Виды скважин для понижения грунтовых вод

 

Одним из наиболее распространенных способов водопонижения является устройство скважин, оборудованных насосами. Глубина таких скважин зависит от мощности водоносного горизонта, глубины залегания грунтовых вод, свойств породы (способность фильтрации), и собственно проектной необходимости - величины понижения вод. Применение таких скважин возможно практически во всех гидрогеологических условиях. Дренажные скважины, расположенные вертикально формируют для перенаправления воды с верхнего слоя в нижний более проницаемый водоносный горизонт. Особенность работы при устройстве таких скважин заключается в том, что осушаемый и поглощающий водные горизонты необходимо оборудовать фильтровыми звеньями. Галереи и штольни, осуществляют горизонтальный дренаж, который идет, как правило, одновременно с основным видом работ. Причем такой дренаж может быть не только вспомогательным, но и быть постоянным в процессе эксплуатации, например тоннелей. В пластах незначительной мощности устраивают водозаборы лучевого типа. Такие скважины формируют из горной выработки, они могут быть как вертикальными, так и горизонтальными, но для осушения водоносных горизонтов обязательно имеют радиальное расхождение. Также водопонижение осуществляют с помощью иглофильтров: легкие иглофильтровальные установки, эжекторные иглофильтры. К комбинированным системам водопонижения, которые применяются для многослойных пород, относят метод, при котором одновременно используются и скважины с насосными агрегатами, и легкие иглофильтровые установки – ЛИУ.

 

Вопрос№54 Общие сведения об искусственных грунтах.

Инженерно-геологические свойства искусственных грунтов

При проведении различных горных и строительных работ человек внедряется в глубь земной коры, прямо и косвенно изменяя состав и свойства горных пород. Человек дробит породы и перемещает их на различные расстояния, создавая по существу новые специфические образования, резко отличающиеся по своим свойствам от коренных отложений.

 

В настоящее время под искусственными грунтами понимают горные породы и почвы, которые сознательно переделаны человеком при решении различных инженерных задач или подверглись переработке в результате производственной или хозяйственной деятельности людей.

 

Инженерно-геологические свойства искусственных грунтов определяются составом материнской породы и характером воздействия на нее человека. По петрографическому составу искусственные грунты могут быть самыми различными. Но в любом случае сознательное воздействие человека на природу направлено на восстановление, сохранение или усиление структурных связей и повышение монолитности породы. Подобно естественным грунтам, искусственные грунты могут быть подразделены по преобладающим в них структурным связям.

 

Процессы электроосмоса, электрофореза

Более благоприятные условия взаимодействия оказываются там, где имеются карбонаты и в обменном состоянии присутствует кальций.

 

В основе электрохимического упрочнения лежат процессы электроосмоса, электрофореза, электролитической дисооциации, обменные реакции, процессы образования нерастворимых солей и гидроокислов.

 

Последние, а также другие новообразования, возникающие при электрохимическом закреплении, играют роль цемента, обеспечивая необхо-димое упрочнение. Прогретые грунты — это породы, испытавшие воздействие температуры порядка 300—400°.

 

При этом наблюдается некоторое изменение в свойствах пород. Со временем породы могут восстановить свои первоначальные свойства.

 

Породы, содержащие в значительном количестве монтмориллонит, уже при действии температуры 200° приобретают повышенную водостойкость вследствие агрегирования мелких фракций. Чтобы добиться того же у каолинитовых пород, требуются значительно более высокие температуры.

 

Значительно измененные дисперсные искусственные грунты. Под этим названием объединяются различные типы (искусственных грунтов, имеющих ионно-электростатические, капиллярные и молекулярные, но не кристаллические структурные связи.

 

Сильно измененные дисперсные искусственные грунты

Сильно измененные дисперсные искусственные грунты наряду с ионно-электростатическими и молекулярными структурными связями имеют слабые кристаллизационные структурные связи, которые образуются в результате горячей и холодной битумизации лёссовых я глинистых пород, воздействием на них электрическим током (электрохимическое закрепление)- и сравнительно невысокими температурами (прогрев).

 

Такие же структурные связи могут образоваться в песчаных грунтах при введении в них битумных эмульсий. Из органических вяжущих веществ чаще всего для улучшения грунтов применяются битумы и дегти. Вводятся они в грунт или в горячем состоянии, или в виде эмульсий, разжиженных органическими растворителями.

 

При выпадении битума из эмульсии или при его застывании на поверхности частиц образуются адсорбционные битумные пленки, которые как бы связывают всю массу грунта, придавая ей в то же время гидрофобность. В результате этого битумированные грунты приобретают неразмокаемость в воде.

 

В них практически отсутствует капиллярное поднятие воды. На битумное упрочнение решающим образом влияет минеральный состав пород и состав обменных катионов.

 

Обжиг лёссовых и глинистых грунтов

Обжиг лёссовых и глинистых грунтов чаще всего проводится при температуре 700—900° и более. При обжиге происходит частичное плавление и спекание минеральных частиц, в результате чего в фунте возникают новые структурные связи типа кристаллизационных; ми-неральный состав грунтов при этом тоже изменяется. Коренным образом меняются и свойства грунтов.

 

Грунты приобретают значительную механическую прочность и водопрочность, большую пористость и малую теплопроводность. Обжиг породы достигается подачей в скважины горячих газов. Радиус обжига породы зависит от ее структурных и текстурных особенностей; при значительном количестве макропор « микротрещин величина радиуса будет увеличиваться.

 

Результативность всех видов воздействия на дисперсные грунты при их искусственном окаменении зависит как от самих реагентов, вводимых в грунт, и интенсивности воздействия на него физических полей (температура обжига), так и в не меньшей степени от состава и структурно-текстурных особенностей дисперсных грунтов.

 

Искусственные дисперсные грунты можно подразделить на сильно измененные и значительно измененные.

Сущность силикатизации

Сущность силикатизации некоторыми исследователями определяется как выделение геля кремниевой кислоты, который связывает грунтовые частицы.

 

Этот процесс выражается следующим уравнением: CaCl2+Na20 • nSi02 • mH20- 2NaCl+Ca (ОН) 2+nSi02 (т— 1) Н20. Хорошие результаты были получены С. Д. Воронкевичем (1974) при силикатизации песков, когда в них вводилась углекислота. Возможно также улучшение лёссовых грунтов при введении в них только ОДНОГО раствора силиката (силикатизация по однорастворной системе).

 

Раствор силиката можно вводить в грунт, не нарушая его структуры, путем нагнетания через шурфы или оюважины с помощью специальных приборов (инъекторов).

 

Методы упрочнения пород синтетическими полимерами появились сравнительно недавно и поэтому наименее разработаны. Исследованиями М. Т. Кострико, Г. Винтеркорна, Т. Лэмба и других установлены общие закономерности влияния состава глинистых, лёссовых и песчаных грунтов на эффект их упрочнения карбамидной и фурфуроланили-новой смолами и акрилатом кальция и некоторыми другими синтетическими смолами. Можно сказать, что в настоящее время идет широкий научный поиск по максимальному использованию синтетических полимеров для закрепления грунтов.

 

⇐ Предыдущая1234

Поделиться: