Бурение.· Ручное бурение.
Для извлечения рыхлой и осыпающейся почвы предназначена желонка. Извлечение почвы происходит ударным методом, поэтому внизу желонки имеется наконечник, диаметр которого на 4 – 6 мм превосходит диаметр корпуса. Желонки бывают поршневыми и обычными. Корпус желонки изготовлен из стальной трубы длинной 2-3 метра. Внизу желонки имеется стальной башмак, сверху – резьба крепления к канату или штанге. Желонки делают следующих размеров внутр. Диаметр (мм)/внеш. диаметр(мм)/масса(кг): 25/89/04, 30/115/95, 47/155/127, 64/205/168, 96/225/219. Клапан обычной желонки делают в виде шарика или стального диска. Устройство поршневой желонки сложнее. Внутрь желонки устанавливается поршень, которым управляет штанга. Процесс бурение представляет повторяющийся цикл процесса бурения и очистки инструмента. Очистка возможна при полном вынимании инструмента. Чем длиннее инструмент, тем сложнее вынимать его из скважины. · Колонковое бурение – наиболее широко распространенный способ проходки скважин. Основным преимуществом такого вида бурения являются универсальность (возможность проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород), возможность получения керна с незначительными нарушениями природного сложения грунта, сравнительно большие глубины бурения, хорошая освоенность технологии. Существенные недостатки – малый диаметр скважин.
Схема буровой установки колонкового бурения и забойного оборудования к нему: I – копер (вышка); II – откос; III – буровой станок; IV – насос; V – электродвигатель; VI – двигатель; VII – направляющая труба. 1 – коронка; 2 – колонковая труба; 3 – переходник с колонковой трубы на колонну штанг; 4 – колонна штанг; 5 – вертлюг-сальник; 6 – подъемный крюк; 7 – талевый блок, 8 – шпиндель станка; 9 – патроны, зажимающие верх колонны штанг; 10 – подъемная лебедка; 11 – регулятор подачи станка; 12 – нагнетательный шланг; 13 – керн; 14 – отстойные желоба; 15 – отстойный бак; 16 – приемный бак: 17 – всасывающий рукав; 18 – талевый канат; 18 a – неподвижный конец каната; 19 – индикатор веса; 20 – манометр индикатора веса; 21 – манометр бурового насоса; 22 – верхняя рама с кронблоком; 23 – ноги копра (вышки); 24 – пояса; 25 – раскосы копра; 26 – фундаментные тумбы. · Медленновращательное бурение.
Сущность этого метода бурения состоит в том, что скважина углубляется инструментом режущего типа путем срезания с забоя сплошной стружки. Способ бурения отличается простотой технологии.
· Особенность способа состоит в том, что процессы углубления скважины и продуктов разрушения совмещены. Преимущества: высокая механическая скорость, сравнительно большой диаметр скважин, не нужна вода для промывки. · Применяется редко. Сущность состоит том, что винтовой породоразрушающий инструмент завинчивается в грунт, а затем извлекается на поверхность. При этом размещенный на лопастях инструмента грунт срезается по боковым поверхностям. Способ может использоваться только в рыхлых и мягких грунтах.
· Применяется только для бурения гидрогеологических скважин на воду, позволяет бурить скважины любого диаметра на любую глубину.
· Отличается простотой технологии, высокой производительностью. Недостатки метода: невозможность проходки скважин в скальных грунтах, малая длина рейса, невозможность отбора качественных монолитов. Рассмотрим схему ударно-канатного бурения. Кривошипно-шатунный механизм 11, 12 приводит в движение балансирную раму 13, при опускании которой оттяжной ролик 14 натягивает инструментальный канат 7 и поднимает долото 1 над забоем на 0,5-1,5 м. При подъеме балансирной рамы долото падает и разрушает породу. Буровой снаряд канатного бурения кроме долота 1, ударной штанги 2 массой 1-2 т, каната и канатного замка 6 для их соединения включает раздвижную штангу 5 (ясс) и расширитель 3, который обеспечивает увеличение диаметра скважины больше наружного диаметра обсадной колонны 4, внутри которой он опускается.
· Наиболее производительный метод (до 50-70 м/смену). Вибрационное бурение обеспечивает проведение качественной геологической документации исследуемого разреза.
Задача проведения границ между слоями решается проведение геосъемки и бурением.
Геофизические методы неразрушающего исследования массивов горных пород, основанная на измерении параметров физических полей существующих в горных породах или создаваемых в них. Это поля электрические, гравитационные и др. Геофизические методы: I. Магниторазведка (измеряется магнитное поле в множестве точек на исследуемой площадке). Если присутствует аномалия, то происходит отклонение от нормы в данном месте. II. Гравиаразведка (основана на измерении гравитационного поля Земли). В разных местах могут происходить отклонения от ускорения свободного падения 9,81 м/с2 в зависимости от плотности горных пород. III. Сейсморазведка (измерение упругих волн в массиве горных пород). Можно измерять естественные волны, возникающие при землетрясениях для определения строения планеты. IV. При инженерных изысканиях сейсмические волны измеряются для оценки сейсмической опасности на строительной площадке в районах сейсмического районирования. На инженерных изысканиях применяется метод сейсмического профилирования.
Интерпретация графика: 1. После 4 датчика залегают другие горные породы в которых сигнал распространяется быстрее. 2. В песке V=200-250 м/с, а в граните 3000-5000 м/с. Более быстрые волны в граните приходят раньше на 5 датчик, чем в песке. 3. На 1-4 лежит сухой песок (V1=200 м/с), а на 4-6 сцементировавшийся водой (V2=1000 м/с).
Чтобы выбрать 1 из 3 решений нужно пробурить 1-2 скважины или сделать шурф.
V. Метод заряженного тела (один из методов электроразведки).
Подземная вода пресная. Она обладает значительным электрическим сопротивлением. Если её засолить, то сопротивление понизится. Ход эксперимента: 1. В центральную скважину опускают мешок с поваренной солью и несколько раз протаскивают его по скважине. 2. В скважины опускаются электроды, ставиться электрическая батарея и измеряется сила тока на всех направлениях. 3. Получаем различные векторы силы тока по всем восьми направлениям. Чем больше заполнен горизонт, тем меньше сопротивление и больше сила тока. Где больше вектор, туда и направлено сопротивление.
|
Ручное бурение скважин в твердых грунтах не простое дело. При бурении используют технику ударного бурения и бур-долото. По форме буры-долото бывают самые разнообразные: крестовые, плоские и другие. При ручном бурении в глиняном грунте, используют спиральный бур. С виду он похож на скрученную спираль, причем шаг спирали равен диаметру. Для изготовления бура используют цельные куски стали с последующим закаливанием. Нижнее основание бура колеблется от 45 до 85 мм, длинна лезвия от 258 до 290 мм.
Колонковое бурение.
Шнековое бурение.
Винтовое бурение.
Роторное бурение.
Ударно-канатное бурение.
Вибрационный метод бурения.
2.2.3. Геофизические методы в инженерных изысканиях.
Годограф
Цель: определить скорость движения подземных вод.
