Індивідуальна робота з "Інженерний захист та підготовка території"

Слід обмежувати розповсюдження впливу водосховищ, підземних водозаборів  та інших водознижувальних і підпірних  гідротехнічних споруд і пристроїв  на території, що забудована і забудовується. Якщо будівлі або споруди, що проектуються або існують, потрапляють в зону вказаного впливу, потрібно дати оцінку і (або) прогноз техногенних змін і, за необхідності, вжити водозахисних протисуфозійних заходів.

З метою спирання на надійні ґрунти застосовують: збільшення глибини закладання фундаментів, забивні, бурозабивні або буронабивні палі, інші фундаменти глибокого закладання, заміну ненадійних ґрунтів і інші заходи.

Якщо застосуванням геотехнічних заходів можливість утворення суфозійних деформацій повністю не виключена, а також у разі технічної неможливості або недоцільності їх застосування, повинні передбачатися конструктивні заходи, що призначаються згідно з ДБН В.2.1-10, виходячи з розрахунку фундаментів і конструкцій споруди з урахуванням утворення карстових деформацій.

 Конструктивні заходи застосовують  окремо або в комплексі з  геотехнічними заходами. До їх  складу можуть входити:

• спеціальні конструктивні рішення фундаментів (на природній основі і палях);
• надфундаментні і поповерхові пояси;
• просторові рами.

Технологічні протисуфозійні заходи включають: підвищення надійності технологічного устаткування і комунікацій, їх дублювання, контроль за тиском у комунікаціях і витоками з них, забезпечення можливості своєчасного відключення аварійних  ділянок тощо.

До складу експлуатаційних протисуфозійних заходів (моніторингу) входять:

• постійний геодезичний контроль за осіданням земної поверхні і деформаціями будівель і споруд;
• спостереження за проявами карсту і суфозїї, станом ґрунтів, рівнем і хімічним складом підземних вод;
• періодичне будівельне обстеження стану будівель, споруд і їх конструктивних елементів;
• система автоматичної сигналізації на випадок появи недопустимих карстово-суфозійних деформацій;
• улаштування (і періодичний нагляд) глибинних марок, реперів і маяків на тріщинах будівельних конструкцій;
• контроль за виконанням заходів щодо боротьби з інфільтрацією поверхневих, промислових і господарсько-побутових вод у ґрунт, заборона скидання в ґрунт хімічно агресивних промислових і побутових вод;
• контроль (і обмеження) за вибуховими роботами і джерелами вібрації

 

6. Інженерний захист територій та об’єктів.

При визначенні заходів боротьби з  суфозією необхідно перш за все припинити  рух води через масив гірської породи. Для цього застосовується тампонаж порід твердіючими розчинами, улаштовуються дренажі, протифільтраційні завіси Піскування свердловин (рос. пескование скважин; англ. sanding-up (suffosion) of wells; нім. Sondensandbehandlung f) – винесення піску із продуктивного пласта у свердловину або суфозія. П.с. зумовлюється дією фільтраційного потоку на продуктивний пласт, внаслідок якої окремі частинки (піщинки) видаляються із привибійної зони i змінюється структура гірської породи.

При малих швидкостях фільтрації сили зчеплення між частинками переважають  сили гідродинамічного тиску i суфозії не спостерігається. Із збільшенням швидкостей фільтрації сили гідродинамічного тиску руйнують структурні зв’язки між частинками. Швидкості, при яких починається руйнування структурних зв’язків гірської породи i, як результат, суфозія, називають критичними, критично суфозійними. На суфозійні процеси впливають розмір частинок, ступінь неоднорідності піску, його обкатаності, зцементованості піщинок та кольматації присвердловинної зони пласта, характер освоєння свердловини i т.д. Винесення піску істотно зростає при дестабілізації режиму фільтрації, а з часом, при усталенні режиму, різко зменшується (іноді зовсім припиняється). При усталеному режимі фільтрації біля пор пласта чи отворів фільтра формується аркова структура, тобто у привибійній зоні формується природний фільтр, i сили зчеплення між частинками i перепаду тиску компенсуються.

При зміні режиму фільтрації змінюється витрата рідини через аркову структуру, що призводить до її переформування. Переформування арки відбувається після її повного обвалення i винесення обваленої породи у свердловину, що i призводить до інтенсифікації П.с. Нова арка формується на відстані від отворів пор гірської породи або фільтра, що відповідає новим величинам витрати рідини через арку i перепаду тиску.

При ламінарному режимі руху можливе  формування стійких аркових  структур, а значить, припинення.

П.с. У випадку турбулентної фільтрації аркові структури під дією пульсацій  швидкостей i тиску не утворюються  або щораз руйнуються, що призводить до суфозії, яка не припиняється. Оскільки внаслідок кольматації пористість гірської породи зменшується, то кольматація зумовлює збільшення швидкості руху рідини, виникнення ранньої турбулізації потоку i, як результат, інтенсифікацію суфозії.

При неможливості припинення винесення піску суфозія призводить до незворотних явищ, що пов’язані зі зниженням експлуатаційної характеристики (міцності стінок, продуктивності) свердловини. В ході експлуатації об’єм винесеної породи із пласта збільшується i зростає об’єм каверн, що утворюються у присвердловинній зоні. Із збільшенням об’єму каверн їх стійкість знижується i за певних умов відбувається обвалення стінок. При обваленні каверни менш проникні чи глинисті породи із вищезалеглих інтервалів частково перекривають фільтрову зону. Процес П.с. при цьому не припиняється, а інтенсифікується, що може призвести уже до обвалення глинистої покрівлі продуктивного пласта, зім’яття експлуатаційної колони чи втрати продуктивності свердловини. Характерно, що ремонту такі свердловини не підлягають i їх необхідно перебурювати.

Існують гідродинамічний i механічний методи запобігання суфозії. Гідродинамічний  метод можна застосувати за умови  відносної стійкості гірських порід. Суть його полягає у створенні  ощадливого режиму експлуатації свердловини, при якому П.с. не спостерігається, тобто у зменшенні дебіту до певного допустимого рівня, коли зменшуються швидкість фільтрації, депресія тиску i, як наслідок, напруга в породі. Але в умовах слабкозцементованих порід експлуатація свердловин за таких режимів часто виявляється економічно нерентабельною.

Механічний метод полягає у  створенні на шляху міграції частинок різних перешкод. Сюди відносяться  способи кріплення порід у  привибійній зоні та застосування фільтрів. За першим способом здійснюють запомповування у привибійну зону цементуючих (склеюючих) матеріалів (цементний розчин, смоли), які зміцнюють структурні зв’язки між частинками. Недолік цього способу – істотне зменшення проникності порід у привибійній зоні внаслідок часткового заповнення пор цементуючим матеріалом. У розвиток цього способу запропоновано спосіб, який полягає у створенні каверни, а відтак її заповненні матеріалом з підвищеною проникністю i наступному його кріпленні смолами.

Суть способу застосування фільтрів полягає в затримуванні частинок піску продуктивного пласта біля отворів фільтра. За конструкцією i технологією виготовлення розрізняють трубні i гравійні фільтри. Трубні фільтри опускають у свердловину на обсадних трубах або за допомогою насосно-компресорних труб. Їх підрозділяють на прості (розміри отворів 1,5–20 мм або щілин 0,4–0,5 мм на трубі), складні, що утворені із простих намотуванням дроту (дротяні), встановленням кнопок (кнопкові) i кілець (кільцеві), а також металокерамічні, які виготовлені із спресованого порошку спіканням у середовищі водню при 1200 °C та ін. Фільтри встановлюють i для підтримування стійкості порід привибійної зони при кріпленні їх цементуючим матеріалом. Гравійні фільтри являють собою шар гравію між продуктивним пластом i каркасом фільтра або між зовнішнім i внутрішнім каркасами фільтра. Гравійні фільтри можуть бути створені або на поверхні перед опусканням фільтрової колони у свердловину, або у свердловині після встановлення каркаса фільтра.

 

 

7. Існуючі приклади.

 

Взаємодія суффозіонних процесів з об'єктами промислового і цивільного будівництва нерідко призводить до серйозного збитку і навіть до катастрофічних наслідків. Так, утворився в 1983 р. в м. Кургані суфозійний зсув , спровокований витоками з водогінних комунікацій , викликав руйнування житлового будинку та загибель людей.

 
У 1986 р. в одному з передмість м. Бразиліа масове провалоутворення , обумовлене такої небезпечної різновидом суффозии , як підземна ерозія , призвело до руйнування більше 50 житлових будинків і собачого розплідника.

 
У східних штатах США пов'язана  з карстом суффозія , викликана  експлуатацією підземних вод  і супроводжується утворенням провалів , починаючи з 1940 - х рр. . постійно руйнує житлові та промислові будівлі , об'єкти інфраструктури. Тільки в 1980 р. збиток від руйнування товарного складу в м. Россвілл (штат Джорджія ) склав 1,4 млн. дол.

 
Більше 100 будівель в одному з житлових районів Єревана випробували  в 1970-х рр. . деформації в результаті хімічної суффозии , причому деякі  з них прийшли в аварійний  стан і були знесені.

 

8. Висновки.

Незважаючи  на наведені вище та інші відомі факти, є всі підстави вважати, що основний збиток, обумовлений суфозія , пов'язаний не стільки з великими аваріями і  катастрофами, скільки з практично  постійними або періодично повторюваними дрібномасштабними негативними впливами техногенних суфозійних процесів на об'єкти, наприклад з руйнуванням асфальтових покриттів.

 
Необхідно також відзначити одне парадоксальне  обставина: суфозія нерідко являє  собою побічний результат застосування заходів щодо захисту від інших екзогенних геологічних процесів. Природно, при цьому знижується ефективність інженерного захисту і виникають нові непередбачені проблеми.

 

На жаль, досить часто зустрічаються супроводжуваний  провалоутворення суфозійний винос порід в пошкоджені протизсувні дренажні штольні і підземна ерозія, яка активно розвивається на контакті порід з конструктивними елементами берегозахисних споруд і яка веде до їх руйнування . Відзначається також утворення суфозійних порожнин і провалів при замочуванні лесових порід , використовуваному як протипросадочного заходи , і формування стійких суфозійних каналів в цементному камені, що запровнює карстові порожнини.

 

9. Список використаної літератури

 

1. ДБН В.1.1-24-2009 «Захист від небезпечних геологічних процесів, шкідливих експлуатаційних впливів, від пожежі. Захист від небезпечних геологічних процесів. Основні положення проектування»;

 

2. http://uk.wikipedia.org/wiki/Суфозія;

 

3. http://znaimo.com.ua/Суфозія;

 

4. http://wiki.kspu.kr.ua/index.php/Суфозія;

 

5. http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-4/224.htm;

 

6. http://sprosigeologa.ru/inzhenernye-izyskaniya/suffoziya/;

 

7. http://5ballov.qip.ru/referats/preview/40699/?referat-yavlenie-suffozii-i-karsta;