Проект инженерно-геологических изысканий для застройки второй очереди МКР "Каштак"

установившийся

Под серединой здания

Под краем здания

Необходимые для расчетов параметры:

( 5)

где л_Т, л_М - коэффициенты теплопроводности соответственно талого и мерзлого грунта, ккал/м•ч•град; R₀ - термическое сопротивление пола здания, м²•ч•град/ккал; B - ширина здания, м; t₀ ,t_П - температуры соответственно грунта на глубине 10 м и воздуха внутри помещения, ?С; ф - время от начала эксплуатации здания или сооружения, ч; q - теплота таяния мерзлого грунта, ккал/м³;

 (6)

где с - удельная теплота плавления льда, равная 80 000 ккал/т; W_C, W_H -соответственно суммарная влажность и весовое содержание незамершей воды, доли единицы; г_М - объемный вес скелета мерзлого грунта , т/м³.

Расчет чаши оттаивания под серединой здания

для ф=10 лет = 87600 ч.

При L/B=58,5/25>2, k_I=1,

По номограмме определяем коэффициенты о_с=0,87, k_c=0,13

тогда

Для ф=60 лет = 525600 ч.

При L/B=58,5/25>2, k_I=1,

По номограмме определяем коэффициенты о_с=1,4, k_c=0,15

тогда

Расчет чаши оттаивания под краем здания

для ф=10 лет = 87600 ч.

При L/B=58,5/25>2, k_I=1,

По номограмме определяем коэффициенты о_к=0,31, k_к=0,17

тогда

Для ф=60 лет = 525600 ч.

При L/B=58,5/25>2, k_I=1,

По номограмме определяем коэффициенты о_к=0,76, k_к=0,2

тогда

2.8.3 Расчет нормативной глубины сезонного промерзания

Нормативная глубина сезонного промерзания рассчитывается по формуле:

(7)

где (8)

t₂ и ф₂ - средняя температура воздуха за период отрицательных температур, ?С, берется со знаком «плюс» и продолжительность этого периода, ч; с - удельная теплота плавления льда, принимаемая равной 80000 ккал/т; t_н.з. - температура начала замерзания грунта, ?С со знаком «плюс», определяемая по данным изысканий; W_c - суммарная влажность грунта, д.ед.; W_н - весовое содержание незамерзшей воды в д.ед. определяется при температуре 0,5(t₂ - t_н.з); л_М - коэффициенты теплопроводности мерзлого грунта, ккал/м•ч•град; С_М - объемная теплоемкость мерзлого грунта, ккал/м³•град; г_м - объемный вес скелета мерзлого грунта, т/м³.

При использовании грунтов основания по принципу II расчетная глубина промерзания грунта Н_м у наружных стен здания

, (9)

где т_t^м - коэффициент теплового влияния зданий или сооружений, для массивных фундаментов мелкого заложения - 1,3; т_к^м- коэффициент теплового влияния здания или сооружения на глубину протаивания у фундаментов, принимаемый равным для зданий у наружных стен без черного покрытия - 1,0.

2.8.4 Предпостроечное протаивание грунтов

Площадь участка предпостроечного протаивания принимается по контуру здания или сооружения, расширенному в каждом направлении на половину толщины слоя предварительно оттаиваемого грунта. Между зданиями предпостроечное протаивание производится на глубину сезонного протаивания с учетом ее увеличения в результате застройки территории.

Для многолетнемерзлых грунтов рекомендуются:

1. Оттаивание паровыми иглами применяется при условиях: грунты с коэффициентом фильтрации к>0,01 м/сутки; расход пара 30-50 кг/м³ грунта.

2. Электролитическими нагревателями при условиях: грунты песчаные и глинистые.

3. Омическими нагревателями.

Количество точек установки игл на участке с площадью S, м²

, (10)

где L - шаг, принимаемый по таблице 2.5

Таблица 2.5

Глубина погружения игл Н, м	Шаг L, м
	Минимальный	Оптимальный	Максимальный
4	2,0	3,0	4,0
7	2,5	4,0	5,0
11	3,5	4,5	6,4
17	5,3	6,4	9,0
30	6,4	9,0	13,0

В нашем случае глубина погружения игл 11 м, шаг выбираем оптимальный, тогда L=4,5

Средняя производительность иглы по оттаиванию грунта, м³/сутки:

(11)

где k - коэффициент теплоотдачи воды, принимаемый для галечных и гравийных грунтов с песчаным заполнителем и для песка равным 0,48, а для тех же грунтов с супесчаным и суглинистым заполнителем равным 0,2; t - температура нагнетаемой воды, ?C; t_М - начальная температура мерзлого грунта (со знаком плюс), ?C; t_Т - заданная температура оттаявшего грунта, ?C; С_М, С_В, С_Т - объемные теплоемкости соответственно воды, мерзлого грунта и талого грунта, ккал/м³•град; с - удельная теплота плавления льда, равная 80 000 ккал/т; W_c - суммарная влажность грунта, д.ед.; г_м - объемный вес скелета мерзлого грунта, т/м³.

Количество дней для оттаивания грунта вокруг одной иглы

(12)

где б - коэффициент использования тепла воды, принимаемый равным 0,8 при температуре воды t>10 ?C и начальной температуре вечномерзлого грунта t_М>-2 ?C и равным 0,6 при t<10 ?C; t_М<-2 ?C.

.

Количество одновременно действующих игл на больших участках необходимо ограничивать в соответствии с производительностью насосной установки, ресурсами источника водоснабжения и мощностью источника тепла при искусственном нагревании воды так, чтобы через иглу вода поступала с заданным расходом.

ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ

3. Методика и объёмы проектируемых работ

Инженерно-геологические изыскания для жилой застройки второй очереди микрорайона «Каштак» будут выполняться на стадии проект с целью изучения геолого-литологического строения, геокриологических и гидрогеологических условий площадки, выявление неблагоприятных физико-геологических процессов и явлений.

Основными задачами инженерно-геологических изысканий являются:

- анализ ранее проведенных инженерно-геологических работ;

- планово-высотная привязка проектных выработок;

- проходка горных выработок;

- геофизические работы;

- полевые исследования;

- отбор проб и лабораторные работы;

- камеральные работы.

3.1 Техническое задание

Техническая характеристика проектируемых зданий:

1. Проектируемые здания - жилые дома, детский сад, школа, торгово-гостиничный комплекс.

2. Тип фундамента - плитный.

3. Глубина заложения фундамента - 3 м.

4. Высота зданий - 12, 10, 9, 7 и 5 этажей.

5. Максимальная нагрузка на фундамент - 850 Кн/м.

6. Материал - монолитный железобетон.

7. Уровень ответственности - II.

8. Степень сейсмичности - 6-7 баллов.

9. Стадия проектирования - проект.

3.2 Сбор и обработка материалов прошлых лет

Сбору и обработке подлежат материалы:

- инженерно-геологических изысканий прошлых лет, выполненных для обоснования проектирования и строительства объектов различного назначения - технические отчеты об инженерно-геологических изысканиях, сосредоточенные в государственных и ведомственных фондах и архивах;

- геолого-съемочных работ (в частности, геологические карты наиболее крупных масштабов, имеющиеся для данной территории), инженерно-геологического картирования, региональных исследований, режимных наблюдений и др.;

- научно-исследовательские работы и научно-техническая литература, в которой обобщаются данные о природных и техногенных условиях территории и их компонентах и (или) приводятся результаты новых разработок по методике и технологии выполнения инженерно-геологических изысканий.

При сборе и обработке материалов о криогенных процессах и образованиях следует особое внимание уделять установлению закономерностей их формирования в зависимости от процессоформирующих факторов (особенностей климатических, геокриологических условий, рельефа, состава, температуры грунтов и др.), активности процессов в естественных и нарушенных условиях, негативном воздействии процессов на здания и сооружения и экологию ландшафтов.

По результатам сбора, обработки и анализа материалов изысканий прошлых лет и других данных в программе изысканий и техническом отчете должна приводиться характеристика степени изученности инженерно-геологических условий исследуемой территории и оценка возможности использования этих материалов (с учетом срока их давности) для решения соответствующих задач.

Все имеющиеся материалы изысканий прошлых лет должны использоваться для отслеживания динамики изменения геокриологических условий под влиянием техногенных воздействий и динамики изменения климата.

3.3 Планово-высотная привязка проектируемых скважин

Для выполнения плановой и высотной привязки горных выработок планируется производить топографо-геодезические работы.

Для выполнения этих работ рекомендуется использовать замкнутый теодолитный ход, который представляет собой сомкнутый многоугольник (полигон). Высотная привязка скважин будет обеспечиваться нивелированием IV класса точности, которое планируется производить по тем же направлениям, что и теодолитные ходы. На данной территории планируется осуществить планово-высотную привязку 164 точки, из них: 48 скважин 116 геофизических точек.

3.4 Рекогносцировочное и маршрутное обследование территории

При полевых работах следует наметить маршруты, определить направления маршрутов в пределах границ инженерно-геокриологической съемки, целью которых будет являться рекогносцировочное обследование территории.

В процессе рекогносцировочного обследования территории следует осуществлять: 1. осмотр места изыскательских работ; 2. визуальную оценку рельефа; 3. описание геоботанических индикаторов геокриологических, гидрогеологических и экологических условий; 4. описание внешних проявлений геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов с оценкой их интенсивности, площади развития; 5. описание всех видов техногенных нарушений естественных ландшафтов и их влияния на геокриологические условия (глубину сезонного оттаивания и промерзания, активизацию криогенных процессов, последствий их активизации и др.).

Количество маршрутов, состав и объемы сопутствующих работ следует устанавливать в зависимости от детальности изысканий, их назначения и сложности инженерно-геокриологических условий исследуемой территории.

На исследуемой территории следует наметить профиля, по которым будут проходить маршруты: вдоль автомобильной дороги через 100 м. Итого 3,5 км маршрутных и рекогносцировочных исследований. [14]

Маршрутные наблюдения следует осуществлять по направлениям, ориентированным перпендикулярно к границам основных геоморфологических элементов и ландшафтных комплексов с разнородными геокриологическими условиями, контурам геологических структур и тел, простиранию пород, тектоническим нарушениям, а также вдоль элементов эрозионной и гидрографической сети, по намечаемым проложениям трасс линейных сооружений, участкам с проявлениями геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов и др.

По результатам маршрутных наблюдений следует наметить места размещения ключевых участков для проведения более детальных исследований, определения характеристик состава, состояния и свойств мерзлых, оттаивающих и промерзающих грунтов основных литогенетических типов, гидрогеологических параметров водоносных горизонтов и т.п. с выполнением комплекса горнопроходческих работ, геофизических, полевых и лабораторных исследований, а также стационарных наблюдений.

3.5 Буровые работы

Буровые работы необходимо производить в соответствии с требованиями норм СП 11-105-97 Часть 1:

Буровые работы под жилую застройку микрорайона «Каштак» проектируются с целью:

- установления или уточнения геологического разреза, выявления грунтовых и подземных вод и условия их залегания;

- изучения глубин сезонного оттаивания и промерзания, температурного режима, мощности мерзлых грунтов и характера их залегания, состава и криогенного строения, выявления и оконтуривания повторно-жильных и пластовых льдов, исследования геологических, инженерно-геологических, криогенных процессов и образований;

- определения глубины залегания уровня подземных вод;

- отбора образцов грунтов для определения их состава, состояния, криогенного строения и свойств, а также проб подземных вод для их химического анализа;

- проведения полевых исследований свойств мерзлых грунтов, определения гидрогеологических параметров водоносных горизонтов и зоны аэрации и производства геофизических исследований;

- выполнения стационарных наблюдений (локального мониторинга компонентов геологической среды).

Проходку скважин следует осуществлять либо переносными комплектами оборудования, либо буровыми установками на транспортных средствах, не нарушающими растительный покров. Выбор вида, глубины и назначения горных выработок, способов и разновидности бурения скважин при инженерно-геологических изысканиях следует производить исходя из целей и назначения выработок, с учетом особенностей геокриологических условий -- состава, льдистости, температуры и мощности многолетнемерзлых грунтов, намечаемой глубины изучения геологического разреза.

Для изучения инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой при наличии опасных геологических и инженерно-геологических процессов при необходимости следует располагать дополнительные выработки за пределами контура проектируемых зданий и сооружений, в том числе и на прилегающей территории.

Скважины проектируем располагать по осям проектируемых зданий и сооружений, в местах резкого изменения нагрузок на фундаменты, глубины их заложения, на границах различных геоморфологических элементов.

Бурение скважин будет производиться самоходными буровыми установками УРБ-2,5А, колонковым способом, «всухую» диаметром до 160 мм, укороченными до 0,3 м рейками. В процессе бурения скважин должно производиться порейсовое описание керна, фиксироваться границы распространения литологических разностей грунтов и производиться отбор образцов грунтов для лабораторных исследований. Особое внимание следует обратить на состояние грунта (талое или мерзлое), при вскрытии мерзлых грунтов описывать криогенную текстуру, количество, мощность и распространение ледяных включений. При вскрытии подземных вод фиксировать уровни их появления и установления, производить отбор проб для определения химического состава и агрессивных свойств к бетону и металлическим конструкциям.

Согласно таблице 8.1, 8.2 СП 11-105-97 Часть 1 [14] на площадке исследований должно быть всего пробурено 45 скважин, глубиной 15 м. Также планируется пробурить 3 термометрические скважины глубиной 10м. Из них:

II категории - 288 п. м.;

III категории - 235, 2 п. м.;

IV категории - 388, 8 п. м..

Скважины будут располагаться по оси зданий через 50 м.

В некоторых скважинах следует проводить замеры температуры многолетнемерзлых грунтов - термометрические скважины.

Все пробуренные скважины после окончания работ должны быть ликвидированы тампонажем глиной или цементно-песчаным раствором с целью исключения загрязнения природной среды и активизации геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов.

3.6 Геофизические работы

Геофизические исследования на участках размещения зданий и сооружений следует предусматривать для установления характеристик инженерно-геокриологических условий в пределах сферы взаимодействия проектируемых сооружений с многолетнемерзлыми грунтами оснований: уточнения показателей льдистости грунтов по площади и разрезу, глубины залегания коренных пород, их трещиноватости, изучения криогенных процессов, а также решения других задач (п. 5.7) СП 11-105-97 Часть 1 [14] и обоснованием в программе изысканий.

Геофизические работы планируется проводить с целью выявления и прослеживания зон вечномерзлых грунтов.

В связи с этим необходимо выполнить электроразведку. Электроразведку планируется проводить в двух модификациях: 1) вертикальные электрические зондирования (ВЭЗ), необходимые для изучения мерзлых грунтов по глубине; 2) электропрофилирование (ЭП), необходимое, для оконтуривания зоны распространения многолетнемерзлых грунтов. [15]

Сущность вертикального электрического зондирования заключается в исследовании зависимости между кажущимся сопротивлением и расстоянием от точки наблюдения поля до источника. Для выполнения ВЭЗ можно применять любую из установок, однако технически наиболее просто выполнять зондирование симметричной установкой АМNB. При зондировании такой установкой изучается зависимость кажущегося сопротивления от расстояния между питающими заземлениями.

Немаловажным для проведения детальных геофизических исследований является использование метода электрического профилирования. Профилирование предполагается осуществлять симметричной установкой АМNB. Установка для электрического профилирования состоит из питающей АВ и измерительной MN линий, источника питания и измерительного прибора.

ВЭЗ планируется осуществлять по схеме АМNB с размером питающей линии АВ до 150 м. Всего планируется пройти 3 профиля с шагом 100 м, и расстоянием между ними 50 м. Итого 58 точек.

Электропрофилирование будет выполняться по схеме АМNB с АВ до 150 м, планируется пройти 3 профиля с шагом 100 м, расстоянием между ними 50 м. Итого 58 точек.

Работы необходимо выполнять согласно «Инструкции применения электроразведки на постоянном токе при инженерно - геологических изысканиях. РСН - 43 - 74».

3.7 Отбор проб

В зависимости от свойств грунтов, характера их пространственной изменчивости, а также целевого назначения инженерно-геологических работ в программе изысканий рекомендуется устанавливать систему опробования соответствующим расчетом.

Для исследования строительной площадки под застройку необходимо опробовать 48 скважин, пробы будут отбираться нарушенного и ненарушенного сложения.

Разрез предоставлен 6 инженерно-геологическими элементами.

Пробы нарушенного сложения отбираются из буровых скважин и шурфов из расчета 1 проба на 2 метра, если инженерно-геологический элемент мощностью более 2 м, если менее 2 м, то пробы отбираются из каждой разновидности грунта. В данном случае инженерно-геологические элементы мощностью более 2 м.[14]

Тогда проектируем отбор проб нарушенного сложения, одна проба через два метра. Пробы ненарушенного сложения отбираем в количестве не менее шести на каждый ИГЭ.

На площади проектируется отобрать пробы:

- нарушенного сложения- 210 проб;

- ненарушенного сложения- 60 проб. Всего 270 проб.

3.8 Стационарные наблюдения

3.8.1 Метод полевого определения температуры

Полевые измерения температуры выполняются в целях:

- получения конкретных данных о температуре мерзлых, промерзающих и протаивающих грунтов для использования их в теплотехнических расчетах при проектировании;

- оценки и прогноза устойчивости территории основания;

- назначения глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений и определения их несущей способности;

- контроля и оценки изменений, происходящих в тепловом режиме грунтов в результате возведения и эксплуатации зданий и сооружений или осуществления различных инженерных мероприятий.

Измерения температуры грунтов должны выполняться в заранее подготовленных и выстоянных скважинах переносимыми или стационарными термоизмерительными комплектами, представляющими собой гирлянды электрических датчиков с соответствующей измерительной аппаратурой. В качестве электрических датчиков температуры грунтов следует применять чувствительные элементы промышленных медных термометров сопротивления с номиналом 100 Ом (например, ЭСМ-03 по ТУ 25. 02. 738. 71).

Монтаж гирлянды электрических датчиков температуры должен выполняться по схеме, однотипным (из одной бухты) многожильным медным проводом сечением 0,35-0,5 мм² с надежной изоляцией; места спаек должны быть электро- и гидроизолированы.

Разница в сопротивлениях соединительных проводов, измеренная на клеммах разъема, не должна превышать 0,01 Ом; сопротивление изоляции проводов, шунтирующее датчик, должно быть не менее 2 Мом.

В качестве измерительных приборов к электрическим датчикам следует применять специальные термометрические многопредельные неравновесные мосты или потенциометры постоянного тока, отградуированные в градусах Цельсия, при цене деления шкалы не более 0,1?С, либо лабораторные мосты сопротивлений класса точности 0,05-0,1% (МО-62, МО-64, Р-39 и т.п.), подключаемые к гирлянде через узел коммутации.

При инженерно-геокриологических исследованиях глубины измерения температуры в скважинах диаметром не более 160 мм следует принимать: в пределах первых 3 м - кратными 0,5 м; затем, до глубины 5 м - кратными 1 м; далее - на глубинах 7 и 10 м.

Измерения температуры грунтов следует производить в следующем порядке:

перед спуском термоизмерительной гирлянды в скважину проверяют рабочую глубину скважины, отсутствие в ней воды;

в скважину опускают гирлянду на заданную глубину, закрепляют во входном отверстии скважины пробкой и оставляют на время выдержки;

оценивают период выдержки;

по истечении периода выдержки гирлянды в скважине производят измерения и регистрацию температуры грунта, термометры извлекают по одному из скважины, не допуская попадания на термометр прямых солнечных лучей;

производят оценку значений температуры путем сопоставления их между собой или с данными предыдущих измерений. При наличии аномальных отклонений измерения следует повторить;

по окончании измерений переносную гирлянду извлекают из скважины, скважину закрывают пробкой, а короб крышкой.

Время выдержки гирлянды электрических датчиков составляет 1 час.

Температуру грунтов t_i на глубине d_i, измеряемую мостом электрических сопротивлений надлежит вычислять по формуле

(14)

где R_i - электрическое сопротивление, измеренное при положениях переключателя К₁, К₂,…, К_n, Ом;

R_о - номинал сопротивления электрического термометра, Ом, при температуре 0?С;

R_s= R_L+ R_o - суммарное сопротивление линии связи R_L и образцового резистора, определяемое в положении К_о переключателя, Ом;

б - температурный коэффициент сопротивления (для медного провода б=0,00426), 1/?С;

Д - индивидуальная поправка на «место нуля» электрического термометра, ?С.

По результатам измерений температуры грунтов следует составлять технический отчет, который должен включать:

- техническое задание и программу проведения термоизмерительных работ;

- примененную методику измерений;

- оценку инструментальных и дополнительных погрешностей;

- акты проверок измерительной аппаратуры;

- ситуационный план площадки с указанием плановой и высотной привязки скважин;

- сводную ведомость температуры грунтов;

- графические материалы;

- выводы о результатах термоизмерительных работ. [ГОСТ 25258-82 Метод полевого определения температуры]

В термометрических скважинах (3 скважины) используются для ведения стационарных наблюдений в период проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений. Наблюдения в скважинах за температурой пород должны проводиться в течение года. С октября по март замеры будут проводиться 1 раз в 10 дней, а с апреля по сентябрь - 1 раз в месяц. Итого будет проделано 72 замера.

3.8.2 Стационарные наблюдения за наледью

Для характеристики процесса необходимо измерять следующие параметры наледи: площадь (F), среднюю мощность (Н), средний слой нарастания (h_H) и средний слой оттаивания (h_r) льда на их поверхности.

Для периодического определения морфометрических характеристик наледи в пределах их устанавливаются размеченные рейки или ледомерные вехи. Наиболее целесообразно размещение ледомерных вех в углах прямоугольной сетки.

Более детальная характеристика динамики оттаивания льда по суточным и полусуточным интервалам времени может быть получена с помощью метода «индикаторных» площадок. Слой оттаивания льда с поверхности наледи в этом случае определяется нивелировкой у точек наблюдений, расположенных по прямоугольной сетке в квадрате небольших размеров. Всего должно быть не менее 30 точек измерения с тем, чтобы получить несмещенную оценку среднего слоя оттаивания между датами наблюдений. Площадку целесообразно выбирать в том месте наледи, где слои оттаивания льда близки к их средним значениям, определенным для всей наледи.

Рейки устанавливают осенью после исчезновения наледи и закрепляют в грунте с таким расчетом, чтобы ноль отсчета совпадал с поверхностью земли. Все рейки должны быть пронумерованы, размечены через 1 м и иметь длину, обеспечивающую измерение максимальной толщины льда в точке. Углы между направлениями на соседние вехи в каждой точке составляют 90?. Зимой рейки вмерзают в лед.

При производстве ледомерной съемки толщину наледи у каждой вехи измеряют с точностью до 1 см переносной рейкой от первой засечки до поверхности льда и воды, исключая высоту снежного покрова. Расстояние до границ распространения наледи измеряют от ближайшей крайней вехи с точностью до 0,5 м. У границ наледи в створе ледомерных вех измеряют мощность льда. Состояние поверхности наледи (трещины, бугры, промоины, проседания льда и т.п.) наносят на картограммы.

Ледомерные съемки проводятся в течение одного дня три раза в месяц: 10, 20 числа и в последний день месяца. В период интенсивного таяния (июнь, июль), а также в теплое время года съемки целесообразно проводить через 5 дней.

Наблюдения на «индикаторной» площадке целесообразно проводить ежедневно в 8 часов, а при необходимости оценить интенсивность стаивания льда по полусуточным интервалам - в 8 и 20 часов.

Максимальные размеры одной и той же наледи в конце каждой зимы различны. Для того, чтобы определить их средние многолетние значения необходимо наблюдать в течение ряда лет, число которых зависит от размаха колебаний объемов, площадей и мощностей наледи год от года. Необходимую продолжительность многолетнего ряда наблюдений за параметрам наледи со средней квадратической погрешностью их определения 5 и 10%. [8]

Также в летнее время необходимо организовать стационарные наблюдения за источниками, питающими наледь. Для этого следует организовать наблюдения за дебитом, температурой, а также произвести отбор пробы воды на полный химический анализ (объемом 5л (1л из которого законсервировать 3 мл концентрированной HCl)).

Согласно проекту работ, продолжительность наблюдений - один год, частота замеров дебита и температуры - один раз в декаду, отбор проб воды - один раз в квартал.

Согласно проекту работ замер дебита будет проведен - 36 раз, описание источника - 4 раза, замер температуры воды - 36 раз, отбор проб на полный химический анализ - 4 раза.

Согласно проекту и СанПиН объем проб составит на полный химический анализ (ЛИЦИМС и ИПТМ РАН) - 5+2=7л (6 пр.)

Дебит следует замерять переносной водосливной рамкой (до 9 л/с), которая изготовляется из листового железа толщиной 2 мм. Прямоугольный вырез размером 0,2 Х 0,2 м имеет острые края. Вдоль вертикальных ребер закреплены две металлические линейки, так что нуль шкалы совпадает с горизонтальным ребром выреза.

Замер температуры воды производится ртутным термометром ТМ-14, который имеет допустимую погрешность 0,5^оС.

3.9Лабораторные работы

Лабораторные исследования грунтов следует выполнять с целью: определения их состава, состояния, физических, механических, прочностных, деформационных свойств, определения их нормативных и расчетных характеристик; выявления степени однородности состава и свойств грунтов по площади и глубине; выделения инженерно-геологических элементов, прогноза состояния и свойств грунтов в процессе строительства и эксплуатации объектов.[14]

Планируется выполнить комплекс лабораторных работ. Виды лабораторных работ и их объемы приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Виды и объемы лабораторных работ

№ п/п	Виды работ	Объем работ
Песчаные грунты
1	Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу и компрессионными испытаниями до 0,6 МПа	30
Глинистые грунты
2	Полный комплекс физико-механических свойств грунта с определением сопротивления грунта срезу под нагрузкой до 0,6 МПа	30
3	Сокращенный химический анализ воды	6
4	Определение химического анализа водной вытяжки	6

3.10 Камеральные работы и написание отчета

Камеральную обработку полученных материалов необходимо осуществлять в процессе производства полевых работ (текущую, предварительную) и после их завершения и выполнения лабораторных исследований (окончательная камеральная обработка и составление технического отчета или заключения о результатах инженерно-геологических изысканий). Текущую обработку материалов необходимо производить с целью обеспечения контроля за полнотой и качеством инженерно-геологических работ и своевременной корректировки программы изысканий в зависимости от полученных промежуточных результатов изыскательских работ.

В процессе текущей обработки материалов изысканий осуществляется систематизация записей маршрутных наблюдений, просмотр и проверка описаний горных выработок, разрезов естественных и искусственных обнажений, составление графиков обработки полевых исследований мерзлых грунтов, каталогов и ведомостей горных выработок, образцов грунтов и проб воды для лабораторных исследований, увязка между собой результатов отдельных видов инженерно-геологических работ (геофизических, горных, полевых исследований грунтов и др.), составление колонок (описаний) горных выработок, предварительных инженерно-геокриологических разрезов, карты фактического материала, предварительных ландшафтных, инженерно-геокриологических и геокриологических карт и пояснительных записок к ним с результатами геокриологического прогноза.

При окончательной камеральной обработке производится уточнение и доработка представленных предварительных материалов (в основном по результатам лабораторных исследований грунтов и проб подземных и поверхностных вод), оформление текстовых и графических приложений и составление текста технического отчета о результатах инженерно-геологических изысканий, содержащего все необходимые сведения и данные об изучении, оценке и прогнозе возможных изменений инженерно-геологических условий.

Прогноз возможных изменений инженерно-геокриологических и гидрогеологических условий в соответствии с техническим заданием заказчика при изысканиях для разработки проектной документации следует осуществлять, как правило, в форме количественного геокриологического прогноза с установлением числовых значений прогнозируемых характеристик температуры и свойств многолетнемерзлых, оттаивающих, промерзающих грунтов, закономерностей возникновения и интенсивности развития геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов в пространстве и во времени в контурах проектируемых зданий и сооружений и на сопредельных территориях. Прогноз осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04-88. При необходимости геокриологический прогноз выполняется для нескольких вариантов возможного размещения проектируемых сооружений в целях выбора наиболее оптимального при назначении одного из принципов строительства.

Количественный прогноз возможных изменений геокриологических условий площадки (трассы) изысканий следует осуществлять на основе полученных при изысканиях результатов изучения состава, температуры и свойств мерзлых грунтов лабораторными и полевыми методами, данными стационарных наблюдений за динамикой высоты снежного покрова в естественных и нарушенных условиях (и его свойств) и развитием опасных криогенных процессов с использованием аналитических (расчетных) методов и, при необходимости, методов физического моделирования.

Состав и содержание технического отчета (заключения) о результатах инженерно-геологических изысканий для разработки проектной документации должны содержать следующие разделы и сведения:

1. Введение -- основание для производства работ, задачи инженерно-геологических изысканий, местоположение района (площадок, трасс, их вариантов) инженерных изысканий, данные о проектируемом объекте, виды и объемы выполненных работ, сроки их проведения, методы производства отдельных видов работ, состав исполнителей, отступление от программы и их обоснование и др.

2. Изученность инженерно-геокриологических условий -- характер, назначение и границы участков ранее выполненных инженерных изысканий и исследований, наименование организаций-исполнителей, период производства и основные результаты работ, возможности их использования для установления инженерно-геокриологических условий.

3. Физико-географические и техногенные условия -- климат, рельеф, геоморфология, растительность, почвы, гидрография, сведения о хозяйственном освоении и использовании территории, техногенных (тепловых) нагрузках, опыт местного строительства, включая состояние и эффективность инженерной защиты, характер и причины деформаций оснований зданий и сооружений (если они имеются и установлены), построенных с применением одного из принципов использования мерзлых грунтов в качестве оснований.

4. Геологическое строение -- стратиграфо-генетические комплексы, условия залегания грунтов, литологическая и петрографическая характеристики выделенных слоев грунтов по генетическим типам, тектоническое строение и неотектоника.

5. Геокриологические условия -- распространение, особенности формирования, условия залегания и мощность многолетнемерзлых грунтов; среднегодовая температура многолетнемерзлых и талых грунтов и глубина нулевых годовых колебаний температуры; криогенное строение и криогенные текстуры грунтов в плане и по глубине; разновидности грунтов по степени льдистости, засоленности и типу засоления, температурно-прочностному состоянию, пучинистости; наличие, условия залегания, морфометрические характеристики залежей подземного льда и их генетические типы; распространение, характер проявления и генезис таликов, охлажденных грунтов и таликовых зон; глубина сезонного оттаивания и промерзания грунтов, ее динамика во времени в зависимости от изменений поверхностных условий и колебаний климата; нормативная и расчетная глубина сезонного оттаивания и промерзания; состав, состояние и криогенное строение грунтов сезонноталого и сезонномерзлого слоев.

6. Гидрогеологические условия -- характеристика в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой вскрытых выработками водоносных горизонтов, влияющих на условия строительства и (или) эксплуатацию предприятий, зданий и сооружений: положение уровня подземных вод, распространение, температура, условия залегания, источники питания, химический состав подземных вод, их приуроченность к таликам разного генезиса и размеров.

7. Свойства грунтов -- характеристика состава, состояния, физических, механических и химических свойств выделенных типов (слоев) мерзлых грунтов и их пространственной изменчивости, в том числе: нормативные и расчетные характеристики физических, теплофизических, химических (включая значения засоленности, коррозионной агрессивности, температуры начала замерзания), деформационных и прочностных свойств мерзлых и оттаивающих грунтов (многолетнемерзлых, сезонномерзлых и сезонноталых) и подземных льдов.

8. Геологические, инженерно-геологические и криогенные процессы -- наличие, распространение, интенсивность развития и контуры проявления геологических, инженерно-геологических и криогенных процессов (морозное пучение грунтов, термоэрозия, термоабразия, солифлюкция, термокарст, наледеобразование, курумообразование, морозобойное растрескивание, карст, склоновые процессы, сели, переработка берегов рек, озер, морей и водохранилищ, подтопление, подрабатываемые территории, сейсмические районы); количественная характеристика степени пораженности территории и глубины их развития; типизация и приуроченность процессов к определенным формам рельефа, геоморфологическим элементам, типам грунтов, геокриологическим и гидрогеологическим условиям, видам и зонам техногенного воздействия; особенности развития каждого из процессов, причины, факторы и условия развития процессов; состояние и эффективность существующих сооружений инженерной защиты.

9. Инженерно-геокриологическое районирование территории с обоснованием и характеристикой выделенных на инженерно-геокриологической карте таксонов (районов, подрайонов, участков и т.п.); сопоставительная оценка вариантов площадок и трасс по степени благоприятности для строительного освоения с учетом прогноза изменения геологической среды в процессе строительства и эксплуатации объектов; рекомендации по выбору принципа использования грунтов оснований, инженерной защите, подготовке и возможному использованию территории.

10. Прогноз изменения инженерно-геокриологических условий -- прогноз развития криогенных процессов во времени и пространстве, а также геотемпературного поля в массиве грунтов оснований в сфере теплового и механического взаимодействия проектируемого объекта и сопредельной ему территории; оценка опасности и риска от криогенных процессов.

11. Заключение -- краткие результаты выполненных инженерно-геологических изысканий и рекомендации для принятия проектных решений, по проведению дальнейших инженерных изысканий и необходимости выполнения специальных работ и исследований.

12. Список использованных материалов -- перечень фондовых и опубликованных материалов, использованных при составлении технического отчета (заключения).

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4. Охрана труда

4.1 Техника безопасности

При производстве работ должна быть организованна служба охраны труда.

Прием на работу лиц, не достигших 16 лет, запрещен.

К руководству инженерно-геологическими подразделениями допускаются только лица, имеющие соответствующее техническое образование.

Проверка знаний правил техники безопасности инженерно-технического персонала проводится в соответствии с утвержденными министерствами и ведомствами положениями о порядке проверки знаний правил, норм и инструкций по технике безопасности руководителями и инженерно-техническими работниками не реже одного раза в три года [4].

Инженерно-технические работники полевых партий и отрядов должны быть проверены в плане знаний техники безопасности перед выездом на полевые работы. Продолжительность инструктажа по технике безопасности устанавливается главным инженером организации, в зависимости от характера работы и должна быть не менее: для ранее не работавших - два дня, для ранее работавших - один день.

Повторный инструктаж по технике безопасности всех рабочих должен проводится не реже одного раза в полгода.

Каждому работнику под личную подпись должны быть выданы администрацией инструкции по охране труда. К самостоятельной работе рабочий допускается только после сдачи экзаменов. Периодическая проверка знаний по технике безопасности рабочих проводится не реже одного раза в год.

4.1.1 Общие требования к технике безопасности

Порядок приема на работу

При проведении геолого-съемочных, геолого-поисковых и геофизических работ в населенных, горно-таежных, высокогорных, пустынных районах, а также при производстве буровых, горно-разведочных, гидрогеологических, инженерно- геологических и работ связанных с применением радиоактивных веществ, запрещается прием на работу лиц моложе 18 лет [1].

Работники должны проходить обязательные предварительные при поступлении на работу и периодические медицинские осмотры, в порядке, установленном Министерством здравоохранения, с учетом профиля и условий их работы.

Все работники, направляемые на полевые работы, подлежат обязательным предохранительным прививкам.

Обучение и инструктаж

Необходимо не допускать к работе лиц, не имеющих прав на ведение работ и необходимого навыка. Допуск к работе получают лица прошедшие инструктаж: по технике безопасности и сдавшие экзамен по профилю их работ. Проверка знаний правил безопасности персоналом производится не реже 1 раза в 3 года, а работниками полевых партии и отрядов ежегодно перед выездом на полевые работы. Все обученные по профессии рабочие, как вновь принятые, так и переведенные на другую работу должны пройти инструктаж по технике безопасности (вводный и на рабочем месте). Еженедельно необходимо проводить дни техники безопасности в каждой буровой и горно-проходческой бригадах, а также в гидрогеологическом отряде. Подготовку и проведение дней техники безопасности надо осуществлять по перечню вопросов, подлежащих обязательной проверке и обсуждению, утвержденному главным инженером (начальником) экспедиции для каждого вида работ.

4.2 Общие правила

Для проведения работ планируется выезд на полевые работы, при этом все работники должны пройти медицинскую комиссию и проверку знаний по технике безопасности. Работники полевого отряда до начала полевых работ кроме получения инструктажа по ТБ должны быть обучены приемам связанных со спецификой работ и оказания первой медицинской помощи. Перед выездом на полевые работы комиссия проверяет работников полевого отряда на знание техники безопасности, где особое внимание обращается на спецодежду и средства индивидуальной защиты (рукавицы, защитные очки, респираторы). Перед проведением инженерно геологических исследований главному инженеру разреза предоставляется график проведения работ, а все сотрудники отряда знакомятся с графиком проведения взрывных работ и проходят первичный инструктаж у инженера по технике безопасности.

При проведении полевых работ особую опасность будут представлять такие факторы как высокогорье и буровые работы.

4.3 Общие положения при буровых работах

Прокладка подъездных путей, сооружение буровой установки, размещение оборудования, устройства освещения должны производиться по правилам, утвержденным руководством предприятия.

Проекты должны разрабатываться в соответствии с техническими требованиями и эксплуатации оборудования.

Буровая установка должна быть обеспечена механизмами и приспособлениями, повышающими безопасность работ, в соответствии с нормативами, утвержденными министерством геологии.

Все рабочие, занятые на буровых установках, должны работать в защитных костюмах.

4.4 Строительно-монтажные работы

Строительно-монтажные работы должны производиться под руководством ответственного лица.

К верхолазным работам, при монтаже демонтаже и обслуживании вышек (мачт), допускаются рабочие буровых бригад и вышкомонтажники, годные по состоянию здоровья к работе на высоте и прошедшие обучение по безопасному ведению работ.

Расстояние от буровой установки до жилых и производственных помещений, охранных зон железных и шоссейных дорог, инженерных коммуникаций, ЛЭП должно быть не менее высоты вышки (мачты) плюс 10 м, а до магистральных нефте- и газо - трубопроводов - не менее 50 м.

При бурении скважин в населенных пунктах и на территории промышленных предприятий допускается монтаж буровых установок по согласованию с местными органами. Госпроматомнадзора и пожарной инспекции на меньшем расстоянии при условии проведения необходимых дополнительных мероприятий, обеспечивающих безопасность работ, мер пожарной безопасности, а также мер, обеспечивающих безопасность населения (установка дополнительных растяжек, оград, сигнального освещения).

4.5 Устройство буровых установок

Буровые геологоразведочные установки на твердые полезные ископаемые и установки дня бурения гидрогеологических скважин должны соответствовать требованиям ГОСТ 12.2.108-85.

Буровые вышки (мачты) должны крепиться растяжками из стальных канатов. Число, диаметр и места крепления растяжек должны соответствовать техничкой документации, запрещается: крепление двух растяжек к одному якорю, установка растяжек из сращенного каната.

Пальцы, свечеукладчик и свечеприемная дуга должны быть застрахованы от падения при их поломке, и не мешать движению талевого блока и элеватора.

Механическое колонковое бурение, запрещается: оставлять свечи не заведенными за палец вышки (мачты); поднимать бурильные, колонковые и обсадные трубы с приемного моста и спускать их на него при скорости движения элеватора, превышающей 1,5 м/с.

При бурении горизонтальных скважин ведущая труба должна быть ограждена на всю длину.

Очистка бурильных труб от глинистого раствора должна производиться при подъеме специальными приспособлениями.

Разница в длине свечей бурильных труб допускается не более 0,5 м, при этом свечи минимальной длины должны выступать над уровнем пола рабочей площадки (полатей) не менее чем на 1,2 м, а свечи максимальной длины - не более 1,7 м.

Прикрепление механических патронов шпинделя должно производиться после полной остановки шпинделя.

Все операции по свинчиванию и развенчиванию сальника, бурильных труб должны выполняться со специальной площадки.

При диаметре стальных бурильных труб 63.5 мм и более для их перемещения от устья скважины к подсвечнику и обратно, а также для подтягивания труб за палец вышки при расстоянии от верхней площадки до оси буровой вышки более 0,7 м должны использоваться специальные крючки. Крючки, находящиеся на верхней площадке, должны быть привязаны.

Свинчивание и развенчивание породоразрушающего инструмента и извлечение керна из подвешенной колонковой трубы должны выполняться с соблюдением следующих условий: труба удерживается на весу тормозом, подвеска трубы допускается только на вертлюге-пробке, кольцевом элеваторе или полуавтоматическом элеваторе при закрытом и зафиксированном защелкой затворе.

Запрещается при извлечении керна из колонковой трубы: поддерживать руками снизу колонковую трубу, находящуюся в подвешенном состоянии; промерять рукой положение керна в подвешенной колонковой трубе; извлекать керн встряхиванием.

Запрещается в процессе спуско-подъемных операций: закрепление наголовников во время спуска элеватора; при случайных остановках бурового снаряда в скважине поправлять, снимать и надевать элеватор и наголовник до установки снаряда на подкладную вилку или шарнирный хомут.

При свинчивании и развенчивании бурильных труб с помощью труборазворота управлять им разрешается только помощнику машиниста. Кнопка управления труборазворотом должна быть расположена таким образом, чтобы была исключена возможность одновременной работы с вилками и кнопкой управления.

Запрещается при работе с труборазворотом: держать руками вращающуюся свечу; вставлять вилки в прорези замка бурильной трубы или вынимать их до полной остановки водила; пользоваться ведущими вилками с удлиненными рукоятками и с разработанными зевами, превышающими размеры прорезей в замковых и ниппельных соединениях более чем на 2,5 мм; применять дополнительно трубные ключи для открепления сильно затянутых резьбовых соединений; стоять в направлении вращения водила в начальный момент открепления резьбового соединения; производить включение труборазворота, если подкладная вилка установлена на центратор наклонно, а хвостовая часть вилки не вошла в углубление между выступами крышки.

При работе с трубодержателем для бурения со съемным керноприемником необходимо:

а) использовать для зажима бурильных труб плашки, соответствующие диаметру труб;

б) осуществлять зажим колонны труб только после полной ее остановки;

в) движение бурильной колонны производить только при открытом трубодержателе;

г) снимать обойму с плашками перед подъемом из скважины колонкового снаряда и перед началом бурения.

Запрещается удерживать педаль трубодержателя ногой и находиться в непосредственной близости от устья скважины при движении бурильной колонны.

Бурение с продувкой сжатым воздухом и применением газожидкостных смесей

Оборудование устья скважины должно исключать возможность проникновения в рабочую зону буровой установки запыленного воздуха, аэрированной жидкости и газожидкостной смеси (пены).

При бурении скважин с применением пены циркуляционная система должна быть замкнутой. Выходящая из скважины пена должна разрушаться в специальном устройстве (пеноразрушителей).

Монтаж и эксплуатация компрессорных установок и воздухопроводов должны производиться в соответствии с требованиями действующих правил безопасности компрессорных установок и сосудов, работающих пои давлением.

Компрессорно-дожимные устройства (КДУ) должны впрессовываться перед пуском в эксплуатацию и после ремонта.

На воздухопроводе в пределах буровой установки должны быть манометр, показывающий давление воздуха, вентиль, регулирующий подачу воздуха в скважину, и предохранительный клапан с, отводом воздуха в безопасную сторону.

Манометр должен устанавливаться в местах, удобных для наблюдения.

При бурении скважин с применением пены колонка бурильных труб должна оснащаться обратными клапанами, которые должны легко отличаться по внешнему виду от муфт и замковых соединений.

До отвинчивания обратного клапана во время проведения спускоподъемных операций необходимо с помощью специального приспособления снять давление в колонне.