Заходи боротьби з вивітрюванням гірських порід.

До них належать всі заходи, спрямовані на попередження подальшого вивітрювання гірських порід, а саме:

1) покриття гірських порід непроникними для агентів вивітрювання матеріалами;

2) промочування порід різними речовинами;

3) штучна нейтралізація агентів вивітрювання;

4) планування територій і відведення води.

При виборі матеріалу для покриття треба виходити як із властивостей цього матеріалу, так і з типу агентів вивітрювання, які визначають можливі зміни породи в даних умовах. Наприклад, для попередження проникнення в породу рідких і газоподібних агентів вивітрювання можуть застосовуватися різні матеріали з метою гідроізоляції: силікати, гудрон, цемент чи навіть глина. Однак всі вони, за винятком глини, зовсім не підходять для попередження впливу на породу коливань температури. Для цієї мети застосовують глину або пісок, укладені досить потужними шаром, що дорівнює потужності зони річних коливань температури порід у даному районі або більшим на 5-10 см.

Найкращим матеріалом для покриття є суглинок, тому що він має майже універсальні захисні властивості. Якщо укласти його шаром достатньої потужності, то він не пропустить ні рідких, ні газоподібних агентів вивітрювання і погасить найрізкіші коливання температури. Крім того, суглинок, що складається з продуктів, властивих більш пізнім стадіям вивітрювання, мало піддається руйнуванню. Добрі захисні властивості має бетон, але це, по-перше, вартісний матеріал, а по-друге, й сам може змінюватися під впливом вивітрювання. Пісок може захищати породи від впливу коливань температури, але не може затримати проникнення рідких і газоподібних агентів вивітрювання. Тому його недоцільно застосовувати в районах, де фізичне вивітрювання переважає над хімічним. Бітум захищає породу від проникнення агентів вивітрювання, але не в змозі протистояти коливанням температури.

Матеріали і потужність захисного покриття залежать також від зміни умов вивітрювання під впливом споруди, а також від терміну служби захисного покриття. Наприклад, якщо в будівельний котлован буде потрапляти вода і він буде перебувати у відкритому стані недовго (кілька десятків днів), то захисним покриттям може бути бетон, гудрон або глина, укладені тонким шаром. Але якщо котлован буде відкритим довгий час (кілька років), то до агентів вивітрювання додаються сезонні і річні коливання температури порід. В таких випадках слід або збільшити товщину покриття, або застосувати теплоізоляційний матеріал.

До цієї ж групи заходів боротьби з вивітрюванням гірських порід слід віднести і тимчасове залишення шару порід, які знімаються. Тобто це є свідомим недоведенням дна котлованів і виїмок до проектної глибини. Шар, що залишився, знімається безпосередньо перед початком будівельних робіт.

В якості промочувальних речовин можуть використовуватися: розчинне (рідке) скло, гудрон та ін. Застосування більшості промочувальних речовин обмежене різними умовами. Наприклад, введення в породу рідкого скла лімітується фільтраційними властивостями породи; гарячого бітуму – фільтраційними властивостями породи і необхідністю при низьких коефіцієнтах фільтрації досить високого тиску (1,2 – 1,4 МПа). Такий тиск може зруйнувати породу або відтиснути її в боки. Бітуми з малою проникністю дають гарні результати у скельних породах з великими пустотами. Бітуми з більшою проникністю можна використовувати для заповнення тонких тріщин у скельних породах. Бітумізації піддаються також щебнясто-галькові породи. У піщано-глинистих породах бітуми не застосовуються.

Цементування використовують у тріщинуватих і гравелистих породах, великозернистих породах. У глинах і дрібнозернистих пісках бетон погано поширюється.

Інколи застосовують глинисту суспензію, якою заливають гравелисті породи, що вивітрюються (переважно для зменшення фільтраційних властивостей). Наприклад, при заливанні піску, який має різну пористість, суспензією (5 г сухого делювіального суглинка на 1 л води) виявилося, що при пористості 34% кофіцієнт фільтрації зменшився у 20 разів, а при пористості 29% - у 100 разів.

До методів нейтралізації агентів вивітрювання належить додавання у воду, яка фільтрується через породу, солей з метою зменшення її розчинної здатності. Але цей спосіб досить дорогий і вимагає спеціального обладнання.

До заходів боротьби з вивітрюванням гірських порід належить і відведення поверхневих та підземних вод. Це планування і вистеляння (брукування) територій, влаштування нагірних канав, зливостоків і т.п. Гравітаційні підземні води перехоплюються дренажними галереями, поглинаючими колодязями, штучними завісами (заморожування, гудронування, цементація, силікатизація і т.п.).

Запитання для самоконтролю.

1. Що називається процесом вивітрювання?

2. За якими напрямками вивчається вивітрювання гірських порід під час інженерно-геологічних досліджень?

3. Дайте характеристику основним чинникам вивітрювання.

4. Які мінерали утворюються в гірських породах внаслідок вивітрювання?

5. Яким змінам піддаються гірські породи внаслідок вивітрювання?

6. Назвіть шляхи проникнення чинників вивітрювання в гірські породи.

7. Як поділяються пустоти в гірських породах за розмірами?

8. Охарактеризуйте зональність вивітрілих гірських порід (за М.В.Коломенським та І.С. Комаровим).

9. Для чого вивчається вивітрювання під час інженерно-геологічних досліджень?

10. Якими є зовнішні ознаки вивітрювання гірських порід?

11. Як вивчається швидкість вивітрювання гірських порід?

12. Назвіть лабораторні методи вивчення вивітрілих гірських порід.

13. Якими є заходи протидії вивітрюванню гірських порід?

Дата добавления: 2015-10-30