Метод шурфования для определения местоположения подземных коммуникаций осуществляется:

а) в местах, где определение подземных коммуникаций с помощью трубокабелеискателей невозможно;

б) в целях контроля данных, полученных электрометодами;

в) для уточнения и дополнения имеющихся учетных материалов и для проверки их качества.

Метод шурфования является очень трудоемким, дорогостоящим, поэтому применяют его лишь в крайних случаях, когда другие методы применить невозможно.

Места закладки шурфов намечаются только после тщательного изучения материалов на имеющиеся подземные сети и опроса технического персонала организаций, эксплуатирующих эти сети. Количество и выбор мест закладки шурфов должны быть такими, чтобы имелась полная возможность определения местоположения подземных коммуникаций. Шурфы располагают, как правило, поперек проезжей части и тротуаров в виде коротких траншей.

Места шурфовых работ на городских территориях должны быть предварительно согласованы с автоинспекцией и дорожно-мостовыми управлениями. Проходка шурфов выполняется только эксплуатирующими организациями.

Вскрытие подземных коммуникаций шурфами ведут так, чтобы исключить задержки движения транспорта. Сначала шурф роют от домов до середины проезжей части улицы и производят съемку вскрытых подземных коммуникаций, затем эту часть шурфа засыпают и разрабатывают его на остальной части поперечника. При одновременном отрытии шурфа на всем поперечнике должны быть устроены специальные мосты для передвижения транспорта и пешеходов. Контур шурфа закрепляют колышками, между которыми натягивают шнур, определяющий место разработки шурфа. После производства съемок шурфы немедленно засыпают.

На городских улицах шурфы закладываются с отвесными стенками, за пределами города допускается проходка шурфов с откосами.

В результате обследования шурфа должны быть выявлены повороты, вводы, пересечения подземных сетей и их основные технические характеристики. Назначение и вид вскрытых подземных коммуникаций обязательно устанавливаются представителями эксплуатирующих организаций.

Подземные сети, отрытые в шурфе, нумеруются от фасада здания, начиная с первого номера. Рядом с зарисовкой в абрисе расположения всех коммуникаций, обнаруженных в шурфе, дают их подробное описание и записывают наружные диаметры и размеры сечений.

При глубине заложения прокладки больше 1 м положение ее на поверхности фиксируют с помощью отвесов или реек для последующей привязки к твердым контурам или точкам съемочной сети.

Особое внимание при вскрытии подземных коммуникаций шурфами должно быть уделено соблюдению требований техники безопасности, изложенных в прил. 5.

Глава IV

СЪЕМКА СУЩЕСТВУЮЩИХ ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЙ

Съемка подземных коммуникаций производится на вновь созданной или имеющейся планово-высотной геодезической основе.

Планово-высотной геодезической основой служит опорная геодезическая сеть, состоящая из пунктов триангуляции, полигонометрии, нивелирования, и съемочное обоснование. При недостаточной густоте опорной геодезической сети ее построение производится в соответствии с требованиями «Инструкции, по топографической съемке в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500», приведенными в табл. 8.

ТЕОДОЛИТНЫЕ ХОДЫ

Относительные невязки в теодолитных ходах не должны быть более 1: 2000, а абсолютные не должны превышать: на застроенной территории 0,25 м, на незастроенной - 0,4 м.

Максимальные длины теодолитных ходов не должны быть более 0,6 км на застроенной территории.

Удаленность узловых точек от пунктов триангуляции или полигонометрии 0,4-0,5 км.

При съемке в масштабе 1: 500 и 1: 1000 допускаются висячие ходы длиной не более: на незастроенной территории - 150 м при двух точках поворота, на застроенной - 150 м при масштабе 1: 1000 и 100 м - при масштабе 1: 500 при трех точках поворота.

Длина линий в теодолитных ходах должна быть не более 350м и не менее 20 м на застроенной и 40 м на незастроенной территориях.

Измерение линий обязательно производится в прямом и обратном направлениях. Линии измеряются оптическими дальномерами, стальными лентами и рулетками, причем мерные ленты и рулетки должны быть прокомпарированы, а у дальномеров определены их коэффициенты.

Углы в теодолитных ходах измеряются одним полным приемом с перестановкой лимба между полуприемами на величину, близкую к 90°. Угловые невязки в замкнутых полигонах и разомкнутых ходах не должны быть более величины, подсчитанной по формуле

n- число углов в полигоне или ходе.

Ходы, прокладываемые для съемочной основы, могут быть:

а) разомкнутыми, т. е. опирающимися своими концами на твердые точки;

б) с узловыми точками.

Для угловых измерений возможно использование теодолитов Т15, Т20, ТЗО и равноточных им

Таблица 8

Показатели	4-й класс	1-й разряд	2-й разряд
Триангуляция
Длина сторон треугольника (наибольшая - наименьшая) в км	1-5	0,5-5	0,25-3
Относительная ошибка базисной (выходной) стороны	1:100000	1:50000	1:20000
Относительная ошибка определяемой стороны сети в наиболее слабом месте	1:50000	1:20000	1:10000
Наименьшее значение угла треугольника между направлениями данного класса (разряда)
Предельное значение невязки в треугольнике	8˝	20˝	40˝
Средняя квадратическая ошибка угла (по невязкам треугольнике)	2˝	5˝	10˝
Трилатерация
Длина стороны треугольника (наименьшая - наибольшая) в км	1-5	0,5-5	0,25-3
Относительная ошибка измерения сторон (по внутренней сходимости)	1:100000	1:50000	1:20000
Наименьшее значение угла треугольника
Полигонометрия
Предельные длины ходов в км
Предельная величина периметра полигона в свободной сети в км
Длина сторон хода (наименьшая - наибольшая) в км	0,25-0,2	0,12-0,8	0,08-0,35
Предельная длина хода от узловой точки до пункта высшего класса или разряда в км
Число сторон в ходе не более
Предельная относительная невязка хода	1:25000	1:10000	1:5000
Средняя квадратическая ошибка измерения угла (по невязкам в полигонах)	2˝	5˝	10˝

МИКРОТРИАНГУЛЯЦИЯ

На местности, пересеченной и не удобной для линейных измерений, вместо теодолитных ходов съемочное обоснование может осуществляться построением микротриангуляции.

Микротриангуляция строится в виде треугольников, геодезических четырехугольников, центральных систем, а также цепочками треугольников, проложенными между двумя сторонами или двумя пунктами опорной геодезической сети.

Между базисами допускается построение не более 10 треугольников. В самостоятельной сети треугольников базисы измеряются в прямом и обратном направлениях с относительной ошибкой измерения не более 1: 10 000. Углы в сетях должны быть не менее 20°, а длины сторон - не менее 150 м.

Измерение углов в треугольниках и подсчеты допустимых ошибок осуществляются так же, как и в теодолитных ходах.

ВЫСОТНАЯ ОСНОВА

Определение отметок пунктов планового обоснования производится нивелированием.

При нивелировании возможно использование следующих инструментов: нивелиров, оптических теодолитов и теодолитов с уровнем при вертикальном круге. Целесообразно использовать современные нивелиры с самоустанавливающейея линией визирования.

Нивелирование производится отдельными ходами, системой ходов и замкнутыми полигонами между марками и реперами III и IV класса.

Невязки в полигонах или, ходах не должны превышать величины ±50 мм, а при значительных уклонах местности эти невязки будут ± 10 мм, где L - число км в ходе или полигоне, п - число станций.

Длины ходов допускаются: на застроенной территории не более 1, а на незастроенной территории - не более 1,5 км.

Подробное описание работ по созданию планово-высотного съемочного обоснования дано в «Руководстве по топографическим съемкам в масштабах 1: 5000, 1:2000, 1:1000 и 1: 500». Плановые геодезические и съемочные сети.

ПЛАНОВО-ВЫСОТНАЯ СЪЕМКА ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИИ

Съемку существующих подземных коммуникаций выполняют в масштабах 1: 5000, 1_: 2000, 1:1000 и 1:500. Выбор масштаба съемки определяется техническими инструкциями и СНиП в зависимости от вида и стадии проектирования, характера застройки и густоты действующих подземных сетей.

Плановой съемке подземных сетей подлежат: ось коммуникаций, колодцы, камеры, компенсаторы, коверы, сифоны, контрольные трубки, гидранты, углы поворота, места расположения клапанов

контрольно-измерительной аппаратуры, места присоединений и выпусков, вводы и места подключений, распределительные шкафы, трансформаторные подстанции, киоски.

При размещении подземных коммуникаций в блоках и туннелях снимается только одна сторона их, другая наносится по данным промеров. При съемке кабелей в пучках промеры производят до крайних кабелей.

Съемка подземных коммуникаций может производиться или совместно с топографической съемкой данного участка или самостоятельно при наличии готового топографического плана. При использовании готовых топографических планов производят полевую корректуру: сличение плана с ситуацией на местности, контрольные промеры и досъемку. Если поправок и досъемок предвидится более 50% содержания плана, то его вместо корректирования следует снять заново.

В зависимости от площади застройки, плотности строений и степени благоустройства съемка может быть площадная или выполняться узкой полосой вдоль трассы. Полоса съемки должна быть не менее 20 м от оси коммуникации или специально устанавливаться заданием. Съемка зоны размещения подземных коммуникаций, выполняемая обычно в масштабе 1:500 (1:1000) и редко 1: 200, состоит из детальной съемки фасадов (по улицам и проездам), дворов (внутриквартальная съемка) и всех выходов подземных коммуникаций.

Плановое положение подземных коммуникаций и относящихся к ним элементов может быть определено на незастроенной территории от точек съемочного обоснования или пунктов опорной геодезической сети, на застроенной территории-от четко выраженных контуров капитальной застройки, от точек опорной геодезической сети и съемочного обоснования.

Планово-высотная съемка подземных коммуникаций включает в себя следующие работы:

съемку выходов подземных коммуникаций;

съемку сетей, выявленных с помощью трубокабелеискателей;

съемку элементов подземных коммуникаций в шурфах.

Для крупномасштабной съемки подземных коммуникаций могут быть применены аналитический и графо-аналитический методы с использованием следующих основных способов съемки: перпендикуляров, полярного, линейных засечек, створов.

При аналитическом методе съемку (с помощью теодолита, мерной ленты, рулетки, эккера и т. п.) и составление абрисов выполняют непосредственно в поле, а плана - в камеральных условиях.

При графо-аналитическом методе съемка углов кварталов и капитальных зданий, поворотов линии застройки и других основных контуров производится аналитически, а остальных контуров, в том числе и всех выходов подземных коммуникаций,-графически на мензуле.

Съемка выходов подземных коммуникаций производится так же, как и съемка твердых контуров ситуации. При производстве съемки обязательно выдерживаются все требования, установленные «Инструкцией по топографической съемке в масштабах 1: 5000, 1: 2000, 1: 1000 и 1: 500», 1973 г., в части формы засечек, длин и количества промеров, точности измерений.

При наличии специального задания центры колодцев координируются. В незастроенной территории люки колодцев и камер координируются всегда. Если координирование производится с одного пункта геодезической основы, то обязательно измеряется твердый угол, т. е. производится визирование не менее чем на два смежных пункта геодезической основы, а линии измеряют мерной лентой.

У колодцев с круглой крышкой снимается ее центр, у прямоугольных и квадратных люков и камер снимают два угла и замеряют их длину и ширину. Если прямоугольный люк примыкает к бортовому камню, то снимается один его угол и измеряется длина решетки.

При съемке подземных коммуникаций способом линейных засечек (рис. 82) делают не менее трех линейных промеров от четко выраженных деталей зданий и сооружений. Допустимые расстояния к контурам не должны превышать длины мерного прибора (ленты или рулетки).

При съемке элементов подземных коммуникаций способом перпендикуляров (рис. 83) длину перпендикуляра измеряют металлической рулеткой или лентой.

Длина перпендикуляров не должна превышать:

8 м в масштабе 1:2000;

6 м в масштабе 1: 1000;

4 м в масштабе 1: 500.

При применении эккера длину перпендикуляров можно увеличить до 60 м при съемке в масштабе 1:2000, 40 м при съемке в масштабе 1: 1000, 20 м при съемке в масштабе 1: 500.

Рис. 82. Съемка способом линейных засечек

Рис. 83. Съемка способом перпендикуляров

Перпендикуляры длиной более 4 м подкрепляют линейными засечками длиной не более 20 м. Не следует применять очень короткие перпендикуляры (менее 0,50 м), так как при этом затрудняется накладка ситуации.

Рис.84 Съемка полярным способом

Полярный способ (рис. 84) съемки элементов подземных коммуникаций применяется при значительном удалении коммуникаций от пунктов съемочного обоснования. Линии могут измеряться лентами, стальными рулетками или оптическими дальномерами ДН-10, ДНР-06 и др.

Рис. 85. Съемка способом створов:

а- створ между твердыми точками; б - створ-продолжение

Способ створных промеров (рис. 85) при съемке подземных коммуникаций применяется в основном в населенных пунктах с прямолинейной застройкой. При этом способе положение точки определяют методом перпендикуляров или засечками от линии створа между твердыми точками или на продолжении его. Расстояние от твердых точек до произвольно выбранных на линии створа определяют путем измерений с точностью не ниже 1: 2000. Длина продолженного створа не должна быть более половины расстояния между твердыми точками и не должна превышать 60 м.

Допустимые расстояния от точки стояния до снимаемых точек подземных коммуникаций при измерении лентой или оптическим дальномером составляют:

250 м в масштабе 1:2000;

180 м в масштабе 1:1000;

120 м в масштабе 1:500

Съемка подземных коммуникаций, выявленных с помощью трассоискателей, может производиться всеми известными методами, обеспечивающими точность, достаточную для составления плана горизонтальной съемки застроенных территорий в принятом масштабе, согласно требованиям инструкции.

Съемке скрытых подземных коммуникаций, кроме мест разветвлений и углов поворотов трасс, подлежат точки на прямолинейных участках не реже чем через 50 м.

Съемка подземных коммуникаций должна выполняться одновременно с работой по выявлению их с помощью трассоискателя. Закрепление найденной оси трассы производится только при наличии специального задания или невозможности производить съемку и поиск одновременно.

Данные съемки подземных сетей с помощью трубокабелеискателей сопоставляются с другими сведениями, и все расхождения анализируются. В необходимых случаях производятся вскрытия шурфами или повторные наблюдения.

При съемке подземных коммуникаций в шурфах их оси или края промеряют и привязывают линейными промерами к углам зданий, а в незастроенной территории-к пунктам геодезического обоснования.

В шурфах, открытых сплошной траншеей, делается двойной промер мерной лентой или стальной рулеткой по прямой линии между отмеченными точками на фасадах зданий или точками на линиях геодезического обоснования с фиксированием пересекаемых линий подземных коммуникаций при помощи отвеса. Концы прямой линии привязываются к точкам геодезического обоснования или к точкам опорной застройки.

Все линейные измерения производятся по горизонталям. Если это невозможно по условиям залегания подземных коммуникаций, то предварительно производится вынесение их проекций на поверхность с помощью отвеса или выполняется нивелирование для введения поправок за наклон.

При съемке подземных коммуникаций абрисы ведутся в тетрадях (порядка 10-20 листов) форматом 13X33 см. Бумага должна быть хорошего качества, корешок прочный. Для записей применяются карандаши средней твердости.

При ведении абрисных журналов необходимо придерживаться условных обозначений подземных коммуникаций.

На титульном листе абриса указывают наименование организации, производящей съемку, номер абриса, район и дату начала и конца производства работ, фамилию производителя работ и адрес. Абрис вычерчивают в произвольном масштабе, добиваясь четкости и наглядности чертежа. Надписи и цифры должны легко читаться. Прямые линии вычерчивают по линейке, кривые - тщательно от руки. Ошибочные записи не стирают, а зачеркивают и надписывают верные.

После съемки колодцев производятся контрольные измерения между центрами люков стальной мерной лентой или рулеткой.

Контроль полноты и правильности съемки подземных сетей осуществляется непосредственно в поле. Основными факторами при этом являются наличие необходимых вводов и выводов в здания и сооружения, отсутствие необоснованных изломов у трубопроводов, совпадение с видимым следом коммуникации. Расхождения вновь определенных точек с ранее нанесенной трассой при проведении контрольных измерений не должны превышать 0,4 мм в масштабе составляемого плана и для точек, координаты которых определены аналитически, не более половины диаметра трубопровода (при прокладках трубопроводов диаметром менее 20 см допустимые расхождения 10 см).

Высотная съемка элементов подземных коммуникаций производится с целью определения отметок их заложения.

Исходной высотной геодезической основой для производства вертикальной геодезической съемки служат реперы и марки нивелирования I-IV классов.

Точность построения высотной опорной сети зависит от величины уклона самотечных сетей. Если на территории съемки подземных коммуникаций имеются самотечные линии с уклонами от 0,001 и более, то следует строить нивелирную сеть IV класса. Если величина уклона самотечных линий менее 0,001,.то должна создаваться нивелирная сеть III класса.

Нивелирование элементов подземных коммуникаций напорных и самотечных сетей с уклонами более 0,001 может быть определено с точностью технического нивелирования, а при уклонах менее 0,001 - с точностью нивелирования IV класса.

Нивелирование выходов подземных коммуникаций производится проложением ходов нивелирования от репера к реперу. При густой сети реперов нивелирный ход прокладывать необязательно, в этом случае нивелирование элементов подземных коммуникаций можно производить отдельными станциями, опирающимися на два репера.

Отдельно стоящие колодцы можно занивелировать от ближайшего репера без привязки к другим реперам, если расстояние до репера не превышает 100 м. Нивелирование колодцев, расположенных внутри кварталов, во дворах, производится замкнутым ходом или висячим, проложенным в прямом и обратном направлениях. Нивелированию подлежат обечайки (кольца) люков и поверхность земли (замощение) у всех колодцев. В колодцах водопровода нивелируются верх труб, дно колодца, изломы всех трубопроводов. В колодцах канализации нивелируется дно лотка и колодца. В кабельных колодцах нивелируются входы и выходы кабелей и дно. В камерах теплоснабжения нивелируются дно камеры, верх труб и низ каналов (рис. 86). В местах выпусков нивелируются урез воды и дно водостока, а также определяется его поперечное сечение.

При нивелировке подземных коммуникаций в шурфах до их разработки прокладывают ходы технического нивелирования и устанавливают рабочие реперы, от которых впоследствии ведется нивелирование подземных коммуникаций. В натуре рабочие реперы отмечают белой краской и нумеруют с № 1 в возрастающем порядке по каждой улице. Нивелировка верха подземных сетей в шурфе производится при помощи двусторонней рейки, которая устанавливается на рабочий репер, а затем последовательно - на все подземные сети.

Кроме нивелировки верха подземных сетей, должны быть пронивелированы: цоколи, обрезы фундаментов, деревянные сваи под фундаментом или низ фундамента, если они вскрыты при шурфовых работах, дно шурфа, все характерные точки тротуаров и мостовой, необходимые для построения поперечного профиля улицы.

В процессе нивелирования ведется журнал (прил. 7), в котором записываются номера занивелированных точек аналогично номерам в абрисе или на светокопии топографического плана.

Рис. 86. Нивелируемые точки:

а -колодец с трубами; б -канализационный колодец; в - колодец связи; 1 - земля у колодца; 2 -обечайка (кольцо) колодца; 3-верх трубы; 4 - вход и выход кабелей; 5 -дно колодца; 6 - лоток колодца

Если Вы занимаетесь поиском монет с металлоискателем, то рано или поздно Вы услышите слово "шурфить".

Что это такое - шурфить, и когда есть необходимость в этом?

Шурфить в приложении к поиску монет с металлоискателем означает локальное снятие грунта и проверка каждого слоя.

Ширина шурфа может быть различной, от ширины лопаты до нескольких метров. Длина - аналогично. Как правило, минимальный шурф 1м на 1м. Но чаще всего 3м на 3м.

Глубина шурфа от штыка лопаты (30см) до 70см (или 1м).

Обычно шурфят до плотного грунта. Т.е. проходят культурный слой, доходят до глины и тут могут остановиться.

Когда возникает необходимость?

Необходимость шурфения возникает в нескольких случаях. Но все их объединяет одно - нет возможности найти на этом месте ценных находок. Это может быть из-за наличия металлического мусора, или из-за нехватки глубины поиска (металлоискателем).

Т.е. работая металлоискателем, Вы постоянно получаете множество черных сигналов, или Вы уже нашли сверху монеты, но дальше Вам не хватает глубины.

Что Вы тогда делаете?... Вы начинаете снимать послойно грунт и проверяете его на наличие интересных целей. Обычно один слой - это пол штыка или штык лопаты.
Кроме того, проверяете дно шурфа.

Когда возникает необходимость шурфить

Необходимость шурфить при поиске монет может возникнуть по разным причинам. Вот несколько из них:

• Вам интересно это место. Вы просто чувствуете, что тут что-то есть. У Вас непреодолимое желание снять верхнюю часть грунта
• Вы нашли несколько монет. Есть подозрение на распаханный клад
• Вы нашли слипшиеся монеты. Такое бывает, если глубже находится растащенный клад
• Вы видите провал (бывший погреб). Есть идея отрыть его и проверить стенки, пол погреба.
• Вы видите старый фундамент дома. Есть вероятность, что вокруг него будут находки.

Как правильно шурфить?

Перед началом шурфения нужно локализовать место. Т.е. наметить наиболее веротное место нахождение монет (распаханного клада).


Далее нужно расчистить его. Убрать все то, что мешает: крупный мусор, кусты, высокую траву и т.п.
Нужно определить, куда Вы будете класть первый слой грунта. Обычно это место расположенное рядом с тем, где Вы собираетесь шурфить. Т.е. Вы считаете, что в этом месте не будет находок и потому будете вкладывать туда грунт.
Далее возможны варианты в зависимости от глубины шурфа.

• Если глубина шурфа около штыка лопаты, то каждый последующий ряд Вы кладете на предыдущий (выкопанное и проверенное уже место). Тогда в конце шурфления у Вас не будет никакой ямы, все будет засыпано.
• Если шурф глубокий. То просто выкладываете рядом грунт (проверяя его), а в конце просто засыпаете образовавшуюся в результате шурфления яму.

Почему стоит шурфить?

Зачастую более глубокие слои грунта просто не пробиваются металлоискателем. Из-за того, что много металлического мусора, из-за того, что сам грунт сильно минерализован.
На поверхности может оказаться верхушка клада, а ядро его будет значительно ниже.

Кроме того, находки могут просто перекрываться железным мусором.

Ну а если Вы выкапываете подвал, то металлоискатель в принципе не может пробить на такую глубину.

Какой выбрать металлоискатель для шурфления

Для шурфления подойдет любой металлоискатель, от начального до профессионального уровня. Глубина поиска тут не важна. Даже слишком большая будет только мешать. (Потому, что Вы проверяете выкопанный грунт, толщина слоя которого мала)
А вот большая катушка (большого диаметра) просто противопоказана.
Катушка должна быть маленькая или среднего размера.

Буровые и горнопроходческие работы являются важнейшей час­тью инженерно-геологических и гидрогеологических исследований. С помощью буровых скважин и горных выработок (шурфов, што­лен и др.) выясняют геологическое строение и гидрогеологические условия строительной площадки на необходимую глубину, отбира­ют пробы грунтов и подземных вод, проводят опытные работы и стационарные наблюдения.

Бурение скважин является основным видом разведочных работ при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях.

Буровая скважина - цилиндрическая вертикальная выработка (реже наклонная) малого диаметра, выполняемая специальным бу­ровым инструментом. В буровых скважинах различают устье (нача­ло), стенки и забой или дно.

Сущность бурения заключается в постепенном и последователь­ном разрушении (или обуривании) породы на забое и извлечении ее на поверхность. Образцы породы, извлекаемые из скважин, называ­ют буровым керном. Для изоляции водоносных горизонтов и предупреждения вывала пород со стенок скважин ствол скважины, т. е. выбуренное пространство, закрепляют обсадными трубами.

К преимуществам бурения относят: высокую скорость проходки скважин, возможность достижения больших глубин, механизацию спускоподъемных операций, мобильность буровых установок (рис. 36.2). Бурение имеет и недостатки: невозможность осмотра стенок скважины ввиду малого ее диаметра, небольшой размер образцов, необходимость промывки скважин при бурении и др.

Диаметр скважин, используемых в практике инженерно-геоло­гических изысканий, обычно находится в пределах 33-325 мм. Для гидрогеологических целей бурят скважины большего диаметра. Глу­бина скважин определяется задачами исследований и для инженер­ных сооружений редко превышает 30-50 м. При поисках и разведке подземных вод для водоснабжения глубина скважин может дости­гать 800 м и более.

Бурение скважин производят буровым наконечником, который, соединяясь с бурильными трубами (штангами), создает буровой снаряд. Удары или вращение этого снаряда и передачу на него дав-

ления осуществляют буровыми станками, приводимыми в действие различными двигателями.

При инженерно-геологических исследованиях обычно применя­ют следующие виды бурения скважин: вращательно-колонковое, ударно-канатное кольцевым и сплошным забоем, вибрационное и шнековое. Другие виды бурения, с помощью которых трудно ото­брать керн, при инженерно-геологических работах широкого при­менения не находят. ,

Вращательно-колонковое бурение позволяет бурить скважины ди­аметром 73-219 мм почти во всех разновидностях пород, включая и скальные, глубиной до 100 м и более. Буровой снаряд состоит из пустотелой колонковой трубы длиной 0,5-4,5 м с коронкой и ко­лонной бурильных штанг. При вращении бурового снаряда коронка колонковой трубы с зачеканенными в ней зубьями из твердых спла­вов прорезает кольцевой канал в породе, т. е. выбуривает столбик породы - керн. Используются также дробовые и алмазные корон­ки. После заполнения колонковой трубы керном буровой снаряд от­рывают от забоя и поднимают на поверхность. Затем отвинчивают буровую коронку и извлекают керн из колонковой трубы.

В глинистых породах для отбора проб грунта ненарушенной струк­туры (монолитов) используют наконечники специальной конструк­ции - грунтоносы, диаметром не менее 100-125 мм.

При колонковом бурении через бурильные трубы на забой пода­ется глинистый раствор, вода или сжатый воздух. Буровой инстру­мент при этом охлаждается, а измельченная порода (шлам) выно­сится на поверхность в специальные отстойники.

У дар но-канатное бурение рекомендуется в районах с не­достаточной геологической изученностью, так как позволяет вести тщательное описание горных пород. Различают ударно-канатное бу­рение сплошным забоем диаметром 127-325 мм с применением долот и желонок (крупнообломочные и песчаные обводненные грун­ты) и ударно-канатным кольцевым забоем диаметром 89-325 мм в песчаных и глинистых необводненных или слабообводненных.

Глубина бурения в нескальных породах - до 100-150 м, в скаль­ных - на большую глубину. Проходка ведется за счет сбрасывания на забой утяжеленного бурового снаряда (желонки, забивнбго ста­кана), подвешенного на канате, и последующего его подъема на по­верхность вместе с породой. В галечниках и скальных породах на забой сбрасывается долото, а очистка забоя ведется желонкой.

Одним из наиболее производительных способов бурения явля­ется вибробурение, при котором буровой снаряд погружается в поро­ду благодаря вибрационным колебаниям. При помощи вибратора глинистые и песчаные обводненные породы проходят на глубину до 15-20 м. Следует помнить, что под влиянием вибрации глинистые грунты изменяют свою структуру и уплотняются.

Шнековое бурение характеризуется высокой механической скоро­стью при проходке скважин в песчано-глинйстых грунтах на глуби­ну до 30 м. Разрушение пород производится вращающимся доло­том, а подъем их - шнеками, т. е. трубами, на поверхность кото­рых приварена стальная спираль (рис. 36.3). При этом способе буре­ния качественное геологическое описание затруднительно.

Бурение скважин в неустойчивых и водонасыщенных породах осложняется вследствие обваливания и оплывания стенок. Для их крепления применяют стальные обсадные трубы, которые опускают в скважину, после чего продолжают бурение наконечником уже мень-

шего диаметра. По окончании бурения обсадные трубы извлекают, а скважину ликвидируют путем тампонажа глиной или цементно-пес-чаным раствором.

Ручное ударно-вращательное бурение из-за низкой производитель­ности и высокой трудоемкости применяется в крайне ограниченном объеме (труднодоступная местность, плотная городская застройка и др.). Ручным способом бурят скважины в рыхлых грунтах на глуби­ну до 10-15 м, реже 30 м.

При гидрогеологических исследованиях бурят скважины разведоч­ные, опытные, наблюдательные и разведочно-эксплуатационные. Сква­жины, предназначенные для забора воды, называют скважинами на воду, они отличаются от других большим диаметром, что связано со значительными размерами погружных водоподъемных средств.

Бурение скважин на воду осуществляется, в основном, ударно-канатным и роторным способом, реже вращательно-колонковым.

Роторный способ - это вращательное бурение сплошным забо­ем, с промывкой или продувкой воздухом, с вращателем (ротором) на поверхности. Роторное бурение используют для бурения скважин

различной глубины (обычно более 150 м) на водоносные горизон­ты, ранее хорошо изученные и опробованные. Скорость бурения весь­ма высокая. Порода на забое разрушается полностью с помощью шарочечных долот. Для роторного бурения используют самоходные установки УРБ-2А, УРБ-ЗАМ (рис. 36.4), УРБ-4ПМ, а при бурении до 100 м - АВБ-3-100.

Проходка шурфов и других горных выработок. Наиболее рас­пространенным видом горных выработок является шурф. При изыс­каниях применяют также другие выработки: расчистки, канавы, дуд­ки, штольни и шахты (рис. 36.5).

Шурф - вертикальная горная выработка прямоугольного или круглого сечения, проходимая с поверхности до глубины 20 м, реже более. Шурф круглого сечения называют дудкой.

Наиболее распространены на изысканиях мелкие шурфы глуби­ной до 3-5 м сечением 1x1,25 м. Обычно их проходят в песчаных и глинистых грунтах. Шурфы большого сечения (более 2 м 2) выпол­няют для специальных опытных работ и при большой глубине шур­фа. Шурф проходят путем углубления забоя и выброса грунта вна­чале лопатой, далее с помощью бадьи, поднимаемой воротком. В скальных породах шурф углубляют с использованием отбойных молотков и взрывных работ.

По мере углубления стенки шурфа необходимо укреплять, в про­тивном случае возможно их обрушение. При проходке водонасы-щенных пород организуют водоотлив. Глубокие шурфы обязатель­но проветривают.

Шурфы имеют большое значение при инженерно-геологических изысканиях для строительства. Они позволяют детально изучить гео-лого-литологический разрез участка, отобрать любые по размеру об­разцы, выполнить испытания грунтов штампами и другие полевые опытные работы. Недостатком шурфов является их высокая сто­имость и трудоемкость работ, особенно в водонасыщенных и скаль­ных породах.

В настоящее время находит применение механизированный спо­соб проходки шурфов с помощью специальных шурфопроходчес-ких установок, а также приспособленных для этих целей самоход­ных буровых установок УРБ-ЗАМ, УРБ-2А-2, УГБ-1ВС и др., осна­щенных ковшовыми или шнековыми бурами. Средняя производи­тельность установок 1,2-2,Ом/ч.

По окончании полевых работ шурфы тщательно засыпают, грунт утрамбовывают, а поверхность земли выравнивают.

На участках, сложенных крутопадающими слоями пород, про­ходят горизонтальные горные выработки: расчистки, канавы, штоль­ни и шахты.

Расчистки - неглубокие выработки, применяемые для сня­тия рыхлого маломощного покрова делювия или элювия с наклон­ных поверхностей.

Канавы (траншеи) - узкие (до 0,8 м) и неглубокие (до 2 м) выработки, выполняемые вручную или с помощью технических средств с целью вскрытия коренных пород.

Дудка - вертикальная горная выработка круглого сечения ди­аметром до 1,0 м. Необходимость крепления стенок дудки, как пра­вило, отсутствует.

Штольни - подземные горизонтальные выработки значитель­ной длины, закладываемые на склонах и вскрывающие толщи горных пород в глубине массива. Их применяют обычно в скальных породах при изысканиях для строительства особо ответственных сооружений.

Шахты (разведочные) - вертикальные горные выработки, которые отличаются от шурфов значительно большими размерами. В практике инженерно-геологических изысканий глубина шахт дос­тигает 30 м, а сечение 6 м 2 .

Наблюдения при бурении скважин и проходке шурфов заклю­чаются в замере уровня воды и температуры, отборе проб пород, воды и других работах.

Для замера уровня воды в скважинах ипппгтт.™тот noowmxa

на метры тонкие тросы, на концах ко­торых подвешивают различные при­способления (хлопушки, свистки и т. д.), при соприкосновении с водой эти приспособления подают сигнал (свист, хлопание и т. д.) и наблюда­тель по отметкам троса определяет глу­бину залегания воды от поверхности земли (рис. 36.6). Более точны элект­роуровнемеры, при соприкосновении датчика с водой электрическая цепь за­мыкается, стрелка гальванометра от­клоняется, и по отметкам на тросе фик­сируется положение уровня. Длитель­ные наблюдения за изменением уров­ня воды ведут с помощью поплавко­вых измерителей, а для непрерывной регистрации уровня применяют специ­альные автоматические приборы.

Замеры уровня воды производят от одной точки у устья скважи­ны с точностью ±1,0 см. В каждой скважине определяют глубину появления и установившийся уровень подземных вод.

Температура подземных вод замеряется ртутными термометра­ми, вмонтированными в металлическую оправу. Для отбора проб воды используют различные пробоотборники объемом от 0,5 до 3,0 л.

Наблюдения за поглощением промывочной жидкости и выхо­дом керна позволяют предварительно оценить водопроницаемость пород в различных интервалах скважин. Интенсивное поглощение и малый выход керна свидетельствуют о трещиноватости, раздроб­ленности пород и их возможной высокой водообильности.

При бурении водозаборных скважин предусматривают тщатель­ную изоляцию намеченного к эксплуатации водоносного горизонта от других водоносных горизонтов и поверхностных загрязнений. Чаще всего для этого задавливают башмак колонны обсадных труб в водоупорные породы (рис. 36.7, а) или производят затрубную це­ментацию колонны труб (при роторном бурении) (рис. 36.7, б).

Качество изоляции водоносных горизонтов проверяют откачкой воды из скважины и наблюдением за положением уровня. Постоян­ство уровня воды указывает на надежность изоляции.

Геологическая документация буровых и горнопроходческих ра­ бот. Основными геологическими документами разведочных работ являются буровой журнал и журнал горных выработок. В журналах по мере бурения скважин и проходки шурфов подробно описывают состав и состояние вскрываемых пород, указывают глубину отбора проб породы и воды, приводят результаты наблюдений за появлени­ем уровней подземных вод, выходом керна, качеством изоляции во­доносных горизонтов и т. д. По данным буровых и горных журналов составляют разрезы (колонки) отдельных скважин и шурфов (рис. 36.8). Данные нескольких разрезов (колонок) объединяют в инже-

нерно-геологические или гидрогеологические профили (разрезы), ста­дии построения которых показаны на рис. 36.9.

Главным недостатком чисто геологических методов рекогносцировки и съёмки можно считать поверхностное описание инженерно-геологической ситуации. Инженер-геолог лишь мыслью проникает в недра на необходимую для решения основных проектных вопросов глубину. Учитывая сложность геологического строения и ответственность инженерно-геологических заключений, от которых зависит стоимость и надёжность сооружений, такого аналитического проникновения недостаточно. Основание необходимо непосредственно увидеть, взять из него образцы для лабораторных определений характеристик грунтов. Часто необходимо испытать сжимаемость, прочность, водопроницаемость грунтов основания непосредственно на месте их залегания. Всё это требует внедриться в изучаемый массив горных пород. Геология и инженерная геология располагают двумя способами внедрения в массив горных пород. Первый из них горный – проходка шурфов и других горных выработок с поверхности земли на глубину. Второй способ – бурение скважин с поверхности или из горных выработок.

Рассмотрим горный способ внедрения. Главный способ горных работ на инженерных изысканиях – проходка шурфов.

Шурф - это неглубокая горная выработка, выкопанная вручную в дисперсных грунтах. Стандартное сечение шурфа на поверхности земли 1х2м. Шурф имеет примерно вертикальные стенки. Он мало сужается с глубиной. Глубина шурфов чаще всего не более 3м, но иногда проходят шурфы до 10м глубиной и более. Глубина шурфа зависит от ряда факторов. Во-первых, она определяется задачами разведки. Чаще всего нужно изучить разрез на глубину10 и до 20м. На такую глубину шурфы проходить опасно. Устойчивость стенок ограничивает глубину шурфа, не позволяет пройти его на требуемую глубину. Это второй фактор. Иногда шурфы проходят с креплением, но по ряду причин крепление применяют редко. В глинистых, в частности, лёссовых грунтах на глубину до 20 м вместо шурфов проходят дудки, которые отличаются от шурфов круглым сечением при малом диаметре порядка 0,7м. Стенки дудок более устойчивы в силу их формы и размера. В-третьих, глубина шурфа ограничена уровнем подземных вод, так как с отливом проходить шурфы обычно не удаётся.

Шурф удобная для геолога форма вскрытия основания. В него можно спуститься. В стенках его геолог видит сравнительно большую обнаженную площадь нужного ему разреза. Грунты в стенках в ненарушенном состоянии со всеми особенностями их неоднородности. В шурфе он может решить ряд стоящих перед ним задач, а именно: определить перечень вскрытых горных пород и пространственные формы их залегания, взять образцы ненарушенных глинистых грунтов и взять кольцом пески для определения их плотности - важнейшего их классификационного показателя. При наличии подземных вод на забое удаётся определить и глубину залегания подземных вод и взять пробу воды для химического анализа. По пробе воды определяют её агрессивность по отношению к бетону, стали, свинцу, алюминию, как к материалам, используемым в подземных частях сооружений, включая инженерные сети. Шурф также пригоден для проведения полевых испытаний грунтов на сжимаемость, прочность, водопроницаемость.

После окончания проходки шурфа обязательно проводится подробная документация шурфа с зарисовкой стенок в масштабе, с указанием мест отбора образцов грунтов и фотографированием.

В ходе геологической практики студенты проводят полевое определение коэффициента фильтрации наливом воды в шурф и отбирают кольцом пробу песка для определения плотности, выполняют зарисовку шурфа.

Названные принципиальные достоинства шурфа выгодно отличают его от буровой скважины (о скважинах будет сказано ниже). Но в сравнении со скважиной он имеет тот недостаток, что обычно не достигает нужной глубины для полного вскрытия основания. Также шурф требует времени для проходки во много раз больше, чем время проходки скважины. Но у него есть кроме названных ещё одно преимущество. Шурф можно пройти в стесненных условиях подвала или у стены реконструируемого здания со вскрытием фундамента, где не разместить буровой станок. При обследовании зданий шурфы незаменимы. При обследовании небольшого здания площадью порядка 50х10м делают, кроме буровых скважин, 10-12 шурфов со вскрытием фундаментов и отбором проб не только из грунтов, но из материалов фундамента для определения их остаточной прочности.

Кроме шурфов и дудок на изыскания применяются следующие горные выработки: расчистки, закопуши, канавы, шахты и штольни.

Расчистка – снятие на склоне тонкого слоя поверхностных отложений для документации горных пород слагающих склон с отбором образцов для лабораторных анализов грунтов.

Закопуша – снятие на площади порядка 0,25 м 2 или менее почвы и заглубление в подстилающие грунты но на 0,3-0,5м для для документации подпочвенных отложений.

Канава – выработка типа шурфа, но протяженностью до нескольких десятков и даже сотен метров выполняется для тех же целей, что и шурф при необходимости поиска какого-либо важного элемента геологической структуры, исследуемого массива горных пород, например, зоны дробления тектонического разрыва, поверхности смещения оползня или другого геологического тела, выраженного линией под покровом поверхностных отложений.

Шахта – вертикальная горная выработка, штольня – горизонтальная горная выработка сечением порядка 2х2м проходимая на любую требуемую глубину с креплением, при необходимости со взрывами для исследования структуры и трещиноватости скальных массивов при проектировании гидротехнических, транспортных и другого назначения объектов повышенной ответственности и особо ответственных. Массовое применение этих видов горных разведочных работ сдерживается их очень высокой стоимостью и малой скоростью проходки.

Горными работами на изысканиях должен руководить инженер, имеющий специальную подготовку и право ведения горных работ.

Что такое шурф и скважина

Что такое шурф? Отличие от скважины.

На фазе строительства, непосвященному человеку предстоит услышать много разных терминов и, по нашему опыту, один из таких «непонятных слов» может оказаться «ШУРФ». Давайте разберемся, что же это такое и с чем его не стоит путать.

Что такое шурф и скважина в геологических изысканиях?

Шурфом зовут обычную рукотворную яму, выкопанную вплотную к строению и предназначенную для осмотра фундамента и (или) грунтового основания, а также (редко) для отбора проб грунта при проведении геологических изысканий. Собственно работу по выкопке шурфов называют – шурфованием (шурфовкой) .

В отличие от шурфов, геологические скважины проделываются специальными буровыми установками, и делаются они для проведения геологических изысканий. Пробурить геологические скважины можно не ближе, чем в 1 метре к строению, поэтому они не подходят для осмотра существующего фундамента. Зато позволяют провести качественные геологические исследования.

Теперь ответим на распространенные вопросы по шурфованию.

Какие размеры шурфа в плане обычно бывают?

Размер в плане ямы должен быть такой, чтобы специалисту удобно было в шурфе провести все необходимые работы. В шурфе должно быть удобно присесть на корточки, наклонится для отбора пробы и пр. Если существующие фундаменты мелко-заглублены (заложение фундамента ниже поверхности земли до 50…60 см), то допустимый размер шурфа в плане – около 0,8х0,8 м, если приходится копать глубже, то рационально шурф расширить до размера в плане 1х1 м.

Какая должна быть глубина шурфа?

Глубина шурфа принимается из следующих соображений:

1. Если шурф делается непосредственно возле существующего фундамента, то его делают до подошвы фундамента (там, где фундамент опирается на грунтовое основание). Иногда, для измерения ширины подошвы существующего фундамента шурф выполняют более заглубленным – ниже подошвы фундамента на 10…20 см (Внимание! Заглублять шурф ниже подошвы фундамента можно, только если фундамент имеет удовлетворительное состояние и является достаточно сплоченной, монолитной конструкцией).

2. Если шурф делается перед началом нового строительства, то его выполняют на проектную глубину заложения будущего фундамента.

Необходимо отметить, если шурф делается глубоким в малосвязанных грунтах (например, песчаные грунты), то следует выполнять либо уклоны откосов, либо закреплять грунт деревянными щитами.

В каком месте следует выполнять шурф?

В любом случае перед шурфовкой следует на эту тему проконсультироваться со специалистом, то есть с тем, для кого эти шурфы выполняются. Но в общем можно учесть следующие правила:
при наличии подвала в здании шурфы следует выполнять в подвале (снаружи шурфы будут очень глубокими);
при отсутствии подвальных помещений шурфы можно выполнять как снаружи, так и внутри строения;
при возможности шурфы следует размещать в местах пересечения двух капитальных стен (в этом случае, при использовании одного шурфа, возможно осмотреть фундаменты сразу под двумя стенами);
при новом строительстве шурфы стараются выполнить в непосредственной близости к пятну застройки.

Сколько шурфов выполнять?

Количество шурфов определяет инженер строитель, который выполняет обследование строительных конструкций или специалист-геолог, который проводит инженерно-геологические изыскания.

Надеюсь, теперь Вы разобрались с понятием шурф и стали лучше понимать строителей.