дипломная работа КС. Пример дипломной работы (1). Проект инженерногеологических изысканий под строительствогостиницы по ул. Октябрьская Уральская в г. Каменск
 Скачать 7.54 Mb.
|
|
3.6.2. Выбор способа бурения и бурового оборудования Так как в геологическом разрезе преобладают глинистые и несвязные водонасыщенные песчаные породы, то следует выбрать колонковый способ бурения «всухую». Диаметр бурения – 132 мм. Основными преимуществами колонкового бурения являются универсальность, т.е. возможность проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород, возможность получения керна без нарушения природного сложения грунта; сравнительно большие глубины бурения. Существенными недостатками колонкового бурения, с точки зрения возможности его широкого использования на инженерных изысканиях, является малый диаметр скважин, который во многих случаях не позволяет PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 79 производить гидрогеологические исследования; не возможность обеспечения во всех породах 100% выхода керна; невозможность получать качественные образцы грунта (рыхлого) для лабораторных исследований и т.п. Так как максимальная глубина скважин не превышает 20 м, то для проведения буровых работ можно использовать самоходную установку УРБ- 2А-2. Схема установки разведочного бурения УРБ-2А-2 приведена на рисунке 3.4. Установка смонтирована на шасси автомобиля ЗиЛ-131 и приводится в действие от его двигателя. Она оборудована перемещающимся по мачте вращателем с гидроприводом, который может использоваться также для свинчивания и развинчивания бурильных труб. Установка снабжена гидравлическими опорными домкратами для разгрузки шасси автомобиля при бурении. Управление установкой полностью гидрофицировано. Установка разработана ВНИИНЕФТЕМАШЕМ и выпускается машиностроительным заводом им. Воровского. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 80 Установка разведочного бурения УРБ-2А-2 состоит из следующих узлов: коробка отбора мощности (1), цилиндр подъема мачты (2), вращатель (3), пульт управления (4), элеватор для труб и патрон для шнеков(5), автомобиль (6), мачта (7), талевая система (8), рама (9), установки бурового насоса и компрессора (10), гидродомкрат подачи(11), раздаточная коробка (12), обвязка гидросистемы (13), каретка (14), опорный домкрат (15). Диаметр бурильных труб следует брать таким, чтобы отношение площадей сечений кольцевого пространства скважины и канала в бурильных трубах приближалось к единице. Необходимо избегать ступенчатого ствола скважины, так как в местах его расширения уменьшается скорость восходящего потока и накапливается шлам. Разведочные скважины бурятся в нескальных породах диаметром скважины 132 мм. Верхняя часть скважины обсаживается диаметром труб 127 мм для обеспечения устойчивости ее ствола. 3.6.3. Рекомендуемые режимы бурения При колонковом бурении «всухую» основными параметрами режима бурения являются: частота вращения бурового инструмента, осевое давление на забой, длина и время рейса. Так как породы мягкие, то используем твердо сплавные коронки М-1 – 132 мм. Бурение ведется нормальными рейсами (длина рейса не превышает 1,0-1,5 м). Параметры режима бурения рекомендуются следующие: - частота вращения инструмента 140-225 об/мин; - осевая нагрузка на забой 3,5-5,0 кН; - расход воздуха 5,8-7,2 м 3 /мин. Заклинивание керна производится путем затирки «всухую», для чего необходимо последние 0,05- рейса пройти с повышенной осевой нагрузкой на забой и без продувки. Механическая скорость колонкового бурения «всухую» в зависимости от грунтов колеблется от 0,05 до 0,5 м/мин; производительность PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 81 бурения при такой скорости обычно не превышает в смену. Для получения качественного керна велечину рейса следует устанавливать в пределах 0,1-0,7 м. в слабых грунтах бурить рекомендуется обуривающим грунтоносом. 3.6.4. Специальные снаряды Одной из основных задач проведения геологоразведочных и инженерно-геологических скважин - получение керна, полноценного как в качественном, так и в количественном отношении. Керн - наиболее достоверный материал для получения полного представления о мощности, глубине и условиях залегания, а также о строении, составе и свойствах пересекаемых скважиной пород. Однако, далеко не всегда удается сохранить структуру, а также вещественный состав керна и полностью извлечь его из скважины. Монолиты слабых грунтов из буровых скважин при инженерно-геологических изысканиях отбираются специальными пробоотборниками -грунтоносами, которые представляют собой металлические тонкостенные цилиндры, имеющие один скошенный режущий край. Вдавливаемый грунтонос конструкции УралТИСИЗа, предназначенный для отбора монолитов из связных глинистых грунтов показан на рисунке 3.5. Грунтонос обладает следующими параметрами: - Наружный диаметр грунтоноса – 137 мм; - Наружный диаметр корпуса – 133 мм; - Диаметр входного отверстия башмака -108 мм; - Длина керноприемной гильзы – 130 мм; - угол заточки башмака – 7-8 0 ; - общая длина грунтоноса – 805 мм. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 82 - PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 83 Рис.3.5.Вдавли ваемый грунтонос конструкции УралТИСИЗа Грунтонос состоит из переходника (1), корпуса (2), резного пружинного кольца (3), картонной керноприемной гильзы (4). Резное кольцо имеет продольную прорезь (5) и отверстие для штыря (6). Для сборки грунтоноса резное кольцо сжимается и ввинчивается в корпус, внутрь вставляется керноприемная гильза. Собранный грунтонос опускают на забой и вдавливают в грунт без вращения на всю длину. После отбора монолита кольцо отсоединяется от корпуса, благодаря пружинному эффекту оно разжимается и высвобождает монолит. Геолого-технический наряд на бурение инженерно-геологической скважины глубиной 13,0 м приведен в таблице 3.6. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 84 PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 85 3.7.Гидрогеологические работы Гидрогеологические исследования при инженерно-геологических изысканиях необходимо выполнять в тех случаях, когда в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой распространены или могут формироваться подземные воды, возможно загрязненные или истощенные водоносных горизонтов при эксплуатации объекта, прогнозируется процесс подтопления или подземные воды оказывают существенное влияние на изменение свойств грунтов, а также на интенсивность развития геологических и инженерно-геологических процессов. Методы определения гидрогеологических параметров грунтов и водоносных горизонтов следует устанавливать, исходя из условий их применимости, с учетом этапа разработки предпроектной и проектной документации, характера и уровня ответственности проектируемых зданий и сооружений и сложности гидрогеологических условий. При проектировании особо сложных объектов при необходимости, обоснованной в программе изысканий, следует выполнять моделирование, специальные гидрогеологические работы исследования с привлечением научных и специализированных организаций. Подземные воды являются одним из важнейших природных элементов, определяющих инженерно-геологические условия территории, строительных площадок, условия строительства сооружений и их устойчивость, развитие разнообразных геологических процессов и явлений. При разработке котлованов и проходке подземных выработок очень важно знать водообильность водоносных горизонтов, которые будут вскрыты. Без этого нельзя обоснованно выбрать водоотливные средства необходимой мощности или осуществить защиту сооружений другими способами от водопритоков и затопления. С целью оценки водопроницаемости пород, определения PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 86 фильтрационных свойств водовмещающей толщи проектом предусматривается проведение 1 экспресс-откачки из буровой скважины №3. Так как уровень грунтовых вод составляет 2,9 м, то следует применять насос, расположенный на глубине 10 м. Откачку предполагается производить эрлифтом, т.к. предполагаемый дебит скважины не большой. Схема эрлифта представлена на рис. 3.7. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 87 Рис. 3.7. Сжатый воздух из компрессора (1) поступает по воздухопроводной трубе (2) в смеситель (3), где образуется водовоздушная смесь, поднимающаяся по водоприемной трубе (4) до излива. Во время откачки необходимо вести наблюдения за следующими величинами: 1. положением динамического уровня (предполагается, что динамический уровень, установившийся при откачке составит примерно 8,0 м.); 2. величиной расхода откачиваемой воды; PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 88 3. температурой откачиваемой воды. 4. Продолжительность экспресс-откачки согласно СП 11-105-97 составит 0,5 суток. После окончания откачки производят наблюдения за восстановлением уровня подземных вод. При восстановлении уровня замеры будут выполняться со следующей частотой: 10 замеров – через 5 минут, до конца восстановления – замеры через 1 час. Частота наблюдения определяется темпом восстановления уровня, с тем, чтобы количество точек позволило построить логарифмический график восстановления. По окончании работ строят график зависимости между понижением уровня в скважине и ее дебитом, определяют коэффициент фильтрации. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 89 3.8. Опробование Характеристика инженерно-геологических условий территории и особенно уже выбранной строительной площадки не может быть полной и окончательной, если не сделаны описание и оценка физико-механических свойств слагающих их горных пород. Физико-механические свойства горных пород являются основным элементом характеристики инженерно-геологических условий территории. Показатели, отражающие эти свойства, являются оценками, мерами строительных качеств горных пород при использовании их как естественного основания или как строительного материала при проектировании различных сооружений. Отбор проб для лабораторных исследований будет производиться из буровых скважин. Всего будет отобрано 24 проб (18 проб – полный комплекс физико-механических свойств грунтов, 6 проб – нарушенной структуры). Проба - это необходимый объем горной породы, взятый по установленным правилам для исследования состава, строения и физико-механических свойств грунтов в лабораторных условиях. Опробование сопровождает другие геологические работы и заключается в отборе проб горных пород и воды для соответствующих лабораторных исследований. При опробовании необходимо стремится к тому, чтобы каждая проба была представительной, т.е. в максимальной степени отражала характерные особенности состава, строения, физического состояния и свойств изучаемой разности горных пород. Пробы горных пород отбираются либо в виде монолитов, т.е. образцов естественного сложения и влажности, либо в виде образцов нарушенного сложения и естественной влажности с определенным объемом и массой. Из песчано-глинистых пород монолиты часто отбираются специальными пробоотборниками-грунтоносами, представляющими собой металлические PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 90 тонкостенные цилиндры (например, рассмотренный выше грунтонос конструкции УралТИСИЗа) Производится отбор монолитов и проб грунтов для получения 10 физических и 6 механических характеристик по каждому выделенному инженерно-геологическому элементу. Водоносный горизонт характеризуется 3 анализами проб воды на химический анализ и агрессивность воды. В пределах каждого выделенного инженерно-геологического элемента необходимо определить коррозионную агрессивность грунтов и железа, алюминия и стали, бетона, проектом отобрать 5 проб грунтов (согласно ГОСТ 9.602-89). Кроме того, 3 пробами определяют агрессивность грунта – среды по отношению к бетонным, цементным конструкциям и кирпичу (согласно СНиП 2.03.11-85). С целью оценки инженерно-экологических условий площадки строительства проекта отбор проб вод на содержание радона (3 пробы), а также 6 проб почв и грунтов на содержание твердых металлов. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 91 3.9. Лабораторные работы Полевые исследования горных пород обязательно должны сопровождаться лабораторными исследованиями. Материалы этих исследований дополняют и уточняют характеристику и оценку горных пород, в результате чего повышается достоверность и детальность инженерно-геологического изучения территории. При лабораторных исследованиях о физико-механических свойствах горных пород, судят на основании изучения и испытания отдельных их образцов и проб, отобранных соответствующим образом. Для этого требуется минимальное необходимое число определений. Лабораторное исследование грунтов следует выполнять с целью определения их состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения классов, групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТом 25100-95, определение их нормативных и расчетных характеристик, выделение инженерно-геологических элементов, прогноза изменения состояния свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов. Проектируется выполнение следующих видов лабораторных работ: - полный комплекс определений физико-механических свойств связных грунтов и рыхлых (влажность, плотность, границы текучести и раскатывания, гранулометрический состав методом ареометра, компрессия, сцепление, угол внутреннего трения) – 18 монолитов и 6 проб; - стандартный химический анализ воды – 3 пробы; - коррозионная агрессивность грунтов по отношению к свинцовой оболочки кабеля 5 проб; - коррозионная агрессивность грунтов по отношению к алюминиевой оболочки кабеля 5 проб; - агрессивность воды – среды по отношению к бетонным, цементным PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 92 конструкциям и кирпичу - 3 пробы; - радона в воде – 3 пробы; - определение содержания твердых металлов в грунтах – 6 проб. - PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 93 3.10. Камеральные работы Камеральную обработку необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ (текущую, предварительную) и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательную камеральную обработку и составления технического отчета или заключение о результатах инженерно- геологических изысканий). Текущая обработка материалов необходимо производить с целью обеспечения контроля за полнотой и качеством инженерно-геологических работ и своевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученных промежуточных результатов изыскательских работ. В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записей маршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезов естественных и искусственных обнажений, составление графиков полевых исследований грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ (геофизических, горных, полевых исследований грунтов и др.), составления колонок (описаний) горных выработок, предварительно инженерно-геологических разрезов, карт фактического материала, предварительных инженерно- геологических карт. При окончании камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных материалов (в основном по результатом лабораторных исследований грунтов и проб подземных и поверхностных вод), оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащие все необходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможных изменений инженерно-геологических условий, а также рекомендации по проектированию и проведению строительных работ в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96, предъявляемыми к материалам инженерных изысканий для строительства на PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 94 соответствующем этапе (стадии) разработки пред проектной и проектной документации. При графическом оформлении инженерно-геологических карт, разрезов и колонок условные обозначения элементов геоморфологии, гидрогеологии, тектоники, залегания слоев грунтов, а также обозначения видов грунтов и их литологических особенностей следует принимать в соответствии с ГОСТ 21.302- 96. Камеральные работы должны выполняться в следующей последовательности: 1. оформление полевых материалов - геологических колонок, разрезов, карт, результатов опытных работ; 2. составление новых (дополнительно к составленным при полевой камеральной обработке) геологических разрезов, карт, планов и других графических материалов; 3. статистическая обработка данных полевых и лабораторных исследований, установление расчетных схем, выполнение различных расчетов, составление таблиц нормативных и расчетных характеристик грунтов; 4. анализ всех материалов и формулировка основных выводов и заключений; 5. выдача графических материалов, расчетных схем и расчетных данных для проектирования; 6. составление отчета и приложений к нему, иллюстрирующих, подтверждающих и доказывающих его выводы и заключения. PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 95 3.11. Охрана труда и техника безопасности при выполнении инженерных изысканий Геологосъемочные, геофизические, буровые, гидрогеологические, инженерно-геологические, лабораторные, камеральные работы должны выполнятся в соответствии с действующими правилами, нормами и инструкциями по технике безопасности. Администрация организации или предприятия обязана разрабатывать и внедрять меры, направленные на создание здоровых и безопасных условий труда, исключающие возможность травмирования и профессиональных заболеваний трудящихся. Рабочие и инженерно-технические работники, в соответствии с утвержденными нормами, должны быть обеспечены и обязаны пользоваться индивидуальными средствами защиты: касками, защитными очками, рукавицами, диэлектрическими перчатками, респираторами, специальными средствами, спецодеждой, спецобувью соответственно профессии и условиям работ. Все работы должны выполнятся с соблюдением основ законодательства об охране окружающей среды (охраны недр, лесов, водоемов и т.д.). Неблагоприятные последствия воздействия на окружающую среду при производстве геологоразведочных работ должны ликвидироваться организациями, производящими эти работы. Производство работ вблизи объектов, имеющих охранные зоны (воздушные линии электропередач, кабельные линии, подстанции, нефте- и газопроводы, железные дороги и т.п.), должно согласовываться с организациями, эксплуатирующими соответствующие объекты и производиться по специальному наряду (допуску), в котором должны быть указаны меры безопасности. После окончания бурения и проведения необходимых исследований, скважины, не предназначенные для последующего использования должны быть ликвидированы в соответствии с «Правилами ликвидационного тампонажа буровых скважин различного назначения». При ликвидации скважин необходимо выровнять PISHEM24.RU 8 800 551-60-95 |