Инженерно-геологические изыскания (стр. 1 из 3)
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ
ОГАСА
Контрольная робота
по дисциплине «Инженерные изыскания»
Одесса 2008 г.
Содержание
1. Методы разведочного бурения.................................................................. 3
2. Геофизические работы.............................................................................. 12
3. Определение модуля деформации удельного сцепления и угла внутреннего трения в полевых условиях по результатам динамического зондирования.......... 15
3.1. Сущность метода.................................................................................... 15
3.2 Оборудование и приборы...................................................................... 15
3.3 Подготовка к испытанию........................................................................ 16
3.4 Проведение испытания............................................................................ 17
3.5 Обработка результатов........................................................................... 18
1. Методы разведочного бурения
| Мощность слоя, м | Грунты | Условные обозначения | Вид бурения | Способ бурения |
| 5 | Скальная порода | Вращательный колонковый | С промывкой водой | |
| 4 | Полускальная порода | Вращательный колонковый | С промывкой глинистым раствором | |
| 1 | Дресва | Вращательный шнековый Ударно-канатный | С использованием долота для разрушения и желонки для извлечения | |
| 1 | Песок | Вибрационный Вращательный шнековый Ударно-канатный | С использованием желонки | |
| 3 | Ил | Ударно-канатный | С использованием желонки | |
| 4 | Глина | Ударно-канатный Колонковый (для твердых глин) | «Всухую» в обсадных трубах | |
| 2 | Суглинок | Вращательный шнековый Ударно-канатный | «Всухую» в обсадных трубах | |
| 3 | Супесь | Вращательный шнековый Ударно-канатный | «Всухую» в обсадных трубах |
Бурение скважин выполняется для изучения геологического разреза, т.е. для выявления последовательности залегания пластов, их мощности состава, плотности, консистенции, влажности, водоносности, а также для отбора образцов пород и последующего испытания в лабораторных условиях. Для этой цели применяется ручное и механическое бурение. Ручное бурение выполняют ударно-вращательным или ударно-канатным способом. Механическое бурение осуществляется вращательными, ударно-механическими и вибробуровыми установками.
Выбор способа бурения зависит от состава проходимых пород, от назначения и глубины бурения, от условий производства работ. При выборе способа бурения особое внимание уделяется качеству отбираемых образцов пород и экономической эффективности.
Вращательное шнековое бурение
Преимуществами шнекового способа являются: высокая механическая скорость бурения в песчаных и глинистых грунтах, большой процент времени чистого бурения (при шнековом бурении процесс проходки и выдача грунта на поверхность совмещаются), незначительные затраты времени на монтажно-демонтажные работы и вспомогательные операции, возможность отбора керна при использовании специального инструмента. Важным является также то обстоятельство, что в шнековом бурении используется промывочная жидкость.
Область эффективного использования шнекового способа ограничена нескальными грунтами (глинистыми и песчаными) Рациональной областью применения этого способа является проходка зондировочных и разведочных скважин в основном в пластичных и тугопластичных глинистых грунтах.
В комплект инструмента для шнекового бурения входят долота и шнеки. При шнековом бурении применяют двух- или трехперые ступенчатые долота, а также долота типа РХ.
При проходке скважин кольцевым забоем используют специальные магазинные шнеки или шнеково-колонковые буры.
Винтовой способ бурения.
Винтовое бурение заключается в том, что шнековую колонну со спиральным долотом завинчивают в грунт на такую глубину, при которой её можно будет извлечь без вращения из скважины. Его целесообразно использовать при проходке водоносных песков, глинистых грунтов скрытотекучей консистенции, илов, торфов и др.
При винтовом бурении скорость ввинчивания шнековой колонны в грунт должна составлять 75-100 об/мин. По мере погружения колонны в грунт её наращивают дополнительными шнеками. Каждый раз после погружения колонны на 0,3-0,4 м бурение прекращают и приподнимают колонну на 2-Зсм. Если колонна поднимается, то можно продолжать бурение. Если же колонна не поднимается, её вывинчивают сначала вручную, а затем поднимают лебедкой.
а) б)
 |  |
 |
Рис. 1.1. Конструкция долота и шнеков
а - шнек (установка УГБ-50А): 1 - труба; 2 - спираль; 3 - втулка; 4 - хвостовик; 5 - палец соединительный; 6 - фиксатор;
б - трехперовое долото: 1 - корпус; 2 - спираль; 3 - лопасть; 4 - резец.
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем
При ударно-канатном бурении кольцевым забоем проходка скважины производится за счет сбрасывания на забой скважины или забивки в грунт кольцевого наконечника, в результате чего грунт заполняет его внутреннюю полость и извлекается на поверхность.
Данный способ бурения, по сравнению с другими, имеет ряд преимуществ:
- вполне удовлетворительное качество отбираемого керна;
- незначительные затраты мощностей на бурение при проходке скважин сравнительно большой глубины;
- малые затраты времени на спускоподъемные операции;
- возможность проходки скважин в несвязных грунтах буровыми наконечниками большого диаметра с одновременным или опережающим погружением обсадных труб;
- вертикальность скважины.
Технологические приемы проходки инженерно-геологических скважин при ударно-канатном бурении кольцевым забоем зависят от глубины, начального диаметра скважины и свойств проходимых грунтов.
Бурение неглубоких (до 30 м) скважин производят забивными стаканами, желонками и грунтоносами диаметром 89 и 168 мм. При этом рекомендуется использовать автоматический подъем и сбрасывание инструмента на забой.
Ударно-канатное бурение кольцевым забоем осуществляется забивным способом (без отрыва инструмента от забоя) и «клюющим».
Забивной способ.
Забивное бурение может быть использовано при проходке всех разновидностей связных глинистых грунтов. Основными технологическими параметрами этого способа являются:
а) вес ударного патрона (в кг);
б) число ударов (в мин);
в) величина подъема ударного патрона (в м);
г) величина углубления наконечника (в м).
В зависимости от диаметра стакана вес ударного патрона должен находится в пределах 100-150 кг. Величина подъема ударного патрона обычно регламентируется его конструкцией и равна 0,6-1 м. Число ударов забивного патрона колеблется в пределах 20-25 уд/мин. Во избегание прихвата наконечника на забое рейсовое углубление ограничивают до 0,2-0,4 м.
В случае проходки неустойчивых глинистых и песчаных грунтов бурение ведется забивным способом с одновременным погружением обсадных труб путем их расхаживания или вибрирования.
При помощи желонки, мы можем проходить песчаные, илистые грунты и дресву. Желонка представляет собой стакан, в нижней части которого имеется башмачок с клапаном, который при подъеме закрывает отверстие для того, чтобы извлекаемый грунт задерживался внутри стакана.
Для прохождения дресвы необходимо также использовать долото. Долото поднимают и сбрасывают в забой, разрушенную, измельченную породу извлекают желонкой. Если порода слишком плотная, то необходимо увеличить силу удара долота, для чего увеличивают вес инструмента путем присоединения к нему тяжелой ударной штанги. Она может быть цельной и составной. Нижняя часть долота называется лезвием, которое выполняется из цельного куска крепкой стали. Сам корпус состоит из более мягкой стали. Для работы с долотом необходимо использовать стальной трос. Во время бурения для округления скважины долото необходимо поворачивать на 15...200 после каждого удара.
Рис. 1.2. Схема работы ударно-канатного станка
1 - буровой снаряд; 2 - инструментальный канат; 3 - шестерня привода ударного вала; 4 - кривошип; 5 - шатун; 6 - оттяжная рама.
Вращательное колонковое бурение.
Основными преимуществами колонкового бурения являются: возможности проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород, сравнительно большая глубина проходимых скважин, достаточно хорошо разработанная и освоенная технология бурения, сравнительно небольшие мощности, затрачиваемые на бурение, возможность получения качественного керна.
Проходка скважин колонковым способом осуществляется твердосплавным, дробовым и алмазным породоразрушающим инструментом. Твердосплавный породоразрушающий инструмент можно применять при проходке скважин в глинистых, песчаных и мерзлых грунтах, дробовой - при проходке скважин в скальных грунтах; алмазный - при проходке скважин в монолитных скальных грунтах.
В зависимости от физико-механических свойств, проходимых грунтов и от глубины скважины, бурение колонковым способом может осуществляться «всухую», с промывкой водой и солевыми охлажденными или глинистыми растворами, с продувкой сжатым воздухом, а также «безнасосным» способом.