Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

673

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
06.12.2022
Размер:
4.04 Mб
Скачать

макропоры диаметром 1–2 мм и светлые карбонатные вкрапления, вскипающие от воздействия соляной кислоты.

Контрольные вопросы

1.Как поводится маршрутная геологическая съемка?

2.Какой графический материал геодезических исследований необходим для проведения геологической съемки?

3.Как осуществляется изучение рельефа при геологической съемке?

4.Как изучается геологическое строение элементов рельефа?

5.В каких точках территории изучались скальные грунты?

6.Какое значение для характеристики прочностных свойств скальных грунтов имеет их трещиноватость?

7.Как определяют модуль трещиноватости скальных грунтов? Как поменялся модуль трещиноватости для глинистых сланцев территории практики?

8.Как изучаются дисперсные грунты на практике?

9.Как в поле различаются пески, супеси, суглинки и глины?

10.Как в поле определяется консистенция грунтов: твердая, пластичная, текучая?

5. ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ РАЙОНА

5.1. Изучение подземных вод

При изучении подземных вод следует ознакомиться с условиями залегания их в горных породах, определить глубину залегания и их качество (температуру, запах, цвет, прозрачность).

Трещинные подземные воды изучаются в процессе маршрутной съемки по левому берегу выше устья р. Шебанихи.

Впроцессе маршрута замеряется расстояние источника подземных вод от устья р. Шебанихи. Место источника, его номер отмечается на топографической основе.

Вдневнике дается описание горных пород, из которых выходят воды, вид источника (сосредоточенный, мочажина), характер отложений из воды источника: охристые бурые гидроокислы железа, известковые пористые туфы.

21

Следует определить примерный расход (дебит) источника (количество воды, выдаваемой источником в единицу времени, л/сут или м3/сут). Для этого следует организовать сосредоточенный выход воды (в виде желоба или трубы) и мерным сосудом (ведром) определить объем воды, выдаваемый источником за период 10–30 мин. Полученные данные рассчитать за сутки.

Грунтовые воды на пойме левого берега изучаются в колодце, пройденном в 50 м слева от бетонной лестницы, и по опытным скважинам.

В колодце определяется глубина залегания подземных вод, отбираются пробы воды и определяется качество по органолептическим показателям.

На правом берегу р. Ини изучается верховодка на заболоченном участке высокой поймы (напротив устья р. Крутихи) и грунтовые воды в понижениях бывших стариц.

5.2. Определение коэффициента фильтрации грунтов

Изучение фильтрационных свойств грунтов в зоне аэрации производится по методу фильтрации из шурфа прибором Н.С. Нестерова. В дно шурфа вдавливаются два стальных кольца на глубину, соответствующую нижним круговым рискам, нанесенным на кольцах. Диаметр внешнего кольца – 0,50 м, внутреннего – 0,25 м. Грунт в кольцах покрывается слоем мелкого щебня мощностью 2–3 см.

В кольца осторожно наливается вода. В течение опыта она поддерживается на постоянном уровне, соответствующем верхним рискам на кольцах.

На верхний ободок большого кольца горизонтально устанавливается регулируемый по отвесу штатив, который надежно закрепляется гайками.

На штатив устанавливаются два бачка (рис. 3), заполненных водой (один над внутренним кольцом, второй над внешним), с таким расчетом, чтобы концы воздушных трубок были расположены по уровню воды в кольцах, а водоспускных (с краником) – на 2–3 см ниже уровня воды. Краники на трубках и пробка на бачках при установке закрыты.

22

Рис. 3. Определение коэффициента фильтрации

Открывают водоспускные трубки. Пока уровень воды выше воздушных трубок, вода из бачка вытекать не будет.

Как только уровень воды в кольцах будет ниже концов воздушных трубок, воздух поступит в бачок, вытеснит соответствующее количество воды из водопропускных трубок. Таким образом,

осуществляется автоматическая подача воды из бачков в кольца. В момент открытия водопропускных трубок в журнале запи-

сывается время начала опыта и уровень воды в бачках. Расход воды внутреннего кольца регистрируют по водомерной шкале через интервалы времени (5–10 мин). Уровень воды в большем кольце постоянно поддерживается. Когда вода в бачке над внутренним кольцом израсходуется, выпускной кран следует закрыть, долить воду в бачок или на его место поставить запасной бачок с водой.

Опыт производить до стабилизации расхода воды в единицу времени, при этом показания по пяти замерам в течение 2 ч не должны отличаться от средней величины расхода более чем на 10 %. Результаты опыта занести в табл. 3.

Таблица 3

Ведомость результатов инфильтрации воды из малого кольца

Дата опыта____________

Район опыта______________________

 

 

 

 

 

 

 

 

Интервал

Количество

 

 

 

 

времени

Фильтрационный

Время замера

воды, вылив-

между

расход воды

 

 

шееся в интер-

 

 

замерами

 

 

 

 

вале между

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

замерами

 

 

ч

мин

мин

л/мин

м3/сут

 

После окончания опыта определяется установившийся расход воды Q из внутреннего кольца с поперечным сечением S =

23

= 0,25πR2, затем рассчитывается коэффициент фильтрации грунта Кф = QS м/сут.

5.3. Проведение опытных откачек вод из куста скважин

Опытные откачки проводятся для определения дебита скважин, расчета коэффициента фильтрации и определения устойчивости химического состава подземных вод.

Опытный куст скважин расположен на высокой левобережной пойме, состоит из центральной (опытной скважины № 1) и трех наблюдательных: скважины № 3 и 4 расположены в одном створе с опытной по направлению к руслу р. Иня, скважина № 2 расположена рядом с опытной перпендикулярно створу (рис. 4).

р. Иня

р. Иня

 

4

 

4

 

3

2

3

1

 

1

колодец

колодец

Рис. 4. Схема расположения скважин опытного куста

Глубина скважин составляет 25 м. Геологическое строение для всех скважин однотипное, описание сверху вниз:

1 – почвенно-растительный слой – 1,0 м; 2 – супесь пепельно-серая опесчаненная – 1,4 м;

3 – глинистый сланец серый трещиноватый с прожилками кварца, пройденная мощность 22 м.

Подземные воды в период бурения установились на отметке 85 м над уровнем моря.

Скважины оборудованы обсадными трубами с фильтрами. Между стенками скважин и обсадными трубами произведена засыпка гравием фракции 7–10 мм.

24

Для проведения откачки необходимо следующее оборудование: 1) погружной насос, 2) бак емкостью 10–50 л для замера откачиваемой воды, 3) стандартная рулетка с хлопушкой (для замера глубины залегания воды в скважине).

Методика проведения опыта:

1.Определить глубину статического (природного) уровня воды во всех скважинах от уровня поверхности земли.

2.Замерить расстояние между опытной и наблюдательными скважинами (занести в журнал).

3.Погрузить насос в опытную скважину на глубину 5–7 м и начать откачку воды, отметив время начала опыта. Замерять объем откачиваемой воды мерным баком.

4.При одинаковом расходе воды в течение 1 ч можно считать расход установившимся, а динамический уровень стабильным, откачку следует прекратить, замерить глубину воды в опытной и наблюдательных скважинах. Результаты записать в журнале

(табл. 4).

5.После замеров увеличить производительность насоса и перейти на второе понижение. Время перехода на новое понижение

ирасход воды записывать в журнал.

6.После окончания второго понижения сразу после остановки насоса провести наблюдение за восстановлением уровня в опытной скважине: первые 15 мин через 1 мин, затем через 5 мин в течение 1 ч до полного восстановления.

Обработка опытных данных

1.Определение дебита (расхода скважины) для двух понижений. Зная установившийся расход q в секунду, рассчитать дебит скважины для каждого понижения в сутки.

2.Определить коэффициент фильтрации для двух вариантов по преобразованной формуле Дюпюи [6]:

K1 = 0,732q (lgL3 – lgL4) / (2H S3 S4) (вариант 1), К2 = 0,732q (lgL3 – lgL2)/(2H S3 S2) (вариант 2),

где K1 – коэффициент фильтрации по схеме I, К2 – коэффициент фильтрации по схеме II,

Н – мощность водоносного горизонта = 22 м,

25

q – дебит скважины № 1 м/сут,

L3 – расстояние между скважинами № 1 и 3,

L4 – расстояние между скважинами № 1 и 4,

L2 – расстояние между скважинами № 1 и 2,

S2, S3, S4 – понижение уровней в наблюдательных скважинах.

Таблица 4

Журнал опытной кустовой откачки

Тип насоса ………………………………………………………………………

Емкость сосуда для измерения расхода ……………………………………….

Дата и время начала и окончания откачки …………………………………...

 

Время,

Расход

Понижение уровней

№ понижения

 

в скважинах

 

Примечание

 

ч, мин

q, л/с

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

 

 

 

 

 

I

1

2 n

установившийся

II

1

2 n

установившийся

Рис. 5. Схемы откачек воды из центральной скв. № 1 для определения коэффициента фильтрации по схемам I и II

26

Контрольные вопросы

1.Где наблюдаются источники трещинных подземных вод?

2.На какой глубине залегают грунтовые воды? Верховодка?

3.Как определяется коэффициент фильтрации воды в зоне аэра-

ции?

4.Из каких элементов состоит прибор Нестерова?

5.Как осуществляется опытная откачка воды из куста скважин?

6.Что понимается под статическим уровнем воды?

7.Что понимается под дебитом скважины?

8.В каких единицах оценивается коэффициент фильтрации?

6. ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

Разведочные работы проводятся с целью глубинного исследования трассы железной дороги, мостового перехода и трассы железнодорожного тоннеля.

Во время практики рекомендуется изучение геологического разреза через долину р. Ини. Разрез пересекает территорию второй надпойменной террасы (участок трассы железной дороги), участок мостового перехода (русло р. Ини, пойменной террасы).

По результатам инженерно-геологической съемки выбирается место мостового перехода через р. Иню и трассу железной дороги. Линия мостового перехода наносится на топооснову.

По линии мостового перехода и трассы дороги наносятся места разведочных выработок, на топографической карте и местности природного рельефа. Количество разведочных выработок (шурфов, скважин, расчисток) и расстояние между ними определяется с таким расчетом, чтобы на каждом элементе рельефа (поймы, террасе) было не менее двух выработок, необходимых для построения геологического разреза (рис. 6).

Рулеткой замеряются расстояния между выработками, ширину элементов рельефа вдоль линии мостового перехода, строится топографический профиль. Рекомендуются масштабы профиля: вертикальный 1 : 100 (1: 50), горизонтальный 1: 1000.

Глубина выработок определяется задачами строительства и составляет от 2 до 50 м (табл. 5).

27

Рис. 6. Схема расположения разведочных выработок:

1 – устои моста; 2 – водопропускная труба; 3 – скважины; 4 – шурф

Таблица 5

Средняя глубина разведочных выработок при разведочных работах

 

 

 

Кол-во

Объект

Средняя глубина, м

 

выработок,

исследования

 

расстояние

 

 

 

 

 

между скважинами

Промышленные граж-

6–30 м в зависимости от массы

3–4

данские сооружения

сооружения

 

 

Железные, автомобиль-

 

 

 

ные дороги:

 

 

 

под насыпями

2–3 м

 

200–500 м

в выемках

3 м ниже дна выемки

 

200–500 м

в районе болот

1 м ниже поверхности

мине-

200–500 м

 

рального дна

 

 

Водопропускные трубы

3–4 м

 

2

Трубопроводы

3–5 м

 

500–1000 м

Линии электропередач

5–7 м

 

Под каждую опору

Аэродромы

4–8 м

 

200–300 м

Мосты

15–20 м от дна реки в дисперс-

Под каждую опору

 

ных грунтах, 5 м – в скальных

 

Метрополитены

10 м ниже лотка

 

4 скв. на 1 км

Горные тоннели

10 м ниже лотка

 

8 скв. на 1 км

При изыскании горных тоннелей она достигает нескольких сот метров.

28

6.1. Проходка разведочных выработок

Шурфы – вертикальные выработки прямоугольного сечения (1,0 1,5 м2). При проходке шурфов определяются:

место расположения выработки, отметка поверхности по топографической карте;

срезается дерн с площадки выработки (1,0 1,5 м2) и складывается в стороне;

выкапывается шурф, грунт при этом складывается на расстояние не менее 1,0 м от выработки в виде бурта (не раскидывается);

проводится сверху вниз послойное описание грунтов, вскрытое выработкой, замеряется мощность слоев. Описание и замеры осуществляются по всем четырем стенкам шурфа;

составляется развертка шурфа – графическое строение всех четырех стенокшурфа (рис. 7);

отбираются пробы грунта из каждого слоя грунтов с указанием их номера и глубины (монолиты).

Рис. 7. Развертка шурфа:

1 – почвенный слой; 2 – супесь лёссовая; 3 – суглинок лёссовый; 4 – песок крупный

Монолиты отбираются из стенок шурфа в форме куба со стороной не менее 15 см следующим образом:

намечается контур в стенке шурфа;

29

вырезаются ножом боковые, верхняя и задняя грани моно-

лита;

подрезается нижняя грань, после чего монолит вынимается из ниши шурфа, грани зачищаются, монолиту придается форма куба;

после отбора монолит консервируется, плотно обертывается двумя слоями марли, пропитанной расплавленным парафином;

на поверхность монолита горячим парафином приклеивается этикетка, в которой указываются: номер геологической партии, номер шурфа, глубина отбора, наименование грунта, фамилия студента, отобравшего монолит, дата отбора. Одновременно из стенки шурфа отбираются с интервалом 0,5 м пробы грунта в бюксы (дюралевые стаканчики с крышкой) для определения влажности. В журнале указывается номер каждой пробы и глубина отбора;

из слоя суглинка следует отобрать пробу грунта с нарушенной структурой массой до 25 кг (ведро) для определения оптимальной влажности;

после описания слоев грунтов и отбора проб шурф засыпается выброшенным грунтом с послойным уплотнением. Сверху укладывается ранее срезанный дерн.

Скважины проходятся в процессе бурения, представляют собой вертикальные цилиндрические выработки диаметром от 0,1 до 1,5 м, глубиной до 25–50 м.

Во время практики осваивается бурение ручным буром скважин диаметром 40 мм, глубиной до 8 м.

Начало скважины (на поверхности) называется устьем, дно – забоем, боковая поверхность – стенкой.

В качестве бурового наконечника применяются змеевик при бурении глинистых грунтов и ложка при бурении песков, дресвы

игравия (рис. 8). Усилие на забой скважины передается через штанги (длиной 80 см). Соединительные резьбы штанг и наконечников правые. Поэтому при бурении скважин вращать буровой комплект следует только слева направо (по часовой стрелке). При вращении против часовой стрелки комплект развинтится и останется в скважине на глубине 5–8 м.

По результатам бурения составляется колонка буровой скважины (рис. 9).

30

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]