Приветствую Вас, дорогие и уважаемые читатели сайта “world-engineer.ru”. В этой статье узнаем, что такое мульда (геология), определим расчет мульды просадки и разберем методику расчета страховочных рельсовых пакетов при проколе.

Назначение страховочных пакетов из рельсовых звеньев — обеспечение безопасности движения поездов в случаях возможных просадок путевой решетки или образования в земляном полотне воронок, размер которых по верху не превышает расчетного пролета пакета за вычетом длин площадок опирания и берм по 0,5 м перед каждой опорной площадкой.

Деформации сооружений и осадки поверхности могут проявляться на стадиях бурения пилотной скважины и промежуточного расширения вследствие гидравлического разрыва, обвалов стенок, и выноса грунта буровым раствором.

Деформации сооружений и осадки поверхности при строительстве должны предотвращаться:

— Соблюдением технологических параметров бурения;

— Недопущения перерывов в бурении, расширении и протягивании трубопровода;

— Использованием оптимального состава бурового раствора.

Итак, поговорим о методике расчета страховочных пакетов из рельсов и методе расчета мульды оседания.

Для предварительных расчетов наибольшее значение величины осадки поверхности по оси проходки S_МАХ в мм, связанное с заполнением грунтом зазора между трубой и стенками расширенной скважины, может быть определено по формуле:

S_МАХ = (Vs/B)*10^-3, (мм)

Vs — объём осадки поверхности в пределах мульды оседания на единицу длины скважины, м³/м определяется по формуле:

Vs = 0,4*Va, (м³/м)

Примечание — Принимается из условия, что проецируемый на поверхность объем заполнения грунтом кольцевого зазора составляет 40 % от его полного объема.

Что такое мульда? С геологической точки зрения, мульда – вогнутая складка земной поверхности.

Va — объём кольцевого зазора между трубой и стенками расширенной скважины на один погонный метр скважины определяется по формуле:

Va = (π * (d_Р² – d_П²)) / 4, (м³/м)

d_П — диаметр прокладываемого футляра (м)

В — ширина мульды оседания в метрах от оси скважины (см рисунок) определяется по формуле:

B = (d_Р /2) + ((h_С + (d_Р /2)) *tg(45 – (ϕ/2))), (м)

d_Р — наибольший диаметр расширения скважины (бурового канала), м

h_С — глубина заложения свода скважины от поверхности, м

Распределение осадок поверхности для скважин ГНБ

ϕ — угол внутреннего трения грунта (градусы), при различных грунтовых напластованиях ширина мульды должна определяться с учетом слоистости.

Средний угол внутреннего трения определяется по формуле:

ϕ _СР = (Σϕ_i*h_i)/h

Мульда сдвижения земной поверхности — участок земной поверхности, на котором под влиянием отработки полезного ископаемого подземным способом возникли сдвижения и деформации.

Длину мульды просадок определяется по формуле:

L = d_Р + 2*a = d_Р + 2*[h_c*tg (45⁰–(ϕ _СР/2))], (м)

Выполним пример расчета длины рельсостраховочных пакетов и определим какая мульда просадки (мульда оседания) в месте пересечения проектируемым трубопроводом железной дороги. Для расчета мульды просадки при ГНБ используем следующие исходные данные:

Диаметр прокладываемого футляра d_П = 0,72 м;

Диаметр расширения скважины (бурового канала) d_Р = 0,8 м;

Глубина заложения свода скважины от поверхности (от земли до верха трубы) h_С = 6,0 м.

Таблица свойств грунтов

Результаты расчета:

1) Va = (π * (d_Р² – d_П²)) / 4 = (3,14*(0,8² – 0,72²)) / 4 = 0,095 м³/м;

2) Vs = 0,4*Va = 0,4 * 0,095 = 0,038 м³/м;

3) ϕ _СР = (Σϕ_i*h_i)/h = (18*4,3 + 25*1,7) /6 = 19,98⁰;

4) B = (d_Р/2) + ((h_С + (d_Р /2)) *tg (45 – (ϕ/2))) = (0,8/2) + ((6+(0,8/2))*tg (45 – (19,98/2)) =

= 0,4 + 6,4*tg35 = 4,88 м;

5) Максимально возможная величина осадки поверхности:

S_МАХ = (Vs/B)*10^-3 = (0,038/4,88)*10^-3 = 7,78 мм;

6) L = d_Р + 2*a = d_Р + 2*[h_c*tg (45⁰– (ϕ _СР/2))] = 0,8 + 2*[6*tg (45⁰ – (19,98/2))] = 9,2 м.

Итог: по ширине мульды просадки выбираем длину страховочного пакета из рельсов (рельсостраховочного пакета) L = 25 м.

https://www.youtube.com/watch?v=kuydZx-ckTs

Поделиться ссылкой: