И их применения при инженерно-геологической разведке

Виды горных выработок	Максимальная глубина, м.	Условия применения
1	2	3
Закопýшки	0,6	Для вскрытия грунтов при мощности перекрывающих отложений не более 0,5 м
Расчистки	1,5	Для вскрытия грунтов на склонах при мощности перекрывающих отложений не более 1 м
Канавы	2,0	Для вскрытия крутопадающих слоёв грунтов при мощности перекрывающих отложений не более 1,5 м
1	2	3
Шурфы и дудки	20,0	Для вскрытия грунтов, залегающих горизонтально или моноклинально
Шахты	Определяются программой	В сложных инженерно-геологических условиях
Штольни	То же	То же
Скважины	То же	В различных условиях

 

3.3.1 Ба) бурение скважин, их документирование и отбор проб грунта.

 

Основным видом разведочных работ при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях является бурение скважин.

Б у р о в а я с к в а ж и н а - это цилиндрическая вертикальная (или наклонная, горизонтальная) горная выработка малого диаметра, выполняемая буровым инструментом вручную или механизированными способами(см. рис. 18):

К преимуществам бурения относят высокую скорость проходки, возможность достижения больших глубин, механизацию операций мобильность установок. Недостатками метода являются невозможность осмотра стенок скважины (в последнее время этот недостаток устраняется за счёт использования специальных видеокамер), небольшой размер образцов, необходимость большого количества воды для промывки скважины в ходе бурения.

Б у р о в а я с к в а ж и н а - это цилиндрическая вертикальная (или наклонная, горизонтальная) горная выработка малого диаметра, выполняемая буровым инструментом (рисунок 18) вручную или механизированными способами.

 

Рисунок 18 Буровой инструмент:

Бурильная труба; 2 – переходник; 3 - колонковая труба; 4 - буровая коронка; 5 – керн; 6 – долото; 7 – змеевик; 8 - буровая ложка

 

 

Выбор способа бурения зависит от целей работы и инженерно-геологических особенностей участка (таблица 3) :

Таблица 3 - Характеристики различных способов бурения

Способ бурения	Разновидности способа бурения	Диаметр бурения по диаметру обсадных труб, мм	Условия применения (виды и характеристика грунтов)
Колонковый	С промывкой водой	34-146	Скальные невыветрелые (монолитные) и слабо выветрелые (трещиноватые)
С промывкой глинистым раствором	73-146	Скальные слабовыветрелые (трещиноватые); выветрелые (рухляки); крупнообломочные; песчаные; глинистые
С продувкой воздухом (охлаждённым при проходке мёрзлых грунтов)	73-146	Скальные невыветрелые (монолитные) и слабовыветрелые (трещиноватые), необвальные, в мёрзлом состоянии; дисперсные, твердомёрзлые и пластичномёрзлые
С промывкой солевыми и охлаждёнными растворами	73-146	Все виды грунтов в мёрзлом состоянии
С призабойной циркуляцией промывочной жидкости	89-146	Скальные выветрелые и сильновыветрелые (рухляки), обводнённые, глинистые
Всухую	89-219	Скальные выветрелые и сильновыветрелые, песчаные и глинистые неоднородные и слабообводненные, твёрдомерзлые и пластичномерзлые
Ударно-канатное кольцевым забоем	Забивной	108-325	Песчаные и глинистые необводненные, слабообводненные, пластичномерзлые
Колющий	89-168	Гинистые слабообводненные
С применением долот и желонок	127-325	Крупнообломочные, песчаные обвальные, слабообвальные
Шнеко-вый	Рейсовый (кольцевым забоем)	146-273	Крупнообломочные, песчаные, глинистые слабообвальные и обвальные
Поточный	108-273	Крупнообломочные
Вибрационный	С применением вибромолота	89-168	Песчаные глинистые обвальные и слабообвальные

 

 

В ходе инженерно-геологических исследований обычно применяют ручное ударно-вращательное, вращательно-колонковое и вибрационное бурение (другие – только при соответствующем обосновании).

Глубина скважин определяется задачами исследований, и для инженерных целей редко превышает 30 м, а при поиске вод для водоснабжения может быть более 800 м.

Начальную точку скважины называют ý с т ь е м, а конечную - з а б ó е м.

Образцы горных пород, извлекаемых из скважины, называют к é р- н о м (если они представляют собой монолиты цилиндрической формы) или (если порода раздроблена) ш л á м о м (если порода раздроблена).

Отбор монолитов в процессе проходки скважин возможен только при колонковом способе бурения. При всех других способах монолиты можно отобрать только поинтервально с забоя скважины с применением грунтоносов без промывки скважин, с обсадкой.

Основным документом буровых работ является б у р о в о й ж у р н а л. В нем, по мере прохождения скважин, подробно описывают состав и состояние вскрываемых пород, указывают глубину отбора проб воды, приводят результаты наблюдений за появлением уровня грунтовых вод, выходом керна, качеством изоляции водоносных горизонтов и т. д. После общей характеристики выработки выполняется послойное описание пород:

1) мощность слоёв и отметки их границ;

2) номера взятых проб и глубина их отбора;

3) литологическое описание пород, наименование грунта, его цвет, структура, наличие включений;

4) уровень подземных вод (глубина наблюдаемого уровня грунтовых вод и прогноз возможного его изменения, направление движения и интенсивность притока воды);

5) приводится оценка пройденных пород с точки зрения возможного их использования в качестве основания сооружений.

К преимуществам бурения относят высокую скорость проходки, возможность достижения больших глубин, механизацию операций мобильность установок. Недостатками метода являются невозможность осмотра стенок скважины (в последнее время этот недостаток устраняется за счёт использования специальных видеокамер), небольшой размер образцов, необходимость большого количества воды для промывки скважины в ходе бурения.

По окончании полевых работ из скважин извлекают инструмент и обсадные трубы, выработки засыпают, грунт утрамбовывают, а поверхность земли выравнивают.

По данным буровых журналов составляют колонки отдельных скважин и геологические разрезы.

 

Выбор способа бурения зависит от целей работы и инженерно-геологических особенностей участка (см. табл. 3) :

Таблица 3