Визначення максимально допустимого діаметру свердловини при заданій глибині проходки методом статичного проколу ґрунту

Abstract

З аналізу технічної літератури встановлено, що серед безтраншейних технологій прокладання підземних інженерних комунікацій найбільш ефективною є та, що працює з утворюванням горизонтально спрямованої свердловини в ґрунті з використанням ґрунтопроколювальних установок, які працюють за методом статичного проколювання. Цей метод полягає у створенні свердловини в ґрунті способом його силового радіального ущільнення в масив конічно-циліндричним робочим органом та в протягуванні в неї захисного футляра у вигляді труби зі сталі, поліетилену, кераміки тощо. Земляні роботи в цьому разі зводяться до мінімуму. Одним із важливих недоліків методу статичного проколювання ґрунту є великі напруження в ґрунті навколо свердловини. Це може викликати пошкодження прилеглих комунікацій або основи доріг. Проведеними дослідженнями встановлено, що поширення цієї зони визначається діаметром свердловини й фізико-механічними властивостями ґрунту. Установлення розміру зони пружно-пластичної деформації навколо свердловини визначалося експериментальним способом під час проколювання ґрунту в природних умовах. Для польових досліджень було створено експериментальний зразок ґрунтопроколювальної установки з гідравлічним приводом подачі робочого органа в ґрунт від двох гідроциліндрів. Максимальне зусилля надавлювання за умови тиску від гідростанції 20 МПа становило 250 кН. Діаметри моделей проколювальних головок – 65 мм та 108 мм. Унаслідок досліджень отримано рівняння регресії для найбільш поширених типів ґрунтів: суглинку, супіску та глини ІІ–ІІІ категорій щільності. Критерієм оцінювання можливості ущільнення ґрунту прийнято значення його пористості. Так, наприклад, було встановлено, що в процесі проколювання ґрунту на глибині 2,5м допустимий діаметр свердловини, який створений методом статичного проколювання, не має перевищувати: для ґрунтів з пористістю 38 % – 170 мм; для ґрунтів з пористістю 45 % – 240 мм; для ґрунтів з пористістю 53 % – 300 мм. Отримана розрахункова залежність для практичного застосування на етапі проєктування мереж та вибору ефективного методу для проходки свердловини під дорогами або іншими перешкодами.