Вода - это жизнь. Колодец - источник жизни.
ООО "БашВодЗемСтрой"
тел. (347) 294-83-98,   моб. 8-917-346-9412

Главная | Регистрация | Вход
Вторник, 24.10.2017, 05:35
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта
Наш опрос
Какого качества вода у вас в колодце или скважине?
Всего ответов: 13
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


Яндекс.Метрика

ПЛЫВУНЫ В КОЛОДЦЕ

Определение плывуна.

Какие бывают плывуны.

Свойства плывуна.

Что происходит при работе в плывунах?

Как работают в плывунах.

Выводы по работе колодцев на плывунах.

Рекомендации по строительству и эксплуатации колодца на плывуне.

 

ЧТО ТАКОЕ ПЛЫВУН?

В начале, дадим определение плывуна.

Плыву́н (он же плавун) — насыщенный водой грунт (обычно пески или супеси), который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии их котлованами, шахтами и другими выработками.

Также, нет определенного мнения в отношении характерного минералогического состава плывунов. В подавляющем большинстве случаев, плывунные свойства проявляются у очень мелких песков, в большей или меньшей степени пылеватых и илистых, и вообще у несвязных пород, не обладающих пластичностью. Как и чем различаются плывуны?

 

КАКИЕ БЫВАЮТ ПЛЫВУНЫ

Истинные плывуны

Часто плывунные свойства проявляют пылеватые пески и супеси, насыщенные водой, содержащие в большом количестве очень мелкие частицы (глинистые и коллоидные), которые начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Вследствие наличия глинистых и более мелких коллоидных частиц эти грунты обладают гидрофильными свойствами и слабо отдают воду. Даже при небольшом гидравлическом градиенте они переходят в плывунное состояние и перемещаются с водой в выработки. Коэффициент фильтрации таких грунтов обычно менее 0,5 м3/сут. Характерная особенность этих плывунов — это большая подвижность и способность быстро переходить в плывунное состояние при незначительном механическом воздействии, особенно при сотрясении или вибрации.

При малой влажности и высокой плотности плывун обладает значительной прочностью. При влажности выше некоторой критической П. могут течь как единое целое под действием незначительных напряжений. При промерзании истинный плывун подвергается сильному пучению, слабо фильтрует воду. При высыхании приобретает связность. В образовании истинных плывунов большую роль играют микроорганизмы. B отличие от высокодисперсных пластичных грунтов пластичные свойства истинных плывунов являются временными и после снятия нагрузки постепенно исчезают.

Ложные плывуны.

Ложный плывун или псевдоплывун — мелкий пористый или пылеватый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован или шахту и выносит с собой песок. Ложные плывуны не содержат коллоидных частиц, и их плывунные свойства проявляются при значительных напорных градиентах. По мере увеличения плотности ложные плывуны часто теряют плывунные свойства.

 

СВОЙСТВА ПЛЫВУНОВ

Плывун представляет серьезную опасность при подземных горных работах. Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов. Движение плывунов в стенках котлованов, а также в основании гидротехнических сооружений, построенных на плывунных песчаных отложениях на дне озера или моря, происходит обычно внезапно. При подобных явлениях иногда приходят в движение огромные массы песка.

Из приобретенного опыта в отношении прорывов плывунных песков в подземные выработки, заплывания котлованов, забивки свай, разжижения песков под ногами в забое и других связанных с плывунами явлений, А. Ф. Лебедев (1882 - 28 января 1936, почвовед, гидрогеолог, грунтовед, агрофизик, пользовавшийся мировой известностью) дает перечень следующих выводов о произведенных за плывунами наблюдениях: Песок плывет, когда вода по законам гидравлики должна прийти в движение и действительно движется, т. е. когда имеется некоторый гидравлический или напорный градиент. Приходят в движение рыхлые породы, имеющие большую пористость. Порода до начала ее движения не имеет внешних признаков ее пресыщенности водой, но уже при начале движения происходит перегруппировка частиц, и вода показывается на поверхности. Это указывает на то, что пористость песка уменьшается и, не умещающаяся в порах вода, начинает двигаться (фильтроваться). Отнятие воды из рыхлой породы или иммобилизация ее путем замораживания лишает плывун подвижности.

Чем труднее порода отдает воду, тем труднее побороть ее плывунные свойства. Если в песках присутствуют гидрофильные коллоиды, то песчинки, облепленные этими коллоидами, вследствие связывания ими воды уменьшают свой средний удельный вес, что увеличивает их способность долго оставаться во взвешенном состоянии. У таких песков— «истинных плывунов» плывунные свойства особенно стойки.

От большинства других плывунных песков («ложных плывунов») вода отнимается сравнительно легко, после чего они плывунных свойств не проявляют. Проницаемость истинных плывунных песков очень мала, также мала их водоотдача.

Таким образом, из сказанного следует, что плывунное состояние не есть специфическое, всегда свойственное какому-либо типу породы состояние, а появляется или создается в известных гидродинамических условиях. Для одних пород такие условия создаются трудно при больших градиентах, для других легче, а в «истинных плывунах» движение идет при ничтожных градиентах.

         

 

ЧТО ПРОИСХОДИТ ПРИ РАБОТЕ В ПЛЫВУНАХ?

Стенки вырытого в плывунах котлована или шахты вскоре после отрывки начинают обрушаться. Из них вываливаются глыбы песка, который расплывается по дну котлована; поверхность оплывшей массы в случае котлована приобретает уклон до 3—4°. Для предотвращения этого опасного явления стенки котлована необходимо укрепить, установив в шахту колодезные кольца или иным образом закрепить стенки от обрушения или оплыва.

При вскрытии ложного плывуна, в шахте колодца со стенками, укреплёнными колодезными кольцами, происходит интенсивный намыв разжиженного грунта в забой. Создаётся впечатление, что дно шахты или дно колодца стало «подыматься». Вскоре, вскрытый грунт теряет несущую способность и в нём начинают «тонуть» ноги строителя и установленные колодезные кольца. Дальнейшая интенсивная проходка шахты колодца в плывуне приводит к опусканию колец до определённого уровня после, которого выборка грунта из шахты уже не ведёт к опусканию колодезных колец. Если, не смотря на то, что колодезные кольца или ствол шахты колодца перестали опускаться или опускаются очень незначительно, а грунт из забоя продолжает выбираться, то происходят опасные и неприятные события. А именно:

- горизонтальные сдвиги колец, проворачивание их, увод ствола шахты в сторону.

- вертикальный разрыв ствола шахты с образованием зазоров между смежными кольцами.

- интенсивная осадка и провал грунта вокруг колодца с образованием широких и глубоких пустот.

- травмирование строителя сдвинувшимися кольцами или даже завал его внезапно прорвавшимся в забой грунтом.

Поэтому, в этом случае проходку необходимо прекратить иначе колодец может быть испорчен и стать непригодным для эксплуатации. После прекращения выборки плывун приходит в некоторое статическое равновесие, заполняя собой ствол шахты. Происходит его подъём с образование сверху него столба воды. Столб воды в ложных плывунах может быть от 0,5 до 1,5 метров и зависит от свойств и структуры конкретного плывуна. Добиваться увеличения этого столба сразу после строительства колодца неразумно и бесполезно. В большинстве случаев это ведёт к безрезультативным работам и бессмысленным тратам.

 

При вскрытии истинного плывуна, содержащего много топких частиц и поэтому обладающего весьма незначительной водопроницаемостью получить приемлемый столб воды, как правило, не удаётся. Попытки откачивать воду из таких плывунов окажутся тщетными. Эти плывуны не хотят её отдавать. Объяснение этого явления довольно простое - коллоидные частицы задерживают воду в порах. Канавы и шахты, вскрытые в истинных плывунах, не только не собирают воду, но и быстро заплывают текучей массой плывуна. Он, как губка, забирает воду и не отдает ее. Даже при неполном водонасыщении такой плывун растекается, подобно вязкой жидкости. В этом случае, даже не приходится говорить о каком-либо столбе воды и водоотдаче колодца как таковой. Утешением может быть только тот факт, что плывуны такого типа редки. Многие строители колодцев, занимающихся этим профессионально не встречались с ними или это были единичные случаи.

 

КАК РАБОТАЮТ В ПЛЫВУНАХ

При входе в плывуны стенки выработки надо укрепить. В случае строительства колодца необходимо в шахту установить колодезные кольца, сруб ствола или проходческие щиты или, если устраивается монолитный ствол колодца опустить его. Так как в настоящее время, в подавляющем большинстве случаев, для строительства колодцев применяют железобетонные колодезные кольца, то рассмотрим только эту технологию.

Перед входом в плывун стыки между кольцами необходимо затереть или заделать цементным раствором, некоторые строители применяют уплотняющие материалы (напомню: они должны быть гигиеничными и не разлагаемыми). В плывуне этого сделать не удастся. Далее, как правило, делается перерыв до утра следующего дня. Смысл этого в накоплении сил и получения большего запаса рабочего времени (светлого времени суток) для прохода плывуна или обустройства колодца на нём.

В случае плывунного слоя небольшой мощности делается попытка его пройти и выйти на нижележащий водоупорный слой̆ грунта или на слой̆ с меньшими плывунными свойствами. Далее, в зависимости от обстоятельств, проходка завершается или, что бывает реже, продолжается для организации некого водоприёмного пространства в шахте колодца или выхода на следующий водоносный горизонт. В большинстве случаев пойти плывун не удаётся и водоприёмную часть колодца устраивают в плывуне. В этом нет ничего страшного, ведь ложный плывун — это водоносный горизонт, как правило, с высокой водоотдачей или дебитом.

Заплывание нижней части ствола шахты песком плывуна, надо расценивать как неизбежное и нормальное явление. В этот момент система водонос-колодец приходит к некоторому статическому равновесию с образованием столба воды. Это неизбежное явление, такое же, как и гравитации или сила всемирного тяготения. Всяческие попытки немедленно увеличить столб воды и углубить колодец, вычистив наплывший песок, приведут к подмыву или оплыву новой порции плывунного песка в шахту на место вычерпанного с разжижением грунта за нижними кольцами и нарушением их устойчивости. Важно понимать, что скорость и интенсивность выборки грунта из забоя не сможет превысить скорость заполнения плывуном освободившегося пространства. Использование мощных насосов и другой техники ситуацию не изменяет, а как правило, ухудшает.

Считается, что главное в организации колодца на ложном плывуне это вовремя остановиться. Не раньше и не позже. Это и есть мастерство строителя колодца.

 

ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ В КОЛОДЦАХ НА ПЛЫВУНЕ

1. Строить в плывунах сложно, тяжело и опасно.

2. Если нет воды, то нет и плывуна.

3. Строить колодец необходимо при минимальном уровне грунтовых вод.

4. Плывун должен быть в обязательном порядке закреплён. Работать в нём открытым способом смертельно опасно.

5. Необходимо скреплять кольца колодца между собой стальными скобами или пластинами. А также устанавливать кольца на цементный раствор. Да, это приводит к удорожанию работ, но лучше доплатить, чем потом тратиться новый колодец. Тем более, если потребуется углубить колодец, то в процессе работ нижние кольца колодца могут пойти вниз, а верхние останутся висеть. Это приведет к образованию разрывов в шахте колодца, что в свою очередь влияет на качество воды.

6. Главное при строительстве колодца в плывуне - это вовремя его остановить, не раньше, но и не позже.

7. Неразумная упертость в попытках пройти плывун приведет к порче колодца как сооружения и травмам строителя.

8. Правильней доверить строительство рабочим и мастерам, владеющим ремеслом колодезников и имеющих соответственный опыт.

9. Не надо бояться и переживать, что плывун заполняет низ шахты, это естественно.

10. Подавляющее количество колодцев на ложных плывунах можно использовать для водоснабжения. Такой плывун это, как правило, мощный водонос.

11. Организовать колодец на истинном плывуне не возможно. Истинный плывун встречается крайне редко.

12. Если Вам говорят, что в любом плывуне организуют столб воды не менее 1,5 метров - это всего, лишь неуместная бравада или малый опыт в строительстве колодцев.

13. В плывунах столб воды может быть мал от 0,5...1,5 метра. Главное в колодце не столб воды, а его водоотдача (или дебит).

14. После строительства колодца на плывуне вокруг него всегда происходит существенная осадка и уплотнение грунта. Провалы могут быть очень объемными по сравнению с провалами вокруг обычных глиняных колодцев. Проявляться эти провалы могут и через несколько лет после строительства колодца.

15. После строительства колодца и уплотнения грунта вокруг него система колодец- водонос приходит в равновесие, и какие-либо подвижки колец исключаются. Однако, если проводить работы по углублению колодца, то кольца могут сдвинуться.

16. Чистку колодцев на плывунах лучше проводить грейфером при высоком УГВ. Например, весной.

 

Рекомендации по обустройству и эксплуатации колодцев, стоящих на плывунах

1. Не откачивать залпово (т. е. полностью и быстро) воду из колодца. Так как столб воды имеет вес, то при значительной откачки его вес давящий на дно колодца уменьшается, и внутреннее давление плывуна, направленное вверх, выносит разжиженный грунт ещё выше. Всегда оставлять не менее трети воды (лучше больше).

2. Из вышесказанного следует, что колодцы на плывунах не прокачивают, так как вода в них быстро обновляется.

3. Со временем, не ранее чем через год, колодец можно пробовать почистить, убрав намытый грунт. Мы с Вами знаем, что при уплотнении ложные или псевдоплывуны в значительной степени утрачивают свои свойства. Углублять необходимо до момента начала подъема грунта или потери им несущей способности. При необходимости, придётся повторить эту процедуру. Чистить колодец на плывуне лучше всего при помощи грейфера. Тогда столб воды в колодец не будет мешать чистке, а наоборот даже поможет.

4. Если в колодце высоты столба воды мало для размещения погружного насоса, то можно применить горизонтальное размещение насоса, а также погружной насос с всасывающим патрубком и плавающим близко к поверхности заборным концом шланга. Можно использовать поверхностные/всасывающие насосы, в том числе насосные станции необходимой мощности.

5. Однозначно и категорично можно говорить о бессмысленности и даже вредности всяческих донных фильтров, в том числе гравийных набросках, укладывания на дно камней, досок, щитов, плёнок и т. п. материалов и конструкций. Всё это не работает. Если плывун приходит в движение, то эти материалы и конструкции поглощаются или ломаются им. При этом устраивая донные фильтры мы заведомо уменьшаем и без того не высокий столб воды.

Вход на сайт
Поиск

БашВодЗемСтрой © 2017-2009 | Все права защищены. Копирование материалов сайта запрещено! | Конструктор сайтов - uCoz