RU2543162C1 - Method of protection of karst occurrence - Google Patents
Method of protection of karst occurrence Download PDFInfo
- Publication number
- RU2543162C1 RU2543162C1 RU2013116236/03A RU2013116236A RU2543162C1 RU 2543162 C1 RU2543162 C1 RU 2543162C1 RU 2013116236/03 A RU2013116236/03 A RU 2013116236/03A RU 2013116236 A RU2013116236 A RU 2013116236A RU 2543162 C1 RU2543162 C1 RU 2543162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- karst
- layer
- polymer
- bearing
- mineral composition
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к горной промышленности, в частности к технологиям усиления структурно-неустойчивых и водонасыщенных грунтов, замедления и дальнейшей консервации процесса карстообразования, а также предотвращения обрушения вышележащих горных пород при строительстве и эксплуатации объектов различного назначения.The invention relates to the mining industry, in particular to technologies for enhancing structurally unstable and water-saturated soils, slowing down and further preserving the process of karst formation, as well as preventing the collapse of overlying rocks during the construction and operation of facilities for various purposes.
Известен способ укрепления слабых грунтов основания земляного полотна, включающий нагнетание в грунт основания через скважины полимерного состава с двух сторон земляного полотна под углом наклона 20-45° к горизонтальной плоскости, образующее упрочняющую опорную систему в виде пространственной решетчатой структуры из грунта, связанного полимерным составом, состоящей из двух соединенных между собой решеток с узлами в местах пересечения элементов решеток, RU №2474651 C2, E02D 3/12, 10.02.2013.A known method of strengthening weak soils of the base of the subgrade, including pumping into the soil of the base through wells of a polymer composition on both sides of the subgrade at an angle of 20-45 ° to the horizontal plane, forming a reinforcing support system in the form of a spatial lattice structure of soil connected by a polymer composition, consisting of two interconnected gratings with nodes at the intersection of the elements of the gratings, RU No. 2474651 C2, E02D 3/12, 02/10/2013.
Известен способ ликвидации пучин в земляном полотне эксплуатируемых автомобильных и железных дорог на сезоннопромерзающих грунтах, включающий создание в укрепляемом массиве земляного полотна фрагментов преобразованного грунта путем внесения в грунт смеси, содержащей композиционные материалы, при промерзании верхнего слоя грунта на глубину 0,10-0,15 м, при этом смесь вносят путем нагнетания таким образом, чтобы создать вокруг массива земляного полотна, подверженного пучению, вертикальный экран и горизонтальный экран на глубине, соответствующей глубине максимального сезонного промерзания грунтов, а внутри массива фрагменты преобразованного грунта располагают в шахматном порядке, RU №2471928 C1, E02D 3/12, 10.01.2013.A known method of eliminating abysses in the subgrade of operated roads and railways on seasonally freezing soils, including creating fragments of transformed soil in the reinforced array of subgrade by adding a mixture containing composite materials to the soil when the topsoil is frozen to a depth of 0.10-0.15 m, the mixture is introduced by injection in such a way as to create a vertical screen and a horizontal screen at a depth around the mass of subgrade subject to heaving, respectively the depth of the maximum seasonal freezing of soils, and inside the array fragments of the transformed soil are staggered, RU No. 2471928 C1, E02D 3/12, 01/10/2013.
Известен способ ликвидации пучинообразования дорожной конструкции управляемым защелачиванием грунта, включающий нагнетание в пучинистый грунт земляного полотна при помощи инъекторов двухкомпонентного закрепляющего раствора 2-10 н. раствор гидроксида натрия с добавкой извести в количестве 1-2% от массы рабочего раствора, при этом инъекторы размещены горизонтально под дорожной одеждой, RU №2407859 C1, E02D 3/12, C09K 17/00, 27.12.2010.A known method of eliminating the heaving of a road structure by controlled alkalization of the soil, including pumping into the heaving soil of the subgrade with the help of injectors of a two-component fixing solution of 2-10 N. a solution of sodium hydroxide with the addition of lime in an amount of 1-2% by weight of the working solution, while the injectors are placed horizontally under the pavement, RU No. 2407859 C1, E02D 3/12, C09K 17/00, 12/27/2010.
Известен способ укрепления железнодорожного полотна, представляющего собой земляное полотно с расположенной на нем балластной призмой с рельсошпальной решеткой, заключающийся в обработке грунтов железнодорожного полотна укрепляющей композицией из гидравлического вяжущего, минерального адсорбента и воды с последующим их уплотнением до полного обволакивания частиц грунта балластной призмы в верхнем ее слое, укрепляющей композицией, которую берут в количестве 8-12% от объема балластной призмы, RU №2422577 C1, E02D 3/12, E01B 27/00, 27.06.2011.A known method of strengthening the railway bed, which is a subgrade with a ballast located on it with a rail-sleeper, consisting in treating the soil of a railway bed with a reinforcing composition of a hydraulic binder, mineral adsorbent and water, followed by compaction until the ballast soil particles are completely enveloped in its upper layer, a reinforcing composition, which is taken in an amount of 8-12% of the volume of the ballast prism, RU No. 2422577 C1, E02D 3/12, E01B 27/00, 06/27/2011.
Известен способ устранения пустот в заобделочном пространстве секции железнодорожного тоннеля, включающий подачу раствора с наполнителем, при этом пробуривают ствол в нижней части секции железнодорожного тоннеля над обнаруженной пустотой для подачи заполнительного материала и второй ствол для подачи твердеющего раствора, затем устанавливают загрузочное устройство и через него подают заполнительный материал в виде шариков из водостойкого материала с плотностью, равной или больше плотности воды, уплотняют шарики с помощью вибратора, вытесняют шариками из пустот скопившуюся воду либо через отверстия в породе, либо через ствол для подачи твердеющего раствора, по окончании заполнения пустот шариками загрузочное устройство убирают и ствол закупоривают, а во второй ствол подают твердеющий раствор и по окончании заполнения пустот ствол закупоривают, RU №2342491 C2, E02D 19/20, E02D 31/10, E02D 11/38, 27.12.2008.There is a method of eliminating voids in the embedment space of a section of a railway tunnel, including supplying a solution with a filler, while drilling a trunk in the lower part of a section of a railway tunnel above a detected void for supplying filling material and a second barrel for supplying a hardening solution, then a loading device is installed and fed through it filling material in the form of balls of a waterproof material with a density equal to or greater than the density of water, compact the balls with a vibrator, balls are displaced from the voids by the accumulated water either through holes in the rock or through the barrel for supplying a hardening solution, after filling the voids with balls, the loading device is removed and the barrel is clogged, and a hardening solution is fed into the second barrel and after the voids are filled, the trunk is clogged, RU No. 2342491 C2, E02D 19/20, E02D 31/10, E02D 11/38, 12/27/2008.
Известен способ укрепления грунтов, используемый при строительстве и реконструкции дорожного полотна линейных транспортных сооружений, оснований и фундаментов опор искусственных сооружений, контактной сети и т.д. в условиях их переувлажнения и пучинообразования и заключающийся в обработке водой и укрепляющей композицией в количестве 6-10% от массы грунтов, содержащей известь и органическую добавку, с последующим уплотнением грунтовой смеси, RU №2192517 C2, E02D 3/12, 10.11.2002.A known method of strengthening soils used in the construction and reconstruction of the roadway linear transport structures, foundations and foundations of supports of artificial structures, contact network, etc. under the conditions of their overmoistening and deep formation, which consists in treating with water and a strengthening composition in the amount of 6-10% of the mass of soils containing lime and an organic additive, followed by compaction of the soil mixture, RU No. 2192517 C2, E02D 3/12, 10.11.2002.
В известных способах укрепления слабых грунтов основания земляного полотна, стабилизации деформирующихся участков дорог вследствие пучения, ликвидации пустот в слабых водонасыщенных грунтах осуществляют путем нагнетания укрепляющих материалов различных композиционных составов.In the known methods of strengthening weak soils of the subgrade base, stabilization of deformable road sections due to heaving, the elimination of voids in weak water-saturated soils is carried out by injection of reinforcing materials of various composite compositions.
Известен тампонажный состав для изоляции зон поглощения, включающий портландцемент, расширяющуюся добавку в виде сополимера карбоновых кислот акрилового ряда, CaCl2 в качестве ускорителя твердения, воду и гидрофобизирующую добавку в виде кремнийорганической жидкости на основе метилсиликоната натрия, RU №2444553 C1, C09K 8/467, 10.03.2012.Known grouting composition for isolating absorption zones, including Portland cement, an expanding additive in the form of an acrylic acid carboxylic acid copolymer, CaCl 2 as a hardening accelerator, water and a water-repellent additive in the form of an organosilicon liquid based on sodium methylsilicate, RU No. 2444553 C1, C09K 8/467 03/10/2012.
Известно тампонирование закачиванием раствора через бурильную колонну или тампонирование сильно кавернозных проницаемых пород с помощью глинолатексных смесей, или тампонирование пористых пород с помощью смол, проникающая способность которых в малые каналы (менее 1 мм) намного выше, чем тампонажных растворов на основе цемента, или тампонирование при использовании тампонов в виде контейнеров, наполненных сухим тампонажным веществом (цемент, гипс, глинопорошок и т.д.), mining-enc.ru/t/tamponirovanie/It is known to plug by pumping a solution through a drill string or to plug highly cavernous permeable rocks using clay-latex mixtures, or to plug porous rocks using resins whose penetration into small channels (less than 1 mm) is much higher than cement-based grouting solutions, or by plugging with the use of tampons in the form of containers filled with dry cement (cement, gypsum, clay powder, etc.), mining-enc.ru/t/tamponirovanie/
Известно, что для водоизоляции закарстованных массивов горных пород, характеризующихся наличием разнородных по размерам водопроводящих каналов (от крупных карстовых пустот до каналов с минимальным раскрытием), необходим такой тампонажный раствор, который имел бы в себе минимум две фазы, резко различающиеся по структурно-механическим характеристикам, для обеспечения единого процесса тампонирования, как крупных карстовых полостей, так и имеющейся в массиве мелкой трещиноватости, при этом при изоляции закарстованных обводненных горных пород, основанной на создании специального структурного режима и обеспечения заданного времени течения тампонажного раствора в нагнетательном трубопроводе, тампонажный раствор приобретает заданную повышенную пластическую прочность к моменту поступления в зону крупной карстовой пустоты, диссертация Литовченко В.Н. «Предварительный тампонаж крупных карстовых пустот при сооружении вертикальных горных выработок..», 1984 г., dissercat.com/content/predvarit.It is known that for waterproofing karst massifs of rocks characterized by the presence of water-supplying channels of varying sizes (from large karst voids to channels with minimal opening), a grouting mortar is needed that would have at least two phases that differ sharply in structural and mechanical characteristics , to ensure a uniform plugging process, both large karst cavities, and existing in the array of small fractures, while isolating karst waterlogged mountainous rocks, based on the creation of a special structural regime and the provision of a given time for the flow of grouting mortar in the discharge pipeline, the grouting mortar acquires a predetermined increased plastic strength by the time it enters the zone of large karst void, the dissertation by V. N. Litovchenko “Preliminary tamponing of large karst voids during the construction of vertical mine workings ..”, 1984, dissercat.com/content/predvarit.
Известен способ тампонажа подземных полостей в водоносных горизонтах при сооружении горных выработок, используемый для изоляции крупных карстовых пустот и включающий бурение скважин, вскрывающих подземную полость, и нагнетание тампонажного раствора, RU №1832847 A1, E21D 11/38, 09.08.1995.A known method of plugging underground cavities in aquifers during the construction of mine workings is used to isolate large karst voids and includes drilling wells that open the underground cavity and injecting grouting mortar, RU No. 1832847 A1, E21D 11/38, 08/09/1995.
Данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога настоящего изобретения.This technical solution is made as the closest analogue of the present invention.
Ближайший аналог относится к способу заполнения и изоляции крупных карстовых пустот, полостей и каналов в условиях повышенной фильтрации подземных вод путем проведения тампонажа.The closest analogue relates to a method for filling and isolating large karst voids, cavities and channels in conditions of increased groundwater filtration by means of grouting.
В ближайшем аналоге к буровой трубе прикрепляют мягкую оболочку из растягивающегося эластичного материала (например, резины), опускают оболочку в подземную полость и заполняют закладочным материалом. В качестве закладочного материала выбирают смесь обломочных материалов (щебень, гравий, порода и др.) с быстроструктурирующимся тампонажным раствором и после периода стабилизации закладочного материала (обычно, 20-30 мин) оболочку отсоединяют от трубопровода.In the closest analogue, a soft shell of stretchable elastic material (for example rubber) is attached to the drill pipe, the shell is lowered into the underground cavity and filled with filling material. As the filling material, a mixture of debris materials (crushed stone, gravel, rock, etc.) with a fast-forming grouting mortar is selected and after the stabilization period of the filling material (usually 20-30 minutes), the shell is disconnected from the pipeline.
Затем таким же образом опускают в подземную полость другие оболочки, количество которых зависит от размеров полости и самих оболочек. После заполнения полости начинают нагнетать тампонажный раствор с целью заполнения пустот между оболочками.Then, in the same way, other shells are lowered into the underground cavity, the amount of which depends on the size of the cavity and the shells themselves. After filling the cavity, grouting mortar begins to be injected in order to fill the voids between the shells.
Сооруженная таким образом противофильтрационная завеса ближайшего аналога отличается высокой надежностью, прочностью и практически водонепроницаема, однако технология осуществления способа трудоемка, требует: приготовления большого объема закладочного материала, выполнения работ по прикреплению и отсоединению оболочек, обеспечения сохранности ствола скважины на весь период проведения операции (особенно сложных для слагающих геологический разрез неконсолидированных (песков, гравийно-галечных отложений, и т.п.) горных пород или глин, или солевых отложений и т.п.), при этом режим регулирования подземных вод нарушается и возникает необходимость принятия мер по недопущению значительного снижения напора подземных вод в карстовой зоне.An anti-filtration curtain of the closest analogue constructed in this way is highly reliable, durable and practically watertight, but the technology of the method is laborious and requires: preparing a large volume of filling material, performing work on attaching and disconnecting the shells, ensuring the wellbore is safe for the entire period of the operation (especially difficult for components of a geological section of unconsolidated (sand, gravel-pebble deposits, etc.) rocks or clay n, or salt deposits, etc.), while the regime of groundwater regulation is violated and there is a need to take measures to prevent a significant decrease in groundwater pressure in the karst zone.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи, позволяющей повысить защитные свойства горных пород при карстовых проявлениях, улучшить физико-химические и несущие свойства грунта, увеличить прочностные свойства грунта, снизить возможность возникновения оползней, систематизировать технологический процесс.The present invention is based on a solution to the problem, which allows to increase the protective properties of rocks during karst occurrences, to improve the physicochemical and load-bearing properties of the soil, to increase the strength properties of the soil, to reduce the possibility of landslides, to systematize the technological process.
Технический результат настоящего изобретения заключается в замедлении, консервации процессов карстообразования на достигнутом уровне и дальнейшей остановке процесса карстообразования, в обеспечении газонепроницаемости и гидронепроницаемости грунта, перекрывающего карстующиеся породы, в сохранении естественного гидрогеологического режима с помощью создания в толще горных пород зоны карстовых проявлений двух слоев: нижнего изолирующе-стабилизирующего и верхнего несущего, путем закачивания в слои полимер-минеральной композиции и образования между нижним изолирующе-стабилизирующим и верхним несущим слоями канала перетока грунтовых вод.The technical result of the present invention is to slow down, conserve the karst formation processes at the achieved level and further stop the karst formation process, to provide gas impermeability and water impermeability of the soil overlapping karst rocks, to preserve the natural hydrogeological regime by creating two layers of karst manifestations in the rock mass: the lower isolating-stabilizing and upper bearing, by pumping into the layers of the polymer-mineral composition and formations between the lower insulating-stabilizing and upper bearing layers of the groundwater flow channel.
Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что способ защиты от карстовых проявлений включает бурение скважин в зоне карстовых проявлений и нагнетание укрепляющего материала.According to the invention, this problem is solved due to the fact that the method of protection against karst manifestations includes drilling wells in the zone of karst manifestations and injection of reinforcing material.
При нагнетании укрепляющего материала в виде полимер-минеральной композиции в толщу горных пород области карстовых проявлений создают два слоя: нижний изолирующе-стабилизирующий слой и верхний несущий слой.When the reinforcing material is injected in the form of a polymer-mineral composition into the rock mass, two layers are created in the region of karst occurrences: the lower insulating-stabilizing layer and the upper supporting layer.
Нижний изолирующе-стабилизирующий слой препятствует доступу воды к карсту на глубине залегания карстующихся пород и стабилизирует ситуацию на стадии карстообразования.The lower insulating and stabilizing layer prevents the access of water to the karst at a depth of karst rocks and stabilizes the situation at the stage of karst formation.
Верхний несущий слой выполняет функцию несущего локального слоя. Он соответствует ширине нижнего слоя.The upper carrier layer functions as a carrier local layer. It corresponds to the width of the bottom layer.
Бурение скважин осуществляют последовательно.Well drilling is carried out sequentially.
Сначала бурят наклонную скважину до верхней переходной зоны геологического горизонта, подверженного карстообразованию. Закачивают полимер-минеральную композицию мощностью от 2-х до 10-ти метров, образующую нижний изолирующе-стабилизирующий слой.First, an inclined well is drilled to the upper transition zone of the geological horizon prone to karst formation. A polymer-mineral composition is pumped with a capacity of 2 to 10 meters, forming a lower insulating and stabilizing layer.
Затем бурят наклонную скважину на контакт с верхней границей грунтовых вод и закачивают полимер-минеральную композицию мощностью от 2-х до 5-ти метров, образующую верхний несущий слой.Then an inclined well is drilled for contact with the upper boundary of the groundwater and the polymer-mineral composition is pumped with a capacity of 2 to 5 meters, forming the upper bearing layer.
После чего бурят контрольную вертикальную скважину до контакта с верхним несущим и нижним изолирующе-стабилизирующим слоями. Осуществляют подъем керна из каждого слоя для проверки наличия полимер-минеральной композиции.After that, a control vertical well is drilled to contact with the upper bearing and lower insulating-stabilizing layers. Core is lifted from each layer to check for the presence of a polymer-mineral composition.
Между несущим и изолирующе-стабилизирующим слоями в толще горных пород образуется канал перетока грунтовых вод из области водосбора в область разгрузки, сохраняющий естественный гидрогеологический режим в толще водовмещающих пород зоны карстовых проявлений.A channel of groundwater flow from the catchment area to the discharge area is formed between the bearing and insulating-stabilizing layers in the rock mass, preserving the natural hydrogeological regime in the thickness of water-bearing rocks of the karst zone.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».The applicant has not identified sources containing information about technical solutions identical to the present invention, which allows us to conclude that it meets the criterion of "novelty."
За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта.Due to the implementation of the distinguishing features of the invention (together with the features indicated in the restrictive part of the formula), important new properties of the object are achieved.
Создание в толще горных пород зоны карстовых проявлений двух слоев: нижнего изолирующе-стабилизирующего и верхнего несущего приводит к замедлению и в дальнейшем к консервации процессов карстообразования, что повышает защитные свойства горных пород при карстовых проявлениях.The creation of a zone of karst occurrences of two layers in the rock mass: the lower insulating-stabilizing and the upper bearing, slows down and subsequently conserves the processes of karst formation, which increases the protective properties of rocks during karst occurrences.
Формирование нижнего слоя, выполняющего функцию изоляционно-стабилизирующего локального элемента, препятствующего доступу воды к карстовым очагам на глубине залегания карстующихся пород и стабилизирующего ситуацию на существующей стадии карстообразования, обеспечивает газонепроницаемость и гидронепроницаемость грунта, что улучшает физико-механические свойства всей покрывающей толщи.The formation of the lower layer, which performs the function of an insulating and stabilizing local element that prevents water from accessing karst foci at a depth of karst rocks and stabilizes the situation at the existing stage of karst formation, provides gas impermeability and water impermeability of the soil, which improves the physicomechanical properties of the entire covering stratum.
Нагнетание полимер-минеральной композиции в верхний и нижний слои увеличивает прочностные свойства грунта.Injection of the polymer-mineral composition into the upper and lower layers increases the strength properties of the soil.
Последовательное бурение скважин сначала в область нижнего слоя, до геологического горизонта, подверженного карстообразованию, закачивание полимер-минеральной композиции мощностью от 2-х до 10-ти метров и образование изолирующе-стабилизирующего слоя, а затем бурение скважины на контакт с верхней границей грунтовых вод, закачивание полимер-минеральной композиции мощностью от 2-х до 5-ти метров и образование верхнего несущего слоя кардинально меняет свойства покрывающих горных пород, увеличивает прочностные свойства грунта и систематизирует технологический процесс.Successive drilling of wells first in the region of the lower layer, to the geological horizon prone to karst formation, injection of a polymer-mineral composition with a thickness of 2 to 10 meters and the formation of an insulating-stabilizing layer, and then drilling the well into contact with the upper boundary of groundwater, injection of a polymer-mineral composition with a thickness of 2 to 5 meters and the formation of an upper bearing layer cardinally changes the properties of the covering rocks, increases the strength properties of the soil and systematizes It processes the process.
Бурение вертикальной контрольной скважины до контакта с верхним несущим и нижним изолирующе-стабилизирующим слоями для проверки наличия полимер-минеральной композиции в них способствует контролю за геометризацией создаваемой конструкции.Drilling a vertical control well before contact with the upper bearing and lower insulating-stabilizing layers to check for the presence of the polymer-mineral composition in them helps to control the geometry of the structure being created.
Наличие канала перетока грунтовых вод, сохраняющего естественный гидрогеологический режим в толще горных пород, снижает возможность возникновения застойных процессов заболачивания, перенасыщения верхних горизонтов атмосферными осадками и, как следствие, приводит к образованию оползней.The presence of a groundwater overflow channel preserving the natural hydrogeological regime in the rock mass reduces the possibility of stagnant bogging, over-saturation of the upper horizons with atmospheric precipitation and, as a result, leads to the formation of landslides.
Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «изобретательский уровень».The applicant is not aware of any publications that would contain information on the influence of the distinguishing features of the invention on the achieved technical result. In this regard, according to the applicant, it can be concluded that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".
Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:
На фиг.1 - Зона карстовых проявлений, схематично.Figure 1 - Zone of karst manifestations, schematically.
На фиг.2 - Технологическая схема защиты от карстовых проявлений.Figure 2 - Technological scheme of protection against karst manifestations.
На фиг.3 - Принципиальная схема расположения защитных слоев и канала перетока грунтовых вод.Figure 3 - Schematic diagram of the location of the protective layers and channel overflow of groundwater.
На фиг.1 - фиг.3 представлено:Figure 1 - figure 3 presents:
зона карстовых проявлений - 1,zone of karst manifestations - 1,
толща горных пород (зоны 1) - 2,rock mass (zone 1) - 2,
геологический горизонт (зоны 1) - 3,geological horizon (zones 1) - 3,
верхняя граница грунтовых вод (зоны 1) - 4.the upper limit of groundwater (zone 1) is 4.
Призма обрушения (зоны 1) - 5.Prism of collapse (zone 1) - 5.
Нижний изолирующе-стабилизирующий слой - 6,Lower insulating and stabilizing layer - 6,
предел границ (призмы 5) - 7.boundary limit (prism 5) - 7.
Несущий слой - 8,The bearing layer is 8,
ширина (призмы 5) - 9.width (prism 5) - 9.
Канал перетока грунтовых вод (между слоями 6 и 8) - 10.Groundwater flow channel (between
Бурильная установка -11.Drill rig -11.
Скважина наклонная (для слоя 6) - 12.An inclined well (for layer 6) - 12.
Скважина наклонная (для слоя 8) - 13.An inclined well (for layer 8) - 13.
Контрольная скважина вертикальная (для слоев 6 и 8) - 14.The control well is vertical (for
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Способ защиты от карстовых проявлений включает бурение скважин наклонных 12 и 13 в зоне карстовых проявлений 1 с помощью бурильной установки 11 и нагнетание укрепляющего материала в виде полимер-минеральной композиции.A method of protecting against karst occurrences involves drilling
При нагнетании полимер-минеральной композиции создают в толще горных пород 2 зоны карстовых проявлений 1 два слоя: нижний изолирующе-стабилизирующий слой 6 и верхний несущий слой 8.When injecting the polymer-mineral composition, 2 zones of
Нижний изолирующе-стабилизирующий слой 6 препятствует доступу подземных вод к карсту на глубине залегания карстующихся пород (сохраняет продукты растворения горных пород в изолируемой зоне в виде пресыщенных водных растворов) и стабилизирует ситуацию на достигнутой стадии карстообразования. Нижний изолирующе-стабилизирующий слой 6 расположен в пределах расчетных границ 7 призмы обрушения 5.The lower insulating and stabilizing
Верхний несущий слой 8 выполняет функцию несущего локального слоя. Верхний несущий слой 8 соответствует ширине 9 призмы обрушения 5, равный по ширине нижнему изолирующе-стабилизирующему слою 6.The
Скважины наклонные 12 и 13 бурят последовательно для каждого слоя 6 и 8, соответственно.The
В зависимости от расположения зон карстовых проявлений бурение может осуществляться с углом наклона в пределах от 0 до 90 градусов.Depending on the location of the zones of karst occurrences, drilling can be carried out with an inclination angle in the range from 0 to 90 degrees.
Сначала бурят наклонную скважину 12 до верхней переходной зоны геологического горизонта 3, подверженного карстообразованию, закачивают полимер-минеральную композицию мощностью от 2-х до 10-ти метров, образующую нижний изолирующе-стабилизирующий слой 6.First, an
Нижний изолирующе-стабилизирующий слой 6 создает газонепроницаемый и гидронепроницаемый покров, препятствующий развитию процессов выщелачивания и диффузии. Закачка полимер-минеральной композиции производится в подвергшиеся разрушению верхние слои карбонатных и гипсовых пород, приуроченных к зоне интенсивных тектонических нарушений, и предшествующему выветриванию горных пород, с целью изолировать доступ к карстовой полости притока свежих вод.The lower insulating and stabilizing
Затем бурят наклонную скважину 13 на контакт с верхней границей грунтовых вод 4, закачивают полимер-минеральную композицию мощностью от 2-х до 5-ти метров, образующую верхний несущий слой 8.Then, an
После чего бурят контрольную вертикальную скважину 14 до контакта с верхним несущим 8 и нижним изолирующе-стабилизирующим 6 слоями, осуществляют подъем керна из каждого слоя 6 и 8 для проверки наличия полимер-минеральной композиции.After that, a control
Между несущим 8 и изолирующе-стабилизирующим 6 слоями в толще горных пород 2 образуется канал перетока грунтовых вод 10 из области водосбора в область разгрузки, сохраняющий естественный гидрогеологический режим в толще горных пород 2 зоны карстовых проявлений 1.Between the
При контакте с грунтовыми водами полимер-минеральная композиция, поглощая часть воды, увеличивается в объеме и структурируется. При этом создается плотный полимер-минеральный слой (композиция + вода + песок или иной наполнитель), залегающий в интервале закачки полимер-минеральной композиции, обеспечивающий увеличение прочностных свойств грунта, как в интервале закачки, так и выше, вплоть до дневной поверхности. Это происходит за счет увеличения деформативных свойств грунтов, рассчитываемых путем суммирования прочностных (деформативных) свойств грунтов послойно (почвенный слой + песок + слой полимер-минеральной композиции) с учетом возникающего (повышающего) синергетического эффекта (Ксин.) достигающего значений 1,4-1,6.Upon contact with groundwater, the polymer-mineral composition, absorbing part of the water, increases in volume and is structured. This creates a dense polymer-mineral layer (composition + water + sand or other filler), which lies in the injection interval of the polymer-mineral composition, providing an increase in the strength properties of the soil, both in the injection interval and higher, up to the day surface. This is due to an increase in the deformative properties of soils, calculated by summing the strength (deformative) properties of soils in layers (soil layer + sand + layer of polymer-mineral composition) taking into account the arising (increasing) synergistic effect (K syn. ) Reaching 1.4- 1.6.
Состав полимер-минеральной композиции обеспечивает надежное крепление грунтов со следующими параметрами:The composition of the polymer-mineral composition provides reliable fastening of soils with the following parameters:
- коэффициент эффективной пористости Пэф=1÷20%;- coefficient of effective porosity P eff = 1 ÷ 20%;
- коэффициент фильтрации Кф=1÷500 м/сут.- filtration coefficient K f = 1 ÷ 500 m / day.
Проведенные опытные работы по осуществлению способа доказывают положительный эффект защиты от карстовых проявлений в структурно-неустойчивых водонасыщенных грунтах. Образованный канал перетока грунтовых вод обеспечивает естественный гидрогеологический режим зоны карстовых проявлений.The experimental work on the implementation of the method prove the positive effect of protection against karst manifestations in structurally unstable water-saturated soils. The formed groundwater flow channel provides the natural hydrogeological regime of the zone of karst occurrences.
В предложенном способе защиты от карстовых проявлений использованы оборудование и устройства, широко применяемые в горной промышленности, а проведенные исследования, расчетные данные и выполненные опытные работы, обусловливают, по мнению заявителя, соответствие способа критерию «промышленная применимость».In the proposed method of protection against karst occurrences, equipment and devices widely used in the mining industry were used, and the studies, calculation data and experimental work performed determine, according to the applicant, the method meets the criterion of "industrial applicability".
Использование предложенного способа позволяет:Using the proposed method allows you to:
- повысить защитные свойства горных пород при карстовых проявлениях;- increase the protective properties of rocks during karst occurrences;
- улучшить физико-химические и несущие свойства грунта;- improve the physico-chemical and load-bearing properties of the soil;
- увеличить прочностные свойства грунта;- increase the strength properties of the soil;
- снизить возможность возникновения оползней:- reduce the possibility of landslides:
- систематизировать технологический процесс.- systematize the process.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116236/03A RU2543162C1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Method of protection of karst occurrence |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013116236/03A RU2543162C1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Method of protection of karst occurrence |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2543162C1 true RU2543162C1 (en) | 2015-02-27 |
Family
ID=53290060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013116236/03A RU2543162C1 (en) | 2013-04-09 | 2013-04-09 | Method of protection of karst occurrence |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2543162C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107151956A (en) * | 2016-11-24 | 2017-09-12 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | It is a kind of to there is pressure to return the grouting method that slurry reinforces covered karst embankment |
| CN111424685A (en) * | 2020-04-14 | 2020-07-17 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | Deep water falling hole processing structure and method for backfilling foundation in large karst depression |
| RU2732874C1 (en) * | 2019-11-29 | 2020-09-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | Method of karst funnel walls reinforcement |
| CN112813981A (en) * | 2021-02-05 | 2021-05-18 | 云南建投基础工程有限责任公司 | Karst geological cast-in-place pile quality defect repairing grouting assembly and construction method |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU787550A1 (en) * | 1979-02-01 | 1980-12-15 | Предприятие П/Я В-2413 | Method of consolidating soil with subterranean cavity |
| SU1629556A1 (en) * | 1989-01-06 | 1991-02-23 | Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" | A method of filling underground cavities in rock caverns |
| SU1654546A1 (en) * | 1987-01-04 | 1991-06-07 | Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина | Method of isolating fractured and karsted beds |
| SU1832847A1 (en) * | 1989-08-25 | 1995-08-09 | Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" | Method for plugging of underground cavities in water bearing horizons in construction of mine workings |
| RU2042781C1 (en) * | 1991-02-07 | 1995-08-27 | Целищев Василий Федорович | Method for isolation of lost-circulation formation |
| UA11573U (en) * | 2004-01-21 | 2006-01-16 | Valerii Mytrofanovych Frolov | Method for treating chronic obstructive bronchitis |
-
2013
- 2013-04-09 RU RU2013116236/03A patent/RU2543162C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU787550A1 (en) * | 1979-02-01 | 1980-12-15 | Предприятие П/Я В-2413 | Method of consolidating soil with subterranean cavity |
| SU1654546A1 (en) * | 1987-01-04 | 1991-06-07 | Московский институт нефтехимической и газовой промышленности им.И.М.Губкина | Method of isolating fractured and karsted beds |
| SU1629556A1 (en) * | 1989-01-06 | 1991-02-23 | Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" | A method of filling underground cavities in rock caverns |
| SU1832847A1 (en) * | 1989-08-25 | 1995-08-09 | Специализированное производственное геологическое объединение по тампонажным и геологоразведочным работам "Спецтампонажгеология" | Method for plugging of underground cavities in water bearing horizons in construction of mine workings |
| RU2042781C1 (en) * | 1991-02-07 | 1995-08-27 | Целищев Василий Федорович | Method for isolation of lost-circulation formation |
| UA11573U (en) * | 2004-01-21 | 2006-01-16 | Valerii Mytrofanovych Frolov | Method for treating chronic obstructive bronchitis |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107151956A (en) * | 2016-11-24 | 2017-09-12 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | It is a kind of to there is pressure to return the grouting method that slurry reinforces covered karst embankment |
| CN107151956B (en) * | 2016-11-24 | 2024-03-26 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | Grouting method for reinforcement and coverage type karst embankment with pressurized return grouting |
| RU2732874C1 (en) * | 2019-11-29 | 2020-09-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" | Method of karst funnel walls reinforcement |
| CN111424685A (en) * | 2020-04-14 | 2020-07-17 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | Deep water falling hole processing structure and method for backfilling foundation in large karst depression |
| CN112813981A (en) * | 2021-02-05 | 2021-05-18 | 云南建投基础工程有限责任公司 | Karst geological cast-in-place pile quality defect repairing grouting assembly and construction method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102705005B (en) | Technology for plugging water bursting in mine by directional diversion grouting | |
| RU2537711C1 (en) | Erection of tunnels in structurally unstable soils with karst phenomena and/or boil processes | |
| CN105484269B (en) | Foundation pit enclosure structure seepage prevention and treatment construction method under blasting condition | |
| RU2543162C1 (en) | Method of protection of karst occurrence | |
| CN103572764A (en) | Ultra-deep manual hole digging pile dado water stop structure and construction method thereof | |
| Sissakian et al. | Karstification effect on the stability of Mosul Dam and its assessment, North Iraq | |
| RU2568452C1 (en) | Method to seal anti-filtration screen under water reservoir after pit depletion | |
| Zhang et al. | Directional drainage grouting technology of coal mine water damage treatment | |
| RU131746U1 (en) | PROTECTIVE DESIGN AT KARST FORMATION IN SOIL | |
| RU2754380C1 (en) | Method for eliminating leaks and increased filtration of soil hydraulic structures | |
| Milanovic | Prevention and remediation in karst engineering | |
| RU2749003C1 (en) | Method for reducing settlement of buildings during construction of underground workings under them | |
| Kath et al. | Engineering impacts of karst: three engineering case studies in cambrian and ordovician carbonates of the valley and ridge province | |
| Esrig et al. | Ground stabilization in the United States by the Scandinavian lime cement dry mix process | |
| RU2693623C1 (en) | Elimination method of wells | |
| RU2305153C2 (en) | Method and device for loose foundation base consolidation by directed horizontal pattern hydraulic fracturing | |
| Milanović et al. | Overview of dams and reservoirs in evaporites | |
| RU2278267C1 (en) | Vertical excavation liquidation method | |
| Donnelly et al. | The design of foundation treatment measures for dams on karst foundations | |
| Granata et al. | Construction of a large underground parking in Bari downtown | |
| RU2275467C1 (en) | Sliding slope consolidation method | |
| RU2762373C1 (en) | Method for creating a geotechnical structure in the ground | |
| RU2376419C1 (en) | Method of inclined mine wellhead construction in depositions | |
| RU2063077C1 (en) | Radioactive waste burial method | |
| RU2675118C1 (en) | Method for hardening hydraulic stowage mass |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150410 |