Приложение 2. Типы и способы закладки реперов для наблюдательных станций

Приложение 2

Типы и способы закладки реперов для наблюдательных станций

Наблюдательные станции на земной поверхности

В качестве опорных и рабочих реперов при глубине промерзания грунта до 1,5 м применяют реперы, заложенные в скважинах или котлованах (рис. А, а, б). Корпус репера 3 изготовляют из отрезков прутковой, буровой, арматурной стали диаметром 25-30 мм или из толстостенных металлических труб. Длину репера рассчитывают с учетом размеров, приведенных на рисунке. К нижней части корпуса приваривают крестовину 4, а на верхнем торце высверливают на глубину 2-3 мм цилиндрическое глухое отверстие диаметром 2,0 мм - центр 1.

На трубчатых корпусах предварительно (сваркой) закрепляют головку репера. Нижнюю часть скважины (котлована) 5 заполняют бетоном на высоту 200-300 мм, выше засыпают сыпучий материал 2.

В качестве рабочих и вспомогательных реперов можно использовать забивные реперы (рис. 5, а), изготовленные из прутковой или буровой стали длиной 1,5-2,0 м. Для увеличения сцепления репера с грунтом нижняя часть корпуса 1 репера зазубривается 2.

При малых глубинах промерзания или оттаивания грунта и вероятности вымораживания репера возможно применение забивного репера, приведенного на рис. 5, б, позволяющего учитывать величину выпучивания (вымерзания). Корпус 3 репера диаметром 30-35 мм (буровая сталь, толстостенная труба) со сквозным центральным отверстием 2 свободно посажен на сигнальный стержень 1, жестко скрепленный с наконечником 5. К наконечнику сваркой крепят кожух 4, перекрывающий нижнюю часть корпуса. Стержень и внутреннюю поверхность кожуха покрывают антикоррозийным покрытием или густой технической смазкой. При закладке используют насадку 6. При нивелировании по полусферической головке корпуса одновременно замеряют расстояние до торца стержня и вводят соответствующую поправку в наблюдения.

В рыхлых грунтах большой мощности и в заболоченной местности опорные реперы закладывают в скважины с заглублением в плотный грунт не менее чем на 2,0 м (см. рис. 5, в). Корпус репера 4 изготовляют из отрезков металлических труб диаметром 30-60 мм и толщиной стенок не менее 3 мм, соединяемых сваркой или муфтами 2. Нижнюю секцию с крестовиной закрепляют в бетонном якоре 7 высотой не менее 1,5 м. В болотистых грунтах на якорь укладывают глиняную подушку 6 высотой 0,3-0,5 м. Обсадную трубу 5 закладывают на всю высоту рыхлого (заболоченного) грунта, но не связывают с якорем. Пространство 1 между корпусом и обсадной трубой заполняют невлагоемким материалом 1, а в заболоченной местности оставляют незаполненным с изоляцией корпуса густой технической смазкой или промасленной ветошью. Сверху обсадную трубу закрывают деревянной крышкой 3.

При глубинах промерзания свыше 1,5 м в качестве опорных реперов применяют аналогичные приведенным на рис. 5, в, но без обсадки скважины. Для рабочих реперов якорь корпуса этой же конструкции изготовляют высотой 250-300 мм и заглубляют на 0,5 м ниже границы промерзания.

Возможно также использование забивных реперов при условии проведения наблюдений в одно и то же время сезона и обязательного заглубления центра.

В скальных породах (рис. 6, а) реперы закладывают в скважинах. Корпус 2 репера с крестовиной 4 закрепляют в бетонном якоре, заложенном в ненарушенных породах. В дробленых породах 1 отрывают котлован 3 или проводят обсадку скважины.

В многолетнемерзлых грунтах реперы закладывают в скважинах, пробуренных ниже глубины максимального сезонного оттаивания. Расчеты глубины закладки реперов приводятся в работе [9].

Одна из конструкций репера для многолетнемерзлых грунтов приведена на рис. 6, б. Скважину 7 диаметром 100-200 мм бурят на расчетную глубину и в верхнюю часть устанавливают обсадную трубу 3, при этом часть шлама из нижней части скважины не извлекают (перед закладкой репера она должна быть разжижена водой). Корпус репера 8 изготовляют из отрезков труб диаметром 50-60 мм с толщиной стенок не менее 3 мм, соединяемых на месте закладки сваркой или муфтами 6. Якорь репера 9 изготовляют из толстостенных труб различного диаметра (2-4 секции), к которым по спирали приваривают "ерши" 1. Закладку репера производят с помощью станка с последовательным наращиванием секций корпуса. После досылки якоря до забоя скважины производят засыпку скважины до глубины оттаивания песком, гравием (если уровень разжиженного шлама ниже глубины оттаивания) и на корпус надевают трубу кожуха 2 с внутренним диаметром, на 7-10 мм большим диаметра корпуса. Опускают кожух посекционно с помощью станка на всю глубину оттаивания или (при отсутствии засыпки на месте) до якоря. Пространство между кожухом и стенками скважины заполняют сыпучим материалом или оставляют незаполненным, а между корпусом и кожухом заполняют разогретой технической смазкой 4. Лишнюю часть последней секции корпуса срезают и приваривают головку репера 5 к центру. При наличии рыхлых отложений устанавливают обсадную трубу.

При закладке реперов всех типов на участке земной поверхности, где существует возможность их механического нарушения (огороды, пашни, интенсивное движение транспорта), центры реперов должны быть скрытыми (аналогично рис. 5, а).

Высоту реперов определяют возможностью замера длин интервалов без переходных точек (она не должна превышать 0,5 м). Обсадные трубы в скважинах устанавливают только при необходимости. Они не должны быть связаны с якорем.

Для защиты реперов от механических повреждений и атмосферных осадков бетонируют пилоны или площадки размерами 700x700 мм, толщиной 200 мм с обязательной изоляцией (толь, промасленная ветошь) корпуса репера от контакта с бетоном. Высота обсадных труб и пилона должна быть на 50-70 мм меньше превышения головки репера над земной поверхностью. Для дистанционного наблюдения за оседанием поверхности выступающую часть корпуса репера любого типа увеличивают с таким расчетом, чтобы наблюдения можно было проводить с одной или нескольких точек, расположенных за пределами опасной зоны. Верхнюю часть корпуса 1 (рис. 7, а) размечают (кольцевой или шашечной разметкой) на деления ценой 1 см. При дистанционном измерении горизонтальных сдвижений реперов с помощью проволочных связей, выведенных за пределы опасной зоны, верхнюю часть реперов для предотвращения их опрокидывания усиливают укосинами 2 с крестовиной 3.

В подрабатываемых зданиях и сооружениях стенные и грунтовые реперы (см. п. 4.5) закладывают по схеме, приведенной на рис. 7, б. Стенной репер 1 (диаметром 10-20 мм) из прутковой стали бетонируют в шпуре с таким расчетом, чтобы можно было установить нивелирную рейку на выступающую часть репера и провести замер длин интервалов между реперами. Шпур забуривают на 150-200 мм ниже слоя гидроизоляции. Грунтовый репер 3 (как правило, аналогичный приведенному на рис. 4, а) закладывают против каждого стенного репера или части реперов (но не менее трех реперов по каждой стороне здания) не ближе 0,3-0,5 м от отмостки.

Подземные наблюдательные станции

Для профильных линий в горных выработках закладку реперов проводят в почве, стенках или кровле выработки. Центры реперов обозначают так же, как на реперах наземных станций. Располагают реперы открыто или с заглублением центров, с учетом возможности установки (или подвески) рейки и отвеса. Реперы изготовляют из прутковой, арматурной, буровой стали или тонких труб диаметром 20-35 мм.

В почве выработки реперы закладывают при небольшом движении людей и транспорта, отсутствии пучения почвы, сильнотрещиноватых или мелкослоистых породах. Реперы бетонируют ниже глубины насыпных и нарушенных при проходке пород в котлованах или шпурах (рис. 8).

Реперы, показанные на рис. 8, а закладывают, как правило, между рельсами или с внешней стороны путей, вдоль стенки, противоположной трапу, с отступлением от нее не менее чем на 20 см.

Скважину бурят на глубину не менее 800 мм. Корпус репера 3 бетонируют в скважине 1 на всю высоту ненарушенного массива (при использовании обсадной трубы 4 можно бетонировать до уровня насыпки) с засыпкой оставшейся части скважины балластом 2.

Реперы (см. рис. 8, б) закладывают при невозможности бурения скважин, при этом бетонный якорь заглубляют в ненарушенный массив не менее чем на 0,1 м. Для закладки репера выбирают котлован с размерами по дну 250x250 мм. Корпус 1 репера с крестовиной 3 бетонируют в котловане на высоту 200 мм, а остальную часть засыпают породой 2.

Центры реперов обоих типов при открытом их расположении могут возвышаться на 20-50 мм или быть заглубленными на 100-150 мм и перекрываться металлическими крышками.

При частой рихтовке путей или вероятности частичной засыпки репера целесообразно применять, репер (см. рис. 8, в), который в большинстве случаев закладывают со стороны трапа. Корпус 1 бетонируют только в районе шпура ниже уровня насыпных и дробленых пород.

Целесообразна закладка стенных реперов (рис. 9). Шпуры под стенные реперы забуривают по возможности горизонтально на удобной для замеров высоте (1,4-1,5 м).

Наиболее употребим тип репера, приведенный на рис. 9, а. Корпус 1 репера бетонируют в шпуре 2, оставляя часть шпура (100-200 мм), не заполненную раствором. Центры 3 репера обозначают на торце и свободном конце поверхности репера. При закладке реперов на ходовой стороне выработки и в ряде других случаев применяют реперы со съемной головкой (см. рис. 9, б, в).

Корпус 1 с переходником 2 закрепляют в шпуре 3, но он не выступает за поверхность стенки выработки. Головку репера 4 с центрами 5 навинчивают на переходник только на период наблюдений, поэтому для профильной линии любой протяженности достаточно комплекта из 8-10 головок. Переходник изготовляют из нержавеющей стали и крепят к корпусу штифтом 6.

При полной невозможносто бурения шпуров и для оборудования специальных наблюдательных станций ("пары точек") применяют реперы, приведенные на рис. 9, г, д. В обоих случаях репер состоит из металлической перфорированной пластины 1 толщиной 3-5 мм (см. рис. 9, д) размером 200х200 мм с приваренным перпендикулярно к ней штырем 2 длиной 100-150 мм и диаметром 20-25 мм. Закрепление репера, приведенного на рис. 9, г, осуществляют пристрелкой пластины к бетонной крепи монтажным пистолетом. Репер 3 (см. рис. 9, д) бетонируют на хорошо зачищенную поверхность стенки выработки. Данные типы реперов используют и при наблюдениях по кровле выработки с приспособлением свободных концов для подвески рейки.

Реперы в кровле выработки (рис. 10) закладывают только при полной невозможности их закладки в стенке или почве выработки. Закладывают их в вертикальных или наклонных шпурах глубиной не менее 800 мм. При использовании нивелирных реек, жестких и шнуровых отвесов с кольцом (см. прил. 3) применяют реперы (см. рис. 10, а), имеющие на загнутом конце корпуса 1 плоский наконечник 3 с коническим отверстием - центром 2. Корпус репера бетонируют или забивают в деревянную пробку. При необходимости (слабоустойчивые породы, ширина выработки более 2 м) для закладки в шпуре глубиной более 1 м применяют репер, изображенный на рис. 10, б. Закрепляют репер в шпуре 3-4 ярусами "ершей" 2. Нижний ярус "ершей" 1 служит для центрирования корпуса в шпуре, его крепят в 0,2-0,3 м от устья. При невозможности бурения шпуров репер (см. рис. 10, в) в кровле может быть закреплен на свободном конце штанговой крепи 1 с помощью хомута 2.

Бетонирование реперов в шпурах значительно облегчается при использовании насоса. Размер насоса зависит от предполагаемой длины шпура, но не должен быть более 1,5 м. Корпус изготовляют из трубки легкого металла. На штоке крепят поршень, состоящий из резиновой прокладки, зажатой между двумя шайбами гайкой. Корпус, заполненный раствором, досылают до забоя и при одновременном выталкивании раствора штоком и извлечении корпуса шпур заполняют раствором. В шпур, заполненный раствором, досылают корпус репера, при этом часть раствора на глубину 0,1-0,2 м от устья удаляют из шпура. Центрировку репера в шпуре выполняют временными прокладками.