Бурение рабочих скважин в струйной геотехнологии
Бурение рабочих скважин в струйной геотехнологии выполняется стенками вращательного бурения, обычно под глинистым раствором. Применяются различные виды бурения: шнековое, шарошечное, колонковое.
Диаметры скважин определяются видом технологии (одно-, двух- или трехкомпонентной),
а также расходом и давлением размывающей жидкости, так как указанные
характеристики определяют диаметр скважинного струйного
монитора. Конкретные значения диаметров рабочих скважин могут меняться в
пределах 80...219 мм, редко более. Верхний предел значения диаметра ограничен
только условиями устойчивости стенок скважины, поскольку их устойчивость
находится в обратной зависимости от диаметра.
Глинистый раствор, заполняющий
пробуренную рабочую скважину, обеспечивает устойчивость ее стенок до начала
струйного размыва.
Глинистый раствор может приготавливаться как на основе бентонитового порошки так и на основе местных глин. Для приготовления и подачи глинистого раствора может быть использовано как основное технологическое оборудование предназначенное для осуществления струйной геотехнологии, так и специальное оборудование, входящее в комплект бурового агрегата.
В случаях, когда подземные конструкции и сооружения, выполняемые в, помощью струйной геотехнологии, располагаются на большой глубине, например, под подошвой плотины или дорожного земляного полотна, для предотвращения чрезмерного размыва земляного сооружения восходящим потоком пульпы, в пределах высоты указанного земляного сооружения рабочие скважины обсаживаются трубами.
При необходимости бурения в слабых или разуплотненных грунтах, не обеспечивающих устойчивость стенок рабочей скважины под глинистым раствором, проходку и устойчивость стенок скважины можно обеспечить при менением сухой комовой глины, которую подают непосредственно в скнажину и затирают в стенки скважины буровым снарядом в процессе бурения.
При опережающем бурении рабочих скважин по отношению к общему нремени собственно размыва и закрепления грунта время сохранения устойчивости стенок скважины под защитой глинистого раствора до их использования определяется свойствами грунтов и устанавливается экспериментально.
Способом гарантированного обеспечения устойчивости стенок скважины до начала размыва (в процессе струйного размыва устойчивость стенок скважины обеспечивается непрерывным восходящим потоком пульпы размытого грунта) является механическое соединение струйного монитора с буровым снарядом, когда к нижней части струйного монитора крепится короонка или трехшарошечное долото. Такие приемы весьма широко применяются европейскими и японскими компаниями. Это позволяет использовать один и тот же буровой станок для бурения рабочей скважины и в качестве манипулятора для вращения и подъема струйного монитора. Струйный размыв начинается сразу же после завершения бурения рабочей скважины. несдостаток такого способа бурения рабочих скважин в том, что буровой снаряд изнашивается во много раз быстрее собственно струйного монитора.
В легкоразмываемых грунтах бурение рабочей скважины может выполнятся путем гидропогружения струйного монитора, когда торцовый растворнорный патрубок оборудуется гидравлической насадкой, через которую подаётся струя размывающей жидкости (воды или глинистого раствора). Однако такой способ применяется редко по нескольким причинам.
Во-первых, для гидропогружения требуется достаточно большой расход жидкости, который может превосходить производительность насоса, предназначенного для обеспечения струйного размыва.
Во-вторых, при наличии достаточно крупных твердых включений в грунте гидропогружение может оказаться невозможным.
В-третьих, при гидропогружении образуется скважина довольно большого диаметра, что офицательно сказывается на эффективности струйного закрепления грунта.
В-четвертых, при использовании для гидропогржения монитора в слабых грунтах глинистого раствора общие потери глинистого раствора могут быть неоправданно велики. Чаще применяется бурение рабочей скважины с помощью бурового снаряда, например, коронки, оборудованного струйной насадкой. При этом насадка направлена под углом к вертикальной оси, и при вращении снаряда струя описывает конус, что обеспечивает предварительное рыхление грунта по всему периметру забоя.
