Спосіб закріплення зсувних ґрунтів на гірських схилах

1. Спосіб закріплення зсувних ґрунтів на гірських схилах, який відрізняється тим, що запобігання ґрунтовому зміщенню з гірського схилу здійснюють через систему похилих ін'єкційних свердловин, пробурених з поверхні зсувного схилу під кутом 25°  45° на 2/3 довжини свердловин L через нестійкі ґрунти, і на іншу 1/3 довжини свердловин L через міцні тріщинуваті породи, для одночасного помпування зміцнювального складу в зсувні ґрунти і міцні породи через перфоровані обсадні труби, установлювані на всю довжину похилих свердловин, при щільності буріння кожної ін'єкційної похилої свердловини на 9 м2  25 м2 площі закріплюваного зсувного схилу. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що щільність буріння похилих ін'єкційних свердловин для закріплення зсувних ґрунтів визначають з обліком радіуса поширення помпованого зміцнювального складу від кожної похилої свердловини, розраховуваного з рівняння Винахід належить до галузі охорони навколишнього середовища і спрямований на закріплення зсувних ґрунтів на схилах гір. Відомі традиційні міри інженерного захисту автошляхів, цивільних і промислових територій на гірських схилах від зсунення. Ці міри передбачають закріплення зсувних схилів підпорними стінками, впровадження осушення водонасичених ґрунтів за допомогою електроосмосу або помпування через свердловини в ґрунт гарячого повітря, виконанням штучного заморожування ґрунтів, саджання рослин на схилах гір. Для запобігання зсування також будують дренажні споруди для перекриття припливів поверхневих та підземних вод до зсувних ґрунтів. Поверхневі води також відводять (13) 93728 (19) UA де R - радіус поширення зміцнювального складу в ґрунтах і породах від кожної похилої ін'єкційної свердловини, м; Qcв - витрата зміцнювального складу, помпованого в похилу ін'єкційну свердловину, м3/с; t - тривалість помпування зміцнювального складу в похилу ін'єкційну свердловину, с; H = L - товщина закріплюваних ґрунтів і порід, м; m - середня величина розкриття пустот і тріщин в ґрунтах і породах, м; Kн = 1,25  1,35 - коефіцієнт нерівномірності розповсюдження пустот і тріщин в ґрунтах та породах. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що закріплення нестійких ґрунтів на зсувному схилі виконують у висхідному порядку від його основи до верху схилу. 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що закріплення зсувних ґрунтів виконують, використовуючи зміцнювальний склад, що включає, в мас. %: глина бентонітова 4-5 цемент 30-35 силікат натрію 1-1,5 вода 58,5-65. C2 Qсв  t ,   H  m  Kн (11) R 3 93728 канавами, підземні води - свердловинами або штольнями [1]. Найбільш близьким до передбачуваного винаходу є зведення буронабивних паль в слабких ґрунтах (прототип) [2], що полягає в занурюванні з обертом палій в ґрунт до проектної відмітки, і подаванням при цьому закріпного цементного розчину в зону п'яти палій через їх перфораційні отвори під тиском для ущільнення стінок ґрунтових отворів по всій довжині палій. Недоліки цього засобу зведення буронабивних паль в слабких ґрунтах полягають в наступному. По-перше, цей засіб передбачає зведення тільки вертикальних буронабивних паль, що недостатньо для надійного закріплення зсувних ґрунтів на схилах гір. По-друге, поданий цементний закріпний розчин ущільнює тільки стінки ґрунтового отвору палі, але не закріплює ґрунти навколо палі. По-третє, обсяг подаваемого в ґрунтовий отвір палі цементного розчину обмежений часом зведення палі. По-четверте, при зведенні буронабивних палій в водонасичених ґрунтах цементний розчин підлягає агресії підземних вод, і ці палі погіршують свою несучу здатність. Дослідження, вироблені автором при закріпленні нестійких ґрунтів на схилах гір над промисловими ділянками, з'ясували, що найбільш надійним способом запобігання зміщення зсувних ґрунтів є їх закріплення шляхом буріння з поверхні зсувонебезпечних гірських схилів системи похилих ін'єкційних свердловин через нестійкі ґрунти і міцні тріщинуваті породи для наступного одночасного помпування в них зміцнювального складу через перфоровані обсадні труби, установлені на всю довжину похилих свердловин до початку помпування в них зміцнювального складу. При виконанні досліджень автор установив таке: 1. оптимальний кут буріння похилих ін'єкційних свердловин є 25°-45°; 2. в залежності від геологічного розрізу похилі ін'єкційні свердловини необхідно бурити так, щоб 2 /3 їх довжини L були в нестійких ґрунтах, і інша 1/3 їх довжини L була пробурена через тріщинуваті міцні породи; 3. найбільш технологічним і надійним розчином для закріплення нестійких ґрунтів є склад зміцнювальний [3] включаючий в мас. % глина бентонітова 4-5 цемент 30-35 силікат натрію 1-1,5 вода 58,5-65 4. в пробурені похили свердловини необхідно установлювати на всю їх довжину перфоровані обсадні труби для наступного одночасного помпування через них в нестійкі ґрунти і міцні тріщинуваті породи розрахованого обсягу зміцнювального складу, з метою формування площадної підземної монолітної несучої конструкції «закріплений ґрунт затампонована перфорована обсадна труба - затампоновані тріщинуваті міцні породи». В основу винаходу поставлене завдання поліпшити прототип для забезпечення запобігання 4 ґрунтових зміщень на територіях міст, прилягаючих до гірських зсувних схилів, шляхом закріплення нестійких зсувних ґрунтів бентонітоцементними складом через систему похилих ін'єкційних свердловин, пробурених через ці ґрунти і тріщинуваті міцні породи на розраховану довжину. Запропонований спосіб закріплення зсувних ґрунтів на гірських схилах здійснюють таким чином. Спочатку з поверхні зсувного схилу бурять розвідувальну похилу свердловину з відбором керну через нестійкий ґрунт до перетинання міцних тріщинуватих порід, та виконують в ній гідродинамічні дослідження для визначення фільтраційних властивостей ґрунтів і параметрів тріщинуватості міцних порід. На основі отриманої інформації розраховують радіус поширення помпуємого зміцнювального складу від похилої ін'єкційної свердловини, з рівняння [4] Qcв  t ,   H  m  Kн де R - радіус поширення зміцнювального складу в ґрунтах і породах від кожної похилої ін'єкційної свердловини, м; Qсв - витрати зміцнювального складу, помпуємого в похилу ін'єкційну свердловину, м3/с; t - тривалість помпування зміцнювального складу в похилу ін'єкційну свердловину, с; H=L - товщина закріплюємих ґрунтів і порід, м; m - середня величина розкриття пустот і тріщин в ґрунтах і породах, м; Kн=1,251,35 - коефіцієнт нерівномірності розповсюдження пустот і тріщин в ґрунтах та породах. Знаючи радіус поширення зміцнювального складу розраховують щільність буріння похилих ін'єкційних свердловин для закріплення кожного окремого зсувного схилу. В залежності від фільтраційних властивостей ґрунтів і параметрів тріщинуватості міцних порід, кожна похила ін'єкційна свердловина буриться для закріплення від 9м2 до 2 25м площі зсувного схилу. Далі виконують закріплення нестійких ґрунтів, розпочинаючи з буріння нижнього ряду похилих ін'єкційних свердловин в підвалині зсувного схилу, Фіг.1. Похили свердловини послідовно бурять так, щоб 2/3 їх довжини L перебурили нестійкі ґрунти, а інша 1/3 їх довжини L перебурила міцні тріщинуваті породи. В пробурених похилих свердловинах установлюють перфоровані по всій довжині свердловини обсадні труби, і через них одночасно помпують розрахований обсяг зміцнюючого складу в ґрунти та в тріщинуваті міцні породи для створення площадної підземної монолітної несучої конструкції «закріплений ґрунт - затампонована перфорована обсадна труба - затампоновані тріщинуваті міцні породи». Затампоновані обсадні труби тут працюють як закріплюючі анкери, зв'язуючи закріплений ґрунт з міцними породами. У такому ж порядку виконують закріплення нестійких ґрунтів в наступному ряді похилих свердловин, або в рядах похилих ін'єкційних свердловин, залежно від височини зсувного схилу, Фіг.2. Наприкінці виконують закріплення нестійких ґрунтів в останньому ряді похилих ін'єкційних свердловин під верхом схилу, Фіг.3. R 5 Спосіб закріплення зсувних ґрунтів на гірських схилах, що пропонується, відрізняється від прототипу тим, що з метою запобігання ґрунтових зміщень на територіях міст, прилягаючих до гірських зсувних схилів, пропонується закріплення зсувних ґрунтів на гірських схилах через систему похилих ін'єкційних свердловин, пробурених з його поверхні у напрямку від основи до верху схилу під кутом 25°45° на 2/3 довжини свердловини L через нестійкі ґрунти, і на іншу 1/3 довжини свердловини L в тріщинуватих міцних породах, для одночасного помпування зміцнювального складу в зсувні ґрунти і міцні породи через перфоровані обсадні труби, установлені на всю довжину похилих ін'єкційних свердловин, при щільності буріння кожної такої свердловини на 9м225м2 площі закріплюємого зсувного схилу. Порівняння нового способу, що заявляється, з прототипом дозволило встановити відповідність його критерію «новизна». При вивченні інших ві 93728 6 домих способів у даній галузі ознаки, що відрізняють винахід, який заявляється, від прототипу, не були виявлені, і тому вони забезпечують новому способові, що заявляється, відповідність критерію «істотні відміни». Джерела інформації 1. Оползни. Исследование и укрепление. Пер. с англ. М., 1981. 2. «Буронабивная свая и способ возведения буронабивной сваи в карстовых или слабонесущих грунтах». Патент RU(11) 2270294 (13) с.1., опубл. 2006.02.20. Басиев А.Н. 3. «Склад зміцнювальний». Патент України 54812А від 17.03.03. Спичак Ю.М. 4. Тампонаж обводненных горных пород: Справочное пособие/ Э.Я. Кипко, Ю.А. Полозов, Ю.Н.Спичак и др. - М.: Недра, 1989 - 318с. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 93728 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601