Работы по мерзлотно-геологическим обследованиям проводились в три этапа:
1. Документация керна инженерно-геологических скважин
2. Температурные измерения в термоскважинах
3. Замеры плотности и мощности снега
Предварительная оценка инженерно-геологических работ (привязка инженерно-геологических скважин и нанесение скважин на план) проводилась с учетом материалов изысканий при строительстве магистрального трубопровода и данных, полученных на этапе рекогносцировочного обследования.
Бурение скважин, а также глубина выработок производилась в соответствии с СП 11-105-97 (части I, IV раздел 8) и РД-91.200.00-КТН-151-12 (п. 7.3.1- 7.3.5) с отбором образцов согласно требованиям ГОСТ 12071.
Бурение скважин на поверхности термокарста осуществлялось с заглублением ниже предполагаемой поверхности активного развития термокарстовых процессов либо кровли коренных пород не менее чем на 3-5 м. Если коренные породы представлены скальными монолитными грунтами.
Глубина скважин на поверхности зоны развития термокарста или участка с потенциально возможным возникновением термокарста составляет 10-15 м, глубина одной опорной скважины в центральной части участка - 15-20 м, по периферии участка вне зоны термокарста 6-10 м.
Всего пробурено 15 скважин, с общим объемом проходки – 220 п/м. На каждом участке: 1 скв. глубиной 10 м (за границами проявления термокарста), 1 скв. – глубиной 20 м в средней части каждого участка, остальные скважины глубиной 15 м.
Скважины расположены на поперечных геофизических профилях в шахматном порядке, на удалении 5-6 м от оси трассы нефтепровода. Расстояние между скважинами по ходу трассы 100-200 м, но не менее 3 скважин на участке. Каждую вторую скважину используют в качестве термометрической.
На основании предварительных данных о инженерно-геологических условиях площадки в пределах возможного развития термокарста применение полевых методов исследования грунтов не представляется возможным по следующим причинам:
- статическое зондирование. В связи с близким к поверхности расположением пластовых льдов и коренных пород проведение работ по статическому зондированию невозможно;
- штамповые и прессиометрические испытания. В связи с близким к поверхности расположением коренных пород проведение штамповых и прессиометрических испытаний грунтов нецелесообразно в виду того, что выполнение данных видов работ может привести к изменению напряженно-деформированного состояния грунтового массива и спровоцировать активизацию процессов;
- опытно-фильтрационные работы. Данные работы и связанное с их производством осушение водоносных горизонтов может привести к уменьшению порового давления в породах, подверженных термокарстовым процессам, что может привести к уменьшению прочностных свойств данных пород и активизации термокарста.
Проходка горных выработок
Бурение скважин производилось самоходной установкой УБШМ-1-20. С целью получения проб грунта бурение производится колонковым способом. С учетом наличия ММГ (многолетнемерзлых грунтов) и для предотвращения растепления бурение проводится всухую, укороченными рейсами 0,5-1,0 м, с максимальными оборотами при бурении от 40 до 60 об/мин. Диаметр скважины 100-127 мм. В ходе бурения производится послойный отбор образцов грунтов нарушенного и ненарушенного строения в соответствии с ГОСТ 12071, геологическое описание грунта и заполнение бурового журнала, оформляемого в соответствии с РД-91.020.00-КТН-042-12 (Приложение 3).
Во всех скважинах предусмотрены наблюдения за водопроявлением и замер установившегося уровня грунтовых вод через 1-2 суток после бурения.
После бурения и замера уровня воды скважина, если она не предназначена для дальнейших термометрических работ, ликвидируется и закрепляется опознавательным знаком (репером) с указанием организации, номера скважины, ее глубины и даты бурения.
Ликвидационный тампонаж (заполнение скважины глиной или цементным раствором) проводился по окончании проходки скважин и завершении в них предусмотренных работ. Тампонаж следует осуществлять с поинтервальной изоляцией вскрытых водоносных горизонтов и созданием глинистой или цементной пробки во входном отверстии скважины для предотвращения попадания вод поверхностного стока.
После закрепления горной выработки на местности репером выполняется ее фотофиксация.
Отбор образцов грунта, их упаковку и транспортирование производится согласно требованиям ГОСТ 12071-2000. Места отбора и количество образцов грунта и их вид назначаются таким образом, чтобы каждая разновидность грунта, представляющая инженерно-геологический элемент (ИГЭ) была охарактеризована не менее 6 частными значениями характеристик механических свойств и 10 физических свойств грунтов.
Последовательность описания талых грунтов:
- разновидность грунта (для глинистых – по числу пластичности, для песчаных – по гранулометрическому составу);
- цвет, консистенция (степень влажности, степень водонасыщения);
- включения в грунте и его характерные особенности - крупнообломочные частицы (или тонкодисперсные);
- ожелезнение, карбонатность, органика, слоистость (состав прослоев, их толщина и частота, ориентировка) и др.
Последовательность описания мерзлых грунтов:
- разновидность грунта (для глинистых – по числу пластичности, для песчаных – по гранулометрическому составу);
- окраска естественно-влажного грунта;
- криогенная текстура, льдистость (толщина ледяных прослоев, их частота и ориентировка) и (или) процентное содержание включений льда;
- ожелезнение, карбонатность, органика, слоистость (состав прослоев, их толщина и частота, ориентировка) и др;
Последовательность описания скальных и полускальных грунтов:
- вид, окраска естественно-влажного грунта;
- характеристика прочности, трещиноватости (визуальная в % от общей площади);
- подразделение на морозный или талый грунт, криогенная текстура,
льдистость (толщина ледяных прослоев, их частота и ориентировка);
- содержание карбонатов (качественное определение), слоистость (состав прослоев, их толщина и частота, ориентировка).
Последовательность описания торфов:
- вид, окраска естественно-влажного грунта;
- внешний вид в зависимости от степени разложения;
- наименование торфа по преобладающему составу растений;
- степень разложения (визуальное описание);
- степень влажности;
- наличие прсолоев, указанием их состава, мощности и количества на 1 метр разреза.
В буровых журналах фиксируем глубину появления подземных вод в каждом водоносном слое (горизонте).
Глубину установившегося уровня необходимо фиксировать как для каждого водоносного слоя (горизонта) в отдельности, так и для всей водонасыщенной толщи в целом (после извлечения колонны обсадных труб). Установившийся уровень в слабофильтрующих грунтах замеряется в течение 1 - 2 сут.
