Месяц: Июнь 2019

Верхнеамазонский бассейн расположен главным образом в пределах Перу и Бразилии; северо-западная окраина бассейна находится в пределах Эквадора, а юго-восточная — в Боливии (рис. 205).

Западным горным и складчатым обрамлением бассейна служат Восточные Кордильеры Колумбии, Эквадора, Перу и Боливии. Они сложены в основном палеозойскими, большей частью в той или иной мере метаморфизованными толщами, среди которых широко развиты девонские образования. Ho исключено, что часть метаморфизованных толщ обладает мезозойским возрастом. Довольно значительным развитием пользуются меловые интрузивы.

С востока бассейн обрамляется на севере западным склоном Гвианского щита, на юге — западным склоном Бразильского щита; эти элементы сложены докембрийскими породами. Средняя по широте часть восточного ограничения бассейна в области Амазонской синеклизы, разделяющей оба щита, неясная и здесь он условно разграничивается со смежным Нижнеамазонским бассейном по предполагаемому на междуречье верхнего течения Амазонки и Мадейры погребенному поднятию фундамента Икитос.

На севере бассейн разграничивается с Западно-Венесуэльским по поднятию Сиерра де Макарена.

На юге ограничение бассейна нечеткое. Суженная его часть условно разграничивается со смежным Центрально-Предандийским бассейном в Центральной Боливии. Здесь в районе крупнейшего расширения и выступа к востоку системы Анд и выступа к западу Бразильского щита, по-видимому, располагается отвечающий этим выступам крупный погребенный структурный перекат (рис. 205).

Фундамент бассейна в его крайней восточной части, отвечающей далекому платформенному склону впадины, видимо, докембрийский. В средней и западной частях впадины фундамент, по-видимому (нижней?), палеозойский.

Бассейн выполнен толщами палеозоя, мезозоя, третичными и четвертичными, максимальная мощность которых превышает 10 000 м (табл. 84).

Южнее в средней по широте перуанской части западного борта аналогом свиты Холлин служит нефтеносная свита Aгya Калиенте, возраст которой относится к интервалу альб-турон. Здесь же развита мощная галогенная толща, возраст которой относят к триасу или юре; большинство исследователей выделяет пермские и девонские отложения.

Бассейн, в особенности его центральная зона и восточный платформенный борт, исследован слабо.

Поверхностные нефтепроявления на западном борту бассейна известны по всему разрезу от девона до мела включительно, главным же образом связаны с мелом.

Вдоль средней и южной части западного борта бассейна хорошо развита полоса передовых складок, сложенных меловыми и континентальными третичными толщами (с палеозойскими ядрами?). В пределах этой полосы отмечены многочисленные соляные купола с ядрами, сложенными триасовой (юрской?) солью. К одному из таких куполов приурочено единственное до самого последнего времени промышленное месторождение бассейна — Aгya Калиенте, иначе Гансо Асуль. На нем нефтеносны песчаники Aгya Калиенте, которым приписывают в основном речное и озерное происхождение. Она слагается главным образом разнозернистыми, до конгломератовидных, часто косослоистыми светлыми и пестрыми песчаниками. Мощность ее около 500—1500 м.

В 1957 г. промышленные притоки нефти получены на брахиантиклинальном поднятии Макиа, из так называемых «сахаровидных песчаников» верхнего мела, стратиграфически более высоких, чем свита Aгya Калиенте. Поднятие Макийя входит в состав цепочки брахиантиклиналей СЗ—ЮВ простирания. Эта зона, по-видимому, лежит уже за пределами полосы передовых складок и представляет собой структурный порог, осложняющий самую нижнюю часть платформенного борта бассейна. На других брахиантиклинальных поднятиях, входящих в состав данной зоны Инуия, Кашибойя и Соль, встречены выходы нефти и следы нефти в скважинах, а на поднятии Пакайя и полупромышленные притоки нефти. Все эти проявления связаны с упомянутой толщей «сахаровидных песчаников». Мощность ее составляет 180—190 м. Она сложена в основном прибрежно-морскими и континентальными песчаниками и мергелями, содержащими пачку черных глин мощностью 16 м.

Таким образом, можно говорить о двух зонах нефтегазонакопления, из которых одна, Aгya Калиенте, связана с передовыми складками, а другая Макийя — со структурным порогом платформенного борта.

О таком материале, как фанера, наверняка слышали все. Человечество начало использовать её в незапамятные времена для решения большого количества задач. Ультрасовременные специалисты в области дизайна нередко применяют фанеру при создании интерьера. В данном случае мы имеем в виду именно декоративную фанеру.

Это весьма замысловатый материал, в состав которого входит три слоя – конструктивный, декоративный, а также защитный. У каждого из них своё предназначение, все слои производятся по уникальной методике.

Конструктивный слой содержит несколько листов шпона, которые склеены друг с дружкой при помощи эпоксидной смолы. При склеивании важно чередовать волокна шпона в полотнах, размещающихся по соседству.

В большинстве случае используют один или даже два слоя шпоны, созданного из ценных видов дерева – они отличаются необычным рисунком и выступают в качестве начала декоративного слоя.

Зачем нужен декоративный слой понятно уже из его наименования – его выполняют с учётом пожеланий клиента. Частенько на поверхности присутствуют особые борозды, они с успехом повторяют природное дерево.

Сегодня в магазинах встречается фанера с разрисованной поверхностью – декоративный слой выполняется в необычной технике нанесения орнамента на материал.

Защитный слой получают посредством нанесения лакокрасочных материалов на поверхность. Как правило, используется именно прозрачный лак – он обеспечивает предохранение материала и позволяет сохранить его природную красоту. Можно наносить лак на листы после установки или же сразу купить ламинированные панели.

В наши дни, оформляя собственную жилплощадь, люди стараются применять как можно чаще материалы природного происхождения, отличающиеся экологической чистотой. Одним из таких материалов выступает проба, создаваемая с использованием коры пробкового дерева, прорастающего в Средиземноморье.

Пробка считается универсальным материалом природного происхождения, нашедшим активное применение в разных сферах жизнедеятельности человека. Из неё можно создавать утепление и необычные покрытия для стен.

В последние годы такая отделка является весьма популярной среди дизайнеров и владельцев домов.

Пробковые панели смотрятся весьма роскошно как на стенах, так и на напольной поверхности. К тому же, продукция из пробки отличается практичностью, так что относиться к ней исключительно как к декоративным элементам не нужно.

Среди плюсов пробкового покрытия стоит отметить:

• Они обеспечивают прекрасную шумоизоляцию;
• Пробка – это экологически чистый материал;
• Панели из пробки, обладая прекрасными антистатичными свойствами, не скапливают частички загрязнения;
• Изделия отличаются низким уровнем аллергенности, вот почему она подходит даже для аллергиков и астматиков. С её помощью можно отделывать стены в детской комнате.
• Покрытие из пробки не подвергается старению, оно сохраняет свой изысканный первоначальный внешний облик в течение весьма длительного периода времени.
• Будучи абсолютно инертным в химическом плане и демонстрируя пожарную безопасность, материал во время нагрева не выделяет опасные вещества и не поддерживает процессов горения.

Так как твердые сплавы допускают значительно более высокие скорости резания и большие поперечные сечения стружки, то они требуют более мощных станков. В табл. 155 приведены скорости резания и потребные мощности при обработке стали разной прочности твердым сплавом и быстрорежущей сталью. При обработке материалов повышенной прочности нарастание скорости резания опережает повышение мощности. Данные о возможных скоростях резания при обработке стали ов = 70 кг/мм2 в зависимости от глубины резания и подачи приведены в табл. 156.

Повышение скорости резания твердым сплавом сравнительно с быстрорежущей сталью особенно велико при малых подачах (чистовая обработка). Чем больше работа принимает характер обдирки (поперечное сечение стружки порядка 2 мм2 и больше), тем меньше повышение производительности. Тем не менее, мощности более старых специальных станков для обдирочных работ далеко не достаточны для использования преимуществ твердых сплавов.

На рис. 230 показана зависимость между скоростью резания и мощностью на примере обработки стали ов = 70 кг/мм2. Если для снятия стружки
поперечного сечения 5 мм2 инструментальной сталью требуется мощность 5 квт, а быстрорежущей сталью примерно 10 квт, то для использования скоростей резания, которые допускает применение твердого сплава, необходимо располагать мощностью в 20—30 квт. При снятии стружки еще большего поперечного сечения потребность в мощности относительно еще выше и бывает в 5—(10 раз больше обычной. Так как мощность устаревших универсальных станков чаще всего не превышает 5 квт, то недостаточность мощности особенно ощутима при обдирочной и полуобдирочной (черновой) обточке твердыми сплавами. В начале развития твердых сплавов разработка соответственно мощных и устойчивых металлорежущих станков сильно отставала. Только в последние годы стали строить специальные станки, в частности обдирочные токарные, универсальные токарные, револьверные, расточные, фрезерные, строгальные и другие, позволяющие полностью использовать выдающиеся режущие свойства твердых сплавов. При применении новых режущих сплавов высокой вязкости типа S4T и S5T, заполняющих пробел между стандартными твердыми сплавами и быстрорежущей сталью, мощность и этих станков, по Кельблу, уже недостаточна для обдирки и строжки.

Гиршфельд следующим образом резюмирует преимущества твердых сплавов для обработки резанием и их экономическое значение:

1. Сокращение машинного времени (времени резания). Вследствие высоких скоростей резания и сокращения времени, требующегося на замену и переточку инструмента (более продолжительный период стойкости), машинное время сокращается, а общее время работы инструмента удлиняется.

2. Повышение производственной мощности цеха. Даже при более или менее старом станочном парке можно за то же время, при том же числе станков произвести примерно на 30% больше готовых изделий. При применении новых станков, специально сконструированных для резания твердыми сплавами, производительность цеха увеличивается во .много раз.

3. Уменьшение расхода энергии. Расход энергии на снятие определенного количества стружки значительно меньше, чем при применении быстрорежущей стали.

4. Снижение затрат на приобретение и заточку инструментов. Твердосплавные инструменты имеют более продолжительные периоды стойкости и общий срок службы; соответственно снижаются расходы на заточку.

5. Улучшение качества изделий. Благодаря достижению более гладких поверхностей и более точных размеров при обработке резанием твердыми сплавами улучшается качество изделий и упрощается технология их изготовления (исключается операция шлифования).

6. Экономия ценных легирующих присадок. Вольфрам в твердом сплаве используется значительно лучше, чем в быстрорежущей стали.

Трикотажная одежда давно завоевала популярность из-за своей мягкости и удобства при носке. Однако обратной стороной этих качеств является повышенная уязвимость. За трикотажем необходимо тщательно ухаживать, иначе он очень быстро испортится. Что нужно помнить, когда имеешь дело с одеждой из трикотажа?

Стирка

Стирать трикотаж рекомендуется только вручную. Для стирки подойдёт мягкая тёплая вода. Если вода жёсткая, необходимо добавить в неё немного соды.

Замачивать трикотаж перед стиркой допустимо не более получаса. Имеет смысл кинуть в воду для полоскания половину ложки глицерина. Глицерин придаст вещам приятную мягкость.

Если нет времени или сил стирать трикотажные вещи вручную, можно воспользоваться машинкой на деликатном режиме. При этом важно не забыть отключить отжим.

Сушка

Сушить трикотаж рекомендуется строго при комнатной температуре вдали от любых источников тепла. Для эффективной сушки вещи нужно разложить между полотенцами. Как только полотенца станут мокрыми, их необходимо заменить.

Глажка

Трикотаж не переносит интенсивной глажки. Допускается только отпаривание через мягкую марлю. При этом надо лишь слегка касаться утюгом материала.

При вращательном бурении с непрерывной замкнутой циркуляцией промывочные жидкости выполняют свою основную и наиболее важную функцию: очистку забоя от выбуренной породы и вынос се на поверхность.

В ранний период развития технологии вращательного бурения в качестве промывочной жидкости применяли воду. Вода в процессе бурения загрязнялась, в нее переходили частицы выбуренной породы и особенно глинистые частицы, обладающие способностью диспергироваться до размеров, приближающихся к коллоидным и образовывать стабильные системы. Опыт бурения показал, что такие глинистые суспензии, названные глинистыми растворами, во многих случаях способствовали улучшению условий бурения, сокращению числа обвалов, поглощений, выбросов. Глинистые растворы получили широкое распространение, и долгое время использование других промывочных жидкостей, особенно воды, считалось недопустимым. Однако опыт новаторов-нефтяников Урало-Поволжья показал, что при бурении в карбонатных породах использование воды более выгодно как технологически, так и экономически. В последние годы в качестве промывочных жидкостей стали применять растворы на нефтяной основе и гидрофобные эмульсии, содержащие в качестве дисперсионной среды углеводородные жидкости (нефть, соляровое масло), а в качестве дисперсной фазы — битум.

Необходимость создания и применения разнообразных по составу и свойствам промывочных жидкостей объясняется разнообразием условий бурения. Промывочные жидкости обладают определенными физическими и химическими свойствами, что обусловливает их огромное влияние на весь технологический процесс проводки скважин. Без всякого преувеличения можно сказать, что наиболее. важным мероприятием, определяющим успех проводки скважины и стоимость бурения, является правильный выбор типа промывочной жидкости и ее состава.

Рассмотрим значение наиболее важных физических и химических свойств промывочной жидкости, а также некоторых процессов, влияющих на условия бурения.

Удельный вес. Удельный вес определяет гидростатическое давление па забой и стенки скважины, которое создает столб промывочной жидкости. Это давление в любой точке скважины определяется из уравнения

где у — удельный вес промывочной жидкости в гс/см3; H — расстояние от уровня жидкости в скважине до рассматриваемой точки по вертикали в м.

Гидростатическое давление столба промывочной жидкости оказывает два взаимно противоположных влияния на процесс бурения. Положительное влияние гидростатическое давление столба промывочной жидкости заключается в создании давления на стенки скважины и особенно на проницаемые пласты, содержащие жидкости или газы с большим пластовым давлением (рпл).

Пока бурение еще не окончено, необходимо, чтобы пластовые жидкости или газы не могли двигаться из пласта на скважину, что достигается выполнением условия

Отрицательное влияние гидростатического давления заключается в том, что столб промывочной жидкости повышает прочность горных пород па забое в результате повышения вертикальной составляющей всестороннего сжатия, т. е. способствует снижению скорости бурения. С увеличением гидростатического давления возрастает опасность гидравлического разрыва пластов и поглощения промывочной жидкости.

Фильтрация. В соответствии с условием (5) давление столба промывочной жидкости в большинстве случаев должно быть больше пластового. Под действием перепада давления Ар = ргс—рпл происходит фильтрация жидкости в поры проницаемых пластов. Размеры пор невелики, они быстро засоряются твердыми частичками, содержащимися в промывочной жидкости, на проницаемой части стенок скважины образуется фильтрационная корка, замедляющая скорость фильтрации и препятствующая дальнейшему проникновению твердых частиц в проницаемые пласты.

Положительная роль фильтрационной корки заключается в уменьшении количества жидкости, отфильтровывающейся в пласты, отрицательная — в уменьшении диаметра скважины.

Вязкость. Промывочная жидкость осуществляет замкнутую циркуляцию в системе, протяженность которой может достигать 10—15 тыс. м. Для непрерывного перемещения большого количества жидкости по длинному и узкому пути необходимо затрачивать много энергии, расход которой зависит от вязкости промывочной жидкости. Вязкость оказывает и положительное действие. Силы внутреннего трения в жидкости и сцепления между частицами дисперсной фазы удерживают во взвешенном состоянии частицы выбуренной породы, а также тонкоразмолотые водонерастворимые тяжелые порошки (утяжелители), применяемые для повышения удельного веса промывочных жидкостей. Во многих случаях не требуется повышение удельного веса промывочной жидкости, а современные скорости подъема струи в затрубим пространстве обеспечивают вынос выбуренной породы даже при весьма низкой вязкости.

Тиксотропия. Положительная роль тиксотропии заключается в улучшении удерживающей способности промывочной жидкости. Высокотиксотропные промывочные жидкости, попадая в трещины поглощающих горизонтов, застудневают в них и способствуют ликвидации поглощения. В то же время тиксотропия создает затруднения при пуске насосов и вероятность гидравлического разрыва пласта в процессе бурения.

Теплоемкость и теплоотдача. Промывочные жидкости, как и любые жидкости, обладают способностью получать и отдавать тепло. Эта способность промывочных жидкостей используется естественным путем для охлаждения долот и забойных двигателей. Кроме того, промывочная жидкость по пути к забою нагревается, отбирая тепло у стенок скважины. В верхних, более холодных участках жидкость отдает тепло стенкам скважины. Охлаждается промывочная жидкость и па поверхности при движении по очистной системе.

Растворение. Промывочные жидкости являются растворителями. Большинство промывочных жидкостей способно растворять цементирующие вещества, связывающие частицы горных пород, и даже водорастворимые горные породы, слагающие стенки скважины, что является причиной образования каверн, обвалов и осыпей и часто приводит к серьезным осложнениям при бурении и даже к ликвидации скважины.

Щелочность. Путем регулирования щелочности можно изменять реологические и фильтрационные свойства промывочной жидкости. Однако повышение щелочности промывочных жидкостей во многих случаях снижает устойчивость горных пород, слагающих стенки скважины.

Адсорбция. Промывочные жидкости содержат вещества, которые могут адсорбироваться на стенках скважины, частицах выбуренной породы и в пористом пространстве продуктивных пластов. Адсорбирующиеся вещества могут оказывать и положительное, и отрицательное действие.

Положительное действие заключается в понижении твердости пород на забое, повышении устойчивости стенок скважины и проницаемости призабойной зоны продуктивных пластов. Отрицательное действие состоит в том, что некоторые поверхностно-активные вещества, наоборот, вызывают закупорку призабойной зоны продуктивных пластов, повышение прочности пород при бурении и снижение устойчивости стенок скважины.

Рассмотрение наиболее важных физических и химических свойств промывочных жидкостей показало, что любое из этих свойств оказывает одновременно и положительное, и отрицательное влияние на успех процесса бурения.

Физические и химические свойства промывочных жидкостей могут самопроизвольно или принудительно изменяться в очень широких пределах, в результате чего промывочные жидкости могут в большей или меньшей степени оказывать следующие воздействия на условия бурения и эксплуатации скважин.

Уменьшать проницаемость продуктивных пластов, создавая вокруг скважины зону пониженной проницаемости.

Понижать устойчивость стенок скважин.

Понижать буримость горных пород.

Оказывать давление на стенки скважин и проницаемые пласты, содержащие жидкости и газы.

Охлаждать долота и забойные двигатели.

Передавать энергию забойным двигателям — турбобуру и вибробуру.

Откладывать на стенках скважин, сложенных проницаемыми породами, фильтрационную корку.

В настоящее время в связи с развитием химии и технологии бурения создана возможность достаточно надежно регулировать физико-химические свойства промывочных жидкостей с таким расчетом, чтобы на разных этапах бурения обеспечивать необходимое воздействие на условия бурения и вскрытие продуктивных пластов.

Наиболее легко и просто регулировать свойства промывочных жидкостей для нормальных условий, т. е. при отсутствии минерализации, высокой температуры и высоких пластовых давлений. В более сложных условиях (высокая минерализация, высокая температура и высокое пластовое давление) регулирование свойств промывочных жидкостей усложняется и, главное, значительно удорожается. Кроме того, серьезные задачи стоят и в области создания и регулирования свойств промывочных жидкостей, способных повышать устойчивость стенок скважины. Все эти разносторонние требования привели к созданию целой серии промывочных жидкостей, обладающих разными свойствами и позволяющих вести бурение в различных геологических условиях.

Одна из первых попыток классифицировать промывочные жидкости, применяемые в России, сделана С.М. Кулиевым и Б.С. Филатовым, которые все применявшиеся в то время промывочные жидкости делят на три группы:

1) промывочные жидкости на водной основе, к ним относятся вода и глинистые растворы;

2) промывочные жидкости на нефтяной основе;

3) газообразные рабочие агенты.

Приведенная классификация характерна для своего времени (1950—1957 гг.). Более поздние классификации, относящиеся к 1964—1967 гг., даны в работах.

Американская ассоциация подрядчиков по бурению и Американский нефтяной институт предлагают классификацию, согласно которой промывочные жидкости разделены на 10 систем:

I) промывочные жидкости на пресной воде с низким pH (от 7 до 8,5); 2) промывочные жидкости на морской воде с низким pH;

3) промывочные жидкости, насыщенные солью с низким pH;

4) гипсовые глинистые растворы с низким pH; 5) известковые растворы с высоким pH (pH более 12); 6) глинистые растворы на пресной воде с высоким pH; 7) промывочные жидкости с низким содержанием твердой фазы (у < 1,07 гс/см3); 8) обратные эмульсии (типа вода в нефти); 9) растворы на нефтяной основе; 10) воздух, газ, туманы.

В.Ф. Роджерсом дается следующая классификация:

1) естественные растворы необработанные;

2) глинистые растворы на пресной воде (содержание NaCl менее 1%, ионов кальция менее 120 мг*экв/л): а) обработанные фосфатами— низкий pH (pH не более 8,5); б) обработанные каустиком и квебрахо (pH от 8,6 до 10,5); в) высокий pH (от 12,0 до 13,0); г) обработанные хромлигносульфонатом (pH от 8,5 до 10);

3) растворы па соленой воде: а) солоноватая вода; б) морская вода (приблизительно 3,5% NaCl); в) соленасыщенная вода;

4) кальциевые (многовалентные растворы): а) малоизвестковые; б) высокоизвестковые; в) гипсовые; г) хлоркальциевые, ацетатные или другие многовалентные катионы;

5) растворы с низким содержанием твердой фазы (менее 7% по объему);

6) нефтеэмульсионные растворы с содержанием до 15% нефти в воде;

7) обратные эмульсии (от 20 до 70% воды в нефти);

8) растворы на нефтяной основе;

9) силикатно-натриевые растворы (выходящие из употребления).

В основу классификации В.Ф. Роджерса положен состав дисперсионной среды и ее минерализация, в то время как классификация АНИ в большей мере основана на значении pH (глинистых растворов). По нашему мнению, величина pH не должна являться определяющим фактором при классификации промывочных жидкостей, так как может быть легко изменена введением, например, щелочи. Если же pH определяется типом применяемого реагента, то лучше назвать этот реагент.

Общим недостатком проведенных классификаций промывочных жидкостей, кроме указанных, является отсутствие данных о возможной области их применения. Перечисленные классификации лишь фиксируют название промывочных жидкостей и дают некоторые сведения о составе и свойствах.

При определении возможности использования различных типов промывочных жидкостей необходимо учитывать следующие особенности бурения скважины или отдельных интервалов: состав разбуриваемых пород; проницаемость пород; наличие водорастворимых солей; температура забоя и промывочной жидкости; устойчивость стенок скважин; пластовые давления; наличие продуктивных пластов.

По составу можно выделить следующие типы пород.

1. Несцементированные или слабосцементированные породы. К этой категории в основном относятся пески, галечники, конгломераты, а также некоторые типы нарушенных трещиноватых карбонатных и глинистых пород.

2. Устойчивые проницаемые породы, к числу которых относятся известняки и песчаники.

3. Устойчивые непроницаемые породы (изверженные, доломиты, мергели, сливные песчаники).

4. Плотные ненарушенные глинистые породы (глины, аргиллиты).

5. Соленосные породы (галит, ангидрит, сильвин и др.).

6. Нефтегазонасыщенные породы (выделяются в особую группу вследствие особых условий вскрытия этих пород).

Проницаемость горных пород обусловливает требования к водоотдаче, что необходимо учитывать при выборе и применении промывочных жидкостей. Так как получение определенной величины водоотдачи может быть достигнуто различными методами химической обработки и реагентами, то необходимо выбрать те эффективные при данной температуре методы и реагенты, которые могут сохранить устойчивость стенок скважин и обеспечить возможно низкую вязкость и статическое напряжение сдвига при заданном удельном весе раствора. При определении возможности использования промывочных жидкостей для бурения в различных по устойчивости породах необходимо учитывать следующие факторы: щелочность промывочной жидкости; содержание катионов поливалентных металлов; адсорбцию химических реагентов на поверхности неустойчивых глинистых пород.

Возможность получения промывочной жидкости необходимого удельного веса в основном зависит от вида применяемых глин, утяжелителей и понизителей вязкости и их процентного соотношения.

При выборе промывочных жидкостей для вскрытия продуктивных пластов основное значение имеют коэффициент восстановления проницаемости в и радиус зоны пониженной проницаемости R1. Однако следует также учитывать, что на промывочные жидкости, применяемые для вскрытия продуктивных пластов, содержащих глину, необходимо распространить те же требования, что и на жидкости, используемые при бурении в неустойчивых глинистых породах.

Исходя из приведенных выше основных положений и учитывая опыт применения различных промывочных жидкостей в России, предлагается следующая классификация промывочных жидкостей на водной основе (табл. 1).

Перед началом строительства дома всегда следует создание проекта. Каждый этап, начиная с планировки и разведения инженерных коммуникаций до разработки фасада, тщательно продумывается, что позволяет определить итоговую смету. Готовые проекты загородных домов от ИнноваСтрой – это образец надежности, комфорта и практичности. Компания гордится своими профессионалами, которые обладают большим опытом, необходимыми знаниями и отменной репутацией.

Особенности готовых проектов

Типовые проекты доступны широкому кругу заказчиков. Готовое проектное решение означает, что по конструкции, планировке внутренних помещений, внешнему фасаду строение будет похоже на то, что клиент выберет в каталоге застройщика. Приспособить такой дом под индивидуальные потребности заказчика несложно, зато обойдется такой проект значительно дешевле, чем индивидуальный.

Изменения возможно вносить во внутреннюю, внешнюю отделку по желанию клиента: убрать или добавить перегородки, сместить/уменьшить проемы. Однако в таком случае итоговая стоимость будет другой. Особенности земельного участка в зависимости от региона строительства, а также геодезических, геологических условий тоже могут внести некоторые коррективы в проектирование.

Преимущества готовых проектов загородных домов

Стандартный проект состоит из архитектурного и конструктивного плана, включает разделы по проведению коммуникаций. Преимуществ у предварительно разработанной проектной документации предостаточно:

• Заказчику не надо заниматься поисками профессионального проектировщика – работа уже сделана с учетом всех тонкостей строительного процесса. Удобство и функциональность обеспечены на высоком уровне.
• Все разработки основываются на существующих нормативах и ГОСТах.
• Компьютерные технологии позволяют показать готовый дизайн-проект загородного дома в трехмерном измерении, увидеть каждый уголок изнутри.
• Перед возведением дома, клиент уже знаком с окончательной стоимостью, сроками завершения строительства. Готовые проекты загородных домов – это экономически оправданные вложения.
• За счет предварительно изученной местности, рельефа, климатических условий, исключаются какие-либо затруднения в процессе возведения дома.
• Возможность выбора архитектурного стиля – классика, минимализм, модерн, готика, прочие.
• Возможность незамедлительно начать строительство. Необходимые корректировки не займут много времени.

Подход к проектированию должен быть творческим, предполагать применение инновационных методов, использование различных материалов. В нашей коллекции собраны планировки домов разных размеров, от небольших до огромных по площади. Готовые проекты загородных домов компании ИнноваСтрой смогут удовлетворить запросы всех категорий заказчиков, независимо от их финансовых возможностей.

Состав проекта

Труд целой команды профессионалов, обладающих определенными навыками и знаниями, выливается в тщательно разработанный типовой проект. Совместное сотрудничество архитекторов и конструкторов помогает создавать эскизы в разных решениях, устранить возможные нерентабельные задумки. В конечном виде готовый проект обязательно должен содержать архитектурные, конструктивные решения, а также включать полное описание вентиляционной, отопительной, канализационной систем и водоснабжения. Электропитание описывается в отдельном разделе.

Включаются в проект расчеты по перекрытиям, кровле. Проектная документация включает схемы чертежи, планы, разрезы, а также перечень используемых материалов, их количество. В полный комплект входит техническая документация по всем видам работ, которые будут производиться в процессе строительства. Типовые проекты составляются для загородных домов из бруса, камня, кирпича, керамических и пенобетонных блоков.

Советы по выбору готовых проектов

Услуга «проектирование» позволяет подобрать наиболее подходящий под вкус и потребности заказчика проект. К примеру, клиент хочет создать максимально комфортные условия для отдыха на даче. В таком случае предпочтительнее предложить небольшой одноэтажный летний домик – с экономической и функциональной стороны самое оптимальное решение. Заказчик желает построить жилой дом для большой семьи? Проект на два этажа, возможно, с террасой будет уместен. Просторные здания на два и более этажей, с балконами и мансардами придутся по вкусу заказчикам, в приоритете у которых роскошь и простор.

Именно поэтому изначально стоит определится с эксплуатационными характеристиками, сезонностью, количеством проживающих людей и площадью дома, организацией внутреннего пространства. Важно зонирование и расположение относительно сторон света. Не на последнем месте должна стоять и эмоциональная составляющая, поскольку будущий загородный дом должен быть максимально комфортным для клиента, подходить под основные его требования, образ жизни и интересы.

Главные параметры, влияющие на эргономичные показатели готового проекта:

• Цена за квадратный метр зависит от площади − чем больше последнее значение, тем меньше его стоимость.
• Несложные архитектурные решения более доступны, поэтому выбор чаще падает на прямоугольные строения.
• Количество вспомогательных помещений, коридоров, холлов.
• Фундамент. Здесь выбор определяется сложностью строения, этажностью. Предложенный вариант должен отвечать требованиям по безопасности.

Проекты загородных домов от высококвалифицированных специалистов компании ИнноваСтрой − это гарантия возведения качественных архитектурных строений по оптимально выгодным ценам и в точности с указанными сроками.

Требования, предъявляемые к геодезической съемке при передвижке, более высокие, чем при общестроительных работах. От того, насколько точно и детально разработаны план участка, план и разрез передвигаемого здания, в значительной степени зависит качество проекта. Недоучет этого фактора может вызвать серьезные затруднения и необходимость переделок в процессе работ.
Съемка в основном производится для получения, во-первых, необходимых геометрических данных для составления технического и рабочего проектов передвижки или подъема и, во-вторых, геодезического обоснования для перенесения в натуру проекта.
а) Генеральный план участка. На генеральный план наносится весь комплекс строений, прилегающих к передвигаемому зданию, и указывается предлагаемое положение здания после передвижки, помеченное красной линией или соответствующим разрывом между соседними строениями. Генеральный план служит основанием для выбора направления и характера движения здания (прямолинейное движение в одном или двух направлениях, поворот), определяемых главным образом возможностью свободного прохода здания между расположенных вблизи строений. Выступающие углы зданий служат поэтому опорными точками, и положение их должно быть зафиксировано в плане с точностью до 5 см.
Генеральный план вычерчивают в масштабе 1:100—1:500 в зависимости от величины участка. Положение передвигаемого здания до и после передвижки, а также прочие опорные точки должны быть даны в координатах. Генеральный план дополняется спецификацией с основными данными прилегающих зданий: материал, этажность, кубатура и площадь, характер использования, количество жильцов. В зависимости от этих характеристик решается вопрос о целесообразности сноса окружающих строений при назначении нового положения передвигаемого здания.
Нивелировку участка передвижки увязывают с результатами бурения и шурфования. По этим данным вычерчивают разрезы по основным направлениям, отмечают границы фундаментов и низа подвалов передвигаемого здания. Здесь же наносят и предполагаемое положение фундаментов и подвалов на новом месте после передвижки. Разрезы даются обычно в масштабе 1*100—1:500 в горизонтальном направлении и 1.100 — по вертикали. Отметки (амплитуды) точек выписывают с точностью до 1 см. После установки отметок среза здания и уровня основания их наносят на разрезы, которые вместе с генеральным планом служат исходным материалом для всего дальнейшего проектирования.
б) Планы и разрезы здания. Для составления проектного задания по передвижке можно использовать поэтажные планы, имеющиеся большей частью в масштабе 1:200 в домоуправлениях, жилищных отделах, заводских конторах и других организациях. Для осуществления детального проектирования необходима дополнительная подробная съемка подвала передвигаемого здания.
Съемка начинается с продолжения замкнутого полигонального хода вокруг здания со вставками, проходящими через здание, дверные и оконные проемы и другие отверстия. Точность основного хода 1:10000, вставок — 1.5000. Съемка ведется с применением компарированной ленты и с учетом влияния температуры, провеса, наклона и неровностей местности. Ходы закрепляются на месте забетонированными в грунт или мостовую трубками или обрезками рельсов, в асфальт забивают костыли. Внутри помещения точки отмечают шляпками гвоздей, вбитых в пол.
На базе полигонометрии во все помещения прокладывают теодолитные ходы, служащие основой для последнего этапа — съемки контуров помещения. Наиболее удобный и верный способ съемки контуров небольших и обычно неправильной формы помещений — полярный. В некоторых случаях, например, при съемке контуров длинных неправильной формы стен, применяют способ засечек. Съемку производят с помощью теодолита и стальной компарированной рулетки.
Основные точки (углы и пересечения стен, отнесенные к определенному горизонту) даются в прямоугольных координатах (в миллиметрах). Практическую точность основных размеров с учетом увязок следует считать 0,5 см. Расстояния между остальными точками контуров стен берутся по масштабу, причем для каменных зданий должна быть выдержана точность 3—5 см и для деревянных — 5—10 см.
Следующий этап — разбивка осей ходовых балок и осей путей под зданием для пробивки отверстий в стенах и укладки подготовки, шпал и рельсов. Отметки в виде вертикальной черты и условного, хорошо видимого цветного знака на поверхности стены выносят выше горизонта заводки рандбалок для сохранности отметок во время пробивки штраб и отверстий.
Разбивка осей путей вне здания и осей фундаментов на месте установки здания после передвижки — это наиболее трудоемкая работа. Обычного типа обноски в виде забитых в землю столбов с прибитыми к ним перекладинами оказываются непригодными в стесненных условиях производства работ и при значительном движении на площадке. Всякого рода колышки и грунтовые знаки, непосредственно фиксирующие точки на месте, сбиваются при земляных работах и требуют постоянного восстановления. Ввиду этого все оси должны быть вынесены за пределы площадки, на неподлежащие сносу стены соседних зданий. Такие выноски позволяют восстанавливать нарушенные знаки, что требует, однако, многократных промеров, выполнение которых иногда довольно сложно на разрытой и неровной площадке. Для ускорения этих работ рекомендуется вводить дополнительный базис в виде консолей на углах здания. Консолями служат надежно заделанные в кладку на высоте 2—2,5 м от уровня земли коротыши металлических балок или кронштейны с отверстием для спуска отвеса. Недоступная высота заделки предохраняет установку от случайных ударов. Опущенная на землю постоянная точка фиксируется заанкеренным знаком, легко восстанавливаемым в случае его нарушения. Для определения какой-либо точки над двумя опорными точками устанавливают угломерные инструменты, и искомую точку получают сразу путем засечки. Этот способ (предложенный инж. А.И. Герценбергом) оказался практически очень удобным и ускоряющим разбивку и восстановление точек при условии предварительного вычисления необходимых углов.
Безотносительно к текущему контролю, перед началом передвижки производится тщательный сплошной контроль горизонтальности пути или выдерживания наклона, если такой по каким-либо соображениям задан.
Сохранность геодезических знаков гарантирует быстроту и бесперебойность разбивочных работ. Месторасположение геодезических знаков должно быть тщательно выбрано и согласовано с начальником работ. Знаки должны быть отмечены яркой краской и снабжены надписью: «Геодезический знак — не нарушать и не закладывать».
в) Определение центра вращения. Если здание двигается с поворотом, то определение центра вращения производится графически. Для этого наносятся на план оба положения здания: до и после передвижки. Желательно иметь такой план в масштабе 1:500.
На плане буквами А и В отметим углы какой-либо одной стороны, а буквами A’ и B’ — те же точки на новом положении здания. Далее находим перпендикуляры к линиям А—А’ и В—В’. Пересечение этих перпендикуляров и дает искомый центр вращения. Угол поворота можно определить измерением в плане сторон треугольника, образующегося из: 1) линии А—В’, 2) продолжением линии А—В до пересечения с продолженной линией А’—В’, обозначив эту точку С и 3) линией В’—А’ до пересечения с продолженной линией В—А, т. е. точкой С. Исходя из пропорциональности углов размерам противолежащих линий, определим углы треугольника. Внешний угол точки С и будет искомым углом.

Зея-Буреинский бассейн является одним из крупнейших Дальнего Востока. Бассейн обрамляется на юге и юго-западе хребтом М. Хинган, на востоке — хребтом Турана (Буреинский массив), на севере — Селенджинским хребтом, на западе и северо-западе Мамынским выступом.

Первые данные о глубинном строении Зея-Буреинского бассейна, полученные проведенными в 1954—1957 гг. трестом Востсибнефтегеофизика аэромагнитными, гравиметрическими и электроразведочными работами, позволили В.Г. Васильеву, В.Т. Веберу и М.М. Мандельбауму сделать вывод о наличии в пределах бассейна погребенных прогибов, выполненных нижнемеловыми отложениями и разделенных участками значительного поднятия фундамента. Этот вывод впоследствии подтвердился результатами глубокого и колонкового бурения.

В геологическом строении Зея-Буреинского бассейна принимают участие породы кристаллического фундамента и комплекс мезо-кайнозойских терригенных и эффузивных осадочных образований. Породы кристаллического фундамента, вскрытые в Белогорском прогибе (рис. 72) на глубине 1782—2650 м, представлены гранитами, гранито-гнейсами и реже сиенитами. Мезозойские отложения широко распространены в пределах впадины и имеют максимальную мощность в наиболее погруженных зонах фундамента (Лермонтовский, Белогорский и др.).

Юрские и меловые отложения в пределах впадины подразделяются по литологическим признакам снизу вверх на пять свит: екатеринославскую, томскую, поярковскую, завитинскую и цагаянскую.

Екатеринославская свита (верхняя юра — нижний мел) слагает паи-более погруженные зоны фундамента бассейна и представлена переслаиванием светло-серых туфов и туффитов с песчаниками, и туфопесчаниками, алевролитами, реже аргиллитами. Мощность свиты более 600 м.

Томская свита (валанжин — готерив) сложена эффузивно-осадочным комплексом пород. В наиболее погруженных частях бассейна разрез представлен переслаиванием песчаников, туфопесчаников, алевролитов и аргиллитов с эффузивными породами и их туфами. В прибортовых частях и в зонах размыва свита сложена в основном эффузивными породами, кварцевыми порфирами. Мощность свиты до 1000 м.

Поярковская свита (баррем — апт) в нижней части представлена аргиллитами, а также песчаниками и туфопесчаниками серыми и светло-серыми, кварцевыми, мощностью 350 м, и в верхней части — чередованием песчаников серых и светло-серых, кварцево-полевошпатовых с аргиллитами и алевролитами, мощностью 260 м.

Отложения завитинской свиты (альб — сеноман) залегают несогласно на породах поярковской свиты и с размывом на всех более древних породах. Разрез представлен в нижней части песчаниками серыми, кварцевыми, разнозернистыми и в верхней части — глинами зеленовато-серыми и буровато-коричневыми, плотными. Мощность свиты до 400 м.

Цагаянская свита (дат — Маастрихт) с размывом и угловым несогласием залегает на всех более древних породах. В основании свиты залегает горизонт конгломератов, гравелитов и грубозернистых песков. Вверх по разрезу они переходят в глины зеленовато-серые, плотные и еще выше в регионально прослеживающуюся пачку аргиллитоподобных глин с прослоем в средней части песчаников. В верхней части свиты залегает пачка рыхлых, грубообломочных пород, переходящая в алевролиты и зеленые глины. Разрез заканчивается грубозернистыми песками и гравелитами, постепенно сменяющихся алевролитами и углистыми глинами. Мощность свиты до 450 м.

Отложения кайнозоя представлены свитой водораздельных песков (неоген), сложенной внизу переслаиванием глин с кварцевыми песками и вверху песками. Мощность свиты до 250 м.

В тектоническом отношении Зея-Буреинский бассейн представляет собой крупную межгорную впадину, осложненную рядом погребенных грабенообразных прогибов субмеридионального простирания. К числу таких прогибов относятся: Белогорско-Комиссаровский, Лермонтовско-Дмитриевский, Екатеринославско-Романовский и Mихайловско-Поярковский. Прогибы разделяются горстообразными выступами — Николаевским, Поздеевским и Воскресеновским поднятиями.

Белогорско-Комиссаровский прогиб располагается в северо-западной части борта Зея-Буреинской впадины. Размеры прогиба, согласно данным сейсморазведочных работ, в меридиональном направлении 50 км, в широтном — 60 км.

Восточный борт прогиба осложнен разломом северо-восточного простирания, вблизи которого была пробурена опорная скважина.

Прогиб осложнен локальными поднятиями: Итикутским, Белоцерковским и Некрасовским, представляющими собой небольшие брахиантиклинальные складки северо-восточного, почти меридионального простирания.

Полученные материалы глубокого бурения указывают, что центральная часть прогиба и участки наибольшего погружения фундамента сложены терригенными породами екатеринославской свиты верхнеюрского + нижнемелового возраста (Итикут), тогда как к прибортовым частям и в приподнятых участках фундамента эта часть разреза выклинивается или совсем отсутствует (Белоцерковка).

Региональный подъем слоев от Итикута к Белоцерковке по фундаменту достигает 850 м. В песчано-глинистой толще завитинской и поярковской свит указанных поднятий выявлены высокопроницаемые коллекторы и непроницаемые покрышки. В процессе бурения Некрасовской колонковой скважины с глубины 620—640 м отмечалось разгазирование глинистого раствора. Анализ газа показал наличие тяжелых углеводородов до 25%. Все эти данные свидетельствуют о перспективности в нефтегазоносном отношении Белогорско-Комиссаровского прогиба.

В 60—70 км юго-восточнее Белогорско-Комиссаровского прогиба расположен Екатеринославско-Романовекий прогиб северо-восточного простирания размером 75 X 40 км. Прогиб выполнен мощной толщей мезозойских отложений, в нижней части которых залегает екатеринославская свита мощностью более 600 м. Прогиб осложнен рядом разломов в основном субмеридионального простирания. В центральной части прогиба выявлены Ново-Михайловская и Борисовская антиклинальные складки, на которых проводится глубокое бурение.

Михайловско-Поярковский прогиб расположен в южной части Зея-Буреинского бассейна и имеет субмеридиональное направление. Размеры прогиба по длинной оси 60 км, по короткой 20—40 км. Западный борт прогиба осложнен региональным разломом субмеридионального простирания. В пределах прогиба колонковым бурением была выявлена антиклинальная складка Радостная, сложенная мощной песчано-глинистой толщей завитинской и поярковской свит. Западное крыло структуры осложнено сбросом. Высокие коллекторские свойства песчано-глинистой толщи дают возможность предположить в ней наличие нефти и газа. Причем сбросовое нарушение может служить экраном.

В юго-западной части Зея-Буреинского бассейна выделяется Лермонтовско-Дмитриевский прогиб, который, по данным геофизических исследований, вытянут в меридиональном направлении и ограничен на западе и востоке разломами северо-восточного направления. Размеры прогиба 25х80 км. Глубина залегания фундамента, по данным КМПВ. 2700—3200 м. Этот прогиб представляет большой интерес с точки зрения нефтегазоносности, так как он расположен в непосредственной близости от нефтеносной провинции Сунляо.

Основные перспективы нефтегазоносности Зея-Буреинского бассейна связываются с нижне- и верхнемеловыми отложениями завитинской свиты и с нижнемеловыми отложениями поярковекой свиты, которые промышленно нефтегазоносны на соседних территориях Китайской Народной Республики и Монгольской Народной Республики.

Обширная география эксплуатирующихся, строящихся и намеченных к строительству тоннелей в нашей стране обусловлена климатическими и инженерно-геологическими условиями (включая особенности сейсмического районирования территории России). Независимо от назначения тоннелей и места их расположения условия работы тоннельных сооружений в подавляющем большинстве случаев чрезвычайно сложны.
Основные факторы, определяющие условия работы конструкций и обустройств и влияющие на эксплуатационные качества сооружения, можно разделить на четыре группы (рис. 1.4).
К первой группе относятся природно-климатические условия, ко второй — конструктивные характеристики, к третьей — отклонения от проектных решений в процессе строительства, к четвертой — эксплуатационный режим тоннеля.

Природно-климатические условия (геологические, гидрогеологические и климатические условия, сейсмические воздействия) имеют первостепенное значение не только для выбора проектных решений в период строительства тоннеля, но и в процессе его эксплуатации.
Геологические условия определяют выбор типа конструкции и метода производства работ, глубину заложения тоннеля, а также положение трассы в плане и профиле. Всесторонняя высококачественная и своевременная оценка геологических условий наложения тоннеля но многом определяет не только сроки окончания строительства, стоимость сооружения, но и условия его эксплуатации. Однако именно материалы инженерно-геологических изысканий имеют в большинстве случаев недостаточную степень надежности, что негативно сказывается в процессе эксплуатации тоннеля.
В соответствии с действующими нормами, к сложным инженерно-геологическим условиям при строительстве горных тоннелей следует относить такие условия, при которых имеет место хотя бы один из следующих факторов:
• отсутствует пассивный отпор грунта при деформации обделки тоннеля;
• грунты несвязные водоносные при гидростатическом давлении более 0,1 MПa (исключена возможность понижении уровня грунтовых вод);
• грунты сильнообводненные полускальные и скальные (приток воды 200 м3/ч и более на забой) с коэффициентом крепости по М.М. Протодьяконову менее 6;
• прогнозируемое горное давление на обделку тоннеля превышает 0,6 МПа;
• возможна деградация вечной мерзлоты, приводящая к резкому нарастанию горного давления на обделку тоннеля.
С особой тщательностью необходимо анализировать инженерно-геологические условия в непосредственно примыкающей к трассе тоннеля зоне подземного сооружения. Ее ширину вдоль оси тоннеля определяют в зависимости от геологических и гидрогеологических условий района. По высоте зона подземного сооружения ограничена толщей грунтов с отметками на 30…40 м выше и на 8…10 м ниже основания тоннели. расположенного в связных полускальных и скальных грунтах. Если трасса тоннеля проходит в грунтах малосвязных и сыпучих, то указанная зона должна включать всю толщу грунтов до земной поверхности. В районах, подверженных воздействию карстово-суффозионных процессов, а также вблизи горизонтов, содержащих высоконапорные воды, глубину юны подземного сооружения увеличивают.
Важнейшей инженерно-геологической характеристикой участка тоннельного пересечения является его тектоническое строение (структура земной коры). Оно определяет степень трещиноватости и обводненности массива, характер и величину начального поля напряжении, а в процессе эксплуатации тоннеля характер силового взаимодействия, количественные показатели напряженно-деформированного состояния системы «обделка-грунтовый массив», а также позволяет прогнозировать участки возможных дефектов в обделке и водопритоков в тоннель.
Остановимся лишь на тех геологических показателях и явлениях, которые позволяют работникам, занимающихся текущим содержанием тоннеля, ориентироваться в большом объеме информации и дают возможность понять, как. проявив надлежащую предусмотрительность в своих решениях, не усугубить, а свести к минимуму негативное воздействие неблагоприятных геологических условий.
В однородных слаботрещиноватых скальных массивах обделка работает в благоприятных условиях. Значительное проявление упругого отпора грунта практически полностью исключает возможность перемещений и деформаций. Слоистость и трещиноватость массива ухудшает его физико-механические характеристики тем активнее, чем выше степень трещиноватости и меньше толщина пластов.
Положение пласта и пространстве характеризуется углами падения и простирания (рис. 1.5). Если ось тоннеля параллельна линии простирания или составляет с ней небольшой угол, то говорят, что тоннель проходит вдоль простирания, если этот угол близок к 90° — вкрест простирания. Наиболее благоприятно заложение тоннеля по простиранию мощных горизонтальных пластов, сложенных прочными слаботрещиноватыми фунтами (рис. 1.6, а).

При отсутствии сцепления между прочными пластами из-за глинистых прослоек между ними условия работы обделки на таком участке ухудшаются. При этом давление кровли на обделку будет велико и дефекты конструкции проявятся и своде или в пятах свода. Если же трасса тоннеля проходит по простиранию круто падающих пластов, то значительные напряжения испытывают стены обделки.
Менее благоприятно расположение тоннеля в наклонных пластах по их простиранию или и крест простирания (рис. 1.6, б). В первом случае возникает сильное одностороннее давление грунтов, вызванное образованием зоны разуплотнения, размеры которой достигают половины пролета выработки. Во втором — провисание подрезаемых пластов обусловливает неравномерность нагрузки на обделку со значительным превышением по сравнению с прогнозируемой.
При заложении тоннеля в пластах, изогнутых в складку по их простиранию (рис. 1.6, в), область антиклинали будет сравнительно благоприятна. Здесь можно ожидать небольшое давление горных пород и малый приток воды. Неблагоприятным будет заложение тоннеля в крыле антиклинали и, особенно, в синклинали, где кроме повышенного давления пород на конструкцию следует ожидать большой приток подземных вод. Если тоннель заложен вкрест простирания складок, то условия работы обделки будут еще тяжелее, чем при заложении в наклонных пластах.
Весьма неблагоприятно пересечение тоннелем плоскости сброса или сдвига (рис. 1.6, г). На таком участке возможны взаимное смещение пластов, приводящее к серьезным деформациям обделки вплоть до ее разрушения, и большой приток подземных вод. Большие осложнения не только в процессе строительства, но и в период эксплуатации доставляют зоны тектонических разломов и размывы. Воздействие тектонических нарушений иногда сказывается лишь через довольно продолжительное время после завершения строительства и проявляется в виде значительных деформаций обделок с возникновением продольных и поперечных трещин.

Проходка зон тектонического разлома или размыва сопряжена с возможными обвалами и прорывами напорной воды, нередко вызывающими аварии, а в некоторых случаях и катастрофы. После ликвидации аварии вследствие разуплотнения грунтового массива на этом участке изменяются физико-механические характеристики грунта, повышается неопределенность в статической работе обделки (изменение начального поля напряжений, неравномерные нагрузки, существенное снижение отпора фунта на отдельных участках периметра обделки).
Одной из важнейших характеристик скальных и полускальных пород является трещиноватость. Степень и характер трещиноватости пород в массиве определяют его деформируемость и устойчивость, водопроницаемость, фильтрационную и механическую анизотропность и, в итоге, характер и величину нагрузок на обделку. Геомеханические процессы силового взаимодействия обделки с грунтовым массивом, сложенным скальными и полускальными породами, больше зависит от трещиноватости, чем от вещественного состава и прочности этих пород.
Применительно к подземному строительству выделяют следующие важнейшие типы трещин: тектонические, трещины отдельности, трещины напластования, трещины выветривания, трещины бортового отпора.
Тектонические трещины возникают вследствие разрывных тектонических дислокаций. Протяженность их в плане — от нескольких сотен метров до десятков и даже сотен километров. По глубине они развиты на десятки и сотни метров. Могут пересекать скальные породы разного вещественного состава и генезиса (магматические, осадочные, метаморфические), имеют линейную ориентировку. Ширина колеблется от нескольких миллиметров до нескольких метров. Встречаются они не повсеместно. а лишь в тектонически активных (в настоящем или в прошлом) районах. С точки зрения условий работы тоннельной обделки — это самый опасный тип трещин.
Трещины отдельности возникают лишь в магматических породах в момент остывания магмы Образуют определенные системы в массиве, индивидуальные для каждого типа (гранита, диабаза и др.). Размеры их различны от мелких до средних и даже крупных. Их влияние может проявляться по всему тоннелю, пересекающему данный генетический тип пород.
Трещины напластования встречаются в осадочных породах и приурочены к границам пластов.
Трещины выветривания образуются в скальных породах любого вещественного состава и генезиса (происхождения). Такие трещины не имеют какой-либо ориентировки в пространстве и обычно развиты в приповерхностной зоне. С глубиной трещиноватость резко снижается. Они представляют наибольшую опасность при строительстве и эксплуатации порталов. Могут явиться причиной образования на склонах осыпей, вывалов и даже мелких обвалов.
Трещины бортового отпора возникают в приповерхностной зоне на косогорах. Ориентированы параллельно склону. Их размеры меняются и широком интервале, со временем в большинстве случаев (если не принять профилактических мер) закономерно увеличиваются. Могут явиться причиной возникновения мелких и средних обвалов. Представляют угрозу портальным сооружениям.
Большое осложнение в процессе эксплуатации могут доставить неразведанные карстовые пустоты, которые обычно образуются в результате выщелачивания растворимых в воде горных пород. В закарстованных породах возможно оседание кроили, внезапное разрушение обделки тоннеля. Особенно опасны карстовые пустоты, заполненные водой и образующие карстовые озера, из которых может произойти внезапный прорыв воды в тоннель. В связи с этим особое внимание должно быть уделено тоннелям в легко поддающихся выщелачиванию породах, таких как гипсы, ангидриты, известковые и доломитовые породы.
При анализе причин снижения показателей технического состояния тоннеля очень важно понимать, что физико-механические характеристики фунтов, окружающих тоннельную обделку, с течением времени могут изменяться. Изменяются, очевидно, и условия статической работы обделки. Известно немало случаев, когда после продолжительной эксплуатации тоннеля грунтовый массив подвергался сдвигам или просадкам, вызывая деформации обделок и даже их разрушение. Некоторые разновидности известняков и полевошпатных пород под влиянием процесса выветривания могут быстро разрушаться, увеличиваясь при этом в объеме, и оказывать на обделку давление разрушительного характера. При отрицательных температурах и обводнении глинистые гонкодисперсные грунты склонны к пучению, создавая дополнительную нагрузку на обделку, вызывая деформации основания пути в тоннеле и на подходах к нему.
В районах с суровым климатом и вечномерзлыми фунтами причинами снижения эксплуатационных качеств тоннеля являются: развитие морозного пучения глинистых фунтов на портальных участках, увеличение горного давления на обделку эксплуатируемого тоннеля при оттаивании вечномерзлых фунтов, оттаивание и прорыв подземных вод в тоннель в случае серьезных повреждений обделки.
Гидрогеологические условия горного массива при проходке тоннеля претерпевают существенные изменения. При отсутствии надлежащей гидроизоляции тоннель, прорезая толщу пород и перехватывая потоки подземных вод, превращается в своеобразное дренажное сооружение, принимая на себя интенсивную фильтрацию подземных вод.
Для успешною прогнозирования обводненности тоннеля необходимы сведения об источниках питания водоносных горизонтов, путях поступления воды в подземную выработку, возможное изменение гидрогеологических условий под влиянием построенного сооружения.
Обводненность массива на трассе тоннеля определяют следующие факторы:
• климатические условия paйонa: среднегодовое количество атмосферных осадков, характер их выпадения (ливневые дожди, морось, интенсивное или медленное снеготаяние), испаряемость;
• гидрография района: наличие и расположение рек, ручьев, озер, водохранилищ, заболоченность территории. Тоннели, расположенные на отметках выше местного базиса эрозии, обычно хорошо дренированы существующей гидрографической сетью, вследствие чего слабо обводнены. Тоннели, находящиеся на отметках ниже местного базиса эрозии и, особенно, приуроченные к зоне влияния поверхностных водоемов. обводнены значительно больше, чем первые;
• рельеф местности: при сильно расчлененном рельефе основная масса атмосферных осадков идет на поверхностный сток и лишь незначительная — на их инфильтрацию. Кроме того, глубокие эрозионные врезы сокращают площадь водосбора водоносных горизонтов, а следовательно, ухудшают условия их питания;
• геологическое строение: соотношение водопроницаемых и водоупорных слоев определяет количество водоносных горизонтов, их размеры. условия питания, наличие или отсутствие гидравлической связи;
• тектоника района: наличие или отсутствие региональных или локальных зон тектонических разломов, степень и характер трещиноватости скальных пород;
• степень и характер выветренности или закарстованности пород но простиранию и глубине относительно проектируемого тоннеля.
Применительно к тоннельным сооружениям можно выделить следующие основные типы водоносных горизонтов, к которым приурочены: пластовые воды (типа артезианских вод); трещинные воды; карстовые воды; грунтовые воды.
Пластовые воды обычно приурочены к определенной литологической разности или комплексу слоев, обладающих ярко выраженными фильтрационными свойствами. Поэтому по гидрогеологическим каргам и разрезам легко установить положение этого водоносного горизонта в пространстве. Чаше всего он бывает приурочен к синклинальным складкам. Водовмещающий слой подстилается и перекрывается водоупорными разностями. Этот водоносный горизонт характеризуется значительной площадью распространения, составляющей сотни и (чаще) тысячи квадратных километров, а следовательно, огромным статическим запасом воды. Он имеет большую глубину залегания, измеряемую десятками и даже сотнями метров. Обладает напором, величина которого определяется положением пьезометрической поверхности. В отличие от фунтовых вод режим артезианского бассейна стабильный, мало зависящий от атмосферных факторов.
Трещинные воды приурочены к скальным и полускальным породам разного генезиса и вещественного состава. Их запасы, закономерности движения, гидравлический режим и даже химический состав обусловлены интенсивностью и характером трещиноватости этих пород, генезисом преобладающих трещин, вещественным составом заполнителя, а также глубиной их распространения.
В верхней зоне скального массива (до глубины 50…60 м) подземные воды в основном приурочены к трещинам выветривания. Питание осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков или из поверхностных водоемов. С глубиной степень трещиноватости пород, а следовательно, их водообильность закономерно снижаются. Обычно этот водоносный горизонт ненапорный, режим его постоянен как во времени, так и в пространстве, как и запасы воды на отдельных участках. На больших глубинах трещинно-фунтовые воды постепенно сменяются трещинными напорными. Глубина, на которой прослежена обводненность пород по трещинам, достигает, как правило, 300…400 м, но обычно не превышает 500…600 м. На таких глубинах как статические, так и динамические запасы подземных вод невелики. Удельный водоприток в забой не превышает 1 м3/ч. Чрезвычайно серьезную опасность в этой зоне представляют тектонические разломы. Они нередко ограничены в плане (от нескольких метров до нескольких десятков метров), но в глубину распространяются на сотни метров. С ними связаны внезапные большие поступления воды и тоннель.
Трещинные воды снижают устойчивость скального массива с водорастворимым заполнителем трещин. Следствием являются многочисленные вывалы. Размыв глинистого заполнителя происходит локально и значительно медленнее, чем выщелачивание растворимых солей (карбонатов, сульфатов, галоидов). Время устойчивого состояния скального мaccива от момента проходки выработки до резкого нарастания горного давления на обделку зависит от степени и характера трещиноватости, размера трещин, напора подземных вод и исчисляется от месяца до нескольких лет.
Карстовые воды приурочены к водорастворимым породам (известнякам, гипсам, доломитам, каменной и калийной солям). Как правило, они содержатся в крупных полостях, образуя настоящие подземные реки и озера. Соответственно и законы движения этих вод ближе к поверхностным потокам, чем к подземным.
Факторами, способствующими развитию карстовых полостей, являются сильная трещиноватость этих пород, степень их растворимости (легкорастворимые — каменная и калийная соль, среднерастворимые гипс и ангидрит, плохо растворимые — известняк и доломит), высокая скорость движения подземных вод. Поэтому осушение подземных выработок заобделочными дренажными устройствами способствует росту карстовых полостей. Интенсивность выщелачивания пород значительно увеличивается с повышением температуры воды и наличием в ней растворенной углекислоты. Процесс выщелачивания нередко приводит к образованию полостей в непосредственной близости от обделки тоннеля. Последствием может быть деформация п даже полное ее разрушение на отдельных участках тоннеля.
Грунтовые воды встречаются обычно лишь в припортальных участках. Водовмещающей породой являются делювиальные отложения, имеющие пылевато-глинистый состав, а следовательно, малую водопроницаемость и водоотдачу. Режим их непостоянный, зависит от атмосферных осадков и снеготаяния. Крупных притоков в тоннель этого типа подземных вод можно не опасаться, однако в результате увлажнения делювиального чехла может активизироваться оползневый процесс.
Подземные воды, как правило, понижают прочность и устойчивость фунтов. Некоторые из них, например мергели, глины и пески, в присутствии волы теряют прочность. Опыт эксплуатации тоннелей показывает, что большинство дефектов является результатом взаимодействия воды с тоннельным сооружением и окружающим его фунтовым массивом. Следствием этого является выщелачивание и вымывание грунтов и цементного камня из бетона обделки, коррозия бетона и арматуры, разжижение балласта, разрушение бетона конструкций при воздействии знакопеременных температур, разрушение гидроизоляционных покрытий и др.
Ярко выражено вредное воздействие подземных вод на бетонные конструкции при отсутствии наружной гидроизоляции обделки. Фильтруясь через тело обделки, химически нейтральные воды (водородный показатель pH = 5…5.5) вызывают коррозию бетона по первому типу — выщелачивание (вымывание солей кальция). Волы с водородным показателем pH ≤ 5 фактически являются растворами кислот, которые вступают в химическую реакцию с цементным камнем и растворяют его с образованием солей этих кислот. Менее агрессивны по отношению к бетону минерализованные и щелочные воды с pH ≥ 6. за исключением сульфатных вод, вызывающих сульфатную коррозию, обусловленную разрастанием и увеличением в объеме кристаллов сульфата натрия и калия в микротрещинах и порах бетона, механически разрушая его.
Обводненность тоннелей мелкого заложения обычно находится в прямой зависимости от количества атмосферных осадков и талых вод, наличия на над тоннельной поверхности водоемов, рек и ручьев. Большое влияние при этом оказывают рельеф и состояние надтоннельной поверхности, свойства и литологический состав грунтов. Пологие склоны с местными впадинами, оврагами, густая растительность на надтоннельной поверхности способствуют накоплению снега в зимний период и аккумуляции ливневых и талых вод в грунтовом массиве. В сцементированных грунтах, имеющих слабые фильтрационные свойства, обводненность, как правило, невелика. В закарстованных и легко растворимых грунтах обводненность значительная, а в рыхлых водопроницаемых грунтах — сильная. Зонами обильного водопритока к тоннелю являются участки тектонических нарушений, связывающие водоносные гори зонты между собой и с дневной поверхностью.
Климатические условия сопряжены с повышенными трудностями содержания тоннелей о районах сурового климата. Если в тоннеле не защищены конструкции и обустройства от неблагоприятных воздействий отрицательных температур, подземные воды, проникая в тоннель через обделку, зимой намерзают на сводах, стенах и пути, образуя наледи, угрожающие безопасности движения поездов и подвергая опасности обслуживающий персонал. Кроме того, попеременное замораживание и размораживание воды в материале обделки ведет к ее интенсивному разрушению.
Сейсмические воздействия относятся к особым нагрузкам на тоннельные конструкции, которые следует учитывать при проектировании, строительстве и текущем содержании тоннелей, эксплуатируемых в сейсмических районах. Интенсивность сейсмических воздействий (балльность) принимается по картам сейсмического районирования, принятым eщe Академией наук России с изменениями, внесенными Российской Академией наук. Однако реальная сейсмичность участка, где непосредственно расположен тоннель, может существенно отличаться от сейсмичности, определенной по картам сейсмического районирования вследствие особых геологических условий на трассе тоннеля. Поэтому сейсмичность на участке тоннельного пересечения определяют на основании сейсмического микрорайонирования. В районах, для которых отсутствуют карты сейсмического районирования, допускается определять сейсмичность в зависимости от категории грунтов. Даже при одинаковой нормативной балльности характер и интенсивность влияния землетрясения на тоннель на разных его участках нередко существенно отличаются и обусловлены как геологическим строением массива, так и конструктивными особенностями сооружения.
Наибольшие остаточные деформации тоннельных обделок возникают на участках тоннелей, расположенных вдоль горных склонов, в местах смены литологического состава грунтов, при изменении глубины заложения тоннелей вследствие резкой смены рельефа. При этом степень устойчивости тоннельных обделок при прочих равных условиях пропорциональна крепости грунтов. Повреждения обделки тоннелей на участках мелкого заложения являются наибольшими по сравнению с участками, расположенными набольшей глубине.
В припортальных участках тоннеля во время землетрясения происходит инерционное воздействие масс грунта, теряющих устойчивость при колебаниях массива. Поэтому порталы большинства тоннелей при сильных землетрясениях разрушаются практически полностью. В лучшем случае на припортальных участках по всему периметру обделки возникают многочисленные продольные и поперечные трещины, что связано с воздействием инерционных сил от давления грунта на портальные подпорные стенки, особенно при большой крутизне откоса у портала тоннеля. При пересечении трассой тоннеля тектонических трещин возможно смещение участков обделки (независимо от ее конструкции) на расстояние до нескольких десятков сантиметров от первоначальной оси тоннеля в поперечном к оси трассы направлении.
Большое влияние на подземные сооружения при землетрясениях оказывают грунтовые условия. Наибольшие разрушения отмечены в рыхлых неуплотненных грунтах, а также в местах контактов слоев с резко отличными физико-механическими свойствами. Для подземных сооружений инерционные силы от элементов конструкций являются лишь частью сейсмической нагрузки, притом не всегда большей. Основное воздействие связано с изменением напряженного состояния грунтового массива при распространении сейсмических ноли. Конструкция подземного сооружения, имеющая жесткость, отличную от жесткости грунтового массива, искажает поле сейсмических волн. Если она обладает достаточной гибкостью, то будет следовать за смешениями и деформациями грунтового массива. Если конструкция имеет жесткость большую, чем жесткость окружающего массива, то на ранние с обделкой поле сейсмических волн претерпевает изменения, вызывая концентрацию напряжений в грунте вокруг обделки. В большей степени воздействию сейсмических сил подвержены тоннельные обделки из монолитного бетона незамкнутого очертания, имеющие разуплотнения и пустоты в заобделочном пространстве, а также сборные обделки без связей растяжения и сейсмических швов.
К конструктивным характеристикам тоннельного пересечения относятся: длина тоннельного пересечения; число параллельных тоннелей; их поперечное сечение; план, профиль, материалы и конструктивные решения обделки, порталов, ниш; гидроизоляция и водоотвод и другие обустройства тоннелей.
Так, некоторые конструктивные решения, являясь вполне оправданными а техническом отношении на стадии проектирования и экономичными при строительстве, затем могут оказаться малоэффективными, так как потребуют усиленного постоянного надзора и повышенных затрат на эксплуатацию. Это замечание особенно актуально при организации надзора и текущего ремонта тоннелей, расположенных в суровых климатических условиях и малообжитых районах, где ощущается недостаток в рабочей силе, существуют проблемы с доставкой оборудования и материалов. От характеристик и качества конструктивных материалов, применяемых для сооружения обделки, зависят долговечность и эксплуатационные качества тоннелей. Применение бетонов повышенной плотности со специальными добавками, повышающими их водонепроницаемость и морозостойкость, а также полимерных бетонов может существенно снизить общую обводненность тоннеля. Однако монолитные тоннельные обделки, подверженные интенсивному трещинообразованию и не имеющие гидроизоляции, не могут быть в полной мере водонепроницаемыми. Кардинальным решением зашиты тоннеля с монолитной бетонной обделкой от проникновения подземных вод является устройство наружной гидроизоляции но периметру обделки.
До настоящего времени сечение однопутного железнодорожного тоннеля, сооружаемого горным способом с обделкой из монолитного бетона, по традиции принималось подковообразного очертания. Такая обделка на всем протяжении тоннеля периодически нарушена устройством ниш и камер, что в местах их сопряжения приводит к повышенному трещинообразованию и водопритоку в тоннель.
Новая концепция строительства железнодорожного тоннеля в условиях сурового климата, предложенная институтом «Бамтоннельпроект», предполагает удорожание строительства тоннеля, однако ориентирована на высокие темпы проходки, качество и безопасность проходческих работ. При этом окупаемость дорогостоящего объекта гарантируется за счет существенных сокращений расходов на его эксплуатацию с одновременным повышением безопасности обслуживающего персонала. На рис. 1.7 показан один из вариантов поперечного сечения однопутного железнодорожного тоннеля с обделкой кругового очертания.

Проектом предусмотрено сооружение тоннеля со сборной железобетонной обделкой повышенной водонепроницаемости внутренним диаметром 8,8 м с применением тоннелепроходческого механизированного комплекса. Как видно из рисунка, характерной особенностью тоннеля является наличие зоны безопасности для обслуживающего персонала и размещении оборудования в пределах сечения обделки.
Следует отметить, что и для тоннелей большого сечении (двухпутных железнодорожных и автодорожных), сооружаемых горным способом, в практике мирового тоннелестроения отдают предпочтение овальной форме поперечною сечения с криволинейными стенами, замкнутыми на мощную лотковую плиту или обратный свод (рис. 1.8). Такая форма поперечного сечения большепролетных выработок целесообразна не только для повышения устойчивости выработки при проходке, но и обеспечивает эффективную работу конструкции в широком диапазоне инженерно-геологических условий.

Особенности профиля транспортных тоннелей отражаются не только на скорости движения по тоннелю, но и на решении вопросов вентиляции. Односкатные тоннели хорошо проветриваются естественной тягой. Однако в осенне-зимний период в них раньше образуются наледи, а весной за счет свободного проникновения теплого воздуха эти наледи быстро оттаивают. Двухскатные тоннели на кривых участках, также, как и двухпутные, при естественном побуждении проветриваются значительно хуже. Поэтому они требуют сооружения вентиляционных систем (установок на порталах или в стволах). Наряду с необходимостью эффективного решения проблемы вентиляции тоннелей в суровых климатических условиях, попутно возникают проблемы борьбы с обледенением не только в самих тоннелях, но и в вентиляционных выработках. Недостатки изысканий и прогноза водопритоков в тоннели в отдельных случаях приводят к ошибочным проектным решениям при разработке схемы размещения дренажных и водоотводных устройств по длине тоннеля. Неэффективная работа системы водоотвода требует значительных затрат на борьбу с обводнением и наледеобразованием в действующем тоннеле.
Производственные дефекты, являющиеся следствием низкого качества строительства, снижают эксплуатационную надежность действующих тоннелей. Качество строительных работ при сооружении тоннелей оценивают в зависимости от степени приближения совокупности параметров сооружения или его элементов, полученных в ходе строительства. требованиям, установленным проектом, строительным нормам и правилам, стандартам, техническим регламентам и другими нормативными документами.
Случайные отступления в натуре от проекта практически неизбежны, однако некоторые из них ухудшают условия эксплуатации тоннеля. Так, значительные переборы грунта на отдельных участках по периметру обделки при буровзрывном способе проходки приводят к концентрациям напряжений и появлению трещин в обделке. Отклонение от кругового очертания в сборных обделках (эллиптичность колец) заметно снижает их несущую способность. Наличие пустот за обделкой, помимо геологических факторов (карстовые образования, растворимые грунты и др.), зависит от качества нагнетания цементно-песчаною раствора за обделку.
Опыт эксплуатации тоннелей показывает, что появление сколов и интенсивного трещинообразования в бетонной обделке свидетельствует, как правило, о наличии пустот »а ее наружной поверхностью. Плотный контакт обделки с окружающим грунтом обеспечивает их совместную работу по всему периметру, сводя к минимуму деформацию обделки и возможность концентрации напряжений в ее сечениях. Нагнетание, заполняй трещины и небольшие пустоты в прилегающем к обделке массиве, существенно влияет на величину упругого отпора грунтa, что непосредственно связано с условиями статической работы обделки. Кроме того, заобделочные пустоты возникают в результате гниения оставленных зa обделкой элементов временной деревянной крепи или забутовки переборов и вывалов. Пустоты могут со временем в значительной степени ухудшить условия работы обделки, вызвать развитие опасных дефектов. Нарушения геологического строения массива при допущении вывалов и обрушения кровли выработки при проходке со сдвижкой слоев и разуплотнением массива также могут ухудшить условия последующей эксплуатации тоннеля.
Нарушение технологического регламента при возведении обделки тоннеля из монолитного бетона чаше всего проявляется при перерывах в процессе бетонирования. «Холодные швы» являются одним из основных путей проникновения воды через обделку при отсутствии наружной гидроизоляции. В случаях технологических перерывов в бетонировании необходимо предусматривать надлежащую герметизацию швов применением «шпонок» или уплотняющих мастик, набухающих в присутствии воды. К сожалению, в подавляющем большинстве тоннелей, эксплуатируемых в настоящее время, указанное техническое решение не использовалось, и не используется в настоящее время при ремонте холодных и деформационных швов.
Повышение качества бетона достигается также за счет применения промытых фракционированных крупных заполнителей, дозируемых раздельно, неорганических или органических добавок, повышающих плотность, водонепроницаемость и морозостойкость возводимых конструкций, надлежащего операционного и выходного контроля при изготовлении и укладке бетона, тщательного ухода за ним и обеспечения благоприятных условий твердения. Для достижения высокого качества бетона в обделке бетон за опалубку следует подавать бетононасосами.
Эксплуатационный режим тоннелей (род тяги на железнодорожных магистралях, интенсивность движения поездов и автотранспорта в автодорожных тоннелях, установленные скорости движения и др.) влияют на условия работы всего сооружения и его техническое состояние. Выхлопы двигателей внутреннего сгорания вредно воздействуют на бетон, вызывая химическое разложение и постепенное отслаивание обделки. Электрическая тяга, создающая блуждающие токи, вызывает коррозию металлических элементов пути, чугуна и арматуры железобетонной обделки, а также других металлических конструкций и устройств.
При этом скорость деградационных процессов зависит не только от интенсивности движения поездов, но и от условий, усугубляющих эти процессы: обводненности конструкций и высокой влажности тоннельной атмосферы, плохого проветривания, несвоевременного устранения дефектов, проведения осушительных мероприятий и технического обслуживания обустройств. В свою очередь, повышенная интенсивность движения в тоннелях затрудняет текущее содержание тоннелей и не позволяет своевременно проводить ремонтные работы, которые выполняются в «окна» (перерывы в графике движения поездов). При интенсивном движении поездов продолжительность окон, их число в сутки сокращается, поэтому сроки проведения ремонтных работ откладываются «до лучших времен». Такое несвоевременное выполнение ремонтных работ, естественно, негативно скажется на уровне технического состояния тоннельного пересечения.