Бақылау сұрақтары:
1. Дайындық процестерге қандай жұмыстар кіреді?
2. Территорияны тазалау қандай жұмыстардан тұрады?
3. Топырақтың құнарлы қабатын қалай алады?
4. Топырақты қопсыту процесі қалай жүреді?
5. Территорияны құрғату жұмысы қалай жүзеге асырылады?
6-ші Дәріс. Топырақтардың қасиеттерін жақсартудың физикалық тәсілдері
Физикалық тәсілдерге топырақтарда физикалық процестер өту олардың қасиеттерін жақсартуды қамтамасыз ететіндері: ашық су төкпе, су төмендету, тампонаж, жасанды тондату жатады.
Ашық су төкпе. Ашық су төкпемен қазаншүнқыр өндегенде сутартқыш топырақта ойма табанының ең төмен бөлігінде жасалатын шүнқырға кішкентай еңіс береді, одан суды сорғыштармен тартып шығарады және оймадан 100 м кем емес қашыққа су бұрғыш ор немесе науалармен бұрып жіберуден тұрады (6.1-сурет).
6.1-сурет Ашық су төкпе үлгісі
1 – шпунтты қоршау; 2 – су жинағыш шұңқыр; 3 – соратын шланг;
4 – сорғыш; 5 – су бұрғыш науа
Суды жасанды төмендетеу мәні өңдеу нөлдік белгісінен төмен жер астындағы судын гидростатикалық денгейін төмендету болады. Ол женіл қүбыр сүзгі қондырғылар көмегімен, эжекторлы қондырғылармен, су сіңіру және су төмендету скважиналар жасаумен жүзеге асырылады.
Кез келген тәсілді қолдану ең алдымен сулы топырақтардың өткізгіштігі, су тұтқыш горизонт қуаты, оның гидравликалық ерекшеліктері және жер астындағы сулардың деңгейін төмендету қажет теренділігімен анықталады.
Жеңіл құбыр сүзгі қондырғыларды (ЛИУ) құмды шөгінділерде жер астындағы суларды 4-5 м терендікке жасанды төмендету үшін қолданады.
Су төмендету – су төмендетуші қондырғылардың әр түрлі үлгілері бойынша орналасумен жүзеге асырылуы мүмкін: ұзындық, айналмалы, алаңшалы, бір және көп қабатты. Қазаншұңқырлар құрғатуда ең кең тараған су төмендеткіш қондырғының нұскалы үлгісі болады (6.2-сурет).
ЛИУ жинағына кіретіндер: құбыр сүзгілері диаметрі 150 мм су жинағыш коллектор және қондырғының үздіксіз жұмыс істеуін қамтамассыз ету үшін екі центрден тепкіш сорғыштар, оның біреуі сақтық қоры болады.
Құбыр сүзгі диаметрі 45-50 мм, ұзындығы 8,5 м дейін құбырдан тұрады, оның төменгі ұшына екі құбырдан тұратын сүзгі үзбесі қосылады: жалпы құбырдың жалғасы болатын диаметрі 38 мм ішкі және су өткізу үшін біркелкі тесіктерге бөлінген диаметрі 60 мм сыртқы болады. Сыртқы құбыр шиыршық бойынша диаметрі 3 мм сыммен оралады, сонымен қатар сүзгі және қорғаныш торлармен қапталады. Сүзгіш үзбе ұштықпен аяқталады, оның ішінде домалақ және айналмалы қақпақтар орналасады.
Құбыр сүзгілерін әдетте құламаның жиегінен 0,5 м аралықта құрғататын қазаншұңқыр периметрі бойынша орналастырады. Егер жер астындағы сулардың деңгейін 4-5 м артық төмендету қажет болса, онда құбыр сүзгілерді екі қабатпен (яруспен) жинақтайды.
Құбыр сүзгілер санын мына формула бойынша анықтауға болады:
мұндағы:
Q – су ағып келудің қысымы (напор притока воды), м3/сағ;
q – бір құбыр сүзгінің өткізу қабілеті.
Құбыр сүзгілерінің адымы:
мұндағы:
Р – қазаншұңқырдың периметрі, м;
N – құбыр сүзгілер саны.
6.2-сурет Құбыр сүзгілерімен су төмендетудің технологиялық үлгілері
а) – құбыр сүзгілері орналасқан қазаншұңқыр планы;
б) – құбыр сүзгілерін екі қабатпен орналастыру;
в) құбыр сүзгілерін ұзын орды бойлай бір қатармен орналастыру
1 – коллектор; 2 – сондай коллектор, екінші қабаттікі; 3, 4 – батырылатын құбырлар;
5 – сорғыш; 6 – гидравликалық қисық сызық
Су сіңіруші скважиналар арқылы су төмендету мынадай жағдайда қолданылады, егер өнделетін жердің су тұтқыш горизонты жоғары сүзгіш қабілеті бар су өтпейтін қабатпен бөлінген болса, бірақ онда жер астынадағы су болмаса. Бұл тәсілдің мәні мынада: су түтқыш горизонт диаметрі 100-150 мм тік скважиналар жүйесімен су өтпейтін қабат астында жатқан құрғақ (су сіңруші) горизонтпен қосылады. Және де бұл скважиналар болашақ қазаншұңқырдың периметрі бойынша бұрғыланады, осының нәтижесінде депрессия шұңқыр шегінде қүрғатылған топырақ зонасы пайда болады.
Су төмендетуші скважиналар арқылы су төмендету терең өндірулерді өткенде, қашан жер астындағы сулардың деңгейін 20 м және одан да артық төмендеткенде қолданылады.
Бұл тәсілдің мәні, белгілі қашықтауға болашақ өндірудің айналасында төменгі жағында сүзгімен жабдықталған диаметрі 150 мм кем емес су төмендететін скважиналар бұрғылаудан тұрады. Әр скважина ішіне ұйғарылған гидродинамикалық деңгейден 1-2 м төмен, бірақ сүзгіден жоғары су қабаты астына арнайы сорғыш түсіріледі, оның өнімділігі скважинаға ағып келетін есеп судан артық болады. Бір-бірінен құбыр сүзгілер әсерінің екі радиусынан аз аралықта орналасқан скважиналар жүйесінен суды сорып шығару процесінде біртіндеп өндіру орналастыруға жеткілікті өлшемдері бар құрғатылған топырақ зонасы құралады.
Тампонаж тәсілі сүзу коэффициенті 80 м³/ тәул, артық жарықтау және ірі тесікті топырақтарға тампонажды ерітінділер мен қоспаларды қысып толтырудан тұрады, олар әрекеттестік нәтижесінде топыраққа су сіңірмеушілік және бүтіндігін күшейтеді (6.3-сурет).
Тампонажды қоспаларды қысып толтыру болашақ өндіру айналасында орналасқан тампонажды скважиналар жүйесі арқылы жасалады. Тампонаждың үш түрі болады: цементтеу, балшықтау және битумдау.
Топырақты жасанды тоңдату тәсілі құрылыс жұмыстарын жүргізгенде қазаншұнқырға жер астындағы су немесе су сінірген тұрақты емес топырақтар кіруге кедергі болатын тоңдатылған топырақтан жасанды берікті су өтқізбейтін қоршау жасаудан тұрады. Топырақты тондату үшін қазаншұнқыр периметрі бойынша су тұтқыш топырақтардың қалындығы бойымен су өтпейтін қабатка 2-3 м терендетіп скважиналар бұрғылайды, соңан соң скважиналарға тондатқыш құбырлар (қоректендіруші) түсіреді (6.4-сурет).
Колонкалардың қоректендіруші құбырларын мұздататын станцияға біріктірілген арнайы құбырларға (тұздық құбырлары) қосады.
Құбырлар мен колонкалар бойынша теріс температурада сұйык күйінде қала беретін қабілеті бар хлорлы кальций ертіндісі (тұздығы) айналып жүреді. Тұздықты мұздатқыш станцияда суытады және сорғышпен үлестіруші аспапқа қысып толтырады, ол қайтадан колонкалардан қоректендіруші құбырлар бойынша біркелкі таратылады.
6.3-сурет Суға шылыққан топырақтарды цементтеумен тампонаждау
1 – цементтеу скважинасы; 2 – кондуктор; 3 – цементтеу сорғышы; 4 – араластырғыш;
5 – дозалағыш-сорғыш; 6 – бекітілген топырақтан жасалған қабырғаның планы
Колонканың түбіне жетіп, қысым әсерімен тұздық қоректендіруші құбыр және тозаңдатқыш колонка арасындағы саңылау бойынша жоғары көтеріледі. Сонымен жылу алмасу туады, яғни колонканы қоршаған топырақтың жылуын алады, оның температурасын төмендетеді және оны бірте-бірте қатырады. Сонан соң тұздық қайтадан колектор және тоңазытқыш станциясына жаңадан мұздату үшін түседі және цикл қайталанады. Осының нәтижесінде әр колонканың айналасында цилиндр түрінде мұздатылған топырақ сілемдері пайда болады, олардың көлемдері одан арғы тоңдату процесінде ұлғады және олар тоңазытылған қазаншұңқыр айналасында мұздатылған топырақтан бірыңғай және тұйық сілем жасайды. Тек ол еріп кетпеу үшін мұздатқыш станциясы құрылыстың барлық кезеңінде жұмыс істеу керек.
6.4-сурет Топырақты жасанды тоңдату тәсілінің үлгісі
1 – суытқыш құбырлар (колонкалар); 2 – тоңдатқыш құбырлар; 3 – қоректендіруші құбыр;
4 – мұздатқыш қондырғысына қосатын құбырша; 5 – мұздатылған топырақ;
6 – жібіген топырақ
Негізгі әдебиет: 1 [52-59]