Система дренажных скважин для осушения оползневых массивов

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использовано для удаления излишней влаги в геологических обводненных структурах, влияющих на разрушение горной породы и способствующих сходу лавин.

Система дренажных скважин для осушения оползневых массивов включает установки направленного горизонтального бурения с различными радиусами кривизны, систему продольных и поперечных перехватывающих дренажей с перфорированными трубами, располагающимися в пределах ярусов оползневых блоков, находящихся в различных уровнях в оползневом грунтовом массиве с различной степенью водонасыщения, защищая массив от воздействия притока грунтовых вод и верховодки.

Для придания структурной целостности и обеспечения осушения массива применяют систему дренажных коллекторов с системой нагорных канав для исключения застоев поверхностного стока.

Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, состоит в снижении материалоемкости и повышении надежности, стабильности, эффективности, сокращении срока строительства, простоте и скорости монтажа, приспособляемости к изменяющимся грунтовым условиям, экономичности и соблюдения охраны окружающей среды.

Полезная модель относится к горной промышленности и может быть использована при проникании в геологические обводненные структуры для удаления излишней влаги, влияющей на разрушение горной породы и способствующей сходу лавин.

Известны системы проникания в геологические структуры посредством буровых работ и создания скважин, включая кондуктор, колонку обсадных труб. Все эти операции и оборудование общеизвестны и составляют промышленное производство с многочисленными установками для бурения скважин на глубины 7-10 км, что требует многомиллионные затраты и по времени занимают несколько лет (патент РФ 2060342 Е21В 7/00).

Не менее широко применяется кустовое бурение скважин, предусматривающих контроль кривизны скважин ее местоположения, для чего вокруг устья скважины предварительно устанавливают сейсмоприемники, которые регистрируют импульсы чрезмерной увлажненности и сравнивают между собой (а.с. 1740603 Е21В 7/04).

Недостаток данного способа - требуется больше материальных и людских затрат, не определяется приближение или удаление встречи долота бурящейся скважины и колонны эксплуатационной скважины, расположенной на соседних кустах скважины.

Известны системы бурения наклонных скважин по профилю, выполненному в виде цепной линии (патент США 4440241, НКИ 175/61 МКИ Е21В 7/08), данные системы могут быть использованы в целях минимизации угла наклона ствола скважины в интервале установки и работы внутрискважинного оборудования, а также для снижения сил трения при спуске и подъеме из скважины колонн труб различного назначения.

Из-за наличия вертикального ствола выполнить профиль наклонной скважины, полностью совпадающей с цепной линией нельзя, кроме того данная наклонная скважина, пробуренная известным способом, в сравнении с обычными скважинами, проектный профиль которых состоит из дуг окружности и прямолинейных интервалов, значительно длиннее и, следовательно, стоимость такой скважины будет существенно выше.

Не менее известно техническое решение, в котором раскрыта система проводки направленной скважины по плавной, т.е. не имеющей скачков кривизны, траектории, включающей бурение вертикального, наклонного ствола скважины и последовательных искривленных участков профиля скважины.

Однако, эта система не гарантирует избирательного попадания в необходимый ствол скважины, а также сложно в исполнении, т.к. требует использования нескольких бурильных компоновок для расширения и бурения стволов (а.с. РФ 2270907 кл. Е21В 7/04 опубл. 2006 г.).

Наиболее близким к предполагаемой системе являются широко применяемые горизонтальные буровые дренажи, осушающие склоны и оползневые откосы выемок, в совокупности с дренажными штольнями, также в противооползневом комплексе применяются вертикальные дренажи, состоящие из линейной системы дренажных буровых колодцев с централизованным вакуумным или эрлифтным водоотводом и погруженными насосами, а также самоизливающие скважины. Из-за сложности и трудоемкости производства работ в транспортном строительстве они не нашли широкого применения.

«Противооползневые конструкции на автомобильных дорогах» (В.Д.Браславский и др., «Транспорт», 1985 г.).

Для обеспечения технического преимущества настоящей полезной модели предлагаются усовершенствованные мероприятия по удалению излишней влаги и осушению обводненного оползневого массива: система дренажных скважин для осушения оползневых массивов, включающая установки направленного горизонтального бурения с различными радиусами кривизны; система перехватывающих дренажей, выполненных в виде горизонтально направленных скважин с перфорированными трубами, располагающихся в пределах ярусов оползневых блоков, находящихся в разных уровнях в оползневом грунтовом массиве с различной степенью водонасыщения, защищая массив от воздействия притока грунтовых вод и верховодки, а также оползневой откос осушается системой дренажных коллекторов, образованных методом направленного горизонтального бурения, она также дополнительно включает систему нагорных канав на склоне, которые занимают всю поверхность оползневого массива, чем исключают пополнения горизонтов верховодки поверхностным стоком.

Благодаря такому комбинированному механизму осушения, повышается стабильность положения нижерасположенных массивов, удерживающих вышерасположенные ярусы от оползневого тела, что способствует выполнению технической задачи, сокращению материальных и финансовых затрат.

Для полного понимания настоящей полезной модели приводятся чертежи, на которых одинаковые детали обозначены одними и теми же позициями.

На:

фиг.1 - план противооползневых мероприятий продольными дренажами;

фиг.2 - план противооползневых мероприятий на пересечении оползневого склона поперечными дренажами.

Для пояснения реализации способа на фиг.2 схематически показана железнодорожная трасса 1 Адлер - «Альпика-Сервис», пересекающая оползневой склон 2, и система осушающих дренажей, расположенных перпендикулярно к трассе железной дороги на глубине ниже основной площадки, образованных продольными 3 и поперечными 4 перехватывающими дренажами (приведены на фиг.2 и 3), расположенных в пределах ярусов оползневых блоков 5 в грунтах различной степени водонасыщения, защищая сооружения от воздействия притока грунтовых вод и верховодки 6, нарезка канав 7, скважины 8, 9 в оползневом цирке.

При реализации противооползневых защитных сооружений требуется жесткая регламентация и рациональная последовательность ведения работ:

- полное осушение поверхности оползневого склона 2, выпуском воды из болотцев и котловин, расчистка русел ручьев с устройством их отвода в сторону от трассы железной дороги 1, коптажом выходов грунтовых вод и верховодки 6;

- одновременная нарезка нагорных и водоотводных канав 7, занимающих всю надоткосную часть и оползневой склон над трассой, с учетом расчетного расхода с уклонами дна не менее 0,05 и укрепление дна и откосов противофильтрационной и противоразмывной защитой типа матрацев Рено - плоскостные конструкции заводского изготовления из металлической сетки двойного кручения в форме параллелепипеда малой высоты, большой площади поверхности, заполненные камнем;

- организация подъездов к точкам бурения и подготовка площадок для буровых станков;

- зондировочное бурение неглубоких скважин 8, 9 в пределах оползневого цирка станками УПБ-12-25, оборудованных с промывкой;

- бурение дренажных коллекторных горизонтальных скважин 3 с диаметром не менее 450 мм длиной не менее 140 м с перфорированными трубами, взаимноперпендикулярном направлении, что обеспечивает перехват грунтовых вод в разных уровнях, максимальное осушение второго и третьего яруса оползневых блоков грунта с гарантийным уровнем устойчивости не менее 125 выполняется колонковым или ударно-канатным способом, с начальным диаметром бурения не менее 160 мм с использованием двойной обсадной колонной, станками УРБ 2А-2, оборудованными компрессорами на базе автомашин на гусеничном ходу.

1. Система дренажных скважин для осушения оползневых массивов, включающая систему продольных и поперечных перехватывающих дренажей, образованных скважинами, располагающимися в пределах оползневых блоков, находящихся в разных уровнях в оползневом грунтовом массиве с различной степенью водонасыщения, защищая массив от воздействия притока грунтовых вод и верховодки, отличающаяся тем, что система продольных и поперечных перехватывающих дренажей выполнена в виде наклонно направленных скважин с перфорированными трубами, располагающихся в пределах ярусов оползневых блоков, находящихся в разных уровнях в оползневом грунтовом массиве с различной степенью водонасыщения.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно включает систему нагорных канав на склонах массива для исключения застоев поверхностного стока.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что нагорные и водоотводные канавы размещены по всей поверхности оползневого массива.