Приложение 8 (рекомендуемое). Расчеты беструбного дренажа, образованного буровзрывным способом

Приложение 8
Рекомендуемое

Расчеты беструбного дренажа, образованного буровзрывным способом

Условия применения и требования к конструкции беструбного дренажа, образованного буровзрывным способом

Сфера применения беструбного дренажа различной конструктивно-технологической разновидности показана в табл. П.8.1.

Если водоупором грунтовых вод, питающих наледь, являются вечномерзлые грунты (скально-щебенистые или галечно-гравийные), то буровзрывной способ устройства дренажа может быть успешно применен в южной зоне распространения вечномерзлых грунтов (восточная часть БАМа). В этих районах глубина сезонного протаивания крупнообломочных скальных грунтов достигает 6,0 м. В хорошо дренирующих грунтах поверхность вечномерзлых грунтов опускается на глубину более 6,0 м, где возникает постоянный талик. Поэтому целесообразно буровзрывной дренаж закладывать на глубину 6 - 7 м.

Чтобы поверхностная и грунтовая вода непрерывно (зимой и летом) циркулировала по такому дренажу, во избежание его перемерзания в пределах дренажа следует убрать всю растительность, включая мохоторфяной слой.

Таблица П.8.1.

Сфера применения беструбного дренажа различной конструктивно-технологической разновидности

Продолжение табл. П.8.1.

Технико-экономическая эффективность

Для выявления технико-экономической эффективности применения беструбного дренажа, образованного буровзрывным способом, на одном из наледных участков линии Пивань - Совгавань были изучены инженерно-геологические условия наледеобразования и запроектированы противоналедные дренажи:

трубчатый типовой конструкции, сооружаемый по обычной традиционной технологии;

беструбный, образованный буровзрывным способом.

При анализе основных показателей и затрат, в том числе удельных на 1 п. м дренажа, была установлена целесообразность устройства дренажа, образованного буровзрывным способом.

Методика расчета зоны рыхления при устройстве беструбного дренажа буровзрывным способом

Дренаж (рис. П.8.1) должен обеспечить пропуск грунтовой воды с расчетным дебитом , /сут, который устанавливается гидрогеологическими исследованиями по формуле

. (П.8.1)

где - площадь поперечного живого сечения дренажа, ; I - продольный уклон дренажа в тысячных; - коэффициент фильтрации скальных пород, м/сут,

; (П.8.2)

, (П.8.3)

где R - радиус зоны рыхления, м.

Длину расчетной линии наименьшего сопротивления W можно приравнять к радиусу зоны рыхления W=R, так как рыхлению подлежат лишь скальные породы, залегающие ниже водоупора - . Одновременно должно быть выдержано условие:

, (П.8.4)

где - масса ВВ, размещающаяся в 1 п.м скважины, кг/м; d - диаметр скважины, мм; n - плотность взрывчатого вещества, кг/.

При использовании буровой установки СБМК-5 диаметр скважины составит 105 мм, а масса заряда в 1 п.м скважины, при использовании аммонита N 6 ЖВ, составит P=8,0 кг. Расчетный расход ВВ для зарядов рыхления K, , рекомендуется принимать:

K = 0,4  - для мягких пород (мергель, туф, сланцы);

K = 0,6 - для крепких пород (гранит, базальт, песчаник).

В среднем можно принимать  м.

Перебур определяется по формуле: (большее значение относится к крепким породам). Длина забойки (меньшее значение относится к крепким породам).

Глубина бурения H, м, масса заряда в скважине, q, кг, расстояние между скважинами, a, м, определяются по формулам:

, (П.8.5)

, (П.8.6)

. (П.8.7)

Средний диаметр камня, образуемого дроблением, можно определить по формуле:

, (П.8.8)

где - коэффициент остаточного разрыхления.

Для одной дрены с радиусом действия R=4 м при  м/сут расчетные значения составят: ;

; .

В зависимости от назначаемого уклона дренажа его расход будет составлять при:

I = 0,01, Q = 18 ;

I = 0,05, Q = 40 ;

I = 0,10, Q = 60 .

Пример расчета беструбного дренажа

На существующей железной дороге после подрезки косогора с устройством нового кювета в зимний период были проморожены водоносные галечники с песком до водоупора, представленного выветрелым песчаником. Возникли условия для образования наледи. По наблюдениям и расчетам гидрогеологов дебит источника склоновой наледи составляет около 30 .

Исходные данные:;  м; R=4,0 м; P=80 кг; K= 0,4 ,  м/сут.

Тогда: м;  м;  м (см. рис. П.8.1);

 кг;

 м. Принимаем a=2,0 м, диаметр скважин 105 мм.

Проверяем пропускную способность и определяем требуемый уклон дренажа: , откуда .

Таким образом, при устройстве беструбного дренажа буровзрывным способом расчетный расход будет обеспечен при радиусе зоны рыхления 4 м и уклоне дренажа I=30%.