автореферат диссертации по строительству, 05.23.11, диссертация на тему:Строительство автомобильных дорог с применением композиционных материалов на основе грунтов и отходов бурения

на правах рукописи

МИТРОФАНОВ Николай Георгиевич

РРВ 01

2 2 д::; гп

СТРОИТЕЛЬСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГРУНТОВ И ОТХОДОВ БУРЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ НЕФТЕДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ)

05.23.11 - строительство автомобильных дорог н аэродромов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2000

Работа выполнена на кафедрах автомобильных дорог Санк-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета и Тюменской государственной архитектурно-строительной академии.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

- академик Академии транспорта России, заслуженный деятель науки и техники, доктор технических наук, профессор Платонов А.П.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ - доктор технических наук

профессор Васильев Ю.М.

■ доктор технических наук профессор Киатько В.М.

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ - Государственный научно-исследовательский

и проектный институт нефтяной и газовой промышленности им. В.И. Муравленко (ОАО «Гипротюменьнефтегаз»)

Защита диссертации состоится « 07 » декабря 2000 г. в 13 часов 30 минут на заседании специализированного диссертационного Совета К 063.31.04 при Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 198103, г. Санкт-Петербург, ул. Курляндская,2/5, ауд. 340.

Просьба высылать отзывы в количестве 2 экземпляров, заверенные печатью, по указанному адресу

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГАСУ.

Автореферат разослан << 04 » ноября 2000 г.

Ученый секретарь специализированного Совета

канд. техн. наук, доцент ^J^Bi^^-^'f^'J ^ И.И. Столяров

OMUb-06,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение. Актуальность темы. Сеть автомобильных дорог Западной Сибири на-юдится в стадии становлениями ее развитие сдерживается недостаточностью финансо-1ых и материальных ресурсов. В районах Западно-Сибирского нефтегазового комплекса ЗСНГК), в связи с отсутствием местных каменных материалов и дальностью транспортировки привозных до 1000 километров, одним из путей снижения ресурсоемкое™ :троительства дорог является применение композиционных материалов на основе грун-ов и вяжущих (КМ), или укрепленных грунтов (УГ). Наибольшее распространение в V' инструкциях автомобильных дорог общего пользования и ведомственных промысло-(ых дорог получил цементогрунт (ЦГ), однако расширение его внедрения сдерживается юроговизной вяжущего, а так же неоптимальностью гранулометрического и химико-.шнералогического состава основных типов применяемых грунтов, - как правило, укре-тлеиию подвергаются распространенные в регионе мелкие и пылеватые однородные, •идронамывные пески, с кислой реакцией среды. В результате КМ характеризуется :равнительно низкой прочностью и морозостойкостью, высокой остаточной пористо-:тью, водопоглощением. Увеличение количества цемента приводит к снижению дефор-лативности, трещинообразованию и нецелесообразно по технико-экономическим соображениям. Поэтому имеется необходимость проведения дальнейших исследований по :овершенствованию дорожных конструкций в районах нефтедобычи и улучшению фн-тко-механических показателей УГ, в частности, с учетом известных рекомендаций по /креплению песков, не содержащих глинистых фракций, цементом совместно с тонкодисперсными добавками, добавками нефти и других органических веществ, а так же отводов промышленности.

На нефтяных промыслах ЗСНГК накапливается большое количество отходов бу-эения (ОБ) - отработанных буровых растворов (ОБР) и шламов (БШ), в состав которых зходит глинисто-коллоидная фаза, нефть, химически- и -поверхностно-активные веще-:тва. Проблема утилизации ОБ до настоящего времени не решена, накапливающиеся в плановых амбарах на кустовых площадках ОБ являются одним из основных факторов неблагоприятного воздействия на окружающую среду в районах нефтедобычи, вызывая углеводородное и ионно-солевое загрязнение почв, поверхностных и грунтовых вод. До 35% от общего объема нефти, попадающего в водоемы, приходятся на размывы и протечки шламовых амбаров, в конце 90-х годов ежегодное накопление ОБР и БШ превышает ЗООтыс. м3, остаются не рекультивированными более 2000 старых амбаров. В этих условиях важное значение имеет разработка эффективных способов утилизации ОБ, обеспечивающих их обезвреживание. Состав ОБ и результаты исследований по их отверждению вяжущими, опыт применений КМ в дорожном строительстве показывают, что ОБ представляют'ййтерей с точки зрения их использования в дорожных конструкциях в районах нефтедобычи, однако системных исследований в данном направлении в регионе ранее не проводилось.

з

Диссертация содержит теоретическое и экспериментальное обоснование новых конструктивно-технологических решений по строительству автомобильных дорог с применением КМ на основе грунтов, ОБ и вяжущих в нефтедобывающих районах Западной Сибири, и направлена на уменьшение потребности в привозных дорожно-строительных материалах, эффективную утилизацию ОБ. Работа выполнена в рамках комплексной программы «Нефть и газ Западной Сибири» по проблеме 07 «Автомобильно-дорожные проблемы Западной Сибири», а так же в рамках темы 9.2.1.4 программы «Архитектура и строительство».

Цель исследования: теоретически и экспериментально обосновать способы строительства автомобильных дорог с применением КМ на основе грунтов и ОБ, обеспечивающие эффективную утилизацию ОБ, для условий нефтедобывающих районов Западной Сибири. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:

1. Обобщить информацию о номенклатуре и свойствах отходов, определить характеристики принятых для исследования типичных ОБ.

2. Разработать теоретические предпосылки, позволяющие прогнозировать ход процессов струкгурообразования в системе грунт - ОБ - вяжущее.

3. Исследовать влияние ОБ на свойства КМ, определить рациональные составы и физико-механические показатели КМ на основе грунтов и ОБ.

4. Разработать способы подготовки и применения ОБ в дорожном строительстве, апробировать конструктивно-технологические решения в производственных условиях.

5. Определить степень обезвреживания ОБ, уточнить методику ее оценки.

6. Определить технико-экономическую эффективность внедрения в производство результатов исследований.

7. Указать пути применения ОБ в дорожном строительстве, разработать практические рекомендации по конструированию и технологии строительства автомобильных дорог и промысловых площадок с применением КМ на основе грунтов, ОБ и вяжущих.

Научная новизна работы обусловлена новым объектом исследования и заключается в том, что:

- впервые исследовано влияние добавок ОБ на характеристики КМ. Экспериментально установлено модифицирование песчаного грунта при введении ОБР, доказана возможность улучшения физико-механических показателей КМ при рациональных дозировках ОБ;

- получены математические модели, адекватно описывающие свойства укрепленных грунтов в зависимости от факторов состава и технологии;

- разработаны и апробированы методики определения составов ОБ, проектирования и контроля составов КМ, оценки степени обезвреживания ОБ, установлены рациональные составы КМ, обеспечивающие экономию вяжущего и обезвреживание ОБ;

- обоснованы пути применения ОБ в дорожных конструкциях и разработаны способы строительства, апробированные в производственных условиях. Новизна предлагаемых

технических решений подтверждена A.C. СССР № 1545679 «Способ укрепления грунта».

Практическая значимость результатов исследования. Внедрение результатов исследований в условиях ЗСНГК обеспечит решение следующих важных прикладных задач:

-снижение потребности в привозных дорожно-строительных материалах; -расширение номенклатуры грунтов, пригодных для укрепления (например, однородных песков с кислой реакцией среды);

-экономии цемента на Д0-20% по сравнению с обычной нормой для УГ;

-получение КМ с требуемыми или улучшенными характеристиками прочности, водо- и-

морозостойкости, деформативности;

-эффективной утилизации ОБ с полезным использованием их вещественного потенциала, снижение затрат на содержание и рекультивацию шламовых амбаров, улучшение экологической обстановки в районах нефтедобычи.

В совокупности данные факторы обеспечивают повышение эффективности автодорожного обустройства территории, освоения месторождений. Внедрение разработанной технологии в практику строительства не требует дополнительных инвестиций, т.к. она основана на использовании имеющейся специальной техники.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, обеспечивается применением комплексной методики исследований,; использованием современных поверенных приборов, математическим планированием экспериментов и статистической обработкой данных и подтверждается соответствием результатов теоретических, широких лабораторных, и опытно-производственных работ. Степень достоверности экспериментальных исследований - 95 %. На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований свойств КМ на основе грунтов, ОБ и вяжущих;

. - теоретическое и экспериментальное обоснование возможности лрименения в качестве добавки при укреплении грунтов ОБ, содержащих монтмориллонитовую фазу, без ухудшения физико-механических характеристик КМ;

- способы строительства промысловых дорог с применением ОБ - рациональные составы КМ, конструкции и технологии. •• .

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на областной научно-практической конференции «Охрана окружающей среды в районах Тюменского севера» (г.Салехард, г.Тюмень, 1986 г), на 44 и 46 научных конференциях Ленинградского инженерно-строительного института (1987, 1989 гг.) и на международной научно-практической конференции «Проблемы развития автомобильно-дорожного комплекса России», ■ посвященной 50-летию Автомобильно-дорожного института СПбГАСУ (Санкт-Петербург, 1997 г.), на областной, всесоюзной и международной конференциях по проблеме «Нефть и газ Западной Сибири» (г.Тюмень,1987, 1989, 1996

гг.), на XI Всесоюзной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов «Перспективные экономичные и долговечные конструкции автомобильных дорог и технология их сооружения» (г.Балашиха, 1987 г.), на секции по строительству скважин при Совете директоров научных организаций Главтюменьнефтегаза (г.Тюмень, 1988 г.), на XXII научно-технической конференции «Гипротюменьнефтегаза» (1989 г.), на научно-практических конференциях Тюменского инженерно-строительного института (1987, 1990, 1993 гг.) и ТюмГАСА (1997г.), на научно-практической конференции в рамках международного промышленного конгресса «Промышленная экология - 97» (г.Санкт-Петербург, 1997 г.). Материалы диссертации были представлены на ВДНХ СССР (Объединенный павильон «Строительство», 1988 г.), на I областной ярмарке научно-технических идей «Наука - производству» (г.Тюмень, 1988 г.), на международных выставках «Нефть и Газ - 94» и «Строительство и архитектура» (г.Тюмень, 1994, 2000гг.).

Реализация результатов работы. Разработанные конструктивно-технологи- чес-кие решения прошли производственную проверку при строительстве опытных участков дорог на месторождениях ПО «Ноябрьскнефтегаз» и «Пурнефтегаз» подразделениями ПСМО «Запсибдорстрой»; при опытно-промышленном внедрении (11 км, 110 тыс.м2) на Пограничном месторождении нефти, подрядчик СУ-952 (трест «Ноябрьскдорстрой»), Экономическая эффективность внедрения нового способа строительства -12,4 тыс. рублей на 1 км дороги в ценах 1991 года. Практические рекомендации переданы ведущей проектной организации - ОАО «Гипротюменьнефтегаз» и в 2000 году использованы при разработке проекта реконструкции автомобильных дорог Самотлорского месторождения, заказ № 6700.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 18 печатных работ, в т.ч. получено авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы, включающего 128 наименований, и трех приложений с результатами обработки экспериментальных данных, документами о внедрении и фотографиями. Основной текст изложен на 208 страницах, включая 28 таблиц и 29 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

В первой главе «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования» дан обзор и анализ существующего опыта применения КМ на основе грунтов при строительстве автомобильных дорог в Западной Сибири, научных исследований по укреплению грунтов цементом с добавками других веществ и в области утилизации, обезвреживания ОБ. Из всего многообразия УГ в практике дорожного строительства ЗСНГК наиболее распространен ЦГ, непосредственное участие во внедрении УГ в производство принимали Сиб АДИ, Союздорнии, Томский ИСИ, Тюменский ИСИ, Гипротюменьнефтегаз и др. организации. В период интенсивного освоения ЗСНГК решения с применением ЦГ закладывались в проекты около 50 % протяженности дорог, в значительной мере благодаря этому темп строительства достигал 1000 км в год. В нефтедобывающих, северных районах,

наряду с неоптимальностью составов укрепляемых грунтов, применение традиционных УГ столкнулось с дополнительными трудностями: краткостью строительного сезона, сложностью соблюдения технологии при отсутствии объездов.

Для повышения эффективности использования УГ в ТюмИСИ под руководством А.В.Линцера разработаны новые организационно-технологические принципы, теоретические основы и практические способы индустриального применения УГ. В результате исследований, выполненных совместно с ЛИСИ, Союздорнии и др. (работы A.B. Лин-цера, В.А. Юрченко, С.И. Матейковича, А.Н. Шуваева, Ю.Н. Богомолова, И.Н. Журавлева, В.А. Кретова, Б.П. Елькина, В.Н. Агейкина и других), появились новые КМ - неф-тсгрунты с активными добавками и предварительной заготовки, высокопрочный ЦГ пропарочного и автоклавного твердения, полимерогрунт на основе карбамидных смол холодного и термокаталического отверждения, разработаны изделия и конструкции из них, способы интенсивного воздействия на процессы структурообразования, повышения качества У Г.

По данным обследований, в т.ч. Выполненных с участием автора, дорожные одежды со слоями из УГ имеют более высокие показатели несущей способности, ровности, чем на участках с применением зернистых материалов; в то же время отмечается невысокая морозостойкость, однородность показателей УГ - толщин слоев, прочности, модуля упругости, склонность к трещинообразованию. При этом, на наш взгляд незаслуженно, обойдено вниманием производственников устройство одежд переходного и низшего типов на дорогах низовой сети - подъездах к кустам (V категории) и т.п., построенных из однородных песков, не проезжаемых в «сухую распутицу», либо имеющих излишне капитальную конструкцию. В конце 90-х годов вновь отмечается интерес специалистов к применению ЦГ, при этом, наряду с совершенствованием техники, необходим учет региональных особенностей, улучшение физико-механических и экономических показателей КМ, в т.ч. за счет применения отходов промышленности.

В нефтедобывающих районах ЗСНГК накапливаются крупнотоннажные отходы бурения - ОБР, БШ. Основные типы буровых растворов - глинистые на водной основе, в состав ОБР входит глинисто-коллоидная (бентонитовая) фаза, добавки нефти, ГКЖ-10,11, жировые смазки, КМЦ, акриловые соединения, лигносульфонаты, щелочи, соли, ПАВ, эмульгаторы и другие вещества, опасные для природы. Наиболее перспективным направлением утилизации ОБ представляется получение на их основе отверждаемых композиций, связывающих загрязняющие компоненты. Вопросами обезвреживания ОБ, ликвидации шламовых амбаров и рекультивации нарушенных земель систематически занимались ученые ВНИИБТ, ВНИИКРНефти, ЗапСибБурНИПИ, СибНИИНП, СПбГУ, СПбНИИЦЭБ РАН, ИЭЧ и ГОС РАМН, ИПОС РАН и других организаций.

В работах У.М. Байкова, Ю.Г. Безродного, А.И. Булатова, Г.П. Бочкарева, Л.Н. Видлога, Т.И. Гусейнова, И.З. Ахмедшиной, В.А. Левшина, Р.Х. Моллаева, М.В. Пет-росьян, Л.В. Федорова, А.У. Шарипова, В.Ю. Шеметова, В.А. Шишова и др. исследователей предложен ряд перспективных разработок по утилизации ОБ. Доказана возмож-

ность отверждения ОБР портландцементом (при дозировке до 50%), цементной пылью, магнезиальным цементом, эффективность применения активных сорбентов, при этом, несмотря на невысокую прочность, загрязняющие компоненты связываются в консолидированной массе, снижение ХПК водных вытяжек составляло 70-90%, снижение содержания нефтепродуктов -90-100%. Биологические тесты не выявили вредного воздействия на живые организмы, отвержденные ОБР отнесены к IV классу опасности.

Эколого-гигиеническая оценка ОБ, выполненная в работах Л.П. Капелькиной, Н.В. Русакова, Е.Ю. Кручининой, П.П. Ейзлер, В.М. Кнатько, А.П. Платонова, Е.В. Щербаковой показала потенциальную возможность их утилизации в дорожных конструкциях, в т.ч. на основе интеграционной технологии литификации отходов, содержащих алюмосиликаты. Одним из объектов, исследованных при участии автора, были БШ, содержащие реагенты Poly-Kem D (сополимер полиакриламида) и Kem-Pa S (полиакри-лат натрия) и другие вещества. Определенные современными методами валовый химический состав и подвижные формы тяжелых металлов, радиоактивность, содержание нефти, а так же биотесты показали, что эти отходы в композиции с грунтом и вяжущими не опасны для природы. Следует учитывать, что подвижность ряда вредных элементов -кислых мигрантов может быть увеличина при подтоплении. Обобщенный показатель загрязнения - сумма отношений концентраций веществ в вытяжке к их ПДК в питьевой воде (Кручинина Е.Ю.) увеличивается с 1,4 - 8,6 при использовании дождевой воды до 63,6 - 274,5 по вытяжке в растворе с pH до 4,8. Поэтому увеличенная буферная емкость ОБ, способность поддерживать щелочную среду является положительным фактором.

В современных экономических условиях капиталовложения в «экологическое», безамбарное бурение возможны лишь в зонах особой ответственности (поймах и т.п.), и поэтому проблема утилизации отходов бурения остается актуальной.

С учетом направления нашей работы наибольший интерес представляют исследования укрепления грунтов, преимущественно песчаных, портландцементом с добавками нефти и других веществ - неорганических соединений, водорастворимых полимеров, ПАВ, кремнийорганики, а так же исследования взаимодействия в композициях, содержащих глинистую фазу. Такие работы выполняли P.A. Агапова, В.М. Безрук, Ю.М. Васильев, И.П. Гаркавенко, А. Герцог, Л.В. Гончарова, Б.М. Гуменский, Ю.В. Карась, В.М. Кнатько, Л.А.Макаров, Н.Ф.Мгаценко, Д. Митчел, В.М. Могилевич, В.П. Никитин, В.Б. Пермяков, B.C. Прокопец, Н.Ф. Сасько, О.В. Тюменцева, B.C. Цветков, Р.П. Щербакова, Л.Н. Ястребова и др. ученые.

Исследованиями установлена целесообразность применения при укреплении фунтов портландцементом ряда активных добавок, аналогичным имеющимся в составе ОБ: Са(ОН)2, NaOH, Na2C03) СаС12, NaCl, FeS04, MgS04) ПАВ, кремнийорганических соединений, битумных эмульсий и сырой нефти, лигносульфонатов, полиакриламида и др. веществ, повышающих плотность, прочность, морозостойкость, водостойкость, де-формативность УГ, снижающих водопоглощение, регулирующих скорость твердения. В каждом конкретном случае выбор добавок и их дозировок необходимо устанавливать на

основе лабораторных испытаний, с учетом состава грунта, цемента и функции добавки.

Большое количество работ показали определяющее влияние на процессы струк-турообразования У Г глинисто-коллоидных, тонкодисперсных частиц, отмечается повышенная прочность и дёформативность ЦТ при оптимальном содержании глинистой фракции, что связывается с изменением фазового состава новообразований, наряду с изменением основности' продуктов гидратации цемента происходит синтез дополнительного вяжущего. На свойства КМ влияет минералогический состав глин, при относительно невысоком содержании цемента прочность ЦТ на основе монтмориллонита ниже, чем дляматериала на основе гидрослюд и каолинита. На кинетику структурообразо-ваггия глинистые частицы, по имеющимся данным, могут влиять как отощающие, замедляющие добавки, либо как «затравки», ускорители твердения.

Анализ информации показал актуальность исследования применения ОБ в композиции с грунтами и вяжущими в дорожном строительстве, наиболее целесообразно отверждение ОБ, имеющих слабощелочную реакцию среды, портландцементом. Не исследовано комплексное влияние ОБ на свойства КМ, противоречиво оценивается роль и допустимое количество глинистых минералов, не проработаны пути обращения с отходами и способы строительства дорог на основе ОБ.

На основании изложенного определены цель и задачи исследования.

Во второй главе «Теоретические предпосылки исследования» на основе анализа известных теорий и моделей укрепления грунтов сформулированы представления автора о процессах взаимодействия в системе «грунт - отходы бурения - вяжущее».

Теоретические основы различных методов укрепления грунтов базируются, в частности, на научных представлениях, развитых акад. П.А. Ребиндером и школой физико-химической механики дисперсных структур; исследованиях процессов твердения вяжущих, адгезии, когезии, химии цемента; учении о роли тонкодисперсной глинисто-коллоидной фазы грунта и поглотительной способности (работы П.П. Будникова, К.К. Гедройца, М.М. Филатова и др.). Теория укрепления грунтов цементом получила развитие в работах В.М. Безрука, а так же Ю.М. Васильева, B.C. Исаева, В.М.:Кнатько, М.Т. Кострико, A.B. Линцера, Н.Ф. Мищенко, В.М. Могилевича, С.С. Морозова, Е.М. Сергеева, М.Н. Цершина, А.П. Платонова, JI.K. Пуцейко и др. исследователей.

Образование .основной, кристаллизационной структуры грунта, укрепленного цементом с добавкой ОБР, согласно положениям коллоидно-химической теории объясняется следующим образом. При взаимодействии с водой растворяются неустойчивые минералы цемента с пересыщением порового раствора и выкристаллизацией более термодинамически устойчивых гидратных новообразований. На начальной стадии образуется неустойчивая тиксотропная .коагуляционная структура за счет взаимодействия мельчайших частиц дисперсной-твердой фазы через тонкие прослойки водной дисперсионной среды. Затем в процессе твердения кристаллы растут, появляются контакты, и образуется пространственный каркас кристаллизационной структуры из гидратированных фаз цемента и продуктов их взаимодействия с частицами грунта. Последующий рост

прочности обеспечивается обрастанием первоначального каркаса гидросиликатными новообразованиями и гидратом окиси кальция. Рост кристаллов, наряду с упрочнением связей, может сопровождаться возникновением нежелательных внутренних напряжений, нарушающих микроструктуру. Дополнительные связи образуются за счет взаимодействия тонкодисперсных глинистых частиц и продуктов цемента. Наличие в ОБР нефти, кремнийорганики, водорастворимых полимеров обуславливает образование тиксо-тропных коагуляционных контактов.

При объяснении особенностей физико-химических процессов, происходящих при укреплении грунтов цементом и ОБР, автор базировался на трудах В.М. Безрука, Л.Н. Ястребовой, О.В. Тюменцевой, A.B. Линцера, Ю.М. Васильева, В.М. Кнатько, А.П. Платонова и др. ученых.

Анализ идеализированных моделей ЦТ, предложенных при разработке теоретических основ индустриального применения УГ (A.B. Линцер и др.) позволил принять такие условия получения оптимальной структуры, как создание статически устойчивого песчаного каркаса при укладке с 8 контактами и плотностью не менее 0,6; граничные условия концентрации «клея» (цемент + глина) в пределах 0,16-0,5; образование статически устойчивого каркаса вяжущего после твердения при соотношении цемент: глина не менее 1:1. По аналогии с высокопрочным ЦГ можно прогнозировать снижение жесткости композиции с ОБР за счет демпфирующего действия глиноцементного вяжущего, рост плотности и прочности за счет пластифицирующего и заполняющего действия ОБР, сближения частиц и увеличения площади структурных контактов за счет создания более толстых пленок клея, при равномерном распределении его по объему.

Теория синтеза вяжущих веществ (ТСВВ), основанная на глубоком изучение химических и физико-химических процессов укрепления глинистых грунтов (работы В.М.Кнатько и др.), применительно к нашему объекту позволяет выделить ряд основных моментов. Слабощелочная среда западносибирских ОБ обуславливает уменьшение расхода компонентов цемента на преодоление факторов буферное™, в то же время необходимо ограничивать количество монтмориллонита, поддающегося гидролитической деполимеризации, для стимулирования процессов стадии синтеза полиминеральных вяжущих новообразований. Необходимо отметить, что деполимеризация глинистых минералов в щелочной среде будет происходить уже в процессе бурения, что в итоге уменьшает расход цемента.

Важнейшей характеристикой ЦГ, наряду с прочностью, является деформативная способность, определяемая соотношением жестких кристаллизационных и гибких коагуляционных связей. Предложенная в работах Ю.М.Васильева модель позволила исследовать характер структурных связей на основе главного их свойства - тиксотропности, способности к обратимому восстановлению - для нежестких; и хрупкому, необратимому разрушению для жестких. Анализ такой модели, с учетом ограничений по минимальной морозостойкости и содержанию цемента, позволяет нам принять для ЦГ с добавкой ОБР новую схему с равномерно распределенными смешанными структурными связями, со

снижением жесткости основных, кристаллизационных контактов за счет изменения основности цементных образований, пластифицирующего и нарушающего сплошность цементного камня действия глины, полимеров, нефти и жировых смазок, ГКЖ.

С учетом многокомпонентное™ ОБ наиболее доступным способом управления их ролью в КМ является оптимизация количества добавки, обеспечивающего, по формулировке А.П. Платонова, «максимальное использование положительных и исключение или сведение к минимуму отрицательных факторов, сопутствующих процессу формирования новой структуры в сложной гетерогенной системе грунт - отход - вяжущее». Таким образом, в качестве основной рабочей гипотезы исследования принято следующее положение: при определенном сочетании ОБ и вяжущего при укреплении грунтов будет обеспечиваться улучшение физико-механических показателей композиции и обезвреживание загрязняющих компонентов благодаря действию следующих основных групп факторов:

- технологической и структурной пластификации;

- изменению режима твердения цемента (увеличение рН, связывание воды, взаимодействие с глинистой фазой и ПАВ и др.); ' ■

- гидрофобизации и кольматации пор;

- перевода подвижных форм загрязнителей в связанные, который на основе ТСВВ обусловлен хемосорбционным поглощением минеральных и органических компонентов ОБР при гидратации цемента и формировании коллоидно-дисперсной минеральной матрицы (КДММ). Согласно принципа тормозящего противодействия Ле-Шателье «КДММ стремится восстановить свое исходное химически и термодинамически равновесное состояние, что и реализуется искусственно спровоцированным минералообразованием. В этот процесс самопроизвольно вовлекаются все виды химически активных загрязнителей» (определение В.М. Кнатько).

Значение управляющего параметра системы - дозировки ОБР, необходимо устанавливать с учетом как возможности образования дополнительного вяжущего, так и необходимости обеспечения условий твердения цемента - ограничения поглощения ионов Са2\ деполимеризации глинистых минералов. В итоге количество менее измененной глины на поверхности новообразований (В.М. Безрук) должно быть таким, чтобы при увлажнении в процессе работы происходило связывание воды при раздвижке кристаллической решетки и увеличении объема бентонита в пределах остаточной пористости, без возникновения опасных напряжений в структуре ЦГ. Твердение ЦГ происходит в условиях дефицита свободной воды, как среды и «транспортного средетва», с возрастанием роли смешанного и топохимического механизмов реакции и быстрым первоначальным упрочнением за счет коагуляционной структуры.

Одним из факторов снижения прочности ЦГ на основе монтмориллонита может быть проявление внутренних напряжений, возникающих при росте кристаллов цементных новообразований после формирования в начале взаимодействия связей между ними и кромками трехслойных пакетов кристаллической решетки монтмориллонита - кремне-

кислородных тетраэдров и расположенных между ними алюмогидроксильных октаэдров. При гидратации цементом отнимаются связанные с глиной молекулы воды, что сопровождается скачкообразным уменьшением расстояний между элементарными пакетами частиц монтмориллонита с 22,5А до 10А и возникновением микронапряжений в строении цементных сростков. Бентонит в составе ОБР максимально диспергирован, в т.ч. за счет обработки реагентами ЫаОН, КОН. При проникновении сильно гидратиро-ванных одновалентных ионов Ыа+, К+ и молекул воды между кремнекислородными тетраэдрами, способных вызвать полный разрыв слоев, будет происходить разделение частиц на элементарные пакеты, чему способствуют факторы технологии бурения - давление, трение, температура. Добавка такой видоизмененной глины не должна вызывать внутренних микронапряжений, кроме того, при наработке и хранении ОБР происходят процессы стадии щелочной деполимеризации, что способствует росту прочности.

Описание химических, физических и физико-химических процессов в диссертации проведено в порядке этапов - приготовления и укладки смеси, набора прочности КМ, эксплуатации. При смешении ОБР с грунтом за счет «эффекта Ребиндера» ускоряется разрушение микроагрегатов, повышается равномерность распределения компонентов, эффективность диспергирования можно увеличить инъектированием струи ОБР под давлением.

Твердение ЦГ при наличии частиц глины имеет ряд особенностей - поглощение ионов Са2+, выделяемых при гидратации С38, с повышением рН и коагуляцией глинистых частиц при насыщении обменного комплекса. При этом замедляется начало кристаллообразования Са(ОН)2 и гидросиликатов кальция, несколько снижается их основность. Увеличение количества мелкокристаллических (коллоидных) тоберморитоподоб-ных гидратных образований типа СБЩВ) обуславливает высокую прочность при снижении жесткости связей. Наличие в системе удерживаемой глиной и гелеобразующими добавками воды, наряду со связыванием Са2+ ведет к более полному использованию потенциала вяжущего.

Гидролиз клинкерных минералов и обогащение системы активными формами кремнезема и полуторных окислов, в т.ч. глинозема, обусловленное разрушением глинистых минералов в щелочной среде, приводит к образованию плохорастворимых низкоосновных первичных гидросиликатов, гидроалюминатов, гидроферритов кальция, с последующими фазовыми переходами в более устойчивые формы. Взаимодействие продуктов гидратации цемента с активной составляющей грунта (ОБР) аналогично известной реакции с пуццолановыми добавками с образованием соединений типа СЭЩВ), САН. Благодаря таким процессам осуществляется синтез дополнительного вяжущего.

Наличие в ОБР нефти, ГКЖ, жировых смазок обуславливает образование тиксо-тропных коагуляционные связей, повышение водостойкости, деформативности, морозостойкости. В основе этих эффектов лежат процессы, происходящие на этапах распада эмульсии и физической адсорбции с последующим хемосорбционным взаимодействием содержащихся в смазывающих добавках жирных кислот с выделяющимися из цемента

ионами Са2+ и образованием водоустойчивых кальциевых солей, придающих структуре гидрофобность.

Механизм взаимодействия с цементом добавок ВМС, стабилизирующих дисперсную систему ОБР - КМЦ, акриловых соединений, лигносульфонатов и др., имеющих углеводородные макромолекулы с активными функциональными группами, повышающими гидрофильность и адгезию к полярной поверхности, на основе работ В. Рамачандра-на и Р. Фельдмана объясняется образованием водородных и других связей между ОН, СООН, >Щ2 - группами добавок с атомами кислорода, Са и А1 - ионами продуктов гидратации,- что уменьшает водопотребность смеси, пластифицирует ее и замедляет схватывание.

На этапе эксплуатации долговечность КМ с добавками ОБ, с учетом увеличения прочности и деформативности, дополнительно обеспечивается водостойкостью за счет кольматации и гидрофобизации пор с образованием менисков обратной кривизны, связыванием попадающей в капилляры воды частицами глины и гелеобразующими добавками. Снижение водопроницаемости материала, отсутствие суффозии - важный фактор устранения миграционной активности загрязнителей.

В третьей главе «Лабораторные экспериментальные исследования» изложены методы исследований, характеристики исходных материалов, анализ результатов этапа лабораторных работ. Экспериментальные исследования .проводились для проверки рабочей гипотезы и подтверждения теоретических представлений, а так же для установления рациональных составов КМ и наработки фактического материала для практических рекомендаций и опытного строительства.

При обосновании общей методики исследований приняты такие положения, как стадийность работы и выбор в качестве первоочередного объекта способов укрепления песчаных грунтов портландцементом с добавкой ОБР. Для получения первичных результатов в датой работе ход структурообразования оценивался по результатам механического воздействия на образцы КМ с определением физических, прочностных и деформационных характеристик, надежных в измерении и интегрированно характеризующих структуру, дающих выход на расчетные показатели, необходимые для выявления целесообразности дальнейшей работы и обоснования дорожных конструкций. Основное внимание уделено исследованию влияния главного фактора - содержания в композиции ОБР и его компонентов. С учетом этого, в работе использовались в основном стандартные методы подготовки и испытания образцов в соответствии с ГОСТ 2355894, ГОСТ 10180-90 и др. нормативов. Смеси готовились в лабораторной мешалке МЛ-1, образцы-цилиндры 50x50 мм и балочки 4x4x16 см формовались с помощью пресса, малого прибора Союздорнии или на вибростоле. Образцы выдерживались 28 или 7 суток в воздушно-влажных условиях и перед испытаниями подвергались водонасыщению (2 суток, с погружением сначала на 1/3, затем - полностью). Прочность КМ определялась- на гидравлическом прессе или приборе МИИ-100. Модуль упругости и морозостойкость определялись в соответствии с методиками ВСН 46-83 и ГОСТ 10060.0-95 и .1-95. Фазо-

вый состав образцов песка и ОБР определяли методом рентгеноструктуриого анализа с использованием дифрактометра ДРОН-2. Емкость ионного обмена ОБР по Са2+ определялась с помощью растворов Ca(N03)2, с трилонометрическим титрованием после сорбции.

При исследовании БШ применялись масс-спектрометрический метод определения валового химического состава с использованием лазерного анализатора ЭМАЛ-1, содержание подвижных форм тяжелых металлов определялось атомно-адсорбционным методом на приборе фирмы Hitachi Z 180.80. Активность БШ по гамма-излучению оценивалась с помощью селективного сцинцилляционного радиометра РУБОО-1-П, содержание нефтепродуктов (НП) в БШ определяли методом колоночной хроматографии с гравиметрическим окончанием. Биотесты проводились на микроорганизмах, гидробио-нтах и высших растениях: инфузориях, светящихся бактериях, почвенных сапрофитах и др., мальках гуппи, дафниях, проростках семян овса и кресс-салата.

Результаты экспериментов обрабатывались с использованием компьютерной программы Excel 7, по известным формулам и критериям математической статистики, а так же с помощью «быстрых методов статистической обработки».

В работе были использованы, как основа КМ, пески мелкие однородные, гидронамывные и пылеватые из пяти карьеров, характерные для дорожного строительства в районах нефтедобычи, с рН от 5,9 до 6,4 и содержанием кварца до 91%. В опытах применялся портландцемент М 400 по ГОСТ 10178-85 Сухоложского и Топкинского заводов с содержанием алита 61 и 62%.

Для выбора характерных составов ОБР произведен обзор и систематизация информации о типах отходов, с учетом геологического строения, применяемых глинопорош-ков и реагентов, обследования типичных хранилищ. Выделены 3 основные группы добавок: 1. регуляторы фильтрационных и реологических свойств, структурообразующие -КМЦ и ее производные, акриловые соединения; 2. смазывающие добавки - нефть и жировые смазки, ГКЖ-10,11; 3. прочие добавки - регуляторы рН, содержания кальция, утяжелители и т.д. Для лабораторных экспериментов подготовлены 3 характерных состава ОБР, взятые из амбаров на месторождениях ЗСНГК, моделирующих основные варианты накапливающихся отходов: №1, 3 - обработанные преимущественно КМЦ (0,60,9%), или №2 - акриловыми реагентами (HP-1,5%); содержащие значимое количество нефти - 15% (№1) и 14% (№2) или обработанные преимущественно ГКЖ-10 (0,8) с малым количеством нефти (0,6%), которое аналогично содержанию жировых смазок (№3). Другие основные свойства ОБР приведены в таблице 1.

Валовый химический анализ показал высокое содержание в твердой фазе ОБР полуторных окислов (в т.ч. 10,45-17,32% глинозема), фазовый анализ показал наличие ренггеноаморфных соединений и трудность идентификации кристаллического строения минералов. В качестве обобщающей характеристики твердой фазы ОБР в диссертации предложено принять емкость ионного обмена по поглощению Са2+. В результате экспериментов, выполненных совместно с JI.A. Пимневой, определена обменная емкость в

статических и динамических условиях (5,4-8,4 ммоль/г), что говорит о возможности укрепления грунта и ОБ цементом без добавки извести.

Таблица 1

Основные свойства ОБР

Наименование показателя Состав ОБР

1 2 3

Содержание твердой фазы, 19 17 34

в т.ч. пылевато-илисто-глинистая фаза 16 14,5 29

в т.ч. частицы менее 0,002 мм 7,2 6,9 12,5

Плотность, г/смЗ 1,24 1,21 1,42

Водородный показатель рН 7,8 8,3 9,1

На следующем этапе лабораторных работ исследовано влияние добавки ОБР на свойства исходных грунтов. При этом установлено статистически значимое повышение плотности смеси и упаковки песчаного каркаса (на 6,8%), изменение рН среды с переходом из кислой области в нейтральную и слабощелочную при дозировке ОБР 14-32%, что говорит о преобладающей «буферности» среды ОБР и его пластифицирующем действии. Для смесей песка и бентонита или ОБР установлено более длительное время сохранения требуемой для гидратации цемента влажности при выдержке на воздухе, после быстрого уменьшения избыточной влажности и испарения свободной воды в первые сутки.

Экспериментами, выполненными совместно с А.В.Линцером, Э.С.Соседковым, Ю.Н.Богомоловым, установлено придание грунту связности при введении ОБР, т.е. перевод песка в супесь. Зависимость числа пластичности от содержания ОБР носит линейный характер, его значения при дозировке сухого остатка ОБР 10% достигает 1,5 для намывного песка и 3 - для карьерного, при дозировке 20% - соответственно 5 и 6. При оптимальной дозировке ОБР и бентонита установлено достоверное увеличение сопротивления уплотненной смеси сдвигу, увеличение сцепления и угла внутреннего трения. Таким образом, доказано модифицирование исходных грунтов (песков) при введении ОБР.

При исследовании влияния ОБ на свойства композиций ОБР и грунтов, отвер-жденных (укрепленных) цементом, автором был реализован ряд однофакторных и двухфакторных экспериментов, в качестве функций отклика определялись прочность при сжатии и растяжении, коэффициенты водостойкости, водопоглощения, коэффициент уплотнения и др. В первую очередь, оценена возможность применения не содержащего нефть ОБР №3. Анализ результатов эксперимента показал, что зависимость прочности при сжатии (П) водонасыщенных 28-суточных образцов от дозировки (Д) ОБР (035%) при одинаковом содержании вяжущего (12%) адекватно описывается уравнением:

П = 3,426 + 0,081 Д - 0,002Д2, (1)

при оптимальной дозировке ОБР прочность увеличивается почти на 24%, улучшаются

так же коэффициент водостойкости и однородность показателей.

Большую эффективность дает применение нефтесодержащего ОБР №1. Результаты эксперимента, приведенные в таблице 2, показывают увеличение прочности на 3845%, снижение водопоглощения в 6,3 раза, улучшение водостойкости при оптимальной дозировке ОБР в пределах 20-33%, т.е. при содержании нефти 3,5-5% и глинистой фазы 3-4,5%.

Таблица 2

Физико-механические показатели образцов_

Наименование показателей Дозировка Содержание ОБР, %

цемента, % 0 15 25 35 45

Прочность на сжатие водонасыщенных 9 2,35 3,29 3,58 3,40 3,20

образцов в возрасте 28 суток, МПа 11 3,17 4,12 4,48 4,32 4,29

Прочность на сжатие водонасыщенных 9 1,28 1,91 2,16 1,87 1,61

образцов в возрасте 7 суток, МПа И 1,76 2,42 2,44 2,56 2,20

Водопоглощение (28 суток) 9 15 4,6 2,6 2,4 4,2

11 12 3,2 1,8 2,0 3,5

Коэффициент водостойкости (28 суток) 9 0,75 0,87 0,91 0,9 0,85

11 0,80 0,9 0,94 0,93 0,92

На следующем этапе исследована зависимость показателей КМ от продолжительности технологического цикла, наиболее адекватно моделируемого в лаборатории производственного фактора. Приготовлено три смеси: 1- песок мелкий, 9% цемента и 22% ОБР №2,2 - песок, 11% цемента и 27% ОБР, 3 - контрольный состав - песок, обработанный 10% цемента. Формование образцов проводилось для первых серий в интервале до 0,5 часа после перемешивания при оптимальной влажности, следующих серий - через 1,5-2 часа хранения, 3,5-4 часа, 5,5-6 часов, при одинаковой работе. Испытания образцов после набора прочности (28 суток) и водонасыщения показали, что композиции с ОБР имеют большую продолжительность «индукционного» периода, при уплотнении в первые часы после затворения образцы КМ имеют менее выраженное ухудшение свойств, чем у песчаного ЦТ. Зависимость свойств составов № 1,2,3 от времени окончания уплотнения (Т) адекватно описывается линейными или квадратичными уравнениями: Прочность, МПа:

П1 =3,46-0,10Т-0,01Т2; П2 =4,35-0,03Т-0,03Т2; П3 = 3,08-0,32Т (2)

Коэффициент уплотнения:

К, =0,993-0,14Т; К2 =0,996-0,012Т; К3 =0,987-0,025Т (3)

Вод6поГлощение,%:

В,=1,45+0,52Т+0,019Т2; В2=0,53+0,076Т+0,085Т2; В3=7,08+2,78Т (4)

Отметим что, свободные члены в уравнениях примерно соответствуют значениям показателей образцов, уплотненных в начальный момент времени. Для КМ с ОБР допустимая продолжительность' технологического цикла - до 4 часов, при этом снижение проч-

ности составляет около 15%, для песчаного ЦГ - 40%. Целесообразно так же, для компенсации потерь воды за счет связывания и испарения, увеличивать начальную влажность или нагрузку при уплотнении.

С учетом проверенных интервалов варьирования факторов был выполнен двух-факторный эксперимент по схеме ПФЭ 3x4 с использованием пылеватого песка, ОБР №2 (10-40%) и цемента (7-13%). Обработка результатов показала возможность адекватного описания зависимости прочности и водопоглощения от содержания цемента (Ц) и добавки ОБР(Д) в заданной области полиномами 2й степени. После оценки значимости коэффициентов методом последовательного регрессионного анализа получены модели:

П = - 3,567 + 0,856 Ц + 0,074 Д - 0,025 Ц2 - 0,002 Д2 (5)

В = 10,259 - 0,503 Д - 0,011 х Ц х д + 0,011 Д2 (6)

Частные производные и экстремумы функций дают оптимальные дозировки ОБР (18,520%), обеспечивающие прирост прочности до 25-45%. Рациональные дозировки глины и нефти, как зависимых переменных, находятся в интервале 2-5%.

Испытания на морозостойкость образцов КМ с ОБР показали соответствие марки. по морозостойкости композиций с ОБР требованиям ГОСТ, коэффициент морозостойкости и марка контрольных серий песчаного ЦГ ниже требуемых. При определении модуля упругости по измерениям прогибов балочек 4x4x16 см установлено увеличение деформативности КМ с ОБР. Испытание образцов, содержащих ОБ и контрольных ЦГ на основе песков, равнопрочных первым или содержащим одинаковое количество вяжущего показало снижение модуля упругости у первых на 20-30% при одинаковой прочности, при одинаковой дозировке цемента добавка ОБР повышает прочность на 2040%, а модуль упругости - на 3-6%.

Анализ корреляционных зависимостей свойств КМ, полученных при использовании различных грунтов, рациональных добавок разных ОБР и цементов, показал, что при одинаковом количестве вяжущего выборочные средние значения прочности композиций с ОБР устойчиво, статистически значимо по критерию Стьюдента превышают прочность композиций без ОБР. Отношение прочности на растяжение к прочности на сжатие выше для композиций с ОБР. Методом последовательного регрессионного анализа получены линейные уравнения, адекватно описывающие связь свойств КМ, приведенные на рис.1-3.

Таким образом, выявлены рациональные составы КМ, оптимальные дозировки ОБ и их основных компонентов, обеспечивающие «створ» улучшения характеристик КМ, определены физико-механические показатели КМ.

В четвертой главе «Опытно-производственпые работы. Строительство экспериментальных участков» приведены методы и результаты полевых исследований - отработки методики определения фактического состава ОБ и способов их подготовки, обеспечения необходимой для утилизации стабильности, разработки способов получения и дозирования ОБ. В процессе работ апробированы конструктивно-технологические

Зависимость прочности на растяжение " при изгибе от прочности на сжатие : 1,3

Й се С. й И

1,0 0,75 0,5 0,25

Прасгг. изг~ ),221*Пп

/(• 1 •• •

оо°

'/^ГТраст. из ■=0,186+С ,144*Псж

О й-

2,0 3,0 4,0 5,0

Прочность при сжатии, МПа

1 —а— - цементогрунт с ОБР

2 —е--цементогрунт без ОБР

Рис. 1

Зависимость модуля упругости цементогрунта от прочности 6000,

5000

| 4000

3000

2000

8 / • у •

Еу=1347*Г /'* / •

2у" /¿о 1 /

>< у» .ЕУ=-247(Н 1704*Псж

2,0 3,о; 4,0 5,0

Прочность при сжатии, МПа

1 —•— - цементогрунт с ОБР

2 —в— - песчаный цементогрунт

Зависимость прочности от дозировки вяжущего для песчаного ЦТ и ЦТ с добавкой ОБР

Дозировка цемента, %

1 —«--цементогрунт с добавкой ОБР

2 —о— - песчаный цементогрунт

I, П, Ш - классы прочности по СН 25-74, ВСН46-83 MIO, М20, М40, М60 - марки по ГОСТ 23558-94 Рис. 3

решения по применению ОБ в дорожном строительстве, определены физико-механические показатели производственных КМ, оценена степень обезвреживания ОБ, а так же экономическая эффективность предлагаемых способов строительства дорог и утилизации ОБ. Проведенные в течение ряда лет работы по строительству опытных участков и наблюдения за ними показали техническую возможность и экономическую целесообразность применения КМ на основе грунтов и ОБ в слоях основания дорожных одежд и укрепления обочин, при этом обеспечено снижение дозировки цемента на 20-30% по сравнению с традиционным ЦТ.

Отработана методика подготовки средних проб ОБР путем отбора в амбарах необходимого количества частных проб пробоотборником ПГР-1, с оперативным определением составов на установке ТФН; а так же методика подготовки ОБР для утилизации путем барботажа, обеспечивающего необходимую стабильность составов, характеризующуюся коэффициентом вариации показателей рандомизированного пробоотбора. Для барботажа, перекачивания и введения ОБР предложено и апробировано применение специально оборудованных агрегатов ЦА-320, позволяющих инъектировать ОБР на заданную глубину. Исследование струйной технологии введения ОБР- давления, параметров сопел (угла конусности, диаметров, расстояния между насадками), высоты устаноп-ки и скорости движения монитора позволили запроектировать и построить опытную установку, обеспечивающую инъектирование ОБР на 10-20 см или большую глубину при заданном расходе, что позволяет равномерно дозировать ОБР в слое основания или обрабатывать активный слой земляного полотна. Для распределения цемента предложено и испытано использование оборудованной машины - цементовоза 2-СМН-20.

На основе обследования амбаров с ОБ текущего производства и хранившихся 1-4 года определены граничные условия применения ОБР по плотности - в интервале 1,15-1,5г/см3, по содержанию твердой фазы - в пределах 15-50%. При меньшей плотности ОБР и содержании активных добавок требуется обогащение ОБР, обращение с пласти-линообразным обезвоженным ОБР затруднено и требует предварительного диспергирования гидромониторами.

Одним из апробированных конструктивно-техногических решений является устройство «облегченного» основания в виде продольных полос ЦГ (1м) под швами и кромками сборного покрытия из плит ПДН, с предварительным введением ОБР на всю ширину основания. При строительстве такого участка обеспечено снижение расхода цемента на 50% или 112,8т на 1 км дороги.

Особый интерес представляет использование ОБР, БШ в композиции с грунтом и цементом для устройства дорожных одежд переходного и низшего типов на подъездах к кустам скважин и т.п. Основная задача при этом - найти количество вяжущего, обеспечивающего достаточную степень связывания подвижных загрязняющих компонентов ОБ. Исследование составов КМ, с учетом целесообразности заключения БШ (25%) в матрицу из ЦГ с добавкой ОБР (16%) и определение химического потребления кислорода (ХПК) и содержания нефтепродуктов (НП) в первичных (2,5 суток) и вторичных

(следующие 2,5 суток) водных вытяжках показали, что степень загрязнения водных вытяжек резко снижается при содержании цемента 6-8%. При 8% цемента содержание нефти в водных вытяжках уменьшается с 3,021 г/л (для смеси без вяжущего) до 0,010 г/л в первичной пробе, в повторной пробе НП не обнаружены. ХПК уменьшается с 2,218 г/л до 0,159 и 0,087 г/л, т.е. на 93-96%. Концентрация нефти и ХПК в водных вытяжках не превышает 10 ПДК для водоемов и ниже, чем в воде, стекающей с дорожного полотна в обычных условиях, что с учетом снижения содержания НП и ХПК при повторном водо-насыщении свидетельствует об эффективности обезвреживания ОБ.

Применение КМ на основе БШ, ОБР при минимальном количестве вяжущего, обеспечивающем связывание загрязнителей, эффективно для борьбы с «сухой распутицей», уплотнения однородных песков и для замены более капитальных конструкций дорожных одежд на дорогах с низкой интенсивностью движения.

При оценке технико-экономической эффективности применения КМ на основе грунтов и ОБ в дорожном строительстве рассчитываются затраты по «базовому» решению и экономия по варианту «новой техники» с учетом, в первую очередь, расхода материалов и дальности транспортировки; определяются выгоды и удорожания в сфере дорожно-строительной организации, нефтяной компании и автотранспорта. Учитываются статьи экономии - уменьшение расхода цемента и сметной стоимости, снижение затрат на размещение, хранение и утилизацию ОБ, рекультивацию шламовых амбаров, уменьшение риска убытков и затрат при отсутствии проезда и штрафов при загрязнении природы. Дополнительные затраты необходимы на инженерную подготовку, оборудование и эксплуатацию специальной техники. При опытно-промышленном внедрении способов строительства дорог с применением КМ на основе грунтов и ОБ (11 км) получен экономический эффект 12,4 тыс. рублей на 1 км дороги (в ценах 1991 г.).

В ходе опытного строительства апробированы способы укрепления грунтов с добавками ОБ при смешении на дороге, в установке и на полигоне.

Обследование опытных участков показало, что они находятся в удовлетворительном состоянии, не отличаются от соседних участков с традиционными конструкциями. В придорожной зоне отсутствуют признаки загрязнения компонентами ОБ.

На основе выполненных исследований обоснованы пути применения ОБ в дорожном строительстве, получено A.C. № 1545679. Основа предлагаемых способов строительства - применение композиций на основе грунтов, ОБ, вяжущих. Классификация способов основана на оценке степени опасности ОБ, исходя из этого определяется тип материала, его место в конструкции, технология и направления экологического контроля.

В пятой главе изложены «Практические рекомендации по применению отходов бурения при строительстве автомобильных дорог и промысловых площадок», обоснованные выполненными исследованиями, указана область применения разработки и прикладные задачи, на решение которых она направлена, порядок определения экономической эффективности. I

Приведены конструктивные решения по применению КМ на основе грунтов и ОБ, рекомендуемые составы композиций, расчетные и нормативные физико-механические показатели КМ, требования к исходным материалам - грунтам, вяжущим, ОБР и БШ.

На этапе инженерной подготовки указаны методы определения составов и свойств ОБ, проектирования и испытания составов КМ, оценки степени обезвреживания ОБ в композиции, мероприятия по оборудованию специальной техники, подготовке амбаров к утилизации.

Технология производства работ предусматривает устройство конструктивных слоев с применением ОБ основными способами - смешением на дороге с применением многопроходных фрез и с приготовлением смеси в установках, а так же возможность применения однопроходных грунтосмесительных машин, приготовления смеси на полигонах и предварительной заготовки грунта, обработанного ОБР, БШ. В разделе отражены основные особенности технологии строительства и обращения с ОБ, разработаны технологические схемы. Определены основные правила и методы контроля качества работ, требования техники безопасности.

В связи с применением отходов, содержащих вредные компоненты и относящихся к IV классу (малоопасных), а при наличии нефти - к III классу (умеренно опасных), особые требования предъявляются к охране окружающей среды. Не допускается использование отходов в населенных пунктах, водоохранных, прибрежных зонах и поймах рек, на территориях традиционного природопользования и особо охраняемых (заповедниках). Экологическая безопасность применения ОБ обеспечивается следующими основными группами мероприятий:

1. Предотвращением попадания ОБ в окружающую среду в процессе работ.

2. Связыванием подвижных форм загрязняющих веществ в структуре КМ за счет обработки вяжущими, устранением их миграционной активности.

3. Конструктивными решениями, предусматривающими преимущественное использование материалов с ОБ в нижних слоях дорожных одежд и теле насыпи, на не подтопляемых участках, т.е. конструктивные слои находятся под защитой, что снижает вероятность попадания в окружающую среду - почву, поверхностные и грунтовые воды - несвязанных реагентов и их вовлечение в природные циклы.

В процессе строительства и эксплуатации участков дорог с применением ОБ необходимо осуществлять контроль за содержанием примесей в придорожной зоне с сопоставлением их концентраций с фоновыми значениями, ПДК и данными экологического мониторинга по соседним участкам.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных научных исследований обоснованы способы строительства автомобильных дорог с применением КМ на основе грунтов и ОБ для условий Западной Сибири. Разработанные материалы, конструкции и технологии направлены на решение таких важных прикладных задач, как уменьшение потребности в привозных

дорожно-строительных материалах, эффективную утилизацию и обезвреживание ОБ.

2. Анализ номенклатуры и составов ОБ показал, что основными компонентами ОБР являются глинистая фаза, добавки нефти и (или) полимеров, ПАВ. Интегральной характеристикой твердой фазы ОБР - тонкодисперсного шлама и глинопорошка,- предложено считать емкость ионного обмена по поглощению кальция, определяемую в динамических условиях; значения емкости обмена составили 5,4-8,4 ммоль/г, выявлена возможность укрепления грунта с добавкой ОБ цементом без введения извести. — 3. Разработаны теоретические предпосылки, позволяющие объяснять и прогнозировать процессы структурообразования и связывания загрязняющих веществ в системе грунт- ОБ -вяжущее с позиций основополагающих теорий укрепления грунтов: коллоидно-химической, ТСВВ. На основе анализа теоретических моделей приняты ряд ограничений по соотношению компонентов КМ, позволяющих управлять свойствами композиций.

4. Экспериментальные исследования влияния ОБ на свойства КМ подтвердили теоретические положения и показали, что при введении оптимального количества ОБР происходит модифицирование исходных грунтов (повышается рН, плотность, сопротивление сдвигу) и улучшение физико-механических показателей УГ - повышение прочности в среднем на 20-40%, повышение морозостойкости, снижение водопоглощения и жесткости материала. Модуль упругости образцов ЦТ с добавкой ОБР на 20-30% меньше, чем у равнопрочных образцов песчаного ЦГ. Установлены рациональные дозировки ОБР, обеспечивающие «створ» улучшения показателей УГ, назначаемые по твердой (глинистой) фазе (до 5-7%) и нефти (до 4-6 %). Установлено, что получение ЦГ с требуемыми и улучшенными показателями (класса прочности по СН 25-74, марки по ГОСТ 23558-94) обеспечивается за счет добавки ОБР при сниженной на 10-20% дозировке вяжущего. Получены математические модели, описывающие зависимости свойств УГ от составов и их взаимосвязь.

5. В ходе опытного строительства апробированы конструктивно-технологические решения по применению КМ с ОБ в дорожном строительстве, в производственных условиях подтверждены результаты лабораторных исследований. Отработаны методика определения составов ОБ, способы подготовки и применения ОБ, определены граничные условия использования ОБР. Обоснована и апробирована струйная технология введения ОБР с применением агрегата ЦА-320, позволяющая инъектировать ОБР на заданную глубину ^

6. Уточнена методика определения степени обезвреживания ОБ в КМ по оценке двух последовательных водных вытяжек, получаемых при испытаниях на морозостойкость или длительное водонасыщение. Высокая степень связывания загрязняющих веществ (до 95-100% по нефти, до 85-95% по ХПК) обеспечивается при содержании вяжущего в композиции не менее 6-8 % и соотношении цемент: ОБР в пределах 0,6-0,3.

7. Реализация предлагаемых способов строительства дорог с применением ОБ не требует капиталовложений, т.к. технология основана на использовании базовых дорож-

ных машин и специальной техники нефтяников, имеющейся в ЗСНГК. Строительство опытных участков и опытно-промышленное внедрение результатов исследований показало эффективность предлагаемых решений, обеспечивающих снижение расхода вяжущего (до 50 и более тонн на 1км дороги) и утилизацию ОБ. Экономическая эффективность с учетом необходимых издержек и снижения затрат на хранение ОБ и рекультивацию амбаров составила 12,4 тыс. руб. на 1км дороги (цены 1991г.).

8. Разработаны практические рекомендации, в которых указаны пути применения ОБ в дорожном строительстве, рассмотрены конструктивные решения, требования к материалам, способы строительства. Предложены методики подготовки и определения составов ОБ, проектирования и контроля составов КМ, оценки степени обезвреживания ОБ, правила технологии и контроля качества, природоохранные мероприятия.

9. Дальнейшие исследования в данной области целесообразно направить на углубление изучения взаимодействия и структурообразования в системе грунт - ОБ -вяжущее, с учетом влияния времени и среды; экологические аспекты утилизации ОБ, с учетом новых реагентов и технологий бурения; на расширение ассортимента и поиск вяжущих и добавок, улучшающих свойства КМ и интенсифицирующих связывание загрязнителей.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

(всего по теме исследования имеется 18 опубликованных работ)

1. Елькин Б.П., Митрофанов Н.Г. Об однородности дорожных конструкций со слоями из укрепленных грунтов.// Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог в нефтегазоносных районах Западной Сибири.: Труды ТюмИСИ. Вып. №3. -Тюмень, 1982. - С.155-164.

2. Богомолов Ю.Н., Митрофанов Н.Г. Некоторые вопросы охраны окружающей среды при строительстве автомобильных дорог на севере Тюменской области. //Охрана окружающей среды в районах Тюменского Севера.: Тез. докл. обл. науч-но-техн. конф. - Тюмень, Тюм. обл. совет ВООП, Ямало-Ненец. окрисполком, 1986,- С.22.

3. Богомолов Ю.Н., Митрофанов Н.Г., Юрченко В.А. Применение укрепленных грунтов при строительстве нефтепромысловых автомобильных дорог.// Пути повышения технического уровня строительства в Тюменской области.:Тез. докл. обл. научно-практ. конф. - Тюмень, ТИСИ.1987. - С.22-23.

4. Митрофанов Н.Г. Применение отходов бурения в дорожном строит

ельстве Западной Сибири. // Перспективные экономичные и долговечные конструкции автомобильных дорог и технология их сооружения: Тез. IX Всесоюзной на-учно-иссл. конф. - М.:.ВДНХ СССР, Союздорнии, 1987,- С.209-210.

5. Способ укрепления грунта: A.c. № 1545679 СССР / Н.Г. Митрофанов, Ю.Н. Богомолов, A.B. Линцер, А.П. Платонов, B.C. Бабенко, В.Н Агейкин - 1989,- 6 с.

6. Митрофанов Н.Г. Конструктивно-технологические решения по строительству нефтепромысловых автодорог с использованием отходов бурения. // Современные технологии и материалы при строительстве и эксплуатации автомобильных дорог: Тезисы российской научно-техн. конф. / Под. ред. акад. Семенова В.А. - Суздаль, Фед. дорожный деп. Мин. транспорта РФ, 1994.- с.48-49.

7. Митрофанов Н.Г. Оптимизация конструкций дорожных одежд промысловых автодорог на основе применения отходов бурения. // Нефть и газ Западной Сибири. :Тезисы докл. междун. научно-техн. конф., Т.2-Тюмень, ТюмГНГУ, 1996.-С.173.

8. Платонов А.П., Митрофанов Н.Г. Ресурсосберегающий технологический комплекс строительства нефтепромысловых автомобильных дорог на основе использования отходов бурения. // Промышленная экология -97. : Док. научно-практ. конф. / Под ред. д.т.н., проф. Н.И. Иванова - СПб, Первый межд. промышленный конгресс, БТТУ, 1997.-С.111-112.

9. Эколого-гигиеническая оценка буровых шламов в связи с их утилизацией./ Л.П. Капелькина, Н.Е. Орлова, Т.В. Бардина, Л.Г. Бакина, Н.В. Русаков, Е.Ю. Кручи-нина, Н.Г. Митрофанов // Промышленная экология -97. Доклады научно-практ. конф. /Под ред. Н.И. Иванова. - СПб., Первый международный промышленный конгресс. - 1997. - С.213-217

10. Митрофанов Н.Г. Рациональные составы композиционных материалов на основе грунтов и отходов бурения для строительства промысловых дорог в условиях Западно-Сибирского нефтегазового комплекса. // Проблемы строительства автомобильных дорог в Западной Сибири: Сборник науч. трудов - Тюмень, ТюмГАСА, 1999,- С.48-51.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Опыт и проблемы укрепления грунтов вяжущими в дорожном строительстве Западной Сибири.

1.2. Отходы бурения и способы их утилизации.

1.2.1. Исследования способов утилизации и обезвреживания ОБ.

1.2.2. Экологические и экономические аспекты утилизации ОБ.

1.3. Исследования укрепления грунтов цементом с добавками других веществ.

Выводы по 1 главе.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Анализ некоторых моделей систем грунт - вяжущее.

2.2. Постановка вопроса и рабочая гипотеза.

2.3. Особенности структурообразования в системе грунт - отход -вяжущее.

Выводы по 2 главе.

3. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Общая методика исследований.

3.2. Характеристика применяемых материалов.

3.2.1. Грунты и вяжущие.

3.2.2. Отходы бурения.

3.3. Фазовый и химический анализ грунтов и добавок.

3.4. Определение емкости ионного обмена твердой фазы ОБ.

3.5. Исследование влияния добавок ОБР на плотность смесей ОБ и грунтов.

3.6. Исследования влияния содержания ОБР на число пластичности грунта.

3.7. Исследование кинетики изменения влажности смеси песка и ОБР при хранении.

3.8. Влияние добавок на сопротивление грунта сдвигу.

3.9. Влияние добавки ОБР на физико-механические показатели укрепленных грунтов.

3.9.1. Зависимость прочности цементогрунта от дозировки глинистого ОБР.

3.10. Влияние добавки нефтесодержащего ОБР на физико-механические показатели композиционных материалов.

3.10.1. Определение кинетики набора прочности.

3.10.2. Исследование влияния продолжительности технологического процесса на физико-механические показатели материала.

3.11. Исследование влияния состава смеси на физико-механические показатели цементогрунта на основе пылеватого песка.

3.12. Испытание на морозостойкость.

3.13. Определение модуля упругости.

Выводы по 3 главе.

4. ОПЫТНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕРАБОТЫ. СТРОИТЕЛЬСТВО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ.

4.1. Работы поискового этапа.

4.2. Укрепление обочин цементогрунтом с добавкой ОБР.

4.3. Опытно-промышленное внедрение конструктивно-технологических решений по укреплению грунтов с добавкой отходов бурения.

4.3.1. Обследование амбаров и определение составов ОБР.

4.3.2. Подготовка ОБР для утилизации.

4.3.3. Способы и граничные условия использования ОБР.

4.3.4. Подготовка технологического оборудования.

4.3.5. Составы смесей для основания.

4.3.6. Технология работ.

4.3.7. Основные результаты работы.

4.4. Строительство «облегченного» основания.

4.5. Строительство участка дорожной одежды переходного типа.

4.5.1. Состав композиции.

4.5.2. Технология работ.

4.6. Технико-экономическая эффективность внедрения результатов исследования в производство.

Выводы по 4 главе.

Сеть автомобильных дорог Западной Сибири находится в стадии становления, и ее развитие сдерживается недостаточностью финансовых и материальных ресурсов. В районах добычи нефти и газа сеть автомобильных дорог представлена дорогами общего пользования и ведомственными дорогами нефтяников и газовиков, причем большая часть опорной сети дорог общего пользования создается на основе бывших промысловых дорог. Автомобильные дороги, предназначенные для транспортного обеспечения добычи нефти и газа, в соответствии с ВСН 26-90 подразделяются на внутренние промысловые, проектируемые с учетом норм СНиП 2.07.05-85 (V п - III п категории), обеспечивающие связь нефтепромысловых объектов месторождений, и автомобильные дороги, формирующие сеть общего пользования, проектируемые по нормам СНиП 2.05.0285 (IV - II категории) - межпромысловые, соединяющие поселки (месторождения) между собой, с городами, базами, железной дорогой, речными портами и аэропортами.

В годы интенсивного освоения (1980-1990 гг.) Западно-Сибирского нефтегазового комплекса (ЗСНГК) затраты на автомобильно-дорожную составляющую занимали примерно 1/3 от общих издержек в нефтедобывающей промышленности, годовой ввод промысловых дорог составлял более 1000 км. Например, в 1981-1985 гг. было построено более 2000 км автомобильных дорог с твердым покрытием и около 3000 км грунтовых и грунтово-лежневых дорог. После периода спада добычи и капиталовложений (1991-1995 гг.), в конце 90-х годов вновь наблюдается прирост инвестиций и добычи нефти; в связи с необходимостью освоения удаленных месторождений возрастает роль автомобильных дорог.

Таким образом, стоящиеся на месторождениях ЗСНГК автомобильные дороги, как важная часть его транспортной инфраструктуры, являются значительным фактором, определяющим уровень добычи и себестоимость нефти и газа, а так же существенным слагаемым сети дорог общего пользования. Например, протяженность автомобильных дорог на начало 2000 года по Ханты-Мансийскому автономному округу составляет 18022,7 км, из которых 1585 км - общего пользования и 16437,7 км - ведомственные, проходящие в основном по месторождениям.

Поэтому совершенствование конструкций и технологий, снижение стоимости и материалоемкости строительства автомобильных дорог в районах нефтедобычи является важной народнохозяйственной проблемой, актуальной как для нефтегазовых компаний, так и для государственных органов управления дорожной отраслью, в связи с острым дефицитом средств и совместным финансированием ряда объектов в настоящее время.

Одним из путей снижения ресурсоемкости строительства автомобильных дорог в ЗСНГК, в связи с отсутствием местных каменных материалов, является применение композиционных материалов на основе грунтов (КМ), или укрепленных грунтов (УГ). Наибольшее использование в дорожных конструкциях получил цементогрунт (ЦГ), однако расширение его внедрения сдерживается дороговизной вяжущего, а так же неоптимальностью гранулометрического и химико-минералогического состава основных типов грунтов, распространенных в регионе. Укреплению, как правило, подвергаются мелкие и пылеватые однородные, гидронамывные пески, с кислой реакцией среды. В результате КМ характеризуется сравнительно низкой прочностью и морозостойкостью, высокой остаточной пористостью, водопоглощением при обычных дозировках вяжущего (10-12%). Увеличение количества цемента приводит к снижению деформативности и повышению хрупкости, трещинообразованию и нецелесообразно по технико-экономическим соображениям. Поэтому имеется необходимость проведения дальнейших исследований по улучшению физико-механических показателей УГ, в частности, с учетом известных рекомендаций по укреплению песков, не содержащих глинистых фракций, цементом совместно с тонкодисперсными добавками, добавками нефти, органических веществ, отходов промышленности.

На промыслах ЗСНГК накапливается большое количество отходов бурения (ОБ) -отработанных буровых растворов (ОБР) и шламов (БШ), в состав которых входит глинисто-коллоидная фаза, нефть, химически- и -поверхностно-активные вещества. Проблема утилизации ОБ до настоящего времени не решена, накапливающиеся в шламовых амбарах на кустовых площадках ОБ являются одним из основных факторов неблагоприятного воздействия на окружающую среду в районах нефтедобычи.

По данным Комитета по охране окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа (1997г, экспертная оценка Л.В. Михайловой), от общего объема нефти, попадающего в водоемы, 35% приходятся на размывы и протечки шламовых амбаров, происходит так же углеводородное и ионно-солевое загрязнение почв, поверхностных и грунтовых вод. В конце 80-х годов, по данным Главтюменьнефтегаза, в 5000 не рекульл тивированных амбаров общий объем ОБР превышал 4 млн.м , с ежегодной наработкой ОБР до 1 млн.т. В последующие годы, в связи со значительными затратами на ликвидацию амбаров, снижением объемов проходки и частичным внедрением безамбарного бурения, выход и запасы ОБР и БШ сократились. В настоящее время наблюдается стабилизация и прирост объемов бурения, добычи, производится инвентаризация отходов. По экспертным оценкам, к 2000 году ежегодное накопление ОБР и БШ составляет более 300 тыс. м3, остаются не рекультивированными более 2000 старых амбаров. В этих условиях важное значение имеет разработка эффективных способов утилизации ОБ, обеспечивающих их обезвреживание.

Состав ОБ и ранее проведенные исследования по их отверждению вяжущими, опыт применения КМ в дорожном строительстве показывают, что ОБ представляют интерес с точки зрения их использования в конструкциях автомобильных дорог. Однако каких-либо системных исследований в данном направлении в регионе не проводилось, и реализация идеи утилизации ОБ в дорожных конструкциях не возможна без изучения и научного разрешения совокупности вопросов, составивших избранную для исследования проблему - о влиянии комплекса отходов на характеристики и свойства КМ, эффективности обезвреживания ОБ, способах подготовки и применения ОБ в дорожном строительстве.

Диссертация содержит теоретическое и экспериментальное обоснование новых конструктивно-технологических решений по строительству автомобильных дорог с применением КМ на основе грунтов, ОБ и вяжущих в нефтедобывающих районах Западной Сибири, и направлена на уменьшение потребности в привозных дорожно-строительных материалах, эффективную утилизацию ОБ. Научная новизна работы заключается в том, что

- впервые исследовано влияние добавок ОБ на характеристики КМ. Экспериментально установлено модифицирование песчаного грунта при добавке ОБР, доказана возможность улучшения физико-механических показателей КМ при оптимальной дозировке ОБ;

- получены математические модели, адекватно описывающие свойства укрепленных грунтов в зависимости от факторов состава и технологии;

- предложены и апробированы методики определения составов ОБ, проектирования и контроля составов КМ, оценки степени обезвреживания ОБ, установлены рациональные составы КМ, обеспечивающие экономию вяжущего и обезвреживание ОБ;

- обоснованы пути применения ОБ в дорожных конструкциях и разработаны способы строительства, апробированные в производственных условиях. Новизна предлагае8 мых технических решений подтверждена A.C. СССР № 1545679 «Способ укрепления грунта».

На защиту выносятся:

- результаты экспериментальных исследований свойств КМ на основе грунтов, ОБ и вяжущих;

- теоретическое и экспериментальное обоснование возможности применения в качестве добавки при укреплении грунтов ОБ, содержащих монтмориллонитовую фазу, без ухудшения физико-механических характеристик КМ;

- способы строительства промысловых дорог с применением ОБ - рациональные составы КМ, конструкции и технологии.

Работа выполнена на кафедрах автомобильных дорог Санкт-Петербургского ГА-СУ и Тюменской ГАСА в рамках программы «Нефть и газ Западной Сибири» по проблеме 07 «Автомобильно-дорожные проблемы Западной Сибири», а так же по теме 9.2.1.4 программы «Архитектура и строительство» Государственного комитета РФ по высшему образованию (Министерства образования РФ).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных научных исследований обоснованы способы строительства автомобильных дорог с применением КМ на основе грунтов и ОБ для условий Западной Сибири. Разработанные материалы, конструкции и технологии направлены на решение таких важных прикладных задач, как уменьшение потребности в привозных дорожно-строительных материалах, эффективную утилизацию и обезвреживание ОБ.

2. Анализ номенклатуры и составов ОБ показал, что основными компонентами ОБР являются глинистая фаза, добавки нефти и (или) полимеров, ПАВ. Интегральной характеристикой твердой фазы ОБР - тонкодисперсного шлама и глинопорошка,-предложено считать емкость ионного обмена по поглощению кальция, определяемую в динамических условиях; значения емкости обмена составили 5,4-8,4 ммоль/г, выявлена возможность укрепления грунта с добавкой ОБ цементом без введения извести.

3. Разработаны теоретические предпосылки, позволяющие объяснять и прогнозировать процессы структурообразования и связывания загрязняющих веществ в системе грунт-ОБ-вяжущее с позиций основополагающих теорий укрепления грунтов: коллоидно-химической, ТСВВ. На основе анализа теоретических моделей приняты ряд ограничений по соотношению компонентов КМ, позволяющих управлять свойствами композиций.

4. Экспериментальные исследования влияния ОБ на свойства КМ подтвердили теоретические положения и показали, что при введении оптимального количества ОБР происходит модифицирование исходных грунтов (повышается рН, плотность, сопротивление сдвигу) и улучшение физико-механических показателей УГ - повышение прочности в среднем на 20-40%, повышение морозостойкости, снижение водопо-глощения и жесткости материала. Модуль упругости образцов ЦГ с добавкой ОБР на 1000-1200 МПа меньше, чем у равнопрочных образцов песчаного ЦГ. Установлены рациональные дозировки ОБР, обеспечивающие «створ» улучшения показателей УГ, назначаемые по твердой (глинистой) фазе (до 5-7%) и нефти (до 4-6 %). Установлено, что получение ЦГ с требуемыми и улучшенными показателями (класса прочности по СН 25-74, марки по ГОСТ 23558-94) обеспечивается за счет добавки ОБР при сниженной на 10-20 % дозировке вяжущего. Получены математические модели, описывающие зависимости свойств УГ от составов и их взаимосвязь.

5. В ходе опытного строительства апробированы конструктивно-технологические решения по применению КМ с ОБ в дорожном строительстве, в производственных условиях подтверждены результаты лабораторных исследований. Отработаны методика определения составов ОБ, способы подготовки и применения ОБ, определены граничные условия использования ОБР. Обоснована и апробирована струйная технология введения ОБР с применением агрегата ЦА-320, позволяющая инъектиро-вать ОБР на заданную глубину.

6. Уточнена методика определения степени обезвреживания ОБ в КМ по оценке двух последовательных водных вытяжек, получаемых при испытаниях на морозостойкость или длительное водонасыщение. Высокая степень связывания загрязняющих веществ (до 95-100% по нефти, до 85-95% по ХПК) обеспечивается при содержании вяжущего в композиции не менее 6-8 % и соотношении цемент:ОБР в пределах 0,6-0,3.

7. Реализация предлагаемых способов строительства дорог с применением ОБ не требует капиталовложений, т.к. технология основана на использовании базовых дорожных машин и специальной техники нефтяников, имеющейся в ЗСНГК. Строительство опытных участков и опытно-промышленное внедрение результатов исследований показало эффективность предлагаемых решений, обеспечивающих снижение расхода вяжущего (до 50 и более т на 1км дороги) и утилизацию ОБ. Экономическая эффективность с учетом необходимых издержек и снижения затрат на хранение ОБ и рекультивацию амбаров составила 12,4 тыс. руб. на 1км дороги (цены 1991г.).

8. Разработаны практические рекомендации, в которых указаны пути применения ОБ в дорожном строительстве, рассмотрены конструктивные решения, требования к материалам, способы строительства. Предложены методики подготовки и определения составов ОБ, проектирования и контроля составов КМ, оценки степени обезвреживания ОБ, правила технологии и контроля качества, природоохранные мероприятия.

9. Дальнейшие исследования в данной области целесообразно направить на углубление изучения взаимодействия и структурообразования в системе грунт - ОБ -вяжущее, с учетом влияния времени и среды; экологические аспекты утилизации ОБ, с учетом новых реагентов и технологий бурения; на расширение ассортимента и поиск вяжущих и добавок, улучшающих свойства КМ и интенсифицирующих связывание загрязнителей.

5. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ИО ПРИМЕНЕНИЮ ОТХОДОВ БУРЕНИЯ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ И ПРОМЫСЛОВЫХ ПЛОЩАДОК

5.1. Общие положения

Настоящие рекомендации предназначены для опытно-промышленного внедрения конструктивно-технологических решений по строительству автомобильных дорог и промысловых площадок с применением КМ на основе местных грунтов, вяжущих и ОБ в условиях ЗСНГК, во II и 1з дорожно-климатических зонах. Не допускается использование ОБ при строительстве дорог в поймах, водоохранных зонах и прибрежных полосах рек и в охраняемых территориях (заповедниках).

Данная разработка обоснована исследованиями и опытным строительством, выполненными Тюменской ГАСА совместно с Санкт-Петербургским ГАСУ, СИБ-НИИНП, «Гипротюменьнефтегазом» и другими организациями на нефтяных месторождениях Тюменской области [83]. В основу предлагаемых технических решений положены методы комплексного укрепления песчаных и слабосвязных грунтов, преимущественно портландцементом, с добавками ОБР и БШ, в частности - способ укрепления грунта по A.c. № 1545679.

Разработанные практические рекомендации направлены на решение следующих прикладных задач:

- расширение номенклатуры грунтов, пригодных для укрепления (например, одноразмерных песков с кислой реакцией среды);

- экономии цемента на 10-20% по сравнению с обычной нормой для УГ;

- получение КМ с требуемыми или улучшенными характеристиками прочности, водо- и- морозостойкости, деформативности;

- эффективной утилизации ОБ, снижения затрат на содержание и рекультивацию шламовых амбаров, улучшение экологической обстановки.

В совокупности данные факторы обеспечивают повышение эффективности автодорожного обустройства территории, разбуривания и обустройства месторождений, снижение себестоимости добычи нефти. Внедрение разработанной технологии в практику нефтепромыслового и дорожного строительства не требует значительных капиталовложений, т.к. она основана на использовании имеющейся специальной техники.

Рекомендации распространяются на промысловые (внутренние) дороги и площадки и могут использоваться при проектировании и строительстве участков автомобильных дорог, формирующих сеть общего пользования, проходящих в непосредственной близости от месторождений. Строительство участков должно осуществляться по согласованным индивидуальным проектам производства работ. При использовании ОБ должны соблюдаться требования всех действующих нормативных документов по проектированию и строительству автомобильных дорог, промысловых площадок, охране природы и труда.

В настоящих рекомендациях изложены технологические и материаловедческие особенности, обусловленные применением ОБ, общестроительные нормы не приводятся.

5.2. Конструктивные решения и расчетные характеристики композиционных материалов

Композиции на основе грунтов, вяжущего (цемента), ОБ, с учетом опытного строительства, рекомендуется применять в конструктивных элементах (рис. 5.1):

1. В основаниях под сборными и монолитными цементобетонными покрытиями.

2. В верхних и нижних слоях оснований нежестких дорожных одежд усовершенствованного капитального или облегченного типа с асфальтобетонным или чернощебе-ночным покрытием.

3. В качестве морозозащитных и капилляропрерывающих слоев.

4. В краевых укрепительных полосах и для укрепления обочин.

5. В дорожных одеждах переходного (низшего) типа с устройством поверхностной обработки или грунтового защитного слоя на автодорогах (подъездах к кустам и т.д.) и площадках с низкой интенсивностью движения (до 100 авт./сутки).

Возможны различные сочетания перечисленных конструктивных слоев, а так же объединения облегченных конструкций основания (устраиваемых в виде продольных полос) с обработкой грунта ОБР, что дает двукратное снижение потребности в цементе. При соответствующем технико-экономическом обосновании могут применяться другие вяжущие, минеральные и органические - известь, гудрон, битум и т.п.

При использовании ОБ, не содержащих вредных активных компонентов в количествах, установленных в региональных нормах ПДК для почв и водоемов, допускается использование композиций ОБ с грунтами без вяжущих или при их минимальном содержании в качестве активных добавок (3-5%) в следующих конструктивных элементах:

1. При обработке верхней части и слоев земляного полотна, возводимого из гидронамывных и одноразмерных песков, для обеспечения уплотнения и предотвращения «сухой распутицы».

2. При устройстве покрытий «низшего типа» на дорогах V категории с применением ОБР, БШ (при необходимости - цемента).

3. При обработке активной зоны земляного полотна путем инъектирования ОБР (или ОБР с цементом) на глубину 0,5-1,0 м.

4. Розлив ОБР по поверхности свежеуложенного цементогрунтового слоя для «ухода» в процессе набора прочности.

Проектирование дорожных конструкций, конструирование, определение размеров, расчет толщины слоев выполняются в соответствии с действующими нормативными требованиями СНиП 2.05.02-85, ВСН 46-83, ВСН 197-91, ВСН 26-90, типовыми проектами и проектами - аналогами с традиционными УГ. Требуемые расчетные физико-механические показатели КМ с добавками ОБ назначаются в соответствии с проектом и должны отвечать нормативам СН 25-74, ВСН 46-83, ГОСТ 23558-94.

Ориентировочно состав и характеристики ЦГ с добавкой ОБР могут приниматься по табл. 5.1 с обязательным лабораторным подбором составов, определением физико-механических характеристик и степени связывания загрязняющих компонентов ОБ. Как правило, соответствующая проектному классу прочность обеспечивается при сниженной дозировке цемента в ЦГ с ОБР по сравнению с традиционными УГ Дополнительно следует учитывать ряд общих рекомендаций:

- при укреплении обочин ОБ не должны вводиться в прибровочную полосу шириной 0,5 м;

- толщины конструктивных слоев назначаются в пределах 0,15- 0,25 м.

- конструктивные слои дорожных одежд переходного и низшего типов с применением ОБ могут устраиваться на первой стадии строительства взамен более дорогостоящих для обеспечения ускоренного ввода автомобильных дорог;

- при устройстве конструктивных слоев методом смешения на дороге ширину обрабатываемой ОБ полосы рекомендуется назначать на 0,2-0,Зм меньше ширины укрепленного слоя с каждой стороны;

178 не допускается применение ОБ в подтопляемой части дорожной конструкции.

1. Агапова P.A. Исследование прочностных и деформационных свойств укрепленных грунтов, применяемых в дорожном строительстве: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1968. - 36 с.

2. Агейкин В.Н. Индустриальная технология дорожного строительства с применением композиционных материалов на основе карбамидоформальдегидных смол и грунтов (на примере Западной Сибири): Дис. . канд. техн. наук. СПб, 1996. - 124с.

3. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента припоиске оптимальных условий. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, 1976. -279с.

4. Антонов Ю.А., Кнатько В.М., Селюков Л.У. Сопротивление сдвигу дисперсныхгрунтов, укрепленных вяжущими материалами.// Материалы к YII Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. Л.: Энергия, 1971. -С.243-245.

5. Ашмарин И.П., Васильев H.H., Амбросов В.А. Быстрые методы статистическойобработки и планирование эксперимента. Л.: Из-во Ленингр. ун-та, 1971. -78с.

6. Бабков В.Ф., Безрук В.М. Основы грунтоведения и механики грунтов: Учебникдля студентов автомобильно-дорожных вузов. М.: Высшая школа, 1976. -328с.

7. Баженов Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. М.: Стройиздат, 1989.272 с.

8. Безродный Ю.Г. Совершенствование процессов строительства скважин с цельюпредупреждения загрязнения и рационального использования земельных ресурсов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Краснодар, 1996. - 16с.

9. Безродный Ю.Г., Моллаев Р.Х. Комплексные мероприятия по снижению загрязнения окружающей среды отходами бурения нефтяных и газовых скважин.// Нефтяное хозяйство. 1991. - № 12. - С.29-30.

10. Безродный Ю.Г., Моллаев Р.Х. Принципы оценки загрязняющей способности отходов бурения в исходном и обезвреженном состоянии. // Азербайджанское нефтяное хоз-во. 1992. - № 6. - С.56-58

11. Безрук В.М. Основные принципы укрепления грунтов. М.: Транспорт, 1987. -32с.

12. Безрук В.М. Укрепление грунтов в дорожном и аэродромном строительстве. -М.: Транспорт, 1971. 247 с.

13. Безрук В.М., Линцер A.B., Юрченко В.А. Применение нефтегрунта в строительстве автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1975. - 72 с.

14. Бочкарев Г.П., Шарипов А.И, Брахфогель Е.А. Пути утилизации отработанныхбуровых растворов.//Нефтяное хозяйство. -1982. -№ 4. -С.64.

15. Броницкий Е.И. Вертикальная устойчивость жестких дорожных одежд в засушливых районах: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1985.-22с.

16. Булатов А.И., Шишов В.А. Состояние и проблемы охраны окружающей средыпри бурении скважин.// Нефтяное хозяйство.-1980. -№ 4. С.64.

17. Васильев Ю.М. Структурные связи в цементогрунтах.// Материалы к У1 Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. М.: Из-во МГУ, 1968. С.63 - 67.

18. Васильев Ю.М., Мельникова М.Г., Шаповалов В.Д. Дорожные одежды с укрепленными грунтами в северо западных районах СССР. - Л.: Знание, 1978. -28 с.

19. Временные технические условия по приготовлению и применению цементогрунта автоклавного твердения. Тюмень: ТюмИСИ, 1971. - 16 с.

20. Гончаров И.В. Геохимия нефтей Западной Сибири. М.: Недра, 1987.- 181с.

21. ГОСТ 10060.0-95. Бетоны. Методы определения морозостойкости. Общие требования. М.: ГУП ЦПП, 1997. - 10 с.

22. ГОСТ 10060.1-95. Бетоны. Базовый метод определения морозостойкости. М.:1. ГУП ЦПП, 1997. 6 с.

23. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам. М.: ЦИТП, 1990.- 40с.

24. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава. М.:МНТКС, 1979. - 29 с.

25. ГОСТ 23558-94. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанныенеорганическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. -М.: Из-во стандартов, 1995.-13с.

26. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. М.: МНТКС, 1995. -29 с.

27. ГОСТ 30491-97. Смеси органоминеральные и грунты, укрепленные органическими вяжущими, для дорожного и аэродромного строительства. Технические условия-М.: МНТКС, 1997.-21с.

28. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. М.:МНТКС, 1994. - 30 с.211

29. Добавки в бетон: Справочное пособие./ В. Рамачандран, Р. Фельдман, М. Коллепарди и др. Под ред. В. Рамачандрана / Пер. с англ. Т.И. Розенберг и С.А. Болдырева Под ред. С.А. Болдырева и В.Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1988. -575 с.

30. Долингер В.А., Филимонов Н. Северная природа уязвима, работать нужноочень умело и осторожно. // Югра: Дела и Люди. 1998. -№ 3. - С. 8-9.

31. Дорожные одежды с использованием шлаков. /А.Я. Тулаев, М.В. Королев, B.C.

32. Исаев, В.М. Юмашев./ Под ред. А .Я. Тулаева. М.: Транспорт, 1986. - 221 с.

33. Дорожные одежды с основаниями из укрепленных материалов. /Ю.М. Васильев,

34. В.П. Агафонцева, B.C. Исаев и др. М.: Транспорт, 1989. -191с.

35. Евгеньев И.Е., Каримов Б.Б. Автомобильные дороги в окружающей среде. М.:

36. ООО «Трансдорнаука», 1997. 285 с.

37. Елькин Б.П. Разработка способов повышения однородности прочности укрепленных грунтов: .Дисс. . канд. техн. наук. Тюмень, 1985.- 194с.

38. Зонтаг Г., Штренге К. Коагуляция и устойчивость дисперсных систем./ Пер. снем. и ред. О.Г. Усьярова. Л.: Химия, 1973. - 152 с.

39. Инструкция по применению грунтов, укрепленных вяжущими материалами, дляустройства оснований и покрытий автомобильных дорог и аэродромов. СН 25-74. М.: Стройиздат, 1975. - 128 с.

40. Инструкция по проектированию дорожных одежд нежесткого типа. ВСН 46-83.

41. Утв. Мин. транспорт, стр-ва СССР. М.: Транспорт, 1985. -157 с.

42. Иогансен К.В. Спутник буровика: Справочник. 3-е изд., перераб. и доп. - М.:1. Недра, 1990. 303 с.

43. Исследование донных отложений водоемов, хронически загрязненных нефтью,и буровых шламов из рекультивированных и нерекультивированных амбаров. // Заключительный отчет о НИР. ВНИИЦ «Экология», Тюмень, 1998.-200с.

44. Кагарманов И.Ф., Бочкарев Т.П., Андерсон Б.А. Утилизация отработанных буровых растворов.// Безопасность труда в промышленности. -1982. №4. - С. 911.

45. Калашников Л., Никитина Е. Нужно думать о завтрашнем дне. // Югра: Дела и1. Люди.- 1998.-№3.-С. 2-7.

46. Карасев В., Потеряев А. Правила игры устанавливаем вместе. //Югра: Дела и

47. Люди, 1998. -№2. -С. 10-13.212

48. Кнатько В.М. Основы теории и технологии укрепления грунтов путем синтезанеорганических вяжущих и вопросы классификации химических методов.// Закрепление и уплотнение грунтов в строительстве. Киев: Будивельник, 1974.-С.192-194.

49. Кнатько В.М. Специфические особенности оценки гранулометрического состава глинистых грунтов при их укреплении на основе синтеза вяжущих.// Материалы к YII Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. Л.: Энергия, 1971,- С.228-231.

50. Кнатько В.М. Укрепление дисперсных грунтов путем синтеза неорганическихвяжущих. Л.: Из-во Ленингр. ун-та, 1989. - 272 с.

51. Кнатько В.М., Беглецов В.В. Укрепление глинистых грунтов на основе синтезаалюмофторсиликатных вяжущих. // Материалы к YI Всесоюзному совещанию по закреплению и уплотнению грунтов. М.: Из-во МГУ, 1968. - С.191-194.

52. Кнатько В.М., Платонов А.П., Эйзлер П.П. Исследования возможности применения проб грунтов и отходов бурения в дорожном строительстве. СПб.: Из-во Спб ГУ, 1997.

53. Крекшин В.Е. Морозостойкие мелкозернистые бетоны на песке с различнымсодержанием тонкодисперсных фракций: Автореф. дис. . канд. техн. наук. -М., 1985.-22 с.

54. Кручинина Е.Ю. Эколого-гигиеническая оценка материалов для дорожногостроительства с использованием промышленных отходов: Автореф. дис. . канд. биол. наук. -М, 1998. 22с.

55. Ланге Ю.Г. Применение очень мелких и мелких песков в дорожном бетоне: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1986. - 17 с.

56. Левицкий Е.Ф., Чернигов В.А. Бетонные покрытия автомобильных дорог. М.:1. Транспорт, 1980. 288 с.

57. Леонович И.И., Стрижевский В.А., Шумчик К.Ф. Испытания дорожностроительных материалов. Минск: Вышайшая школа, 1991.-233 с.

58. Линцер A.B. Основы индустриального применения укрепленных грунтов в дорожном строительстве: Автореф. дис. .докт. техн. наук. М., 1984. - 34 с.213

59. Линцер A.B., Табаков H.B. Основные направления научно-технического прогресса в автодорожном обеспечении Западной Сибири: Учебн. пособие. Тюмень: ТГУ, 1989. - 99 с.

60. Любимова Т.Ю. Особенности кристаллизационного твердения минеральныхвяжущих в зоне контакта с различными твердыми фазами. //Физико-химическая механика дисперсных структур. М: Наука, 1966. - С.268-280.

61. Мальцев A.B., Дюков Л.М. Приборы и средства контроля процессов бурения:

62. Справочное пособие. М.: Недра, 1989. - 253 с.

63. Матейкович С.И. Исследование способов укрепления откосов пойменных насыпей сборными и монолитными цементогрунтовыми конструкциями при строительстве автомобильных дорог в условиях Западной Сибири: Автореф. дис. . канд. техн. наук. М., 1981. - 22 с.

64. Математические методы и планирование эксперимента в грунтоведении и инженерной геологии./ В.М.Кнатько, И.Е. Руднева, E.H. Баринов, Ю.С. Чижевский. Л.: Из-во Ленингр. ун-та, 1983. - 112 с.

65. Меркушина Т., Новиков В. Заповедных территорий должно быть больше.// Югра: Дела и Люди. 1998. -№ 2. - С. 52-54.

66. Метод обезвреживания отработанных буровых растворов. / Шишов В.А., Шеметов В.Ю., Петросьян М.В., Видлога Л.Н. // Нефтяное хозяйство. 1980,- №4. -С. 62-65.

67. Методические рекомендации по применению мелких и очень мелких песков вбетоне для строительства цементобетонных покрытий автомобильных дорог и аэродромов. М.: Союздорнии, 1984. -23 с.

68. Митрофанов Н.Г. Оптимизация конструкций дорожных одежд промысловых автодорог на основе применения отходов бурения. // Нефть и газ Западной Сибири. :Тезисы докл. междун. научно-техн. конф., Т.2-Тюмень, ТюмГНГУ, 1996.-С.173.

69. Михеев В.И., Сальду Э.П. Рентгенометрический определитель минералов. Л.:1. Недра, 1965.- 190 с.214

70. Могилевич В.М., Щербакова Р.П., Тюменцева О.В. Дорожные одежды из цементогрунта. М.: Транспорт, 1973. - 216 с.

71. Мчедлов Петросян О.П. Химия неорганических строительных материалов.2.е изд., перераб. и доп. М.: Стройиздат, 1988. - 304 с.

72. Неорганические ионообменники. /Е.А. Матерова, Ф.А. Белинская, Э.А. Милицина, П.А. Скабичевская // Ионный обмен. М.: Химия, 1965. - С. 3-42.

73. Оптимальное использование строительных материалов в дорожных конструкциях. /Иванов H.H. и др. Свердл., Ср.-Урал. из-во, 1977. - 168 с.

74. Охрана окружающей среды нефтегазодобывающей промышленностью. //Обзорная информ. Серия «Коррозия и защита в нефтегазовой промышленности». М.: ВНИИОЭНГ, 1985. Вып.7(51) - 50 с.

75. Пермяков В.Б. Исследование структурообразования цементогрунтов в технологическом процессе (по материалам исследований в Западной Сибири): Авто-реф. дис. . канд. техн. наук. Омск, 1969. - 29 с.

76. Першин М.Н. Применение укрепленных грунтов в дорожном строительстве насеверо-западе РСФСР: Учеб. пособие Д.: ЛИСИ, 1982. -72с.

77. Платонов А.П. Теоретические основы и практические способы применениясмол холодного отверждения для укрепления грунтов в транспортном строительстве. Л.: ВАТТ, 1972. - 178 с.

78. Платонов А.П., Першин М.Н. Композиционные материалы на основе грунтов.1. М.: Химия, 1987. 144с.

79. Прокопец B.C. Комплексное исследование воздействия технологических факторов и многократного нагружения на прочность цементогрунтовых оснований: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Омск, 1980. - 16с.

80. Разработка и внедрение способов укрепления грунтов на основе использованияотходов добычи и переработки нефти: Отчет по хоз. договору 63-86 (промежу-точ.), № ГР 01.86.0005487. Тюмень, ТюмИСИ, 1988. -77 с.

81. Рамачандран В., Фельдман Р., Бодуэн Д. Наука о бетоне: физико-химическоебетоноведение./ Пер. с англ. Т.И.Розенберг, Ю.Б. Ратиновой. /Под ред. В.Б. Ратинова. М.: Стройиздат, 1986. - 278 с.

82. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука,1966. 400 с.

83. Рекомендации по сооружению и ликвидации земляных шламовых амбаров пристроительстве нефтяных и газовых скважин в условиях Главтюменьнефтегаза. М.: ВНИИБТ, 1987.- 52 с.

84. Руководство по приготовлению, химической обработке и очистке буровых растворов для бурения и вскрытия продуктивных пластов в Западной Сибири. РД21539.2-400-80. СибНИИНП, ВНИИКРнефть, 1980. - 44 с.

85. Русаков Н.В., Кручинина Е.Ю. Методика эколого-гигиеиической оценки безопасности использования промышленных отходов в дорожном строительстве.// Гигиена и санитария.- 1998.-№4.- С.72-76.

86. Семенов В.А. Качество и однородность автомобильных дорог. М.: Транспорт,1989.- 125 с.

87. Сидоров H.A. Бурение и эксплуатация нефтяных и газовых скважин. -М.: Недра, 1982. 376 с.

88. Сланцевые вяжущие в дорожном строительстве./ М.Н. Першин, М.Ф. Никишина, А.П. Архипова, E.H. Баринов и др. М.: Транспорт, 1981. - 151 с.

89. Смирнов A.B. Результаты испытаний цементогрунтовых дорожных одежд.//

90. Опыт и перспективы строительства автомобильных дорог с использованием местных материалов. Омск, 1968. - С. 84-92.

91. Смородинов М.И., Федоров Б.С. Устройство сооружений и фундаментов способом «стена в грунте». 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1986. -216 с.

92. Снижение загрязняющих свойств отработанных буровых растворов. /В.А. Шишов, В.Ю. Шеметов, М.В. Петросьян, JI.H. Видлога // Нефтяное хозяйство,-1985.-№2 С.49-52.

93. Современное состояние территории в зоне деятельности ПО «Нижневартовскнефтегаз».// Заключительный отчет о НИР. ВНИИЦ «Экология», Тюмень, 1993.-252с.

94. Состояние окружающей среды и природных ресурсов в Нижневартовском районе // Аналитический обзор. Ежегодник. Нижневартовск, 1998.-91с.

95. Способ обезвреживания отработанных буровых растворов: A.c. 1222672 СССР МКИ С 09К 7/02 /А.И. Булатов, В.А. Шишов, В.А. Барановский, В.Ю. Шеметов, М.В. Петросьян, В.А. Левшин. 1986.

96. Способ укрепления грунта: A.c. № 1239203А1, Е 02 Д 3/12. 1984. - 4 с.

97. Способ укрепления грунта: A.c. № 1545679 СССР / Н.Г. Митрофанов, Ю.Н. Богомолов, A.B. Линцер, А.П. Платонов, B.C. Бабенко, В.Н Агейкин 1989.6 с.

98. Способ укрепления песчаного грунта: A.c. № 1536914 СССР / В.Н. Агейкин, A.B. Линцер, А.П. Платонов. 4 с.

99. Типовые регламенты буровых растворов на проектирование и строительство скважин в Главтюменьнефтегазе. Тюмень, СибНИИНП, 1986. - 34 с.

100. Тюменцева О.В. Исследование влияния минералогического состава и генезиса грунтов при комплексном их укреплении цементом и другими веществами в условиях Западной Сибири: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Саратов, 1969. -24 с.

101. Тюменцева О.В., Мокина В.И. Опыт укрепления одномерных песков водно-ледникового происхождения цементом и нефтью.// Материалы к YI Всесо-юз.сов. по закреплению и уплотнению грунтов. М.: Из-во Моск. ун-та, 1968. - С.377 -379.

102. Укрепление грунтов сырой нефтью с учетом охраны окружающей среды. /А.П. Платонов, Ю.Н. Богомолов, A.B. Линцер, Г.М. Баталина //Автомобильные дороги. 1980. -№ 4. - С. 23-24.

103. Укрепление откосов сборными решетчатыми конструкциями. /A.B. Линцер и др. //Автомобильные дороги. 1972. - № 11.- С.12-13.

104. Укрепленные грунты. (Свойства и применение в дорожном и аэродромном строительстве)./ В.М. Безрук, И.Л. Гурячков, Т.М. Луканина, P.A. Агапова. -М.: Транспорт, 1982. 231 с.

105. Утилизация отработанных буровых растворов за рубежом.// ЭИ ВНИИОЭНГ, Серия «Бурение».- 1982.- № 13. С. 13-14.

106. Федоров Л.В., Насыров Г.Х., Проживин В.В. Рекультивация земляных амбаров в условиях Среднего Приобья.// Нефтяное хозяйство. 1986.-№6.- С.- 64.

107. Химический анализ горных пород и минералов./ Под ред. И.И. Попова. М.: Недра, 1984. - 230 с.

108. Химическое укрепление грунтов в аэродромном и дорожном строительстве./ Н.Ф.Мищенко, В.М.Кнатько, Н.М. Серов, Л.А. Марков и др. М.: Транспорт, 1967. - 260 с.

109. Шавловский С.С. Основы динамики струй при разрушении горного массива. -М.: Наука, 1979.-144 с.

110. Шейкин А.Е. Структура, прочность и трещиностойкость цементного камня. -М.: Стройиздат, 1974. 192 с.

111. Шейнин A.M., Крекшин В.Е., Ланге Ю.Г. Применение мелких и очень мелких песков в цементобетоне. // Автомобильные дороги. 1985. -№5.- С. 4-6.

112. Шишов В.А., Шеметов В.Ю. Об отверждении буровых растворов и шлама портландцементом.// Техника и технология промывки и крепления скважин: Труды «ВНИИКРнефть». Краснодар, 1982. - С.65-69.

113. Шмыров В.Ф. Я уверен, что дороги будут развиваться. // Дороги и мы. -1997. -№ 8. С. 6-7.217

114. Элияшевский И.В. Технология добычи нефти и газа. 2-е изд. перераб. и доп. -М.: Недра, 1985, - 303 с.

115. Юрченко В.А. Укрепление грунтов сырой маловязкой нефтью при строительстве лесовозных автомобильных дорог в Тюменской области: Дис. . канд. техн. наук. Тюмень, 1971. - 140 с.

116. Ягафаров Р.Д. Влияние многократной регенерации активных компонентов на свойства буровых растворов. // Проблемы нефти и газа Тюмени, НГС Тюмень, 1981.- №52.- С.41.

117. Deep drilling nolonder a disposal risk for Dorset «Publ Works Weekly Surf»,1986. -№4891,- C.25-26.

118. Oil cannot be destroyed it must be recovered «Austral. Mining». 1986. -№ 1.18 c.

119. U. Hofmann. Akomaleen bei Ionenaustausch Vorgangen. Berlin, Akademie Verglag, 1962. - S.l.218