Контроль ЛГО

В 2001–2012 г.г. сотрудниками ООО “Геодиагностика” методом акустического просвечивания (прозвучивания) произведен сейсмоакустический контроль сплошности 32 ледогрунтовых ограждений и массивов шахтных стволов, наклонных ходов и штолен.

На объектах строительства Санкт-Петербургского метрополитена был выполнен контроль сплошности ледогрунтовых ограждений шахтных стволов №214бис (ул. Карбышева), №507 (ул. Ольховая), №613 (Введенский канал), №617 (Расстанная ул.), №619 (Стрельбищенская ул.), №621 (Бухарестская ул.), наклонных ходов станций Волковская, Международная, Бухарестская и ледогрунтоцементного ограждения наклонного хода станции Звенигородская.

При строительстве канализации Санкт-Петербурга был выполнен контроль сплошности ледогрунтовых ограждений:

а) шахтных стволов №5, №5/1, №5/2 и №7 объекта “Строительство Резервного канализационного коллектора в районе площади Мужества”;

б) шахтных стволов №415, №431/3, №431/4, №1-24, №428/1, №431/5, №431/2, №431-3, №431-4, №435/1, №439, №440, штольни шахты 441А объекта “Продолжение главного коллектора северной части Санкт-Петербурга”;

в) шахтных стволов №601, №603, №604, №606 объекта “Строительство тоннельного канализационного коллектора от территории “Северная долина” до шахты 335 тоннельного канализационного коллектора “Комендантского аэродрома””;

г) шахтного ствола №17/2 (Конюшенный пер.) и камеры шахты №20/1 объекта “Кольцующий канализационный тоннель между шахтами №17/2 и №20/1 по набережной реки Мойка”.

Из 32 объектов 31 объект пройден без осложений.

Наиболее запомнившимися для автора объектами являются ледогрунтовое ограждение ствола 5.2 (Кушелевская дорога) Резервного коллектора в районе площади Мужества и ледогрунтоцементное ограждение наклонного хода станции Звенигородская Санкт-Петерубргского метрополитена.

Особенностью геологического разреза участка строительства ствола 5.2 Резервного коллектора в районе площади Мужества была большая мощность (25 м) пылеватых текучих песков и супесей. При первичном цикле МАП до замораживания параметры импульса упругих волн указывали на залегание в контуре ограждения классических плывунов. Т.е. появился опасный фактор в виде большой мощности (горного давления) текучих водонасыщенных грунтов. В процессе заключительного цикла МАП по завершению периода активного замораживания на первой паре скважин были зафиксированы относительно низкие скорости упругих волн. После выполнения МАП только одной пары скважин автор, учитывая риски прорыва ЛГО при проходке и наличие в недавнем прошлом рядом с объектом "аварийных" стволов, прекратил работы по МАП и уехал с объекта. На следующий день пришлось выслушать грозные речи по причинам прекращения работ. Но все-таки здравый смысл возобладал и срок начала проходки был перенесен на 7 дней. Повторный МАП через 6 дней зафиксировал резкое увеличение скоростей упругих волн, что указывало на набор прочности ледогрунтовыми структурами в контуре ЛГО. Проходка ствола №5.2 прошла без осложнений. Кстати, при проходке было отмечено нетипично малое распространение ледогрунта к центру выработки.

Ледогрунтоцементное ограждение наклонного хода станции Звенигородская Санкт-Петерубргского метрополитена запомнилось как наиболее сложный объект из-за сочетания комплекса неблагоприятных факторов (грунты, гидрогеология, джет, эксперимент) и тем, чего не должно происходить при реализации технологии замораживании грунтов.

технология искусственного замораживания грунтов

Рис.2 Схема искусственного замораживания грунтов охлажденным рассолом

1 – замораживающая колонка; 2 – форшахта; 3 – прямой коллектор; 4 – обратный коллектор; 5 – холодильная установка

КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ ЛЕДОГРУНТОВЫХ ОГРАЖДЕНИЙ

Создание ледогрунтового ограждения и поддержание его в работоспособном состоянии во время проходки является непростой задачей в силу сложности технологического процесса и существования многочисленных факторов, влияющих на замораживание грунтов.

Автор предлагает деление факторов, влияющих на замораживание грунтов, на контролируемые и неконтролируемые (трудноконтролируемые) .

К контролируемым факторам, автор относит, все что находится “на поверхности грунта”: проектные решения, управление работами, состояние рассольной сети, работу технологического оборудования (холодопроизводительность холодильной установки) и квалификацию персонала.

К неконтролируемым (трудноконтролируемым) факторам автор относит, все что находится в подземном пространстве (погрешности в определении искривления трасс скважин замораживающих колонок, свойств и элементов залегания грунтов в контуре ЛГО, гидрогеологии участка работ и др.)

По наблюдениям автора к аварии приводит сочетание нескольких, иногда самых неожиданных, факторов.

В настоящее время сложилась комплексная система контроля образования и состояния ледогрунтовых ограждений включающая:

а) Температурные измерения в массиве грунтов (измерения температуры грунта в термометрических скважинах, пробуренных на проектных границах ледогрунтового ограждения);

б) Акустические измерения в контуре ледогрунтового ограждения (контроль сплошности ледогрунтового ограждения методом межскважинного акустического просвечивания МАП или ультразвуковым методом УМ);

в) Гидрогеологические наблюдения (контроль излива из гидрогеологической скважины, пробуренной внутри контура ледогрунтового ограждения).

ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОНТРОЛЬ

Ниже автор рассматривает современные системы измерения температуры при замораживании грунтов ООО "Геодиагностика"

Рис.1. Схема аппаратуры ИТС-1Р для измерения температуры грунтов при рассольном замораживании

1 – термопреобразователи; 2 - скважинная кабельная термопреобразовательная сборка; 3 – устьевое крепление; 4 - наземная кабельная система; 5 – контрольно-измерительный щит; 6 – многоканальные термоизмерители; 7 – комплекс программно-аппаратных средств.

а б в

Рис.2. Аппаратура ИТС-1Р для измерения температуры грунтов при проведении калибровки в Всероссийском НИИ метрологии им. Д.И.Менделеева (а) и на стволе №441-24 (б, в)

Рис.3. Схема аппаратуры ИТС-1А измерения температуры в замораживающих скважинах в среде жидкого и газообразного азота

1 – замороженный массив грунтов; 2 - столб жидкого азота; 3 – замораживающая колонка; 4 – питающая труба; 5 – линия слива жидкого азота; 6 – расходомер; 7 – цистерна с жидким азотом;8 - термопреобразователи; 9 - скважинная кабельная термопреобразовательная сборка; 10 - наземная линия связи; 11 - многоканальный термоизмеритель (щит); 12 – комплекс программно-аппаратных средств.

а б

Рис.4. Аппаратура ИТС-1А измерения температуры в замораживающих скважинах в среде жидкого и газообразного азота (а) и ввод скважинной термопреобразовательной сборки в скважину с жидким азотом при замораживании коллектора на Орловской ул. в Санкт-Петербурге (б)

1 – кабельная термопреобразовательная сборка для среды жидкого и газообразного азота; 2 – контрольно-измерительный щит; 3 – комплекс программно-аппаратных средств.

Метод межскважинного акустического просвечивания (МАП)

Историческая справка

В мае 1974г. Управление Ленметростроя обратилось во Всесоюзный НИИ методики и техники разведки (ВИТР, директор Г.К.Волосюк, зам.директора А.Ф.Фокин) с просьбой оказать помощь при ликвидации последствий аварии на участке Кировско-Выборгской линии Ленинградского метрополитена (участок "Размыв"). Поставленная задача определения размеров зоны плывуна, вклинившегося в ледогрунтовый массив на участке в районе площади Мужества, была успешно решена учеными и инженерами ВИТР (Андреев О.С., Стрыгин Д.Н., Рудакова Н.П., Панкратов Е.М., Беляева Л.С. и др.) методом межскважинного акустического просвечивания (МАП) аппаратурой МАП-1. С мая 1974г. по декабрь 1975г. контроль состояния ледогрунтового массива был проведен на всех участках зоны “Размыв” в интервале глубин 50—85 м, что стало основой для принятия решения о начале проходческих работ. В процессе исследований были установлены скорости распространения упругой волны в естественных и замороженных грунтах, что явилось предпосылкой для разработки и многолетнего использования методики контроля сплошности ледогрунтовых ограждений по изменению скорости УВ до и после замораживания.

Вверх

Полное или частичное копирование материалов разрешено только при обязательном указании автора и прямой гиперссылки на сайт www.arhipov8.narod.ru