5. Analiza zagro¿enia deformacjami nieci¹g³ymi na terenie p³ytkiej eksploatacji rud metali
5.4. Klasyfikacja zagro¿enia deformacjami nieci¹g³ymi na terenach p³ytkiej eksploatacji
z³ó¿ rud metali
Klasyfikacja zagro¿enia powierzchni terenu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych na terenach historycznej eksploatacji z³ó¿ na Górnym Œl¹sku na podstawie metod analitycznych jest bardzo trudna i bardzo ma³o wiarygodna. Wynika to g³ównie z nieznanego stopnia naruszenia górotworu przez p³ytk¹ eksploatacjê z³ó¿ rud lub pok³adów wêgla i czêsto poni¿ej g³êbok¹ eksploatacjê pok³adów wêgla, a przede wszystkim stopnia rozwoju pro-cesów zapadliskowych w okresie ostatnich kilkuset lat. Znacz¹ca czêœæ pustek i stref rozluŸnienia, jak wskazuj¹ dotychczasowe doœwiadczenia, mog³a ulec samopodsadzeniu i rekonsolidacji, ale czêœæ mo¿e byæ „aktywna” i rozwijaæ siê w sposób nieznany. Œwiadcz¹ o tym corocznie pojawiaj¹ce siê zapadliska na powierzchni terenu p³ytkiej eksploatacji.
W tych warunkach istotnych informacji o zagro¿eniu zapadliskowym dostarcza rozpoznanie stanu górotworu metodami geofizycznymi.
Dla potrzeb oceny zagro¿enia powierzchni terenu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych na terenach projektowanej autostrady A-1 opracowano klasyfikacjê, która uwzglêdnia ba-dania metodami geofizycznymi [21, 26]. Podstaw¹ tej klasyfikacji jest interpretacja kategorii zagro¿enia terenu zaproponowana przez M. Chudka i W. Olaszowskiego [4]. Klasyfi-kacja ta zosta³a opracowana na podstawie dotychczasowych koncepcji przyjmowanych dla rozpoznania zagro¿enia deformacjami nieci¹g³ymi dla p³ytkiej eksploatacji na Górnym Œl¹sku.
36
W klasyfikacji przyjêto, ¿e prawdopodobieñstwo wyst¹pienia deformacji nieci¹g³ych jest œciœle zwi¹zane z wynikami badañ geofizycznych. WyraŸne zagro¿enie deformacjami nieci¹g³ymi jest sygnalizowane gdy:
— wystêpuj¹ wiêksze (wielopunktowe) anomalie grawimetryczne o du¿ym gradiencie lub koncentracje mniejszych anomalii i jednoczeœnie
— wystêpuj¹ wyraŸne anomalie geofizyczne stwierdzone innymi metodami: sejsmiczn¹, georadarow¹ (otworow¹ i powierzchniow¹) lub elektrooporow¹ (tylko na obszarach p³ytkiej eksploatacji pok³adów wêgla).
Metody geofizyczne maj¹ swoje ograniczenia, co nie zawsze znajduje swój komentarz w analizie wyników. Analiza anomalii geofizycznych jest wieloznaczna, st¹d efektywnoœæ zastosowania konkretnej metody geofizycznej zale¿y od w³aœciwie dobranej metodyki po-miarowej, przetwarzania i interpretacji danych oraz wiedzy i doœwiadczenia wykonawców badañ.
W pracy zamieszczono uzupe³nion¹ klasyfikacjê zagro¿enia deformacjami nieci¹g³ymi na terenach p³ytkiej eksploatacji z³ó¿ rud metali lub pok³adów wêgla (tab. 5.4). Jest to klasyfikacja uwzglêdniaj¹ca dodatkowe doœwiadczenia pozyskane w trakcie projektowania szybkiej linii kolejowej MPL Pyrzowice–Katowice [7] oraz klasyfikacjê tego rodzaju opra-cowan¹ w GIG [5, 27].
Klasyfikacja ta ma pos³u¿yæ, z in¿ynierskiego punktu widzenia, do zaprojektowania:
— uzdatnienia pod³o¿a w miejscach anomalii geofizycznych oraz w strefach przypusz-czalnego wystêpowania zagro¿enia,
— w³aœciwego wzmocnienia konstrukcji obiektu budowlanego.
Nale¿y podkreœliæ, ¿e klasyfikacja ta odnosi siê do obecnego stanu geomechanicznego pod³o¿a, po co najmniej 20 latach od zakoñczenia eksploatacji z³o¿a rud metali. Zak³ada siê, ¿e w górotworze, w którym nie prowadzi siê prac górniczych, zagro¿enie defor-macjami nieci¹g³ymi w ska³ach s³abych – zwietrza³ych dolomitach tzw. czerwonych i ¿ó³tych – w warunkach grubego nadk³adu luŸnych gruntów, jest niewielkie z uwagi na samopodsadzenie siê wyrobisk. G³ównym Ÿród³em zagro¿enia s¹ pustki i strefy rozluŸ-nienia wytworzone w mocnych, szarych dolomitach i wapieniach. Ponadto, w górotworze naruszonym eksploatacj¹, ze wzrostem g³êbokoœci po³o¿enia pustek poeksploatacyjnych prawdopodobieñstwo ujawnienia siê procesu zapadliskowego na powierzchni terenu wy-raŸnie maleje.
W klasyfikacji wyró¿niono piêæ kategorii od znikomego zagro¿enia do bardzo du¿ego.
Dla ka¿dej z kategorii sformu³owano dodatkowe uwagi w za³¹czeniu do tabeli 5.4.
Kategoria A – tereny o znikomym zagro¿eniu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych Na terenach kategorii A nie nale¿y siê spodziewaæ wyst¹pienia deformacji nieci¹g³ych.
W warunkach geotechnicznych pod³o¿a nale¿y rozwa¿yæ zaprojektowanie specjalnego za-bezpieczenia obiektów.
Tereny kategorii A wymagaj¹ obserwacji na etapie realizacji inwestycji przez specja-listyczny nadzór geologiczny i geotechniczny.
Tabela 5.4 Klasyfikacja zagro¿enia deformacjami nieci¹g³ymi na terenach p³ytkiej eksploatacji z³ó¿ rud metali
lub pok³adów wêgla (uzupe³nienie klasyfikacji Pilecki i Kotyrba [7])
Table 5.4 Classification of discontinuous deformations threat in areas of metal ores or coal seam shallow mining
Kategoria zagro¿enia Czynniki oceny zagro¿enia
A
brak deformacji nieci¹g³ych i innych deformacji powierzchni terenu
mo¿liwa dokonana p³ytka eksploatacja z³ó¿ rud metali (lub pok³adów wêgla) na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 30 m, gruboœæ ska³ stropowych, co najmniej piêciokrotnie wiêksza ni¿ wysokoœæ poziomych wyrobisk górniczych, lub obecnoœæ wyrobisk na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 30 m.
brak wyrobisk maj¹cych po³¹czenie z powierzchni¹ teren móg³ byæ uzdatniany
brak wychodni uskoków na g³êbokoœci mniejszej ni¿ 15 m
gruboœæ gruntów wiêksza ni¿ 5 m lub wystêpuje stabilny poziom wody w gruntach
s³aba anomalia geofizyczna stwierdzona co najmniej jedn¹ metod¹
brak deformacji nieci¹g³ych i innych deformacji powierzchni terenu lub teren uzdatniany z dokumentacj¹ likwidacji wyrobisk górniczych
dokonana p³ytka eksploatacja z³ó¿ rud metali (lub pok³adów wêgla) na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 20 m, gruboœæ ska³ stropowych, co najmniej piêciokrotnie wiêksza ni¿ wysokoœæ poziomych wyrobisk górniczych lub p³ytka eksploatacja ¿elaziaka brunatnego, lub obecnoœæ wyrobisk na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 20 m
gruboœæ nadk³adu z gruntów niespoistych wiêksza ni¿ 5 m brak stabilnego poziomu wody w gruntach
wychodnie uskoków na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 5 m
C Œrednie zagro¿enie
(przy wyst¹pieniu jednego z wymienionych
kryteriów)
wyraŸna anomalia geofizyczna stwierdzona co najmniej jedn¹ metod¹ objawy wskazuj¹ce na pojedyncz¹ deformacjê nieci¹g³¹ powierzchni terenu lub udokumentowana, zlikwidowana deformacja nieci¹g³a
dokonana p³ytka eksploatacja z³ó¿ rud metali (lub pok³adów wêgla) na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 20 m, gruboœæ ska³ stropowych jest mniejsza od piêciokrotnej a wiêksza od trzykrotnej wysokoœci wyrobisk górniczych, lub obecnoœæ wyrobisk na g³êbokoœci wiêkszej ni¿ 30 m, lub wystêpowanie wyrobisk maj¹cych po³¹czenie z powierzchni¹ z udokumentowan¹ ich likwidacj¹
gruboœæ pokrywy gruntowej mniejsza ni¿ 5 m, brak lub lokalnie poziom wody w gruntach
wychodnie uskoków na g³êbokoœci mniejszej ni¿ 5 m
38
Tabela 5.4. cd.
Table 5.4. cont.
Kategoria zagro¿enia Czynniki oceny zagro¿enia
D Du¿e zagro¿enie (przy wyst¹pieniu jednego
z wymienionych kryteriów)
silna anomalia geofizyczna stwierdzona co najmniej dwoma metodami wyst¹pienie deformacji nieci¹g³ych w przesz³oœci lub wyraŸne objawy wskazuj¹ce na liczne deformacje nieci¹g³e powierzchni terenu dokonana p³ytka eksploatacja z³ó¿ rud metali (lub pok³adów wêgla) na g³êbokoœci mniejszej ni¿ 20 m, a gruboœæ ska³ stropowych mniejsza od trzykrotnej wysokoœci wyrobisk górniczych
dokonana p³ytka eksploatacja z³ó¿ rud metali (lub pok³adów wêgla) na g³êbokoœci mniejszej ni¿ 20 m, a gruboœæ pokrywy gruntowej mniejsza ni¿ 5 m obecnoœæ wyrobisk maj¹cych po³¹czenie z powierzchni¹ o nieudokumentowanej likwidacji lub obecnoœæ wyrobisk o nieznanym stanie likwidacji na g³êbokoœci mniejszej ni¿ 20 m
prowadzona (lub projektowana) eksploatacja podziemna poni¿ej p³ytkich wyrobisk górniczych znajduj¹cych siê w zasiêgu wp³ywów
E
Bardzo du¿e zagro¿enie (przy spe³nieniu wszystkich wymienionych
kryteriów)
silna anomalia geofizyczna stwierdzona co najmniej dwoma metodami wyst¹pienie deformacji nieci¹g³ych w przesz³oœci lub wyraŸne objawy wskazuj¹ce na liczne deformacje nieci¹g³e powierzchni terenu dokonana p³ytka eksploatacja z³ó¿ rud metali (lub pok³adów wêgla) lub wystêpowanie wyrobisk górniczych na g³êbokoœci mniejszej ni¿ 30 m
Kategoria B – tereny o ma³ym zagro¿eniu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych Na takim terenie zachodzi niewielkie prawdopodobieñstwo wyst¹pienia deformacji
nieci¹g-³ych. Na terenach kategorii B nie stwierdza siê wyraŸnych anomalii geofizycznych. Na ogó³ s¹ to tereny uspokojone, na których procesy deformacji górotworu i powierzchni terenu zosta³y zakoñczone i nie prowadzi siê innej eksploatacji maj¹cej wp³yw na aktywizowanie przemiesz-czeñ w górotworze, a warunki górniczo-geologiczne zapewniaj¹ d³ugotrwa³¹ statecznoœæ góro-tworu. Przypuszczalnie w g³êbszych naruszonych partiach górotworu nast¹pi³o samopodsadze-nie siê pustek, zaciœniêcie rozluŸsamopodsadze-nieñ lub wyrobiska s¹ wystarczaj¹co d³ugotrwale stateczne.
Tereny te wymagaj¹ uzdatnienia pod³o¿a w wybranych strefach, przypuszczalnie stwa-rzaj¹cych zagro¿enie zapadliskowe. Natomiast o przydatnoœci do zabudowy tych terenów decyduje oddzia³ywanie czynników, które mog¹ reaktywowaæ procesy zapadliskowe. Tere-ny te wymagaj¹ zaprojektowania zabezpieczenia obiektów budowlaTere-nych, g³ównie z uwagi na mo¿liwe silne zró¿nicowanie w³aœciwoœci i budowy przypowierzchniowego oœrodka gruntowego i skalnego.
Kategoria C – tereny o œrednim zagro¿eniu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych Na terenie kategorii C zachodzi znacz¹ce prawdopodobieñstwo wyst¹pienia zapadlisk.
Na takim terenie stwierdza siê pojedyncze anomalie geofizyczne o wiêkszych gradientach.
Mo¿e to oznaczaæ, ¿e proces zapadliskowy mo¿e propagowaæ do granicy z nadk³adem.
W zale¿noœci od gruboœci i rodzaju nadk³adu, zapadliska mog¹ mieæ œrednicê do 4–5 m.
Istnieje niewielkie prawdopodobieñstwo wyst¹pienia zapadlisk o wiêkszej œrednicy. W przy-padku uaktywnienia siê stref uskokowych lub krawêdzi eksploatacji nale¿y liczyæ siê z de-formacjami nieci¹g³ymi liniowymi od kilku nawet do kilkudziesiêciu metrów, przebiega-j¹cymi na ogó³ w kierunku równoleg³ym lub zbli¿onym do prostopad³ego do linii stwier-dzonego uskoku (krawêdzi eksploatacji). S¹ to g³ównie szczeliny o bardzo niewielkim rozwarciu do kilkunastu centymetrów, czasem progi o niewielkim zrzucie od kilku do kilkunastu centymetrów.
Tereny te wymagaj¹ uzdatnienia pod³o¿a i rozwa¿enia zaprojektowania specjalnego zabezpieczenia obiektów budowlanych.
Kategoria D – tereny o du¿ym zagro¿eniu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych Na takim terenie zachodzi du¿e prawdopodobieñstwo wyst¹pienia zapadlisk. Mo¿e to oznaczaæ, ¿e strefa spêkañ i zawa³u osi¹ga lub przekracza granicê z nadk³adem. Mo¿e te¿
wskazywaæ, ¿e w terenie takim budowa oœrodka geologicznego zosta³a znacz¹co zniekszta³-cona, a warunki geotechniczne s¹ skomplikowane.
Zapadliska mog¹ mieæ œrednicê do 6 m z niewielkim prawdopodobieñstwem wyst¹pienia zapadlisk o wiêkszej œrednicy do oko³o kilkunastu metrów. W przypadku uaktywnienia siê stref uskokowych lub krawêdzi eksploatacji nale¿y liczyæ siê z deformacjami nieci¹g³ymi liniowymi od kilku nawet do kilkudziesiêciu metrów, przebiegaj¹cymi na ogó³ w kierunku równoleg³ym lub zbli¿onym do prostopad³ego do linii stwierdzonego uskoku (krawêdzi).
S¹ to g³ównie szczeliny o bardzo niewielkim rozwarciu do kilkunastu centymetrów, czasem progi o niewielkim zrzucie od kilku do kilkudziesiêciu centymetrów.
Nale¿y szczególnie wnikliwie zaprojektowaæ uzdatnienie pod³o¿a i zastosowaæ specjalne zabezpieczenie obiektów budowlanych.
Kategoria E – tereny o bardzo du¿ym zagro¿eniu wyst¹pieniem deformacji nieci¹g³ych Na takim terenie zachodzi bardzo du¿e prawdopodobieñstwo wyst¹pienia zapadlisk. Mo¿e to oznaczaæ, ¿e strefa spêkañ i zawa³u osi¹ga granicê z nadk³adem. Budowa oœrodka ge-ologicznego zosta³a znacz¹co zniekszta³cona, a warunki geotechniczne s¹ skomplikowane.
Zapadliska mog¹ mieæ œrednicê do kilkunastu metrów. W z³o¿onych sytuacjach gór-niczych mog¹ wystêpowaæ deformacje nieci¹g³e liniowe w postaci rowów o d³ugoœci do kilkudziesiêciu metrów i szerokoœci kilku metrów. Zdarza siê, ¿e wymiary rowów mog¹ byæ wiêksze np. na terenie wêz³a Piekary Œl.
Nale¿y szczególnie wnikliwie zaprojektowaæ uzdatnienie pod³o¿a i zastosowaæ specjalne zabezpieczenie obiektów budowlanych.
Uwaga koñcowa
Na terenach znikomego (kategoria A) i ma³ego zagro¿enia (kategoria B) zaleca siê wykonaæ otwory kontrolno-iniekcyjne technologi¹ „od góry”, a na terenach o wiêkszym zagro¿eniu technologi¹ „od do³u” (rozdz. 6.4).
40
na terenach p³ytkiej eksploatacji zagro¿onych deformacjami nieci¹g³ymi
6.1. Wprowadzenie
W pracy przedstawiono udoskonalon¹ metodykê uzdatniania pod³o¿a po uwzglêdnieniu doœwiadczeñ pozyskanych w trakcie uzdatniania pod³o¿a autostrady A-1. W trakcie prowa-dzenia prac uzdatniaj¹cych wiele elementów tzw. programu uzdatnienia pod³o¿a [6] zosta³o dostosowanych do lokalnych warunków geologicznych i górniczych oraz mo¿liwoœci tech-nologicznych. Metodyka ta mo¿e znaleŸæ zastosowanie w uzdatnianiu pod³o¿a innych obiektów budowlanych, przy czym ka¿dorazowo nale¿y j¹ dostosowaæ do specyfiki kon-kretnego zadania.
W metodyce uzdatniania pod³o¿a przyjêto metodê iniekcji otworowej jako podstawow¹.
W przypadku prawid³owego rozpoznania po³o¿enia pustek i stref rozluŸnieñ jest to metoda efektywna, powszechnie stosowana w warunkach geologiczno-górniczych Górnoœl¹skiego Zag³êbia Wêglowego w rejonach eksploatacji pok³adów wêgla i rud metali. Metoda iniekcji otworowej, w zale¿noœci od rodzaju zagro¿enia deformacjami nieci¹g³ymi i warunków geologicznych i górniczych zosta³a opracowana w ró¿nych wariantach, szerzej opisanych w tym rozdziale.
W niektórych warunkach przyjêto mo¿liwoœæ zastosowania innego rodzaju metod uzdat-niania, takich jak: zasypywanie kruszywem mineralnym wzmocnionym zaczynem cemen-towo-popio³owym, wibrowanie walcami ciê¿kimi, ubijanie, odpalanie materia³ów wybucho-wych, czy przykrywanie p³ytami ¿elbetowymi w przypadku wylotów szybów, szybików i innych wyrobisk maj¹cych kontakt z powierzchni¹ terenu.
Zakres i specyfika prac uzdatniaj¹cych pod³o¿e obiektu budowlanego wynika z doko-nanego rozpoznania geofizycznego wystêpowania pustek i rozluŸnieñ w górotworze oraz rozpoznania warunków geologiczno-in¿ynierskich i górniczych na terenach zagro¿onych.
Prace uzdatniaj¹ce pod³o¿e metod¹ iniekcji otworowej obejmuj¹ trzy etapy:
— wykonanie wierceñ kontrolnych w miejscach rozpoznanego zagro¿enia metodami geofizycznymi wraz z uœciœleniem rozpoznania za pomoc¹ georadaru otworowego (za³. 17 i 18), a w razie potrzeby kamery otworowej w celu okreœlenia po³o¿enia i wielkoœci pustek i stref rozluŸnieñ w górotworze i ewentualnego wykonania do-datkowych otworów kontrolno-iniekcyjnych,
— wype³nienie pustek i stref rozluŸnieñ metod¹ iniekcji otworowej w celu uszczelnienia i wzmocnienia górotworu lub w razie potrzeby inn¹ metod¹ (za³. 15),
— kontrolê skutecznoœci uzdatnienia metodami geofizycznymi, najkorzystniej uprzed-nio zastosowanej do wyznaczenia anomalii; generalnie w przypadku autostrady A-1 by³a to metoda grawimetryczna.
Nale¿y podkreœliæ, ¿e istnieje ryzyko wykonania otworu kontrolnego w bezpoœrednim s¹siedztwie pustki lub strefy rozluŸnieñ w taki sposób, ¿e nie bêdzie widoczna na pozys-kiwanym rdzeniu. Pomiary georadarem otworowym, daj¹c rozpoznanie strefy wokó³ otworu w promieniu od kilku do kilkunastu metrów, powinny w du¿ej mierze ograniczyæ takie przypadki.
W metodyce uzdatnienia pod³o¿a metod¹ iniekcji otworowej uwzglêdniono specyfikê:
— stref uskokowych stwierdzonych metodami geofizycznymi oraz badaniami geolo-giczno-in¿ynierskimi oraz
— stref posadowienia fundamentów obiektów in¿ynierskich na terenach zagro¿onych wystêpowaniem deformacji nieci¹g³ych.
W przypadku autostrady A-1 metodyka uzdatnienia pod³o¿a zosta³a opracowana na podstawie nastêpuj¹cych za³o¿eñ:
1. W przypadku okreœlenia zagro¿enia zapadliskowego z du¿ym prawdopodobieñstwem, w warunkach wyraŸnej anomalii geofizycznej potwierdzonej dwoma metodami geo-fizycznymi, przy czym wyniki metody grawimetrycznej wskazuj¹ na siln¹ anomaliê powy¿ej 3 mG, w warunkach udokumentowanej p³ytkiej eksploatacji, przyjmuje siê wykonanie iniekcji otworowej technologi¹ „od góry” opisan¹ w rozdziale 6.4.1. W przy-padku okreœlenia zagro¿enia zapadliskowego z ma³ym prawdopodobieñstwem, wyni-kaj¹cym z niepewnego rozeznania geofizycznego i geologiczno-in¿ynierskiego nale¿y wykonaæ iniekcjê otworow¹ technologi¹ „od do³u” opisan¹ w rozdziale 6.4.1. Iniekcja technologi¹ „od do³u” przewiduje dodatkow¹ kontrolê metod¹ georadaru otworowego i w razie potrzeby kamer¹ otworow¹ w s¹siedztwie otworu kontrolnego. Na terenach œredniego i du¿ego zagro¿enia, dla wszystkich anomalii geofizycznych nale¿y zasto-sowaæ dodatkow¹ kontrolê georadarem otworowym i technologiê iniekcji „od do³u”.
2. W przypadku wystêpowania zagro¿enia ze strony wyrobisk maj¹cych kontakt z powierz-chni¹ terenu, tj. szybami, szybikami, upadowymi itp. przewiduje siê kontrolê otworem bezrdzeniowym stan zagêszczenia materia³u podsadzkowego oraz w razie potrzeby za-sypanie pustek dostêpnych z powierzchni terenu kruszywem mineralnym wzmocnionym zaczynem cementowo-popio³owym albo zastosowanie iniekcji otworowej lub metody wibrowania ciê¿kim walcem lub te¿ ubijania oraz przykrycia p³yt¹ ¿elbetow¹.
3. W przypadku ujawnionego zapadliska w trakcie prac budowlanych nale¿y po zasypaniu kruszywem mineralnym wzmocnionym zaczynem cementowo-popio³owym wykonaæ otwór kontrolny i w razie potrzeby zastosowaæ iniekcjê otworow¹ lub inne metody uzdatnienia pod³o¿a.
4. W rejonach posadowienia przyczó³ków obiektów mostowych oraz przebiegu przypusz-czalnych stref uskokowych, lub stwierdzonych w trakcie realizacji inwestycji nale¿y 42
wykonaæ otwory kontrolne rdzeniowane z dodatkow¹ kontrol¹ stanu górotworu geora-darem otworowym i w razie potrzeby zastosowania technologii „od do³u”.
5. W ka¿dym otworze kontrolnym, w którym prowadzi siê prace iniekcyjne nale¿y w czêœci dolnej wykonaæ tzw. tamponowanie otworu i górotworu w bezpoœrednim s¹siedztwie otworu, przed zat³oczeniem zaczynu cementowo-popio³owego.
6. W rejonach œredniego i du¿ego zagro¿enia, w rejonie przyczó³ków obiektów mostowych oraz w strefach uskokowych wszystkie otwory kontrolne nale¿y wykonaæ z pobraniem rdzenia, z wyj¹tkiem przypadków, gdy w s¹siedztwie otworu rdzeniowanego nale¿y wykonaæ kolejny otwór kontrolny, a nadzoruj¹cy geolog stwierdzi, ¿e warunki stanu zniszczenia górotworu (wystêpowanie pustek i stref rozluŸnieñ) s¹ rozpoznane z bardzo du¿ym prawdopodobieñstwem.
7. Na odcinkach trasy drogowej projektowanej we wkopach, prace uzdatniaj¹ce pod³o¿e nale¿y przeprowadziæ po wykonaniu wkopu. Na odcinkach trasy drogowej projek-towanej na nasypach, prace uzdatniaj¹ce pod³o¿e nale¿y przeprowadziæ przed rozpo-czêciem robót zwi¹zanych z budow¹ nasypu.
8. Po wykonaniu prac uzdatniaj¹cych pod³o¿e, niezale¿nie od ich rodzaju, nale¿y przepro-wadziæ kontrolê metodami geofizycznymi dla oceny skutecznoœci ich wykonania. Nale¿y przyj¹æ, ¿e metod¹ podstawow¹ jest grawimetryczna, a w razie potrzeby georadarowa, sejsmiczna lub elektrooporowa (tylko na terenie p³ytkiej eksploatacji pok³adów wêgla).
Je¿eli wyniki badañ geofizycznych wska¿¹ niew³aœciwy efekt prac uzdatniaj¹cych, wówczas nale¿y przeprowadziæ dodatkowe zabiegi w uzgodnieniu z projektantem. Geo-fizyczne prace kontrolne nale¿y przeprowadziæ przed wykonaniem kolejnych prac bu-dowlanych na uzdatnianym terenie.
9. Prace uzdatniaj¹ce pod³o¿e oraz prace budowlane zwi¹zane z wykonywaniem wkopu powinny byæ nadzorowane przez doœwiadczonego geologa i geotechnika z udoku-mentowan¹ praktyk¹ na terenach górniczych zagro¿onych zapadliskami oraz udzia³em w opracowaniu dokumentacji technicznej prac uzdatniaj¹cych pod³o¿e.
6.2. Wykonywanie otworów kontrolno-iniekcyjnych
W celu weryfikacji anomalii geofizycznych lub w strefach zagro¿onych wyst¹pieniem pustek lub stref rozluŸnieñ nale¿y wykonaæ otwory kontrolne. Stwierdzenie otworem kon-trolnym wystêpowania stref os³abienia zwi¹zanych z pustkami i rozluŸnieniami w górotwo-rze wymaga podjêcia zabiegów profilaktycznych. W zale¿noœci od wielkoœci pgórotwo-rzewidywanej strefy os³abienia nale¿y siê liczyæ z wykonaniem nawet do kilkunastu otworów kontrolnych w jednej strefie. Je¿eli anomalia geofizyczna jest wyraŸna i jednoznacznie wskazuje na wystêpowanie zagro¿enia zapadliskowego wówczas nale¿y wykonaæ otwór kontrolno-iniek-cyjny z zastosowaniem technologii podsadzania „od góry”. Je¿eli jakoœæ rozpoznania stref os³abienia jest obarczona wiêksz¹ niepewnoœci¹ wówczas nale¿y wykonaæ otwory kontrolne z dodatkowym rozpoznaniem georadarem otworowym i/lub kamer¹ otworow¹. W tym
przypadku nale¿y uwzglêdniæ wykonanie dodatkowych otworów kontrolnych. Je¿eli otwór kontrolny bêdzie wykonany na ca³ej projektowanej d³ugoœci wówczas podsadzanie nale¿y wykonaæ technologi¹ „od do³u”.
Przyjmuje siê, ¿e w strefach du¿ego i bardzo du¿ego zagro¿enia nale¿y w ka¿dym otworze wykonaæ dodatkowe prace kontrolne, zwi¹zane z badaniem stopnia spêkania rdze-nia, kontrol¹ stanu zniszczenia w górotworze wokó³ otworu metod¹ georadaru otworowego i w efekcie zastosowania technologii podsadzania „od do³u”.
Wykonanie otworów kontrolnych powinno dostarczyæ mo¿liwie szerokiej wiedzy o wy-stêpowaniu stref os³abienia. Nale¿y je przeprowadziæ zgodnie z nastêpuj¹cymi zasadami:
1. Otwory kontrolne nale¿y wykonaæ technik¹ wiercenia udarowego lub obrotowego z po-bieraniem rdzenia. Œrednica wierconego otworu nie mo¿e byæ mniejsza ni¿ 90 mm.
Uzysk rdzenia nie mo¿e byæ mniejszy ni¿ 90%.
2. D³ugoœæ otworów kontrolnych jest zró¿nicowana w zale¿noœci od warunków geolo-gicznych i górniczych. Wyj¹tkiem s¹ warunki nierozpoznanej gruboœci nadk³adu lub stanu zagêszczenia materia³u zasypowego w szybach i szybikach. Wówczas wiercenia nale¿y prowadziæ do pod³o¿a skalnego, zag³êbiaj¹c siê co najmniej 5 m, lub w zale¿noœci od warunków decyzjê podejmuje nadzór geologiczny.
3. Na odcinkach otworów w gruntach luŸnych wiercenia mo¿na prowadziæ œwidrem
ci¹g-³ym spiralnym.
4. Ciœnienie p³uczki nale¿y dostosowaæ do warunków w otworze, w taki sposób, aby nie spowodowaæ rozszczelinowania górotworu. Na ogó³ nie mo¿e byæ wiêksze od 2,5 atm.
Nale¿y unikaæ wiercenia z p³uczk¹ w luŸnych lub silnie zwietrza³ych utworach.
5. Rdzenie nale¿y sk³adowaæ w skrzynkach o d³ugoœci 1 m, czytelnie opisanych. Rdzenie nale¿y sfotografowaæ po odtworzeniu sposobu zalegania ska³ z widocznym opisem numeru otworu i jego g³êbokoœci. Nale¿y obliczyæ wskaŸnik RQD.
6. Ka¿dy otwór nale¿y odwierciæ pod nadzorem uprawnionego geologa, który sporz¹dzi kartê otworu.
7. Geolog i wiertacz prowadz¹ dzienniczki z rejestracj¹ informacji pozyskanej w trakcie wiercenia.
8. Wyznaczone otwory nale¿y przygotowaæ do pomiarów georadarem otworowym i/lub kamer¹ otworow¹. Dla badania kamer¹ otworow¹ otwór pozostawiæ bez rurowania, natomiast dla georadaru orurowaæ rurami PCV œrednicy wewnêtrznej minimum 90 mm.
9. Ka¿dy otwór nale¿y zlikwidowaæ szczelnie za pomoc¹ zaczynu cementowego.
44
6.3. Rozpoznanie pustek i stref rozluŸnieñ w s¹siedztwie otworu kontrolno-iniekcyjnego
6.3.1. W p r o w a d z e n i e
Rozpoznanie stanu górotworu w s¹siedztwie otworów wiertniczych mo¿liwe jest do przeprowadzenia ró¿nymi metodami. Do najbardziej efektywnych nale¿y rozpoznanie meto-dami geofizycznymi. W tym celu mo¿na zastosowaæ metody geofizyki otworowej oraz ró¿nego rodzaju badania metod¹ grawimetryczn¹, sejsmiczn¹, georadarow¹ lub geoelek-tryczn¹.
Skutecznym sposobem rozpoznania stanu zniszczenia górotworu jest pomiar georadarem otworowym. Umo¿liwia on bezinwazyjne rozpoznanie w promieniu od kilku do kilkunastu metrów od otworu w zale¿noœci od warunków pomiarowych i zastosowanej czêstotliwoœci anteny. Wynik tego pomiaru uzupe³niony o rozpoznanie geofizyczne na etapie projekto-wania oraz informacje geologiczne pozyskane w trakcie wiercenia powinien daæ wystarcza-j¹co zadowalaj¹c¹ odpowiedŸ o po³o¿eniu pustek i rozluŸnieñ lub ich braku w s¹siedztwie otworu kontrolnego.
W pracach uzdatniaj¹cych przyjmuje siê nastêpuj¹cy schemat rozpoznania pustek i stref rozluŸnieñ w s¹siedztwie otworów kontrolnych:
1. Wykonaæ otwór kontrolny na ca³ej projektowanej d³ugoœci o œrednicy min. 90 mm z poborem rdzenia i zabezpieczyæ perforowan¹ rur¹ PCW. Nale¿y dopracowaæ tech-nologiê pozostawienia niezabudowanego dolnego odcinka otworu o d³ugoœci 2 m dla potrzeb tamponowania np. zat³oczenia izoluj¹cej warstwy œrodków chemicznych (np.
piany poliuretanowej).
2. Pozyskane rdzenie nale¿y u³o¿yæ w skrzynkach odtwarzaj¹c zaleganie ska³, a nastêpnie obliczyæ wskaŸnik RQD np. wzd³u¿ osi rdzenia. Po opisaniu skrzynki numerem otworu i g³êbokoœci¹ pobrania rdzenia nale¿y je sfotografowaæ. Fotografie maj¹ byæ do³¹czone do karty otworu. W karcie otworu nale¿y zamieœciæ kolumnê z obliczonym wskaŸnikiem RQD z ka¿dego jednometrowego odcinka rdzenia.
3. Wykonaæ w otworze pomiar anten¹ georadarow¹ 100 MHz. Radarogram nale¿y wykonaæ dwukrotnie dla celów porównawczych przy wprowadzaniu i wyprowadzaniu anteny z otworu.
4. W szczególnych wypadkach wystêpowania du¿ych pustek lub zawodnionego górotworu nale¿y rozwa¿yæ zastosowanie kamery otworowej.
5. Wykonaæ analizê po³o¿enia pustek i stref rozluŸnieñ w odniesieniu do obrazu geo-radarowego, informacji pozyskanych w trakcie wiercenia oraz wynikaj¹cych z opisu rdzenia, a zw³aszcza zmian wartoœci wskaŸnika RQD zamieszczonych w karcie otworu i innych badañ geofizycznych wykonanych na etapie projektowania. Analizê tê nale¿y do³¹czyæ wraz z radarogramem do karty otworu.
6. W razie potrzeby zaprojektowaæ dodatkowe otwory kontrolne w s¹siedztwie. Decyzjê w tej sprawie podejmuje geolog w uzgodnieniu z projektantem.
6.3.2. R o z p o z n a n i e g e o r a d a r e m o t w o r o w y m
Pomiar metod¹ georadarow¹ daje wystarczaj¹ce zobrazowanie po³o¿enia pustek i stref
Pomiar metod¹ georadarow¹ daje wystarczaj¹ce zobrazowanie po³o¿enia pustek i stref