформации.

Вероятность такого сложного события выразится произведением плотности вероятности получения результата с отклонением x на вероятность появления погрешности измерения, большей, чем x и противоположной по знаку:

где Полная вероятность ошибочной приемки элементов конструкций зданий и сооружений, на обеих границах поля допуска, будет равна интегралу этого произведения [37] Величина К П практически определяется методом численного интегрирования, предложенным профессором В. А. Тайцем [37]. Для этого зона суммарных деформаций за границей поля допуска в пределах распространения погрешностей их измерений разбивается на участки. На такое же количество участков делится кривая распределения погрешностей измерений деформаций. На каждом участке производится определение вероятности сложного события, а затем они последовательно перемножаются. Вероятности находятся с использованием таблиц функций Лапласа ФZ при определенных значениях К П, после чего произведения складываются. Аналогично рассчитывается полная вероятность ошибочной браковки результата К Н. Для удобства использования, по результатам численного интегрирования, составляют графики, как в работе [37], или таблицы, как это сделано в работах Ю. В. Столбова [78], [79], которые приведены в таблице 14. Используя такие таблицы и графики можно рассчитывать вероятность ошибочной приемки К П, ошибочной браковки К Н элементов конструкции при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений и вероятную величину выхода суммарных деформаций за границу поля допуска С.

Таблица 8 составлена по аргументам Т К и Т П :

где Т К – коэффициент точности измерений деформаций;

Т П – коэффициент точности процесса протекания деформаций;

К – предельная допустимая погрешность измерения деформаций;

Н – нормированная предельная допустимая величина суммарной деформации;

Н – нормативный строительный допуск;

тех – зафиксированное среднеквадратическое отклонение значений, вызванное процессом протекания деформаций.

Метод расчета допусков на измерения деформаций с учетом точности технологических процессов их протекания возможно применять при возведении и эксплуатации зданий и сооружений, когда значение деформаций уже известно или может быть определено опытным путем. Для этого выполняются измерения деформаций конструкций, по результатам которых вычисляется значение тех, а затем Т П по формуле (28). По таблицам, таким как таблица 15, выбирается значение Т К. Согласно выражения (27), значение предельной допустимой погрешности измерения деформаций будет определяться по формуле:

Анализируя выше рассмотренные методы расчета точности измерения вертикальных деформаций, установили, что наиболее приемлемыми для проведений геодезического мониторинга являются: четвертый – метод расчета допусков с учетом точности процесса протекания деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений. При использовании четвертого метода наблюдения за вертикальными деформациями следует выполнять с начала строительства зданий и сооружений. В зависимости от величин деформаций (средних или максимальных), с учетом коэффициента точности протекания относительных деформаций, можно рассчитать дифференцированные нормы точности измерения вертикальных деформаций оснований и фундаментов. Рассмотрим методику расчета допусков измерения деформаций с применением этого метода.

Усовершенствование методики расчета допусков измерений вертикальных деформаций оснований и фундаментов с учетом точности процессов их протекания и предельных характеристик качества строительства Методика расчета допусков измерений деформаций с учетом точности процессов их протекания. Для определения предельной погрешности измерений деформаций необходимо установить значение коэффициента точности их измерения ( Т К ). Исходными параметрами для его определения являются коэффициент точности процесса протекания деформаций ( Т П ) оснований и фундаментов, а так же значения вероятной величины выхода погрешности за границу поля допуска С.

Значение коэффициента точности геодезических измерений деформаций можно выбрать из таблицы 8, составленной по результатам численного интегрирования вероятностей появления ошибочно принятого результата ( К П ) и ошибочно забракованного результата ( К Н ).

Коэффициент точности процесса протекания деформаций ( Т П ) можно рассчитать по формуле (28) по результатам их геодезических измерений. Если нет материалов измерений деформаций оснований и фундаментов, то на начальном этапе можно производить работы с точностью, рассчитанной с использованием метода ничтожного влияния. После выполнения геодезических измерений деформаций на реальном объекте точность их измерений можно корректировать. При расчете допусков на измерения деформаций назначение величины С необходимо осуществлять с учетом отечественной и мировой практики предъявления требований к качеству различной продукции.

Таблица 8 – Значение характеристик качества измерений деформаций В строительных нормах стран экономической взаимопомощи (СЭВ), которые действовали в СССР и многие из которых действуют и по настоящее время в нашей и других странах, погрешность измерений установлена в пределах 10 % от допуска Н. Тогда, согласно таблице 8 вероятная величина С выхода погрешности за границу поля допуска у ошибочно принятых конструктивных элементов, будет равна или меньше 10 % от допуска при следующих значения коэффициентов точности:

Подставив значение Т К в выражение (27), получим значения необходимой точности геодезических измерений деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений при:

Переходя от предельных погрешностей геодезических измерений к средним среднеквадратическим с доверительными вероятностями P, получим значения среднеквадратических погрешностей геодезических измерений деформаций m Г в процентах от допускаемых значений деформаций Н, согласно нормативным документам (таблица 9). Если для определения точности измерений деформаций принять вероятную величину выхода погрешности за границу поля допуска С, равной 10 %, и даже 20 %, то вероятность появления ошибочно принятых результатов не превысит 5 %, что соответствует доверительной вероятности P 0,95.

Таблица 9 – Значения среднеквадратических погрешностей геодезических измерений деформаций m Г в процентах от допускаемых значений деформаций Доверительная вероятность, Р Таким образом, методика расчета допусков с учетом точности процесса протекания деформаций применима, если наблюдения за деформациями выполняются с начала строительства зданий и сооружений. В том случае, когда процесс протекания деформаций не изучен или не достаточно стабилен, предлагается следующая методика расчета допусков измерения деформаций, основанная на применении метода с учетом обеспечения предельных характеристик качества строительства [80].

Методика расчета допусков измерения деформаций с учетом обеспечения предельных характеристик качества строительства. С применением этого метода необходимая точность измерений деформаций назначается исходя из предельных характеристик качества строительства (Тп < 1). Необходимая точность измерения деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений Тп определяется по предельной величине С выхода погрешностей за границу допуска у ошибочно принимаемых конструкций и принимается К = С (среднеквадратическая погрешность mк =0,1 Н при Р=0,95 и mк =0,07 Н при Р=0,997). Этот метод целесообразно применять, когда процесс протекания деформаций оснований и фундаментов зданий и сооружений недостаточно изучен или недостаточно стабилен.

В последнем случае для исключения ошибки принятия недопустимых результатов вводится производственное допускаемое отклонение ( ПР ), меньше от нормируемого СНиПом ( Н ) на предельную величину С выхода погрешностей за границу допуска (н), то есть В случае отсутствия данных по величинам деформаций с начала строительства и некоторого периода эксплуатации зданий и сооружений, особенно, расположенных в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов, считаем целесообразным применять этот метод расчета точности деформаций оснований и фундаментов с учетом обеспечения предельных характеристик качества строительства.

Расчет нормируемой средней квадратической погрешности измерения. В одноэтажных зданиях применяются унифицированные габаритные схемы с пролетами колонн (6 – 30) м и шагом колонн (6–12) м. Для измерения относительных деформаций по продольным осям с шагом колонн через шесть метров, допускаемое отклонение относительных деформаций, согласно СНиП [66] Н 0,004 l 0,004 6 0,024 м 24 мм, где l – расстояние между деформационными марками. Примем l = 6м, равное шагу колонн про продольным осям, тогда нормируемое значение средней квадратической погрешности измерения относительных деформаций оснований и фундаментов, при доверительной вероятности Р=0.95, будет равно Фактическое значение средней квадратической погрешности измерения относительных деформаций оснований и фундаментов, при доверительной вероятности Р=0.95, будет равно Расчет точности показал, что целесообразно понизить класс точности производимых работ при геодезическом мониторинге до III класса точности. Процесс деформаций зданий и сооружений с шагом колонн через шесть метров протекает достаточно благополучно, но учитывая, что исследуемый объект расположен в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов, и критическая ситуация может возникнуть в любое время, необходимо относительные деформаций оснований и фундаментов измерять с большей периодичностью, в периоды экстремумов температур грунтов.

2.4 Исследование устойчивости глубинных реперов 2.4.1 Исследование причин неустойчивости реперов На основании проведенных исследований за 2003 – 2011годы [27,32,33] установлено, что существующие глубинные реперы на исследуемом объекте, оказались неустойчивыми и их использование вносит значительные погрешности в определение деформаций зданий, сооружений и технологического оборудования.

Выявлены основные факторы, влияющие на устойчивость глубинных реперов:

конструктивные особенности, качество изготовления и установки знаков;

инженерно–геокриологические условия грунтов; сезонные изменения температуры, влажности и явления морозного пучения грунтов; явления просадок или сдвижения грунтов основания.

Рассмотрим подробнее каждый фактор.

Конструктивные особенности, качество изготовления и установка грунтовых реперов. Конструкция глубинных реперов, установленных на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении, представлена на рисунке 3. Репер представляет собой металлическую трубу со шнеком, забуривается на глубину 13 м. В соответствии с требованиями Инструкции [20]: «В южной зоне области многолетнемерзлых грунтов (рисунок 1), граница которой проходит по линии Воркута – Новый Порт – Хантайка – Сунтар – Олекминс – Алда – Аян, закладывают только трубчатые реперы с бетонными якорями. Если во время работ многолетнемерзлые грунты не обнаружены, то глубину закладки репера увеличивают на см и верхний конец трубы с маркой располагают (за счет этого увеличения) на см ниже поверхности земли. Применять в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов металлические якоря вместо бетонных якорей запрещается». Таким образом, проектным институтом был выбран тип конструкции грунтовых реперов не предусмотренный Инструкцией [20]. На исследуемом объекте должны применяться грунтовые реперы типа 165 с бетонным якорем рисунок 28.

Рисунок 28 – Грунтовый репер для области многолетней мерзлоты Реперы были установлены в соответствии с техническим заданием, и проектной документацией. Причем, на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении все глубинные реперы заложены по классической схеме. Иначе говоря, реперы проектной конструкции были привезены и установлены экспедицией проектного института под контролем службы технического надзора предприятия. Так же были составлены исполнителями и подписаны заказчиками исполнительная документация, акты передачи и паспорта грунтовых реперов, подтверждающие качество работ по их заложению. На всех этапах работ, начиная от установки грунтовых реперов до передачи их заказчику, маркшейдерско–геодезическая служба и лаборатория мерзлоты не были задействованы и привлечены для оценки качества и целесообразности выбора места установки реперов. Служба технического надзора контролировала лишь процесс установки реперов, заказчики контролировали наличие исполнительной документации, актов и паспортов реперов. Такая организация работ привела к тому, что на подобных объектах [27,32,33] имеются грунтовые реперы, расположенные:

а) в водосборных лотках, представлены на рисунке 29;

Рисунок 29 – Грунтовые реперы, установленные в водосборном лотке б) на территориях, подлежащих периодической отчистки от снега, производимой тяжелой тракторной техникой, представлены на рисунке 30. Вследствие чего имеют место быть наезды на грунтовые репера, приводящие к деформациям не только защитного кожуха, но и самой реперной трубы.

Рисунок 30 – Грунтовые реперы, установленные на территориях, подлежащих периодической отчистки от снега в) вблизи зданий, имеющих значительное тепловыделение, представлены на рисунке 31.

Рисунок 31 – Грунтовые реперы, расположенные вблизи зданий, имеющих Таким образом, что бы обеспечить устойчивость глубинных реперов и предотвратить влияние погрешностей, вносимых в определение вертикальных деформаций зданий, сооружений и технологического оборудования, работы по установке глубинных реперов необходимо выполнять по согласованию со службой, выполняющей геодезический мониторинг.

Инженерно–геокриологические условия грунтов, сезонные изменения температуры, влажности и явления морозного пучения грунтов. Как было сказано ранее, грунты и основания исследуемого объекта расположены в сложных геокриологических условиях, и наблюдения за ними ведутся в рамках геодезического мониторинга. По данным наблюдений строятся геотемпературные карты, которые являются информационной основой анализа состояния и развития грунтовых оснований. Геотемпературная карта отображает криогенное строение и тепловое состояние грунтовых оснований, как сооружений, так и реперов. Картографическим параметром служит среднее значение температуры грунтов в интервале глубины от двух до десяти метров.

геотемпературного состояния грунтовых оснований – климат [38]. На протяженной временной шкале он представляет ряд изменяющихся, по погодным условиям, мезоклиматов. Решающая роль климата проявляется в зимние сезоны. Все изменения интенсивности охлаждения грунтов обусловлены межгодовыми различиями зимних сезонов. Основной климатический параметр – температура воздуха.

Изучение изменений климата, в первую очередь температуры воздуха, является ключом к пониманию состояния и тенденций в геотемпературном режиме грунтов. На Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении, наблюдения за температурой воздуха ведутся с 2002 года. Влияние температуры воздуха на динамику среднего значения температуры грунтов в интервале глубин от 2 до 10 м наглядно отображены на рисунке 32.

Рисунок 32 – Влияние температуры воздуха на динамику среднего значения температуры грунтов в интервале глубин от 2 до 10 м Параметры изменения температур грунтов соотносятся с изменяющимися значениями зимних уровней охлаждения. Самые первые выводы о разной стабильности реперов – это неоднородность в криогенном состоянии грунтов. Внешним фактором, влияющим на охлаждение поверхности грунтов, следовательно и устойчивости реперов, является снежный покров. На исследуемом объекте выделяются участки, на которых невозможно производить зачистку или уплотнение снега. Отсутствие зимних оттепелей обеспечивает рыхлое, сыпучее состояние снежного покрова в период самых низких температур воздуха [38]. С этим свойством снежного покрова связано перераспределение его по мощности под влиянием ветрового режима, даже при малых скоростях ветра.

В зависимости от конструктивных особенностей ряда инженерных сооружений располагающихся рядом с глубинными реперами, над поверхностью их оснований создаются аэродинамические условия, способствующие выдуванию снега или его накоплению. Направления ветрового воздействия на снежный покров повторяются ежегодно. Снегомерной съемкой отмечается, что картина снегонакопления, из года в год, в целом повторяется. Оценка теплоизолирующей роли снежного покрова осуществляется с использованием карт снежных отложений [39].

На формирование геотемпературного режима оснований и развитие негативных процессов в слое сезонного оттаивания, угрожающих устойчивости грунтовых реперов, оказывает влияние степень водонасыщения тела насыпи в предзимний период. Режимными наблюдениями [39] установлено, что в песчаных насыпных грунтах накапливаются значительные объемы надмерзлотных вод. Гранулометрический состав пылеватых песков с низкими фильтрационными свойствами и неровности водоупорного рельефа стали главными факторами формирования водонасыщенного грунта различной мощности на всех отсыпанных площадках месторождения. Водоупором грунтовых вод является кровля многолетнемерзлых грунтов, а если глубина сезонного оттаивания больше мощности отсыпки, то – естественная поверхность глинистых грунтов. Питание грунтовые воды получают за счет атмосферных осадков в виде дождя и мокрого, тающего снега вплоть до формирования в осенний период сплошной мерзлой корки по поверхности грунтов. Вариации сезонно–талого слоя по глубине и мощностям водонасыщенных грунтов, в сочетании с различными условиями охлаждения поверхности рельефа, вызывают неравномерное по площади промерзание и формируют участки с защемленными напорными водами. Сопоставление карт глубин сезонного оттаивания и залегания кровли мерзлоты, распределения по площадке водонасыщенных грунтов, наряду с отображением условий промерзания, выраженное в карте снежных отложений, решает задачу выделения участков с потенциально благоприятными условиями для развития активного пучения грунтов, а значит и пучения реперов.

Многоплановая, объемная информация, полученная в режиме наблюдений и обработки, дает возможность определить геокриологические причины устойчивости или неустойчивости конкретного репера. Таким образом, нестабильность грунтовых реперов зависит от нескольких негативных мерзлотных процессов.

Одним из таких процессов является термокарст – процесс неравномерного проседания почв и подстилающих горных пород вследствие вытаивания подземного льда; просадки земной поверхности, образующиеся при протаивании льдистых мрзлых пород и вытаивании подземного льда [6]. В результате образуются воронки, провалы, аласы, внешне напоминающие карстовые формы рельефа. Таким образом, можно предположить, что некоторые грунтовые репера, имеющиеся на объекте и подобных месторождениях, подвержены этому процессу, так они расположены в зонах растепления мерзлых, льдистых грунтов с погружением кровли мерзлоты, и имеют в большинстве циклов отрицательные значения изменения вертикального положения. Ежегодные геотемпературные наблюдения показывают, что тенденция деградации мерзлоты сохраняется в замедленном темпе.

Второй процесс – сезонное пучение грунтов. Рассмотрим на примере грунтового репера №2. Геотемпературное состояние мерзлых грунтов вокруг репера соответствует расчетным значениям. Как показано на рисунке 33, прилегающая, вокруг репера, территория зачищается от снежного покрова, но небольшой «пятачок», в центре которого расположен репер, имеет снежный покров завышенной мощности Рисунок 33 – Карта мощности снежного покрова вокруг репера Как следствие, промерзание грунтов значительно отстает от промерзания относительно смежных грунтов, что вызывает защемление незначительного объема надмерзлотных вод. Промерзание защемленых водонасыщенных грунтов сопровождалось локально–площадным пучением и поднятием поверхности грунтов. В результате действия нормальных сил пучения на репер в центре поднятия, произошло выдергивание его из низкотемпературного мерзлого грунта, с этого момента репер продолжает выпучивать и применять его для наблюдений не целесообразно.

Третий процесс – многолетнее пучение грунтов. Формирование грунтового основания некоторых реперов происходит путем постепенного промерзания талых грунтов – процесса новообразования мерзлоты. Естественным образом происходит приращение объема грунта и поднятие поверхности со всеми конструктивными элементами сооружений, погруженными в грунт. Неравномерность этого процесса для разных реперов проявляется в различии вертикальных подвижек.

Четвертый процесс – морозобойное растрескивание грунтов. В природных условиях северной зоны области многолетнемерзлых грунтов этот процесс широко распространен. Механизм формирования трещин связывается с двумя главными условиями:

это явление может иметь место только в сплошном мерзлом массиве грунтов, то есть должно соблюдаться условие цементации минеральных частиц льдом [38];

наличие большого температурного градиента в грунтах в зимнее время (разность значений температур на 1 единицу мощности) [38]. Такое геотемпературное состояние возникает при так называемых тепловых ударах, – резких понижениях температур воздуха и сильного охлаждения верхнего грунтового слоя.

В мерзлом, сильно охлажденном, верхнем слое грунта возникают напряжения сжатия. Нижележащий, более высокотемпературный пласт, не испытывает таких напряжений и, по плоскости контакта, препятствует развитию деформаций в верхнем пласте. Тогда снятие напряжений в переохлажденном слое достигается его клиновидным растрескиванием, с горизонтальным смещением грунтовой массы.

На поверхности грунтов зимой повсеместно возникают неглубокие, узкие трещины. На рисунке 34, представлено морозобойное растрескивание грунтов вдоль продольной оси под зданием, рядом с которым могут быть расположены репера. Трещины достигают значительных размеров и приводят к горизонтальной сдвижке ряда свай. То же может произойти и с глубинными реперами.

Рисунок 34 – Морозобойное растрескивание грунтов По результатам проведения геодезического мониторинга [39] установлено, что зимой 2008–2009 гг. в грунтовом основании реализовались условия, необходимые для морозобойного растрескивания. В геологическом строении грунтового основания участвуют глинистые грунты и слой насыпных, пылеватых песков мощностью 2 м под центром здания. В естественных условиях глинистые грунты были талые, кровля высокотемпературной мерзлоты залегала на глубинах (5–8) м.

В зимний сезон 2008–2009 года грунты вошли в талом состоянии. Нижний горизонт насыпи находился в водонасыщенном состоянии. В период, когда прекращается выход грунтовых вод за пределы площадки, мощности водонасыщенных песков – минимальны. Водоупорный рельеф поверхности глинистых грунтов под зданием – выпуклый. Тем не менее, в начале зимнего сезона 2009 г., при понижении уровня грунтовых вод на смежной территории, под зданием был отмечен подъем воды на (0,2–0,3) м. Такой режим объясняется следующим фактором: в основании здания установлено обильное количество СПМГ. Прирастающий вокруг них суммарный объем мерзлых цилиндров, превышал объем стока, и как следствие произошел подъем грунтовой влаги в насыпи. Исходя из этого, мощность промерзших зимой водонасыщенных песков, в данном случае, мог достигать 0,5 м. По завершению промерзания насыпи, морозобойное трещинообразование произошло в нижнем, льдонасыщенном песчаном слое. С учетом того, что резкие понижения температур воздуха и грунтов не редкость, но в таком виде это явление в основании сооружения отмечено впервые, активизации и масштабам морозобойного трещинообразования значительно способствовало охлаждение грунтов многочисленными СПМГ.

2.4.2 Исследование способов анализа устойчивости реперов Как было сказано ранее, для определения вертикальных деформаций зданий и сооружений Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения, в соответствии с Регламентом [74], создана локальная высотная основа. Глубинные геодезические реперы должны сохранять стабильность высотного положения в течение всего времени эксплуатации контролируемого объекта [8] и гарантировать определение вертикальных деформаций сооружении с необходимой точностью.

Опыт наблюдений [4,27,32,33,44,81,82,83,84 и других] показывает, что вследствие различных причин, которые трудно учесть, устойчивость реперов нарушается. Для обеспечения необходимой и достаточной точности результатов наблюдений за деформациями сооружений, исследуемого объекта, проводят контроль по определению устойчивости реперов высотной основы. С этой целью реперы высотной основы периодически наблюдают и определяют наиболее устойчивый репер. При математической обработке результатов повторного нивелирования возникает проблема обоснованного выбора начальной плоскости отсчета, относительно которой следует вычислять отметки самих реперов и их вертикальные смещения, а также самой оценки стабильности реперов [81]. Для определения стабильности репера, необходимо разделить полученные из наблюдений данные на смещения и возможные погрешности их определения. Если вертикальные смещения реперов с наперед заданной вероятностью превышают погрешности измерений, то их принимают за действительные смещения, в противном случае, очевидно, имеет место стабильность реперов исходной основы [82].

В геодезической литературе [81] способы анализа устойчивости реперов предложено разделить на две группы:

способы, в основе которых лежит принцип неизменной отметки одного из наиболее устойчивых реперов сети;

способы, в основе которых лежит принцип неизменной средней отметки всех реперов сети или группы наиболее устойчивых реперов.

Рассмотрим способы, в основе которых лежит принцип неизменной отметки одного из наиболее устойчивых реперов сети.

Наиболее устойчивый репер сети определяется из логического анализа изменений превышений между реперами в текущем и начальном циклах наблюдений.

Примером использования идеи анализа измерений превышений, лежащей в основе этой подгруппы, является способ сравнения превышений, предложенный А. Д.

Соловьевым [71]. В этом способе последовательно сравнивают первоначальные превышения с полученными в текущем цикле: сначала между первым репером и всеми остальными, затем между вторым репером и всеми остальными (исключая первый) и так далее. Способ мало нагляден, рассчитан не более чем на три исходных репера, для исследуемого объекта – восемь исходных реперов, поэтому анализировать устойчивость реперов этим способом затруднительно.

Способ А. Костехеля. Колебание значений измеренных превышений в разных циклах нивелирования объясняется погрешностями нивелирования и влиянием вертикальных деформаций реперов за период между сравниваемыми циклами наблюдений [97]. Полагая, что после уравнивания нивелирной сети колебание значений одноименных превышений по циклам зависит только от влияния вертикальных деформаций, автор предлагает следующую методику анализа и оценки устойчивости реперов:

уравнивается нивелирная сеть как свободная;

определяются наиболее устойчивые репера в текущем цикле нивелирования. Расчеты для 11 циклов представлены в Приложении М;

вычисляются высоты реперов сети по исходной высоте устойчивого репера и уравненным превышениям;

рассчитывается степень относительной устойчивости (N) или неустойчивости (I) для каждого из реперов сети (пример расчета представлен в Приложении М);

исключаются неустойчивые репера.

А. Костехель полагает, что репер, для которого сумма разности превышений минимальна [ ]=min, является наиболее устойчивым, и высота его из первого цикла должна быть принята за исходную при вычислении высот других реперов в текущем цикле наблюдений.

Данные вычисления наиболее устойчивого репера по способу А. Костехеля представлены в Приложении М.

Для получения количественной характеристики состояния высотной основы автор способа предлагает определять степень относительной устойчивости и неустойчивости реперов сети. В Приложении М представлены вычисления относительной устойчивости и неустойчивости грунтовых реперов для II класса точности по двенадцати циклам наблюдений. Отметим, что при определении границ устойчивости или неустойчивости реперов репер определенный как наиболее устойчивый в текущем цикле наблюдений, может оказаться неустойчивым по данным Приложения М его полагается исключить из данного цикла наблюдения.

В XI цикле все реперы сети геодезического мониторинга признаны неустойчивыми, ими, по мнению автора, нельзя пользоваться в качестве исходной основы.

Такие случаи возникают из–за больших величин вертикальных деформаций и поднятия глубинных реперов [27]. Реперы, изменившие свое положение за период времени на такие величины, не могут обеспечивать точность производимых наблюдений. Для получения достоверных результатов, нами исследована возможность применения этого способа при понижении класса точности определения отметок грунтовых реперов до III класса точности – расчеты представлены в Приложении М. По результатам вычислений границ относительной устойчивости и неустойчивости реперов можно сделать вывод, что данные репера и данная технология не подходит и для 3 класса нивелирования, так как все репера, кроме №4, 7, 8 утратили стабильность в XI цикле наблюдений и их следует исключить.

Необходимо переоборудовать Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение новыми глубинными реперами, в соответствии с [20,27,32,33] изменив конструкцию глубинного репера, так как наблюдается тенденция выхода из стабильного положения грунтовых реперов в зависимости от времени, начиная с шестого цикла наблюдений. Практически с каждым циклом наблюдений нестабильных реперов, которые следует исключать, становиться больше, а по ГОСТ [8] стабильных реперов должно быть не менее трех.

Способ Г. К. Ботяна. В основных чертах способ Г. К. Ботяна повторяет способ А. Костехеля: репер, для которого [ ] = min считается наиболее устойчивым. Реперы с максимальными значениями [ ] исключаются из числа пунктов исходной основы. Полагая величины вертикальных деформаций S заведомо отрицательными, авторы [18] делают вывод, что наиболее устойчивый будет тот репер, для которого имеет наибольшее отрицательное значение. Расчеты разности между превышениями последующего и первого циклов и величины представлены в Приложении Н. Если принять гипотезу автора, то наиболее устойчивым репером, во втором и третьем цикле нивелирования будет репер №1, в четвертом – репер №4. Это не соответствует действительности в нашем случае, так как величины S не только отрицательные, но и положительные, то есть реперы испытывают не только осадку, но и подъем. Поэтому предлагаем брать по модулю наиболее близкое к нулю значение и принимать за исходный соответствующий этому значению репер. С учетом этого уточнения наиболее устойчивые реперы, определенные по способу Г. К. Ботяна, совпадают с реперами, вычисленными по способу А. Костехеля.

Способ Л. И. Серебряковой. Автор полагает, что неопределенность при выборе наиболее устойчивого репера в группе реперов может быть раскрыта, – «если считать, что реперы испытывают только осадку, а величины превышений меняются вследствие неравномерности осадки» [60]. Возникают сомнения, в отношении объективности результатов анализа, выполненного по приведенному способу, так как определить общую тенденцию изменения положения реперов затруднительно. В южной зоне области многолетнемерзлых грунтов реперы подвержены не только осадкам, но и выпучиванию [27,32,33], поэтому данный способ для исследуемого объекта не приемлем.

Способ И. В. Рунова. Для анализа устойчивости реперов автор использует величину смещения реперов относительно друг друга. В Приложении М представлен расчет наиболее устойчивого репера по способу И. В. Рунова. Судят об устойчивости реперов на основе анализа величин среднего смещения реперов, которые оценивают с помощью выражения где – коэффициент перехода от средних квадратических погрешностей к предельным; – средняя квадратическая погрешность единицы веса; – обратный вес величины.

Сравнивая величины | | представленные в Приложении П, с нулем, получаем наиболее устойчивый репер в текущем цикле наблюдения. Наиболее устойчивые реперы, определенные этим способом, совпадают с устойчивыми реперами, определенными способом Г. К. Ботяна и способом А. Костехеля.

Способы математической статистики. Способы анализа устойчивости реперов, основанные на способах математической статистики, применимы при значительном объеме информации, накопленной в большом числе циклов наблюдений. Такой представительный в статистическом плане материал, повышает достоверность результатов анализа, но не удовлетворяет одному из основных требований: возможности выполнять ее в каждом очередном цикле наблюдений. Способы оценки, основанные на способах математической статистики, не целесообразно применять для практических целей [81].

В целом, выбирая за исходную высоту, высоту наиболее устойчивого репера, мы идем на определенный риск, поскольку, выбранный способ определения устойчивого репера может не учесть, не обнаружить локальное движение реперов [81]. Величина возможного локального смещения исходного репера исказит величину и направление вертикальных смещений всех других реперов сети, а так же исследуемых сооружений. Так, для нашего случая, ошибки исходной высоты реперов, в сравнении с другими способами, различаются от 1,7 мм, начиная со второго цикла, до 8,8 мм заканчивая одиннадцатым циклом.

Рассмотрим способы анализа устойчивости реперов, основанные на принципе неизменной средней отметки реперов сети. Типичным для этой подгруппы является способ П. Марчака [101,102]. Устойчивость реперов определяют путем анализа изменений превышений между реперами в начальном и последующих циклах наблюдений, но не визуально, а применяя определенную методику исследования. Расчет анализа устойчивости реперов этим методом представлен в Приложении Н, вычислены допустимые и предельно допустимые разности в превышениях от начала нивелирного хода. Начиная со второго цикла наблюдений, большинство реперов потеряли стабильность для обеспечения II класса точности нивелирования, и их следует исключить из вычислений поправок в отметки реперов, а так же ими нельзя пользоваться для определения вертикальных деформаций зданий и сооружений, согласно Руководству [74] реперов исходной основы должно быть не менее трех. В Приложении Р, рассчитаны поправки в отметки реперов для III класса точности. Вычисления показывают, что большинство реперов высотной основы сохранили свое вертикальное положение и их можно использовать в качестве исходных для нивелирования III класса.

Модификация способа П. Марчака. В модифицированном способе предлагается иной вариант оценки устойчивости реперов сети. В частности, абсолютная величина изменения высоты | | рассматривается в интервале:

Нами произведен расчет вертикальных перемещений реперов сети по отношению к исходному реперу во втором цикле наблюдений. По вычислениям идентифицируют стабильные и не стабильные репера. Смещения реперов относительно исходного могут быть представлены в виде графиков, представленных в Приложении С. На график наносят границы интервалов допусков погрешностей измерений. Величины смещений, используемые для выбора исходного репера, обычно представляют собой кривую или прямую, для которой удовлетворяется условие способа наименьших квадратов Способ В. Ф. Черникова (расчет представлен в Приложении У) В рассматриваемом способе наиболее наглядно проявляется принцип, положенный в основу классификации способов анализа устойчивости реперов: за исходную плоскость принимается средняя плоскость относимости, отметка которой определяется как среднее арифметическое из отметок устойчивых реперов сети [81].

Способ Б. Готца. Автором [98] предложен близкий способу В.Ф. Черникова способ определения поправок к отметкам реперов. Предлагается следующий порядок вычисления поправок к отметкам реперов: выполнить раздельное уравнивание результатов начального и текущего циклов наблюдений; вычислить отметки реперов сети в текущем цикле от исходного репера; определить среднее изменение высот реперов; вычислить вероятнейшие высоты реперов сети в текущем цикле; определить поправки к отметкам реперов.

Расчет определения поправок к отметкам реперов описанным способом представлен в Приложении У. За исходный репер принят репер №1.

Так же нами был апробирован способ узлов профессора В.В. Попова.

Отметим, что в рассмотренных способах анализа, несмотря на различный математический аппарат, получаются одни и те же значения поправок в отметки реперов по циклам.

Следует отметить, что контроль за устойчивостью реперов высотной основы выполняется в летний период. В соответствии с исследованиями [26], результаты, полученные в ходе геодезических измерений за реперами, не относятся к максимальным и минимальным значением температуры грунтов оснований (сентябрь и май), что уменьшает достоверность процесса определения отметок исходных реперов.

При исследовании способов определения наиболее устойчивого репера на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении, выявлено что:

отметки реперов, полученные способом, используемым на исследуемом объекте, имеют расхождения в полученных отметках с другими способами на значительные величины от 2 до 8 мм, поэтому используемый способ является не верным, и полученные вертикальные деформации, начиная со второго цикла наблюдений, определены с погрешностью;

применение других способов определения отметок высотного положения реперов такой конструкции в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов невозможно, так как репера нестабильны, их по расчетам способов необходимо исключать из наблюдений. С течением времени количество нестабильных реперов увеличивается, а по Регламенту [74] стабильных реперов, для проведения геодезического мониторинга вертикальных деформаций, должно быть не менее трех;

в результате исследований устойчивости глубинных реперов [27,32,33] выявлено, что репера данной конструкции не подходят для проведения ежегодного геодезического мониторинга, в южной зоне многолетнемерзлых грунтов. Такие репера не обеспечивают II класс точности, поэтому необходимо разработать новые способы закрепления исходных высот для проведения геодезического мониторинга в южных зонах многолетнемерзлых грунтов, рассмотрев возможность применения специально подготовленных законсервированных разведочных скважин.

3 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ И ОПТИМИЗАЦИЯ

ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ГЕОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

ЗАПОЛЯРНОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

законсервированных разведочных скважин На территории Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения, на небольшом удалении от зданий и сооружений от 1,5 до 2 км, расположено большое количество разведочных скважин. Разведочная скважина – предназначена для изучения месторождений и залежей с целью подготовки разведывательных данных запасов нефти и газа и получения исходных данных для составления проекта (технологической схемы) разработки. Среди разведочных скважин принято выделять продуктивные и непродуктивные, законтурные и внутриконтурные, оконтуривающие, оценочные и другие группы скважин по назначению, положению на площади, продуктивности и другим признакам. Средняя глубина забоя ствола таких скважин составляет 1200 м.

Многие из разведочных скважин выполнили свои функции, законсервированы и не используются. Консервация скважин – это герметизация устья скважины на определенный период времени с целью сохранения ее ствола в процессе бурения либо после окончания бурения [25]. Консервация скважин проводится [13]:

на непродолжительный срок (несколько месяцев) в процессе бурения: при появлении в разрезе осложняющих горно–геологических условий;

до окончания сооружения всех скважин в кусте, при кустовом бурении;

до обустройства промысла, при освоении месторождений;

на длительные сроки – после отработки месторождения.

В качестве подготовки фундаментальных реперов, выбраны разведочные скважины, законсервированные на длительные сроки: 10 – 15 лет. Что бы сохранить пробуренный ствол, отдельные интервалы скважин на период консервации были закреплены цементным раствором (цементными мостами) или другими вяжущими материалами (например, смолами) [13]. Что бы использовать скважины в качестве фундаментальных реперов, необходимо произвести строительно– монтажные работы по защите от сезонных геокриологических процессов и оборудовать их марками. Элементы конструкции скважин, дооборудованных марками, приведены на рисунке 35.

где 1 – Защитная от метеорологических факторов крышка (460 мм, L=200 мм); 2 – реперная головка (20 мм, L=1,2 м) с резьбой, для крепления спутниковой антенны (15 мм, L=20 мм); 3 – резиновая крышка, для защиты резьбы; 4 – оголенное устье скважины (219 мм или 159 мм, L=1 м); 5 – Обсадная труба, состоящая из стальной трубы, монтируемая для защиты от сезонных геокриологических процессов (450 мм, L=2,5 м); 6 – Песок, засыпанный при монтаже репера; 7 – грунт; 8 – обсадные трубы, смонтированные при строительстве скважины (количество зависит от проектных и технологических решений, возникающих в процессе бурения, для каждой скважины в отдельности (325мм L=550 м и 245 мм, L=950 м)); 9 – цементный камень.

Рисунок 35 Конструкция фундаментального репера После проведения монтажных работ устье скважины и обсадная труба обрабатывается антикоррозионным покрытием.

Для определения устойчивости фундаментальных реперов данной конструкции, в период с 2009 по 2012 гг. проведены экспериментальные исследования. В качестве исходного репера принимался фундаментальный репер №1 и от него по программе нивелирования II класса с применением цифровых нивелиров Trimble DiNi 12 прокладывались хода по двум остальным фундаментальным реперам. От фундаментальных реперов прокладывались нивелирные хода по кустовым (функционирующим) скважинам. На рисунке 36 изображена схема нивелирных хоров ходов.

Невязки, полученные в ходах, в 2,5 – 3, раза меньше допустимых, что говорит о высоком качестве нивелирования. По данным исследований составлена сравнительная таблица 10, в которую выписаны отметки реперов, определенные для четырех циклов наблюдений, по способу Костехеля. От полученных отметок фундаментальных реперов вычислены отметки кустовых скважин – таблица 11.

Таблица 10 – Сравнительная таблица отметок фундаментальных реперов, вычисленных способом Костахеля Таблица 11 – Отметки функционирующих скважин нескольких кустовых площадок Номер скважины По полученным данным можно сделать вывод, что за четыре года фундаментальные репера данной конструкции не утратили устойчивость. Подтверждается стабильность высотного положения. Незначительные отклонения в превышениях между реперами и соответственно их отметками обуславливаются погрешностью нивелирования. Отметки функционирующих скважин, относительно фундаментальных реперов, изменили свое высотное положение на величины от минус 7 до +6 мм за четыре года наблюдений. Это обусловлено влиянием различных факторов, таких как: механическое воздействие (ремонт), растепляющее действие идущего из недр с постоянной плюсовой температурой газа. Наблюдения за вертикальными деформациями кустовых площадок возможно с применением данных скважин с точностью нивелирования не более III класса, что не противоречит нормативным документам.

Для получения однозначного результата при проведении геодезического мониторинга на УКПГ необходимо использовать фундаментальные репера данной конструкции, а на кустовых площадках – функционирующие скважины.

Использование фундаментальных реперов данной конструкции в качестве пунктов геодинамического полигона. Эксплуатация газовых, газоконденсатных и нефтяных месторождений, как и любые горные работы, сопровождается изменением напряженного состояния, сдвижением и деформированием перекрывающего (вышележащего) породного массива. Геомеханические процессы сдвижения и деформирования являются причиной формирования дополнительных эксплуатационных нагрузок на конструкции скважин, образования в породном массиве зон повышенной проницаемости и трещиноватости.

Согласно Постановлению Правительства РФ [55], к составу маркшейдерских работ отнесены: «наблюдение за состоянием горных отводов…, определение опасных зон и мер по охране горных разработок, зданий, сооружений и природных объектов от воздействия работ, связанных с пользованием недрами». При этом необходимо создание геодинамического полигона в виде системы закрепленных реперов в пределах контура всего месторождения. Закрепленные реперы должны опираться на опорные пункты, вынесенные за область влияния деформационных процессов. Выполнение этих работ, с использованием традиционных методов повторных инструментальных измерений, регламентировано Инструкцией [49] и Постановлением Правительства РФ [21] и предусматривает (как правило – нивелирование II класса). Такого рода подход, как показала практика [29,31], приводит к большим финансовым затратам уже на стадии закрепления реперных точек, поскольку расстояние между ними жестко задано, заменить их полностью за счет использования устьев скважин невозможно, а сама закладка реперов в условиях южной зоны области многолетнемерзлых грунтов имеет ряд проблем [27,32,33]. Крайне дороги и высокоточные измерения. Кроме того, они требуют значительного времени и, в итоге, замыкание на опорные пункты происходит на второй, а по опыту ООО «Уренгойгазпром» и на третий полевой сезон. Такой подход не может дать какой–либо надежный результат, поскольку за два – три года может произойти что угодно [41].

На основе постоянно действующих GPS/ГЛОНАСС пунктов на месторождениях ОАО «Газпром» в ЯНАО создана система наблюдений для получения объективных и достоверных результатов по определению оседаний земной поверхности. Эта система наблюдений создана Службой главного маркшейдера ООО «Газпром добыча Уренгой» совместно с маркшейдерскими службами ООО «Газпром добыча Ямбург», ООО «Газпром добыча Надым», ЗАО «Юрхаровнефтегаз» и ЗАО «Нортгаз».

В работе [34] для наблюдений за геомеханическими процессами предлагается использовать GPS/ГЛОНАСС наблюдения. При наблюдениях необходимо тщательно подходить к выбору мест установки GPS/ГЛОНАСС – станций. Так при использований зданий и сооружений в качестве пунктов геодинамического полигона можно выявить как положительные так и отрицательные моменты. К положительным моментам относится: минимальные конструктивные изменения, стационарное электропитание, охраняемое помещение, постоянный доступ, использование в качестве базовой станций при GPS/ГЛОНАСС наблюдениях. К отрицательным относится: возможное нестабильное положение основания сооружения, возможность возникновения помех в следствии многолучевости, характерных для старых типов антенн. Дополнительно в качестве пунктов геодинамического полигона используются специально подготовленные на основе законсервированных разведочных скважин фундаментальные реперы. К положительным моментам использования относится: возможность подбора скважин с учетом оптимальной геометрии сети для наблюдений за геомеханическими процессами на территории месторождения, постоянный доступ, отсутствие помех приема сигнала, простота конструкции установки антенны. К отрицательным моментам относится отсутствие постоянного (стационарного) электропитания.

Для принудительного центрирования при изготовлении реперной головки вытачивалась резьба под установку GPS/ГЛОНАСС антенн Zephyr Geodetic фирмы Trimble, схема реперной головки (марки) представлена на рисунке 37.

Рисунок 37 – Реперная головка (марка) с резьбой под установку антенн Общая система наблюдений включает тринадцать GPS/ГЛОНАСС–станций, образующих локальную сеть хорошей геометрической конфигурации (рисунок 38), с возможностью получения надежных результатов геодезических определений и контролем точности замкнутых геодезических построений.

На всех вышеуказанных GPS/ГЛОНАСС–станциях для наблюдений применяется однотипное оборудование комплект двухчастотных приемников Trimble R7.

Основная технология созданной маркшейдерской системы постоянно действующих пунктов GPS/ГЛОНАСС заключается в точном и надежном методе изучения и мониторинга смещений земной поверхности. В основе метода лежит технология создания локальной сети хорошей геометрической конфигурации, с возможностью получения надежных результатов геодезических определений и контролем точности замкнутых геодезических построений.

Рисунок 38 – Расположение GPS/ГЛОНАСС – станций ЯНАО Во время осуществления связи со спутником GPS/ГЛОНАСС–пункты определяют свои координаты и высоту в абсолютной системе координат WGS–84. Периодически данные замеров уточняются с учетом поправок на атмосферу и данных по коррекции орбиты навигационных спутников, а также в процессе так называемого «выравнивания». При камеральной обработке используется специальное программное обеспечение – Trimble Total Control, адаптированное для решения сверхдлинных векторов, позволяющее обработать и произвести анализ полученных результатов. Созданная ОАО «Газпром» система постоянно действующих GPS/ГЛОНАСС – пунктов позволяет измерять и производить камеральную обработку GPS/ГЛОНАСС–векторов на больших пространственно–временных базах с высоким уровнем точности и получением данных о геодинамической активности массивов горных пород на длинных базах. На всех станциях ЯНАО были зарегистрированы как вертикальные, так и горизонтальные смещения земной поверхности амплитудой от 0,4 до 2 см в год [41]. По данным GPS/ГЛОНАСС наблюдений на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении среднее оседание фундаментального репера составило 4,9 мм за период наблюдений 01.01.2012 г. – 10.05.2013 г.

нефтегазоконденсатного месторождения Как было сказано ранее, промысловые сооружения и объекты инфраструктуры исследуемого объекта построены в сложных геокриологических условиях. Для контроля динамики геокриологических условий в грунтах оснований и устойчивостью зданий и сооружений нефтегазодобывающего комплекса осуществляется геотехнический мониторинг. При этом измерения температур, в соответствии с нормативными документами, выполняется четыре раза в год (по временам года).

Измерения вертикальных деформаций зданий и сооружений, в свою очередь, выполняется один раз в год. В нормативных документах и техническом задании не отображено, в какой именно период (время года) нужно определять вертикальные деформаций зданий. В связи с этим все работы выполняются согласно утвержденному нефтегазодобывающим управлением (НГДУ) плану–графику работ, представленным в таблице 12.

деформаций объектов Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения Установка комплексной подготовки газа – 1 (УКПГ-1) Установка комплексной подготовки газа – 2 (УКПГ-2) Установка комплексной подготовки газа – 3 (УКПГ-3) Установка комплексной подготовки газа – 4 (УКПГ-4) Установка комплексной подготовки газа – 5 (УКПГ-5) Кусты газовых скважин УКПГ-1 Декабрь-январь Кусты газовых скважин УКПГ-2 Февраль-март Кусты газовых скважин УКПГ-4 Октябрь-ноябрь Целью исследований являлось выявление зависимости деформаций зданий, сооружений и технологического оборудования от времени года и, соответственно, геокриологических условий в которое производились наблюдения, для обоснования достаточной периодичности наблюдений.

В период с 2005 по 2012гг., для исследуемого месторождения, в рамках геодезического мониторинга вертикальных деформаций были построены геотемпературные карты и разрезы. Рассмотрим, на примере двух зданий, с различными температурами грунтов, подробнее карты, составленные для разных времен года, представленных на рисунках 39–42.

Рисунок 40 – Геотемпературный разрез фундамента под зданием №1:

а) февраль 2009г.; б) май 2009 г.; в) июль 2009г; г) сентябрь 2009г.

Рисунок 41 – Геотемпературная карта здания №1: а) май 2009 г.; б) сентябрь Рисунок 42 – Геотемпературная карта здания №2: а) май 2009 г.; б) сентябрь Исследования показали, что экстремумы значений температур приходятся на сентябрь – максимальная и май – минимальная, но в эти месяцы определение вертикальных деформаций объектов производятся частично или не производятся вовсе. Такой режим геотехнического мониторинга не дает однозначного ответа о характере вертикальных деформаций и стабильности фундаментов (оснований). В связи с этим были произведены геодезические наблюдения за вертикальными деформациями нескольких зданий, температура грунтов которых не превышала расчетные (объект №1), в периоды экстремумов температуры грунтов, начиная с 2009 года и объектов, температура грунтов которых превышает допустимые расчетные (объект №1), раз в месяц. Результаты геодезических наблюдений за деформационными марками, зданий №1 и №2 представлены в Приложении С. По результатам исследований, для исследуемых объектов, построены графики вертикального движения деформационных марок за весь период наблюдений представленных на рисунках 43, 44.

Рисунок 43 – График вертикального движения деформационных марок на Рисунок 44 – График вертикального движения деформационных марок на При совместном рассмотрении геотемпературных карт и графиков вертикального движения, деформационных марок, выявлена зависимость между температурным режимом грунтов и движением деформационных марок зданий, температура грунтов которых не превышала допустимые расчетные значения. На период минимальных температур – май, приходится максимальная величина подъема деформационных марок (изменение высот со знаком «+»). На период максимальных значений температур – сентябрь, приходится максимальная величина осадки деформационных марок (изменения высот со знаком «–»). Отказа фундаментов на исследуемых объектах не выявлено, температура грунтов соответствовала расчетным значениям.

Причиной вертикальных подвижек свай фундаментов зданий является сезонное и многолетнее пучение грунтов. Формирование грунтового основания сооружений осуществляется за счет промерзания и охлаждения талых грунтов, так называемых новообразований мерзлоты. Естественным образом происходит приращение объема грунта и поднятие поверхности со всеми конструктивными элементами сооружений, погруженными в грунт. Неравномерность этого процесса в пределах одного сооружения проявляется в различии вертикальных подвижек свай, и, как следствие неравномерном изменении высот осадочных марок. Поскольку наблюдения практически по всем объектам нефтегазодобывающего комплекса выполняются в разное время, то результаты геодезических измерений вертикальных деформаций не всегда относятся к максимальным и минимальным значением температуры грунтов оснований (сентябрь и май), что уменьшает достоверность процесса оценки деформаций.

Стоит отметить, что на исследуемом здании, величины осадок и подъемов не превышают предельно допустимых нормативных значений, процесс деформаций здесь протекает достаточно благополучно, но сделать такие выводы по всем объектам Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения без режимных геодезических наблюдений не представляется возможным.

При совместном рассмотрении геотемпературных карт и графиков вертикального движения деформационных марок, выявлена зависимость между температурным режимом грунтов и движением деформационных марок зданий, температура грунтов которых превышала допустимые расчетные значения. С большим периодом времени эксплуатации, такие здания испытывают большую вертикальную деформацию, происходит отказ фундаментов.

Причиной вертикальных подвижек свай фундаментов таких объектов является термокарст. Особо активную форму приобрел процесс термокарста в грунтовом основании объекта №2.

Тепловой поток от сооружения в грунт, превышает боковой приток холода от СПМГ, установленных по периметру объекта. Глинистые грунты основания сооружения в естественных условиях были мерзлые, с включениями ледяных прослоек, что отображено на рисунке 45. Изменение криогенного состояния грунтов вызвало неравномерную вертикальных деформаций свайного фундамента и просадку грунтовой площадки.

Рисунок 45 – Изменение грунтовых условий под объектом № Отметим, что на зданиях и сооружениях такого типа, величины вертикальных деформаций близки к предельно–допустимым нормативным значениям, процесс деформаций протекает крайне неблагополучно и стремительно. И если проводить нивелирование один раз в год можно пропустить момент выхода величины вертикальных деформаций за предельно–допустимые значения, и не своевременно предпринять меры по устранению критических деформаций, а значит, допустить аварийную ситуацию, что в свою очередь может повлиять на работоспособность всего комплекса. Это чревато огромными финансовыми потерями.

Таким образом:

для закрепления исходных высот в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов необходимо использовать специально подготовленных законсервированные разведочные скважины, в качестве фундаментальных реперов;

для наблюдений за геотехническими процессами, в качестве пунктов геодинамического полигона, рассмотрена возможность использования фундаментальных реперов данной конструкции;

для достоверного выявления критических величин и своевременного принятия мер по устранению или предупреждению критических деформаций, определение вертикальных деформаций фундаментов на Заполярном нефтегазоконденсатном месторождении, нужно производить не менее четырех раз в год, в том числе, в периоды экстремумов температур, для объектов температура грунтов которых не превышает расчетных значений, и раз в месяц для объектов температура грунтов которых превышает расчетные значения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, поставленные цели достигнуты, задачи решены, а именно:

в результате анализа вертикальных деформаций объектов геотехнической системы нефтегазоконденсатных месторождений Южного Заполярья обоснована их точность, допуски и периодичность повторных измерений;

выполненный анализ устойчивости глубинных реперов показал целесообразность использования законсервированных разведочных скважин в качестве стабильных исходных реперов высотной основы нефтегазоконденсатных месторождений;

разработана конструкция «скважинного» фундаментального репера, которая отличается простотой, надежностью и высокой устойчивостью, вплоть до обеспечения нивелирования I-II классов точности;

результаты двухфакторного дисперсионного анализа показали, что при измерениях цифровым нивелиром Trimble DiNi 12, значительное влияние на точность определения превышений на станции оказывают природно-климатические факторы (сила ветра и температура окружающей среды) установлено, что для высокоточного цифрового нивелирования в условиях Южного Заполярья оптимальная температура воздуха составляет 10 °С - 15°С, при скорости ветра до 4 м/с.

с учетом сезонных геокриологических условий в грунтах обоснована цикличность и периодичность определения вертикальных деформаций зданий и сооружений нефтегазоконденсатного месторождения, при этом выявлено, что вертикальные деформации зданий и сооружений на исследуемом объекте необходимо определять не менее четырех раз в год, в том числе в периоды экстремумов температур для объектов, температура грунтов которых не превышает расчетных значений, и не менее раза в месяц для объектов, температура грунтов которых превышает расчетные значения;

результаты диссертационных исследований внедрены для решения производственных задач в ООО «Газпром добыча Ямбург», в учебный процесс кафедры «Геодезии и дистанционного зондирования» ФГБОУ ВПО «ОмГАУ им. П. А.

Столыпина» при изучении учебных дисциплин: «Прикладная геодезия» (специальность 120101.65 Прикладная геодезия); «Геодезический мониторинг состояния земель и сооружений» (магистратура по направлению 120100.68- Геодезия и дистанционное зондирование». Факты использования результатов диссертационных исследований подтверждены соответствующими актами.

результаты диссертационных исследований внедрены для решения производственных задач в ООО «Газпром добыча Ямбург», в учебный процесс кафедры «Геодезии и дистанционного зондирования» ФГБОУ ВПО «ОмГАУ им. П. А.

Столыпина» при изучении учебных дисциплин: «Прикладная геодезия» (специальность 120101.65– Прикладная геодезия); «Геодезический мониторинг состояния земель и сооружений» (магистратура по направлению 120100.68– Геодезия и дистанционное зондирование». Факты использования результатов диссертационных исследований подтверждены соответствующими актами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 Большаков, В. Д. Высокоточные геодезические измерения для строительства и монтажа Большого Серпуховского ускорителя [Текст] / В. Д. Большаков, О. И.

Горбенко, О. Д. Климов.– М.: Недра, 1968.– 304 с.: ил.

2 Брайт, П. И. Геодезические методы измерения деформаций оснований и сооружений [Текст] / П. И. Брайт. – М.: Недра, 1965. – 298 с.

3 Брайт, П. И. Измерение осадок и деформаций сооружений геодезическими методами [Текст] / П. И. Брайт, Е. Н. Медвецкий. – М.: Изд–во геодез. лит., 1959. – 199с.

4 Ганьшин, В. H. Геодезические методы измерения вертикальных смещений сооружений и анализ устойчивости реперов [Текст] / В. Н. Ганьшин, А. Ф. Сто– роженко, Н. А. Буденков.– М.: Недра. 1991. – 192 с.

5 Геодезические методы исследования деформации сооружений [Текст] / А. К.

Зайцев, С. В. Марфенко, Д. Ш. Михелев и др.– М.: Недра, 1991.– 272 с.

6 Геокриология СССР. Западная Сибирь [Текст] / под ред. Э. Д. Ершова. – М.:

Недра, 1988.– 254 с.: ил.

7 Голыгин, Н. Х. Исследование внутришаговойкоротко периодической по– грешности цифрового нивелира DiNi10 [Текст] Н. Х. Голыгин, Д. А. Шаимкулов // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.– 2003. – № 5.–С. 106–111.

8 ГОСТ 24846–81. Грунты. Метод измерения деформаций оснований зданий и сооружений [Текст].– М.: Изд–во стандартов,1981.

9 ГОСТ 25358–82. Грунты. Метод полевого определения температуры [Текст].– М.: Изд–во стандартов,1982.

10 ГОСТ 8509–93. Уголки стальные горячекатанные равнополочные. Сортамент [Текст].– М.: Изд–во стандартов,1993.

11 Груздов, А. В. Закономерности формирования мерзлых толщ бассейнов рек Таз, Пур и Надым [Текст]: автореф. дис. канд. наук / Груздов А. В.– М.,1975. – 192 с.

12 Груздов, А. В. Несливающиеся мерзлые толщи в приполярных районах Западной Сибири [Текст] / А. В. Груздов // Природные условия Западной Сибири.– М., 1979.– Вып. 7.– С. 97–101.

13 Губина, И. А. Способы консервации эксплуатационных скважин Бованенковского НГКМ [Текст] И. А. Губина // Проблемы развития газовой промышленности Сибири: сб. тезисов докл. XVII научно–практ. конф. молодых ученых и специалистов ТюменНИИгипрогаза. 21–25 мая 2012 г. Тюмень, 2012. – С. 17 – 21.

14 Гуляев, Ю. П. Прогнозирование деформаций сооружений на основе результатов геодезических наблюдений [Текст]: монография / Ю. П. Гуляев. – Новосибирск: СГГА, 2008.–256с.

15 Дроздов, И. Д. Линейная алгебра в теории уравнивания измерений [Текст] / И.

Д. Дроздов.– М.: Недра, 1972..– 275с.

16 Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение : сайт ООО «Газпром домбыча Ямбург»[Электронный ресурс].– Режим доступа: URL:

http://www.gazprom.ru/about/production/projects/deposits/zm/.

17 Заполярное нефтегазоконденсатное месторождение : сайт ООО «Газпром домбыча Ямбург»[Электронный ресурс].– Режим доступа: URL:

http://www.yamburg.ru/manufacture/polar–fields/.

18 Зеленский, А. М. Об анализе исходных реперов на территории промышленного предприятия [Текст] / А. М. Зеленский, В. В. Дорофеева // Геодезия и картография.– 1973. – № 9. – С. 30—32.

19 Зубарев, А. Э. Особенности методики математической обработки результатов высокоточного нивелирования с использованием электронных нивелиров [Текст] / А. Э. Зубарев // АТИП.– 2011.– № 4(43).– С. 77–81.

20 Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов, ГКИНП (ГНТА) – 03 – 010 –03 [Текст].– М.: ЦНИИГАиК, 2004.

21 Инструкция по производству маркшейдерских работ [Электронный ресурс]:

постановление Госгортехнадзора России от 06.06.03 № 73 // КонсультантПлюс.

22 Исследование оптико–электронных геодезических приборов и устройств для аттестации [Текст] Н. Х. Голыгин, А. А. Степочкин, С. В. Травкин, Е. С. Бахарев // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2005. – № 5. – С. 123 – 135.

23 Исследование особенностей накопления ошибок измерений при создании высокоточных сетей с использованием электронных нивелиров [Текст] / А. Э. Зубарев, В. Я. Лобазов, Ю. Е. Федосеев и др. // Сборник по итогам научно–техн. конф.

профессорско–препод. состава, посвящ. 229–летию МИИГАиК. – М.: МИИГАиК, 2008. – С. 18—23.

24 К вопросу о геодезическом обеспечении работ по инвентаризации городских земель [Текст] / Е. И. Аврунев, В. Б. Жарников, А. И. Лесных // Вестник СГГА. – 1999. – С. 48–53.

25 К вопросу об осложнениях и методах их предупреждения и ликвидации при строительстве эксплуатационных скважин Бованенковского НГКМ (п–ов Ямал) [Текст] / В. А. Мнацаканов, Н. И. Нестер, А. М. Миленький, Р. Р. Сафарханов // Вестник Ассоциации Буровых Подрядчиков.– 2010.– № 1. – С.11–14.

26 Калинченко, И. С. Обоснование периодичности и сроков выполнения геодезических измерений при геотехническом мониторинге осадок фундаментов зданий и сооружений, расположенных на многолетнемерзлых грунтах [Текст] / И. С. Калинченко // Геодезия и картография.– 2012.– № 9.– С. 11—13.

27 Калинченко, И. С. Анализ устойчивости глубинных реперов, используемых для наблюдения геодезическими методами за деформациями инженерных сооружений промысловой площадки, на вечной мерзлоте [Текст] / И. С. Калинченко, А.

И. Уваров // Земельно–имущественный комплекс: управление, оценка, организация и использование: материалы междунар. научно–производств. конф.– Омск:

ОмГАУ, 2009.– С.78–83.

28 Калинченко, И. С. Геодезический мониторинг осадок зданий и сооружений на территории нефтегазодобывающего комплекса [Текст] / И. С. Калинченко, Е. Н.

Купреева, И. Р. Бикашев // Омский научный вестник.–, 2008.– № 1.– С. 94–97.

29 Калинченко, И. С. Маркшейдерско–геодезический мониторинг за геомеханическими, геодинамическими и геокрелогическими процессами на Заполярном и Тазовском месторождениях [Текст] / И. С. Калинченко // Землеустроительное и кадастровое обеспечение комплексного развития территорий и недвижимости.– Омск,2010. – С.124–130.

30 Калинченко, И. С. О сроках и периодичности геодезических измерений при геотехническом мониторинге сооружений, расположенных в сложных геокриологических условиях [Текст] / И. С. Калинченко // Роль и значение землеустроительной науки и образования в развитии Сибири: материалы междунар. нучно– практ. конф.– Омск: Изд–во ИП Макшеевой Е. А., 2012. – С.144–149.

31 Калинченко, И. С. Организация геодезического мониторинга геодинамиче– ских процессов на территории Заполярного нефтегазоконденсатного месторождения [Текст]/ И. С. Калинченко, А. И. Уваров // Земельно–имущественный комплекс: управление, оценка, организация и использование: материалы междунар.

научно–производств. конф.– Омск: ОмГАУ, 2009.– С. 75–78.

32 Калинченко, И. С. Ошибки при проектировании глубинных реперов, расположенных в южной зоне области многолетнемерзлых грунтов [Текст] / И. С. Калинченко // Роль и значение землеустроительной науки и образования в развитии Сибири: материалы междунар. нучно–практ. конф.– Омск: Изд–во ИП Макшеевой Е.

А., 2012. – С.141–144.

33 Калинченко, И. С. Проблемы с устойчивостью глубинных реперов на объектах геотехнического мониторинга, расположенных на вечной мерзлоте [Текст] / И. С.

Калинченко, А. И. Уваров // Земельно–имущественный комплекс: управление, оценка, организация и использование: материалы междунар. научно–производств.

конф.– Омск: ОмГАУ, 2009.– С. 83–86.

34 Карлсон, А. А. О классификации точного нивелирования короткими лучами [Текст] А. А. Карлсон // Геодезия и картография.– 1993. – № 6. — С. 11–13.

35 Лесных, Н. Б. Нормальный закон в оценке качества измерений [Текст] / Н. Б.

Лесных // Вестник Сибирской государственной геодезической академии / СГГА, 2003.– Вып. 8.– С.135–138.

36 Мазнева, Е. Новый газ дороже [Текст] / Е. Мазнева // Ведомости.– 2009.– № (2293). – С. 11–14.

37 Марков, Н. Н. Погрешность и выбор средств при линейных измерениях [Текст] / Н. Н. Марков, Г. В. Кайнер, П. А. Сацердотов. – М.: Машиностроение, 1967.– 38 Матковский, В. Н. Опыт эксплуатации оснований, фундаментов инженерных объектов на Тазовском п–ве и в северной части Пур–Тазовского междуречья.п.

Новозаполярный [Рукопись] / В. Н. Матковский, В. Б. Стебунов.– 2007. – 170 с.

39 Матковский, В. Н. Результаты геотехнического мониторинга инженерных объектов ф. НГДУ [Текст]: отчет / В. Н. Матковский; ООО «Газпром добыча Ямбург», 2011.– 34 с.

40 Михелев, Д. Ш. Геодезические измерения при изучении деформаций круп–ных инженерных сооружений [Текст] / Д. Ш. Михелев, И. В. Рунов, А. И. Голубцов.– М.: Недра, 1977. – 152 с.

41 О контроле деформаций земной поверхности при разработке газовыхх ме– сторождений в условиях крайнего севера [Текст] / С. П. Вергелес, Ю. Б. Баранов, Ю. И. Кантимиров и др. // Маркшейдерский вестник.– 2008.– № 3.– С. 18 – 21.

42 Особенности накопления ошибок измерений при создании высокоточных сетей с использованием электронных нивелиров [Текст]: сб. ст. по итогам научно– техн. конф. профессорско–преподавательского состава, посвященной 229–летию МИИГАиК / Ю. Е. Федосеев, А. Е. Зубарев, В. Я. Лобазов Я. и др.– М., 2008.– С.11–15.

43 ОСТ 51.40–93. Газы горючие природные, поставляемые и транспортируемые по магистральным газопроводам. Технические условия [Текст].– М.: Изд–во стандартов,1993.

44 Пат. 2180430 Российская Федерация, МПК G 05/00. Способ контроля за устойчивостью реперов / Буденков Н. А., Нехорошков П. А.; заявитель и патентообладатель Марийский гос. техн. ун–т.– заявл. 26.–6.2000; опубл. 10.03.2002.

45 Пискунов, М. Е. Метод высокоточного тригонометрического нивелирования короткими (до 100 м) лучами [Текст] / М. Е. Пискунов, Нгуен Ван Дау // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.– 1971.– Вып. 6.– С. 37 – 49.

46 Поверка и калибровка цифровых нивелиров и штрихкодовых реек [Текст] / Н.

Х. Голыгин, С. В. Ковалев, С. В. Лебедев и др. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъмка. – 2009.– № 2.– С. 18 – 21.

47 Поверка и калибровка цифровых нивелиров и штрихкодовых реек [Текст] / Ю.

Е. Федосеев, Н. Х. Голыгин, С. В. Ковалев и др. // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка.– 2009.– № 2.

48 Природно–климатические условия Ямала [Электронный ресурс]. – Режим доступа: URL: http://regionyamal.ru/.

49 РД 07–603–03. Инструкция по производству маркшейдерских ра– бот*1[Текст].– М., 2003.

50 РД 39–0148311–605–86. Унифицированные технологические схемы сбора, транспорта и подготовки нефти, газа и воды нефтедобывающих районов.– М.,1986.

51 Рекомендации по наблюдению за состоянием грунтов оснований и фунда– ментов зданий и сооружений, возводимых на многолетнемерзлых грунтах [Текст] / НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1982.

52 Рекомендаций по устройству фундаментов комбинированным усовершен– ствованным способом [Текст] / НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР.

–М.: Стройиздат, 1988.

53 Рекомендаций по устройству фундаментов способом опускного колодца [Текст] / НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1988.

54 Российская Федерация. Правительство. Об инженерных изысканиях для подготовки проектной документации, строительства, реконструкции объектов капитального строительства [Электронный ресурс]: Постановление Правительства РФ от 19 января 2006 г. N 20 // КонсультантПлюс.

55 Российская Федерация. Правительство. О лицензировании производства маркшейдерских работ [Электронный ресурс]: Постановление Правительства РФ от 26 июня 2006 г. N 392 // КонсультантПлюс.

56 Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений [Текст] / Е. М. Перепонова, В. Ф. Солдатиков и др. – М.:

Стройиздат, 1975. – 121 с.

57 Руководство по проектированию свайных фундаментов [Текст] / НИИОСП им.

Н. М. Герсеванова Госстроя СССР. – М.: Стройиздат, 1980.

58 Руководство пользователя TrimbleDiNi, декабрь 2006, артикул 57345002, версия 01.00.

59 Северный филиал НИИОСП им. Н.М. Герсеванова Госстроя СССР [Руко– пись]: научно–техн. отчет. Требования по обеспечению устойчивости свай. – 1989.

60 Серебрякова, Л. И. К вопросу о выборе исходного репера в группе реперов, предназначенных для определения осадок сооружений [Текст] / Л. И.

61 Серебрякова // Геодезия, картография и аэросъемка.– 1968.– № 7. – С. 48—51.

62 Смирнов, Н. В. Теория вероятностей и математическая статистика в прило– жении к геодезии [Текст] / Н. В. Смирнов, Д. А. Белугин. – М.: Недра, 1969.

63 СНиП 11–02–96. Инженерно–геологические изыскания для строительства.

(Часть IV Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов) [Текст].– М., 1996.

64 СНиП 2.02.04–88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах [Текст].– М.,1988.

65 СНиП 3.02.01–83. Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов [Текст].– М.,1983.

66 СНиП 3.02.01–83. Основания и фундаменты [Текст].– М.,1983.

67 СНиП 3.02.01–87 Земляные сооружения, основания и фундаменты [Текст].– М.,1987.

68 Соболева, Е. Л. Разработка и совершенствование методики высокоточного нивелирования с применением цифровых нивелиров [Текст]: автореф. дис. канд.

техн. наук / Соболева Е. Л.– Новосибирск,2008.