aariПроблемы Арктики и АнтарктикиArctic and Antarctic Research0555-26482618-6713Государственный научный центр Российской Федерации Арктический и антарктический научно-исследовательский институт10.30758/0555-2648-2018-64-4-407-426aari-112Research ArticleЛЕДОТЕХНИКАICE TECHNOLOGYЛедотехнические аспекты создания объектов транспортной инфраструктуры и разведочного бурения в АрктикеAspects of ice engineering for the aims of construction of the transport infrastructure and reconnaissance drilling in the ArcticКубышкинН. В.KubyshkinN. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

kuba@arctic-shelf.comБузинИ. В.BuzinI. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ГоловинН. В.GolovinN. V.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ГудошниковЮ. П.GudoshnikovYu. P.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ЗамаринГ. А.ZamarinG. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

СкутинА. А.SkutinA. A.

Санкт-Петербург

St. Petersburg

ООО «Арктик Шельф Консалтинг»РоссияArctic Shelf Consulting LLCRussian FederationГНЦ РФ Арктический и антарктический научно-исследовательский институтРоссияState Scientific Center of the Russian Federation Arctic and Antarctic Research InstituteRussian Federation201825122018644407426Copyright © Кубышкин Н.В., Бузин И.В., Головин Н.В., Гудошников Ю.П., Замарин Г.А., Скутин А.А., 20182018Кубышкин Н.В., Бузин И.В., Головин Н.В., Гудошников Ю.П., Замарин Г.А., Скутин А.А.Kubyshkin N.V., Buzin I.V., Golovin N.V., Gudoshnikov Y.P., Zamarin G.A., Skutin A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.aaresearch.science/jour/article/view/112

Рассматриваются направления ледотехники, связанные с использованием ледяного покрова природных водоемов как несущей площадки для создания транспортной инфраструктуры (ледовые причалы, аэродромы, искусственные ледяные острова и т.п.). Обсуждаются общие вопросы организации и проведения инженерно-технических работ на льду и некоторые частные проблемы, связанные с решением отдельных конкретных задач. Особое внимание уделено специальному гидрометеорологическому обеспечению операций как неотъемлемой части ледотехнических работ.

Starting from the mid 2000-s the increase of sustained development of the Russian Arctic is observed, in many cases the technologies using the ice cover as an infrastructure element and the ice as the construction materials are used. In the present time the different approaches of use of natural and artificial ice for applied tasks on the Arctic offshore exist. For example, the clearance of the upper surface of ice from snow and ridges is used for the purposes of the vessel unloading on the fast ice or constructing the airstrips on the drifting ice cover. In case of insufficient thickness of the level ice the latter is increased by the means of preliminary freezing (natural on the bottom side of ice and artificial by pouring the fresh or saline water on the upper surface). By constructing the artificial ice islands the ice body is made by spraying the sea water with the partial freezing of the water drops in the air and further freezing of the 2-phase elements (i.e. ice crystals in the liquid film) on the surface of the ice cover. The problem of cracks in the ice cover is solved by different means according to the proper task. When it is possible, the cracks are “healed”— i.e. are filled with the snow and ice gravel and then freezed. In case of impossibility of use of such method (for example — presence of tidal cracks or relatively high air temperature) the cracks are overlapped with the help of different covers made of different materials and of different sizes. The promising trend of ice technology is involving the reinforced or composite ice, having the increased strength, into the ice engineering practice. By unloading the cargo ships on the fast ice the ice strength is decreased locally for the purpose of easy berthing of the vessel with safekeeping the original strength of the surrounding ice for the aims of the vessel unloading. This problem is solved by creating the system of notches in the ice cover according to the vessel dimensions. The specialized hydrometeorological support on every stage of the ice engineering operation is an essential element of the ice engineering activities on the ice cover of lakes, rivers and seas.

дрейфующий ледискусственные ледяные островаледовые аэродромыледовые дорогиледовые причалыледотехникаприпайartificial ice islandsdrifting icefast iceice berthsice landing stripsice roadsice technologyРНФ (проект № 18-13-00392)RSF (project № 18-13-00392)ReferencesЧилингаров А.Н. Научно-оперативное гидрометеорологическое обеспечение зимне-весенних плаваний к п-ву Ямал. ВДНХ СССР. Павильон «Гидрометслужба СССР». Гидрометеоиздат, 1979. 12 с.Chilingarov A.N. Nauchno-operativnoe gidrometeorologicheskoe obespechenie zimnevesennikh plavanii k p-vu Iamal. VDNKh SSSR. Pavil’on “Gidrometsluzhba SSSR”. Scientific and operative hydrometeorological support of winterspring navigation to Yamal peninsula. The Exhibition of Achievements of National Economy of USSR. Exhibition hall “Hydrometeorological Service of USSR”. Gidrometeoizdat, 1979: 12 p. [In Russian].Лоция западной части Карского моря (от островов Новая Земля и острова Вайгач до меридиана мыса Северо-Восточный, за исключением Обь-Енисейского района). МО СССР. Главное управление навигации и океанографии, 1992. 224 с.Lotsiia zapadnoi chasti Karskogo moria (ot ostrovov Novaia Zemlia i ostrova Vaigach do meridiana mysa Severo-Vostochnyi, za iskliucheniem Ob’-Eniseiskogo raiona). Sailing directions for the Western part of the Kara Sea (from Novaya Zemlya isles and Vaigatch isle to the meridian of North-Eastern Cape, with the exception of ObEnisey region). USSR Ministry of Defense, Main Administration of Navigation and Cartography, 1992: 224 p. [In Russian].Рекомендации по проведению грузовых операций в припайных льдах Арктики: Методические рекомендации. М.: В/О «Мортехинформреклама», 1986. 40 с.Rekomendatsii po provedeniiu gruzovykh operatsii v pripainykh l’dakh Arktiki: Metodicheskie rekomendatsii. Recommendations for executing the cargo operations on the fast ice of the Arctic: methodological recommendations. Moscow: “Mortechinformreklama”, 1986: 40 p. [In Russian].Кубышкин Н.В., Гудошников Ю.П. Актуализация технологий перевалки грузов через припай // Проблемы Арктики и Антарктики. 2015. № 3 (105). С. 90–98.Kubyshkin N.V., Gudoshnikov Yu.P. Actua lization of the technologies of cargo transshipment across fast ice. ProblemyArktiki i Antarktiki.Problems of Arctic and Antarctic. 2015, 3 (105): 90–98 [In Russian]Чилингаров А.Н. Методика определения эффективности зимних плаваний судов // Тр. ААНИИ. 1981. Т. 376. С. 129–133.Chilingarov A.N. Methodology for determi nation of winter navigation in the ice cover. Trudy AANII. Proc. AARI. 1981, 376: 129–133. [In Russian].СП 58.13330.2012. Гидротехнические сооружения. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 33-01-2003. М., 2012. 34 с.SP 58.13330.2012. Gidrotekhnicheskie so oruzheniia. Osnovnye polozheniia. Aktua lizirovannaia redaktsiia SNiP 33-01-2003.SP 58.13330.2012. Hydrotechnical structures. Main provisions. Updated release of SNiP 33-01-2003. Moscow, 2012: 34 p. [In Russian].СП 47.13330.2012. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96. М., 2012. 112 с.SP 47.13330.2012. Inzhenernye izyskaniia dlia stroitel’stva. Osnovnye polozheniia. Aktu alizirovannaia redaktsiia SNiP 11-02-96. SP 47.13330.2012. Engineering surveys for the purposes of building. Main provisions. Updated release of SNiP 11-02-96. Moscow, 2012: 112 p. [In Russian].РД 31.31.52-89. Рекомендации по проектированию, строительству и эксплуатации ледяных причальных сооружений. Л., 1989. 52 с.RD 31.31.52-89. Rekomendatsii po proektirovaniiu, stroitel’stvu i ekspluatatsii ledianykh prichal’nykh sooruzhenii. RD 31.31.52-89. Recommendations for design, construction and maintenance of berthing facilities made of ice. Leningrad: 1989: 52 p. [In Russian].Ice Island Study. Final Report. Prepared by C-CORE. Report No. R-05-014-241 v1.0, August 2005. 158 p.Ice Island Study. Final Report. Prepared by C-CORE. Report No. R-05-014-241 v1.0, August 2005: 158 p.РД 31.41.21-90. Сборник рабочих технологических документов на производство погрузо-разгрузочных работ, выполняемых при разгрузке судов в пунктах беспричальной обработки через лед берегового припая. М., 1990. 188 с.RD 31.41.21-90. Sbornik rabochikh tekhnologicheskikh dokumentov na proizvodstvo pogruzorazgruzochnykh rabot, vypolniaemykh pri razgruzke sudov v punktakh besprichal’noi obrabotki cherez led beregovogo pripaia. RD 31.41.21-90. Digest of technological documentation for providing loading and unloading operations on the fast ice executed in areas without berthing facilities. Moscow, 1990: 188 p. [In Russian].Правила по технике безопасности при производстве наблюдений и работ на сети Госкомгидромета. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 220 с.Pravila po tekhnike bezopasnosti pri proizvodstve nabliudenii i rabot na seti Goskomgidrometa. Safety rules for performing the observations and work on the hydrometeorological stations of the network of GOSKOMGYDROMET. Leningrad: Gydrometeoizdat, 1983: 220 p. [In Russian].НАС ГА-86. Наставление по аэродромной службе в гражданской авиации СССР. М.: Воздушный транспорт, 1987. 290 с.NAS GA-86. Nastavlenie po aerodromnoi sluzhbe v grazhdanskoi aviatsii SSSR. NAS GA-86. Instructions for the airfield service in the civil aviation of USSR. Moscow: Air Transport, 1987: 290 p. [In Russian].ОДН 218.010-98. Инструкция по проектированию, строительству и эксплуатации ледовых переправ. Отраслевые дорожные нормы. М., 1998. 50 с.ODN 218.010-98. Instruktsiia po proektirovaniiu, stroitel’stvu i ekspluatatsii ledovykh pereprav. Otraslevye dorozhnye normy.ODN 218.010-98. Instruction for design, construction and maintenance of the crossings on the ice cover. Industrial specifications for construction of the roads. Moscow, 1998: 50 p. [In Russian].РЭГА РФ-94. Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской Федерации. М.: Воздушный транспорт, 1996. 292 с.REGA RF-94. Rukovodstvo po ekspluatatsii grazhdanskikh aerodromov Rossiiskoi Fede ratsii. REGA RF-94. Instructions for maintenance of civil airfields of Russian Federation. Moscow: Air Transport, 1996: 292 p. [In Russian].Федеральные авиационные правила «Требования, предъявляемые к аэродромам, предназначенным для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов». М., 2015. 84 с.Federal’nye aviatsionnye pravila “Trebovaniia, pred”iavliaemye k aerodromam, prednaznachennym dlia vzleta, posadki, ruleniia i stoianki grazhdanskikh vozdushnykh sudov”. Federal aviation rules “Requirements for airfields intended for plane takeoff, landing, taxiing and parking of the civil airplanes”. Moscow, 2015: 84 p. [In Russian].Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. Л.: Гидрометеорологическое издательство, 1967. 462 с.Peschansky I.S. Ledovedenie i ledo tekhnika. Ice technology and ice engineering. Leningrad, Hydrometeorological Publishing House, 1967: 462 p. [In Russian].Сосновский А.В. Закономерности формирования и использования искусственных фирново-ледяных массивов. Автореф. дис. ... д-ра геогр. наук. М., 2010. 41 с.Sosnovsky A.V. Zakonomernosti formi rovaniia i ispol’zovaniia iskusstvennykh firnovo-ledianykh massivov. Regularities of formation and use of artificial firn-ice massifs. Synopsis of thesis for the Doctor’s degree in Geography, Moscow, 2010: 41 p. [In Russian].Корчиц К.В, Новикова Л.Г., Кочеров В.Н. Армированная ледовая переправа для сверхтяжелых автосамосвалов БЕЛАЗ-540 через р. Ангару в районе строительства Богучанской ГЭС // Ледотермические проблемы в северном гидротехническом строительстве и вопросы продления навигации «ЛЕД 87»: Материалы XI Всесоюзного научно-технического совещания (Архангельск, 25–27 июня 1987 г.). Л., 1989. С. 168–170.Korchitz K.V., Novikova L.G., Kotcherov V.N. Reinforced ice crossing for the ultra-heavy tip tracks BELAZ-540 across the Angara river in the area of construction of Boguchanskaya water-power plant. Ledotermicheskie problem v severnom gidrotekhnicheskom stroitelstve I voprosy prodleniya navigazii “LED 87”.The problems of ice thermic in hydrotechnical construction in the North and question of navigation prolongation “ICE 87”: Materials of XI All-Union scientific-technical conference (Arkhangel’sk, 25–27 July 1987). Leningrad, 1989: 168–170. [In Russian].Песчанский И.С., Швайштейн З.И., Каган Г.Л., Назинцев Ю.Л. Механические свойства упрочненного льда // Проблемы Арктики и Антарктики. 1964. № 16. С. 45–53.Peschansky I.S., Shwanshtein Z.I., Kagan G.L., Nazinzev Yu.L. Mechanical properties of the reinforced ice. Problemy Arktiki I Antarktiki, Problems of Arctic and Antarctic, 1964, 16: 45–53. [In Russian].Черепанин Р.Н., Нужный Г.А., Разомасов Н.А., Гончарова Г.Ю., Бузник В.М. Физико-механические свойства ледяных композиционных материалов, армированных волокнами Русар-С // Материаловедение. 2017. № 7. С. 38–44.Cherepanin R.N., Nuzhnyi G.A., Razomasov N.A., Goncharova G.Yu., Buznik V.M. Physical and mechanical properties of the ice compositional materials reinforced with the fibers RUSAR-C. Materialovedenie.Inorganic Materials: Applied Research. 2017, 7: 38–44. [In Russian].Черепанов Н.В. Расслоение полей лабораторного льда при его искусственном намораживании в бассейне // Тр. ААНИИ. 1983. Т. 379. С. 111–115.Cherepanov N.V. Stratification of floes of artificial ice during the process of it’s freezing in the tank. Trudy AANII. Proc. AARI, 1983, 379: 111–115. [In Russian].Корнилов Н.А., Кессель С.А., Лукин В.В., Меркулов А.А., Соколов В.Т. История организации и проведения исследований с дрейфующих льдов. СПб.: ААНИИ, 2017. 754 с.Kornilov N.A., Kessel S.A., Lukin V.V., Merkulov A.A., Sokolov V.T. Istoriia organizatsii i provedeniia issledovanii s dreifuiushchikh l’dov. History of organization and performing of the scientific studies on the drifting ice cover. St. Petersburg: AARI, 2017: 754 p. [In Russian].

The authors declare that there are no conflicts of interest present.