Бурові роботи

Найбільш трудомістким, дорогим і тривалим за часом видом робіт при інженерно-геологічних вишукуваннях є бурові роботи.

Призначення бурових робіт

До бурових робіт належать спорудження свердловин інженерно-геологічного призначення будь-якого діаметру і глибини, яке здійснюється переважно механічним способом. Спорудження свердловин крім основного процесу - буріння свердловин - включає в себе ряд допоміжних робіт: планування майданчики, монтаж і демонтаж вишки і щогли й іншого бурового устаткування, приготування промивного агента, занурення і витяг обсадних труб і ін.

Під свердловиною розуміється гірська вироблення, що має циліндричну форму і значну довжину при порівняно малий діаметрі. При інженерно-геологічних вишукуваннях відношення довжини до діаметру знаходиться в межах 0,2 - 0,001.

Свердловини на вишукуваннях проходяться для вивчення геологічного розрізу, відбору зразків ґрунту з метою визначення складу, стану й физико-механічних властивостей.

Завдання, що вирішуються за допомогою буріння, визначають ряд специфічних вимог до цього процесу. Ці вимоги істотно відрізняються від пошуків і розвідки корисних копалин, вивчення і освоєння підземних вод.

Зіставляючи геологорозвідувальне та інженерно-геологічні буріння, необхідно відзначити, що технічна база для них спільна. Однак, маючи загальної технічною базою, інженерно-геологічні та геологорозвідувальне буріння переслідують різні цілі і вирішують різні завдання. Ці відмінності зводяться до наступного.

Об'єктом інженерно-геологічного буріння є верхня частина земної кори, що перебуває в зоні взаємодії з інженерними спорудами, для проектування яких і здійснюється це буріння. Середня глибина інженерно-геологічні свердловин становить 10-15 метрів. При геологорозвідувальному бурінні середня глибина свердловин на порядок вище. Тому основний обсяг інженерно-геологічного буріння здійснюється в нескельних ґрунтах, геологорозвідувального - в скельних.

Зразки (керн), отримані в процесі геологорозвідувального буріння, вивчаються в основному з точки зору їх складу, при інженерно-геологічному бурінні в рівній мірі є важливим складу піднятих зразків, їх стан і властивості.

Перераховані особливості пред'являють до технології буріння інженерно-геологічні свердловин додаткові вимоги. В результаті інженерно-геологічного буріння необхідність визначення показників складу, стану й властивостей масиву ґрунту визначає широке застосування грунтоносов для відбору монолітів, що зовсім не характерно для геологорозвідувального буріння. Порівняно невелика глибина при інженерно-геологічному дослідженні робить можливим застосування тут методів зондування, які принципово не відрізняються від буріння. При геологорозвідувальних роботах ці методи практично не застосовуються.

Основними вимогами до свердловин інженерно-геологічного призначення є: 1) отримання повних відомостей про геологічну і гидрогеологическом будові досліджуваних територій, 2) отримання достатніх і достовірних даних про физико-механічні властивості ґрунтів, 3) забезпечення можливості виробництва дослідних робіт з належною якістю в процесі, так і по закінченні буріння.

До найбільш важливих особливостей інженерно-геологічні свердловин можуть бути віднесені наступні:

· невелика глибина (визначається видом проектованого споруди і геологічними умовами);

· незначна різниця в діаметрах свердловин; діаметр свердловин визначається тільки виглядом і характером випробування;

· з свердловин здійснюється безперервний відбір керна, при цьому повинен забезпечуватися 100%-вий вихід керна;

· з свердловин повинен здійснюється безперервний або поинтервальный відбір зразків (монолітів) ґрунту зі складанням, близьким до природного;

· у свердловинах проводяться різні дослідні роботи, які за часом бувають більш тривалі, ніж сам процес буріння;

· після завершення робіт в обов'язковому порядку повинен проводиться тампонаж свердловин з метою ліквідації штучних каналів і порожнеч для циркуляції грунтових вод;

· надзвичайний різноманітність умов буріння свердловин, розкиданість об'єктів вишукувань.

Це особливості є необхідними вихідними передумовами при розробці спеціалізованих технічних засобів, технологічних прийомів буріння і організації бурових робіт.

Типові конструкції інженерно-геологічні свердловин

Вимоги до конструкції інженерно-геологічні свердловин полягають у наступному:

1) конструкції свердловин повинні відповідати сучасному стану виробництва досліджень і можливого їх технічного прогресу. Зокрема, слід враховувати більш широкі застосування в дослідженнях польових методів, можливе удосконалювання техніки і технології відбору монолітів за рахунок впровадження нормального ряду грунтоносов, більш широке використання каротажних методів, нового дослідно-фільтраційного обладнання.

2) конструкції свердловин повинні враховувати існуючі нормативно методичні документи (стандарти, Сніпи, інструкції, вказівки та рекомендації). Згідно з ГОСТ 12071-72 повинні використовуватися грунтоносы з внутрішнім діаметром не менш 90мм. Отже, діаметр свердловин, призначених для відбору монолітів, повинен бути не менше 127 мм. Згідно з ГОСТ 12374-77 площа штампу для випробувань ґрунтів статичним навантаженням повинна бути дорівнює 600см2. тому мінімальний діаметр свердловин для виробництва таких випробувань повинен бути не менше 325мм.

3) конструкції свердловин повинні враховувати сучасне технічне оснащення вишукувань буровими верстатами та іншим обладнанням.

4) конструкції свердловин повинні враховувати можливість застосування прогресивних способів буріння.