Разработка проекта инженерно-геологических изысканий. Часть 3

Страницы: 1 2 3

---

3.3.1   Буровые работы

Геолого-технические условия бурения

Буровые скважины при инженерно-геологических изысканиях проходятся для изучения геолого-литологического разреза, отбора образцов грунта на лабораторные испытания, а также проведения различных опытных работ. Данным проектом предусмотрено бурение 3-х скважин, глубиной 12 м [14].

ИГЭ-2. Глина легкая с прослоями тяжелой пылеватая тугопластичная слабозаторфованная, мощностью 2,7-4,1 м.

ИГЭ-3. Суглинок тяжелый с прослоями легкого пылеватый текучепластичный с примесью органических веществ, с прослоями мягкопластичного, текучего и глины, мощностью 8,4-9,8 м.

ИГЭ-4. Суглинок тяжелый с прослоями легкого песчанистый текучепластичный с прослоями текучего, мощностью 1,2-2,6м.

Геологический разрез представлен устойчивыми породами (глинами, суглинками), поэтому бурение будет вестись без закрепления стенок скважин, Условия производства работ являются средними, так как это равнинный участок.

Конструкция инженерно-геологических скважин

В     основу     разработки     типовых     конструкций     инженерно- геологических скважин положены следующие принципы:

1. Конструкции скважин должны отвечать современному состоянию производства изысканий и возможному их техническому прогрессу;
2. Конструкции скважин должны исходить или, по крайней мере, учитывать существующие нормативно-методические документы;
3. Конструкции скважин в известном смысле должны учитывать современное техническое оснащение буровыми станками.
4. Должны учитывать возможность применения самых прогрессивных способов бурения;
5. Конструкции скважин должны способствовать повышению экономической эффективности буровых работ и инженерно-геологических изысканий в целом [13].

По назначению скважины подразделяются на зондировочные, разведочные, гидрогеологические и специального назначения. Проектируется бурение разведочных скважин. Назначение разведочных скважин заключается в детальном изучении геологического разреза. Образец грунта (керн), извлекаемый из разведочной скважины, служит для определения особенностей геологического разреза, последовательности в залегании слоев грунта, их мощности и положения контактов, текстурных и структурных особенностей грунта (слоистость, отдельность, дисперсность, тип структуры, наличие промазок, гнезд, включений и т.д.), плотности и консистенции грунта, соответствующих природным условиям, влажности и водоносности грунта.

Всего выделено три типа скважин. Каждый тип определяется глубиной и диаметром скважины. Глубина скважин на данном участке составляет 15 м, поэтому применяется второй тип, который объединяет скважины средней глубины (до 50 м). Бурение этих скважин осуществляется главным образом перевозимыми и самоходными буровыми установками. В этом типе выделяют три группы скважин. Необходимо применить вторую группу скважин, требующих закрепление обсадными трубами только начальных интервалов [13].

Конструкция скважины показана на листе 5 графических приложений.

Выбор способа бурения

Вид и способ бурения необходимо выбирать в зависимости от свойств проходимых грунтов, назначения и глубины скважин, а также условий производства работ и имеющихся технических возможностей. При этом выбранный способ бурения должен обеспечивать удовлетворительное качество инженерно-геологической информации о грунтах и достаточно высокую производительность.

Скважины планируется пройти колонковым механическим способом «всухую» с полным отбором керна.

Вращательное (колонковое) бурение является одним из наиболее широко применяемых на инженерных изысканиях способов проходки скважин. Основными преимуществами его являются возможность проходки скважины почти во всех разновидностях горных пород, простота технологии, высокое качество производства работ, повышенная производительность, возможность получения керна без нарушения природного сложения грунта [14].

Диаметр породоразрушающего инструмента 132 мм. Крепление стенок скважины обсадными диаметром 146 мм. Выбор буровой установки

Для бурения скважин на глубину до 50 м при изысканиях можно использовать буровую установку УГБ-1ВС (рис. 3.1). Установка УГБ-1ВС смонтирована на шасси автомобиля высокой проходимости ГАЗ-66-02. Техническая характеристика приведена ниже в таблице 3.6.

В комплект основного бурового инструмента для колонкового бурения «всухую» входят расширители, кернорватели, колонковые трубы, бурильные трубы, твердосплавные коронки.

Твердосплавные коронки представляют собой породоразрушающий инструмент, при помощи которых углубляется скважина. Основные размеры твердосплавных коронок, наружный диаметр коронок мм 132.

Рис. 3.1 – Буровая установка УГБ-1ВС

Таблица 3.6 – Техническая характеристика установки УГБ-1ВС

 

Бурильные трубы служат для спуска бурового снаряда в скважину, передачи вращения породоразрушающему инструменту с поверхности от вращателя станка, передачи осевой нагрузки на забой скважины, подъема бурового снаряда из скважины, транспортировки керна и ликвидации аварий. Проектируется использование (ОН-41-1-68, ВТУ 01-70) 54 мм.

Колонковые трубы предназначены для приёма керна, последующей транспортировки его на поверхность и поддержания нужного направления ствола скважины в процессе бурения.

Обсадные трубы предназначены для закрепления неустойчивых стенок скважин, перекрытия напорных и поглощающих горизонтов, изоляции вышележащих толщ от продуктивных залежей с целью их опробования или эксплуатации и для других целей.

Образцы нарушенного сложения отбирают из инструмента, которым углубляют скважину; для отбора образцов ненарушенного сложения применяют специальные устройства – грунтоносы (рис.3.2).

Рис.3.2 – Грунтонос вдавливаемый

ГВ-4 для суглинка мягкопластичного и полутвердого (таблица 3.7). Породы ненарушенной структуры отбирают с помощью породоразрушающего инструмента, здесь вдавливаемым грунтоносом, наружным диаметром 132 мм [14].

Таблица 3.7 – Основные параметры и назначение грунтоноса нормального ряда для отбора монолитов из скважин

 

3.3.1   Опробование

Отбор проб является важной операцией во многом определяющей правильность конечных результатов опробования и оценки инженерно- геологических условий строительства сооружений. В процессе проведения инженерно-геологических изысканий предусматривается отбор образцов с ненарушенной структуры (монолиты).

Монолиты отбираются с помощью грунтоносов в виде куска грунта, а насыпной грунт из породоразрушающего инструмента. Высота монолита должна быть не менее его диаметра. На ненарушенных образцах грунта сразу же после извлечения должен быть указан «верх». С целью сохранения естественной влажности монолиты на месте отбора немедленно изолируют от наружного воздуха – производят консервацию способом парафинирования. Для этого на верхнюю поверхность монолита кладут этикетку, смоченную в парафине. Затем монолит обматывают двумя слоями марли и парафинируют, толщина парафиновой оболочки должна быть не менее 2-3 мм, сверху на монолит приклеивают второй экземпляр этикетки, смоченный в парафине.

Транспортировка и хранение образцов.

Монолиты грунта при транспортировки не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям.

Отбор, упаковку, транспортировку и хранение образцов осуществляют согласно ГОСТ 12071-2000 [22].

3.3.2 Статическое зондирование

Проектом предусматривается проведение опытов статического зондирования. Согласно ГОСТ 19912-2012 [23]. Статическое зондирование применяется для испытания немерзлых и талых песчано-глинистых грунтов, содержащих не более 25 % частиц крупнее 10 мм. Метод основан на том, что песчано-глинистые породы в зависимости от их состава и свойств оказывают различное сопротивление при задавливании в породу зонда с коническим наконечником. Результаты статического зондирования оформляются в виде графиков зависимости изменения удельного сопротивления грунта под конусом зонда (q) от глубины и изменение сопротивления грунта по боковой поверхности (Q) от глубины.

Проектом предусматривается использование установки статического зондирования грунтов УСЗ 15/36А на базе автомобиля КАМАЗ 43114 (рис.3.3). Технические характеристики установки УСЗ 15/36А приведены в табл. 3.8. Комплект аппаратуры для статического зондирования грунтов ТЕСТ-К4 производства ЗАО «ГЕОТЕСТ» приведен на рис.3.4.

Рисунок 3.3 – Установка статического зондирования УСЗ 15/36А

Рисунок 3.4 – Комплект аппаратуры для статического зондирования грунтов ТЕСТ-К4

Таблица 3.8 – Технические характеристики установки УСЗ 15/36А.

Основные параметры зондов, используемых в аппаратуре ТЕСТ-К4:

1. Диаметр основания конуса 35,7 мм.
2. Угол при вершине 60 град.
3. Диаметр муфты трения 35,7 мм.
4. Длина муфты трения 150, 250, 310 мм.
5. Диапазон измерения удельного сопротивления грунта по конусу 0,2-50 Мпа.
6. Диапазон измерения удельного сопротивления грунта по муфте трения 0,6-571 кПа.
7. Диапазон измерения порового давления 5-2000 кПа.
8. Угол отклонения от вертикали 1-20 град.
9. Основная погрешность измерения параметров не более 2,5 %.

Проектом предусматривается статическое зондирование выполнять зондом с длиной 250 мм. Для расчленения разреза на литологические разности предусматривается шаг измерения 0,2 м. Результаты зондирования сохраняются в контроллере и передаются в ПК для последующей обработки. В связи с наличием гравийного грунта на глубинах от 20,3-22,3 м до

22,9-23,9 м статическое зондирование данного грунта и нижележащих грунтов нецелесообразно. Для грунтов, залегающих ниже подошвы гравийного грунта, проектом предусматривается проведение прессиометрических испытаний.

3.3.3   Штамповые испытания

Для определения деформационных характеристик грунтов в полевых условиях проектом предусматривается выполнить по 3 испытания, на каждый инженерно-геологический элемент (всего 15 испытаний), винтовым штампом (IV типа) диаметром 600мм при максимальной нагрузке до 1,0 МПа, согласно ГОСТ 20276-2012 [24].

Проектом предусматривается использование винтового штампа ШВ 60 производства ЗАО «ГЕОТЕСТ» (рис.3.5). Технические характеристики штампа ШВ 60 приведены в табл. 3.7.

Испытание грунта штампом проводят для определения модуля деформации Е для крупнообломочных грунтов, песков, глинистых, органоминеральных и органических грунтов.

Характеристики определяют по результатам нагружения грунта вертикальной нагрузкой в забое горной выработки с помощью штампа.

Рисунок 3.5 – Винтовой штамп ШВ 60 (комплект)

Таблица 3.9 – Технические характеристики штампа ШВ 60

 

Результаты испытаний оформляют в виде графиков зависимости осадки штампа от нагрузки.

 

3.3.4   Лабораторные работы

После окончания полевых работ проводятся лабораторные исследования. Выбор вида и состава определений характеристик грунтов производиться в соответствии с видом грунта, этапа изысканий, характера проектируемого здания, а также прогнозируемых изменений инженерно- геологических условий по СП 47.13330-2011 [44].

Лабораторные работы выполняются для определения состава, состояния, физических, механических, химических свойств для выделения классов, групп, подгрупп, типов, видов и разновидностей в соответствии с ГОСТ 25100-2012 [20], определения их нормативных и расчетных показателей, выявления степени неоднородности грунтов по площади и глубине, выделение ИГЭ, прогноза состояния грунтов в процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Для обеспечения правильности, надежности и точности результатов лабораторных исследований необходимо соблюдать определенные общие требования:

• знать соответствующий материал;
• знать и выполнять методику испытаний;
• соблюдать определенный режим испытания горных пород;
• знать устройство приборов и установок;
• ясно представлять, что на результате исследований очень большое влияние оказывают несоблюдение требований к весу, размеру и форме образцов;
• внимательно и аккуратно проводить необходимые наблюдения, замеры и подсчеты при определении показателей свойств грунтов;
• строго соблюдать правила техники безопасности;
• уметь анализировать и критически оценивать полученные результаты определений.

Лабораторными методами изучается гранулометрический состав, естественная влажность (We), влажность на пределе текучести (W_L), пластичность (W_Р), показатели пластичности (I_Р) и текучести (I_L), модуль деформации (Е), сцепления (С) и угол внутреннего трения (φ), плотности (ρ, ρ_s).

Естественную влажность грунтов (We) определяют методом термостатической сушки по ГОСТ 5180-84 [25]. Верхний предел влажности на границе текучести (W_L) определяют методом балансированного конуса Васильева А.И.

Породу предварительно подготавливают к проведению опыта, разбавляя ее водой до однородной массы. Затем устанавливают балансирный конус на поверхность грунта, и если за 5 секунд он погружается в породу на 10 мм, то влажность ее равна пределу текучести, потом берут навеску грунта и определяют ее влажность.

Рисунок 3.6 – Определения границы раскатывания

Нижний предел влажности (W_P) определяется методом раскатывания в жгут по ГОСТ 5180-84 (рис. 3.6)[25]. Грунтовую массу раскатывают на стекле в жгут диаметром 3 мм, потом собирают в комок и опять раскатывают, пока жгут не начнет трескаться на кусочки длиной 3-10 мм. Такое состояние породы указывает, что предел пластичности достигнут. Набирают 10-15 г кусочков взвешивают, высушивают и определяют W_Р [40].

Показатели пластичности (I_Р) и текучести (I_L) определяют по формулам:

I_Р = W_L— W_Р, %

I_L = (We – W_Р)/I_Р, %

Рисунок 3.6 — Определение методом раскатывания

где, W_L – влажность на пределе текучести, W_Р – влажность на пределе пластичности, We – естественная влажность.

Плотность грунта определяется методом режущего кольца по ГОСТ 5180-84 [25], по десять испытаний для каждого ИГЭ. Для проведения опыта необходимо кольцо из металла, штангенциркуль, нож, весы. Сначала взвешивают кольцо, затем кольцо с грунтом, тем самым узнают чистый вес грунта, затем определяют плотность по формуле:

ρ = m / V, г/см³,

где m — вес грунта, г объем грунта, см³.

Плотность частиц грунта (ρ_s) определяется пикнометрическим методом по ГОСТ 5180-84 [40]. Для проведения опыта необходимы: пикнометр емкостью 100 см³, весы, ступа с пестиком, сито (диаметр 2 мм), бюксы, сушильный шкаф, баня песчаная, термометр. Пикнометр взвешивают с водой налитой до отметки, затем взвешивают вместе с грунтом, потом кипятят 30 минут. Охлаждают, добавляют воды по нижнему краю мениска и опять взвешивают. Затем на основании полученных данных вычисляют удельный вес по формуле:

ρ_s =m/(m+ m₁ m₂), г/см³,

где m       масса сухой породы, m₁          масса пикнометра с водой,

m₂       масса пикнометра после кипячения. Полученные данные записывают в журнал.

Механические свойства грунтов будут определяться в соответствии с ГОСТ 12248-2010 [26].

Деформационные свойства грунтов будут изучаться на образцах природной влажности и насыщенных водой в приборах АКР-2 с площадью кольца 60 см2. Нагрузка передается ступенями по 0,05 МПа (0,5 кг/см²) со стабилизацией осадок на каждой ступени нагрузки. На ступени 3,0 кг/см² будет производится замачивание грунта, в случае относительной просадки более 0,01, из монолита вырезается второе кольцо для испытания грунта в водонасыщенном состоянии. Модуль деформации подсчитывается с коэффициентом β, учитывающим отсутствие поперечного расширения грунта в одометре, и коэффициентом mk (коэффициент Агишева), учитывающим переход от испытаний в приборе к работе грунта в массиве.

Определение деформации морозного пучения проводится в соответствии с требованиями ГОСТ 28622-2012 «Метод лабораторного определения степени пучинистости» [27].

Прочностные характеристики грунтов будут определяться на сдвиговых приборах СППА-40/35-10 конструкции ООО НПП «ГЕОТЕК».

Гранулометрический состав согласно ГОСТ 12536-79 [28], будет выполняться ситовым и ареометрическим методом.

В лабораторных условиях согласно СП 47.13330.2012 [21] приложение Е будут выполняться исследования коррозионной активности грунтов к стали, бетону, свинцу и алюминию.

Для определения коррозионной активности грунтов к стали будет оцениваться удельное электрическое сопротивления грунтов и плотность катодного тока согласно ГОСТ 9.602-2005 [29]. Для этих измерений проектом предусматривается использование комплексного анализатора коррозионной активности грунта «АКАГ» (рис. 3.12).

Рисунок 3.8 – Комплексный анализатор коррозионной активности грунта «АКАГ»

Для определения коррозионной активности грунтов к бетону, свинцу и алюминию предусматривается определения химического состава водной вытяжки из грунтов, согласно ГОСТ 9.602-2005 [29] по следующим показателям: рН; НСО₃; Cl; SO₄; Mg; Ca; Na; K.

При выполнении лабораторных работ ведутся журналы согласно ГОСТ 5180-84 [25], ГОСТ 12248-2010 [26], ГОСТ 9.602-2005 [29].

3.3.5   Камеральные работы

Целью камеральных работ является составление отчета по результатам полевых работ и лабораторных исследований грунтов, в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96, СП 11-15-97, ГОСТ 25100- 2011, ГОСТ 20522-96. Отчет снабжается необходимыми выводами и рекомендациями, качественным прогнозом изменений инженерно- геологических условий при строительстве и эксплуатации сооружения.

При камеральной обработке будут использованы следующие программы:

Microsoft Word – для написания текстовой части отчета;

Microsoft Excel – для вспомогательных вычислений и составления таблиц;

AvtoCad 2012 – для составления графической части отчета;

 

GeoExsplorer    –     для     обработки     статического     зондирования (производитель ЗАО «ГЕОТЕСТ»);

АСИС   –   для   обработки   механических   испытаний   грунтов   в лаборатории (производитель ООО НПП «ГЕОТЕК»);

СТАТИСТИКА   –    для    статистической    обработки   результатов лабораторных испытаний (разработана силами ЗАО «Керн»).

5.   СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ ПРИ ИЖЕНЕРНО- ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЯХ

5.1 Производственная безопасность

5.1.1   Анализ опасных и вредных производственных факторов

Производственная безопасность человека определяется характером труда, его организацией, взаимоотношением, существующим в трудовых коллективах, организацией рабочих мест, наличием опасных и вредных факторов в среде обитания.

В соответствии с установленными задачами изысканий определены следующие виды работ:

• топогеодезические работы;
• буровые работы;
• опробование грунтов;
• полевые исследования грунтов; лабораторные работы;
• камеральные работы.

Для запроектированных работ выявлены вредные и опасные факторы, классификация, которых проведена на основании ГОСТ 12.0.003-74 (табл. 5.1) [30].

Таблица 5.1 – Основные элементы производственного процесса, формирующие вредные и опасные факторы при выполнении инженерно-геологических работ

*Пожароопасность рассмотрена в подразделе 5.3.

5.1.2    Анализ выявленных вредных факторов и обоснование мероприятий по защите от их воздействия

Полевой этап

Отклонение показателей микроклимата на открытом воздухе

Трудовая деятельность человека всегда протекает в определенных метеорологических условиях. Они определяются сочетанием температуры воздуха, скорости его движения, относительной влажности,  барометрическим давлением и тепловым излучением от нагретых поверхностей. Если работа выполняется на открытых площадках, то метеорологические условия определяются климатическим поясом и сезоном года. Неблагоприятные климатические условия могут негативно сказываться на здоровье человека, снижать его трудоспособность и производность труда.

Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах.

Оптимальные показатели распространяются на всю рабочую зону, а допустимые устанавливают раздельно для постоянных и непостоянных рабочих мест в тех случаях, когда по технологическим, техническим или экономическим причинам невозможно обеспечить оптимальные нормы.

Таблица 5.2 – Оптимальные и допустимые нормы параметров микроклимата в рабочей зоне

 

Основное требование к одежде, предназначенной для использования в жарких условиях, является ее достаточная гигроскопичность, влагоемкость, воздухо-, паропроницаемость. Пригодны хлопчатобумажные, льняные, сетчатые и ворсистые ткани, не прилегающие плотно к телу. Для спецодежды рекомендуется использовать светлые оттенки: светло-серые, зеленые, желтые.

Превышение уровней шума и вибрации

С точки зрения безопасности труда в геологоразведочном деле вибрация и шум — одного из наиболее распространенных вредных производственных факторов на производстве (эксплуатация буровых станков при бурении скважин, производство гидрогеологических откачек). Шум и вибрация относится к механическим колебаниям.

Шум и вибрация оказывают вредное воздействие на организм человека. Сильный шум нарушает нормальную деятельность нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной системы, вызывает переутомление.

Нормируемые параметры шума определены ГОСТ 12.1.003-83 [31]

«Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы».

Таблица 5.3 – Допустимые уровни звукового давления и эквивалентного уровня звука на рабочем месте (ГОСТ 12.1.003-83)

Превышение уровней вибрации

Источниками вибрации при производстве полевых работ является:

• буровая установка;
• транспортная вибрация.

Под действием вибрации у человека развивается вибрационная болезнь. Наиболее опасна для человека вибрация с чистотой 16-250 Гц. В результате развития вибрационной болезни нарушается нервная регуляция, теряется чувствительность пальцев, расстраивается функциональное состояние внутренних органов.

По способу воздействия на организм вибрация подразделяется на:

общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

локальную,   передающейся  через   руки   человека   или   через   ноги сидящего.

Нормативные требования по защите от вибраций установлены ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ [32].

Таблица 5.4 – Гигиенические нормы вибраций по СН 2.2.4/2.1.8.566-96

Для того, чтобы снизить вредное воздействие шумов и вибраций на буровой необходимо производить своевременный профилактический осмотр и ремонт, подтягивание ослабевших соединений, своевременно смазывать вращающиеся детали.

Тяжесть и напряженность физического труда

Тяжесть труда является количественной характеристикой физического труда. Напряженность труда — количественная характеристика умственного труда. Она определяется величиной информационной нагрузки.

На производстве различают четыре уровня воздействия факторов условий труда на человека:

• комфортные условия труда обеспечивают оптимальную динамику работоспособности человека и сохранение его здоровья;
• относительно дискомфортные условия труда при воздействии в течение определенного интервала времени обеспечивают заданную работоспособность и сохранение здоровья, но вызывают субъективные ощущения и функциональные изменения, не выходящие за пределы нормы;
• экстремальные условия труда приводят к снижению работоспособности человека, не вызывают функциональные изменения, выводящие за пределы нормы, но не ведущие к патологическим изменениям;
• сверхэкстремальные условия труда приводят к возникновению в организме человека патологических изменений и к потере трудоспособности. [73]

По тяжести труда различают 3 класса, характеристики которых приведены в Р 2.2.2006-05 (табл. 17) [52]. По показателям тяжести трудового процесса буровые работы относятся к оптимальному классу условий труда. Кроме показателей:

• рабочая поза – класс вредный первой степени (нахождение в позе стоя до 80 % времени смены);
• наклоны корпуса (вынужденные более 30 °), количество за смену – класс допустимый (51-100);
• подъем и перемещение тяжести постоянно в течении рабочей смены

• класс допустимый (до 15 кг)

Для облегчения тяжелого физического труда используют механизированное оборудование, обеспеченное системой органов управления.

Лабораторный и камеральный этапы

Отклонение показателей микроклимата в помещении

Микроклимат производственных помещений- это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей. [73]

Микроклиматические параметры оказывают значительное влияние как на функциональную деятельность человека – его самочувствие и здоровье, так и на надежность работы ЭВМ. Поэтому в помещениях должны соблюдаться следующие параметры микроклимата по СанПиН 2.2.4.548-96 (табл. 5). [52]

Таблица 5.5 – Оптимальные величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений

Для поддержания соответствующих микроклиматических параметров должны применяться вентиляция и кондиционирование воздуха.

Будет использоваться приточная вентиляция. Подачу воздуха осуществляет вентиляционный агрегат VENTUS. Нормы подачи наружного воздуха в помещении, регламентированы СНиП 41-01-2003 [53] (табл. 6).

Таблица 5.6 – Минимальный расход наружного воздуха (СНиП 41-01-2003)

Определение воздухообмена в камеральном помещении

Количество человек в помещении – 3. Определяем количество СО₂, выделяемой одним человеком g = 23 л/ч. Определяем допустимую концентрацию СО₂, тогда х_в = 1,25 л/м³ и содержание СО₂ в наружном воздухе для больших городов х_н = 0,5 л/м³. Определяем потребный воздухообмен по формуле

где L, м³/ч – потребный воздухообмен; G, г/ч – количество вредных веществ, выделяющихся в воздух помещения; n – количество человек;   x_в, л/м³ – предельно-допустимые концентрации углекислоты; x_н, мг/м³ – содержание углекислоты в атмосфере населенных пунктов.

L = 23·3/(1,25 — 0,5) = 92 м³/ч.

Недостаточная освещенность рабочей зоны

Производственное освещение – неотъемлемый элемент условий трудовой деятельности человека. При неправильном освещении происходит быстрое зрительное утомление, снижение работоспособности, общее утомление, психическое напряжение.

В зависимости от источника различают естественное, искусственное и совмещенное освещение. Естественное освещение осуществляется солнцем и рассеянным светом небосвода. Искусственное – лампами накаливания и газоразрядными лампами. Совмещенное освещение представляет собой комбинацию естественного и искусственного освещения [9].

Нормативные требования к освещению жилых и общественных зданий определены СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 [54]. Требования к освещению производственных помещений представлены в таблице 7.

Таблица 5.7 – Нормируемые показатели естественного, искусственного и совмещенного освещения основных помещений общественного здания, а также сопутствующих им производственных помещений

В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ, которые попарно объединяются в светильники. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Освещенность рабочего места должна быть равномерной, не должно быть значительной разницы в освещенности различных участков рабочего места. Светильник должен иметь конструкцию, исключающую ослепление человека. Недостаточную освещенность устраняют при помощи дополнительных источников освещения [9].

Расчет общего равномерного освещения в камеральном помещении Помещение с размерами: длина А = 20 м, ширина B = 6 м, высота Н =

• м.

Необходимая  освещенность   в   помещении   с   ПЭВМ  при   общем

освещении Е = 400 лк (СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03).

Размещение светильников определяется следующими параметрами:    высота помещения Н = 4 м,

расстояние светильников от перекрытия h_c = 0,1 м,

высота светильника над полом, высота подвеса h_n = H – h_c =

3,9 м,

высота рабочей поверхности над полом h_pп = 0,8 м,

расчётная   высота,   высота    светильника    над    рабочей

поверхностью

h = h_n – h_pп = 3,1 м.

Рисунок 5.1 – Основные расчетные параметры

В помещении установлены светильники типа ОД, =1,4. Высота светильника над полом 2,5 метра, а наименьшая высота данного светильника над полом – 3,5 м.

Расстояние между светильниками определяется по формуле:

L=1,4*3,1=4.34 м.

Расстояние l от крайнего ряда светильников до стены принято с учетом L/3. Таким образом, l=1,44 м.

Размещаем светильники в два ряда по 14 штук. При этом разрывы между светильниками равны 0,5 м. С учетом того, что в каждом светильнике по две лампы, общее число ламп N = 56.

Определим площадь помещения:

S=А*В=10*6= 120 м².

Вычислим индекс помещения по формуле:

i = S/h(A+B),

i = 120/3,1(20+6) = 1,4.

Коэффициент отражения стен и потолка примем   _ст= 70% и    _n=50% соответственно.

Значения коэффициента использования светового потока    = 61%. Определить световой поток можно по формуле:

Ф     Eн S   Kз Z ,

N   η

где Е_н – нормируемая минимальная освещённость (выбрана с учетом типа помещения согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03), Лк [18];

S – площадь освещаемого помещения, м²;

K_з – коэффициент запаса, учитывающий загрязнение светильника

Z – коэффициент неравномерности освещения, отношение Е_ср / Е_min.

Для люминесцентных ламп при расчётах берётся равным 1,1;

N – число ламп в помещении;

коэффициент использования светового потока.

Определяем потребный световой поток ламп в каждом из рядов:

Ф      400 *120 *1,5*1,1

56 * 0,61

2318лм

Выбираем ближайшую стандартную лампу – ЛТБ 40 Вт с потоком 2850 лм. Делаем проверку выполнения условия:

Фл.станд

Фл.расч

100%

20%

Получаем:

Фл.станд

-10 % ≤ 18% ≤ +20 %.

Определяем электрическую мощность осветительной установки:

P = 56 * 40 = 2240 Вт

В результате проведенных вычислений можно сделать выводы, что при размере помещения 6 20 м, и количестве люминесцентных ламп 56 шт., расположенных в открытых двухламповых светильниках 56*40 Вт освещенность в помещении удовлетворяет минимальным нормативным требованиям (рис. 6.1.2.2).

Рисунок 5.2 – Схема размещения светильников

Требования  безопасности  с   компьютерами  установлены  «СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. [52]

Таблица 5.8 – Допустимые уровни ЭМП, создаваемые ПЭВМ (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03)

Помещения для ПЭВМ должны иметь естественное и искусственное освещение. При этом для рассеивания естественного света на окнах должны быть установлены жалюзи (занавески, внешние козырьки и т.п.). Расстояние от видеомонитора до глаз пользователя должно быть в пределах 500-700 мм. Рабочий стул (кресло) должен иметь регулировку высоты, угла наклона сиденья и спинки, полумягкое, нескользящее, слабо электризующееся и воздухопроницаемое покрытие. Для предупреждения преждевременной усталости рекомендуется чередовать работу с ПЭВМ и без нее. Установлено, что максимальная напряженность электрической составляющей электромагнитного поля достигается на кожухе дисплея. В целях снижения напряженности следует удалить пыль с поверхности монитора сухой хлопчатобумажной тканью [37].

5.1.3 Анализ выявленных опасных факторов и обоснование мероприятий по защите от их действия

Движущиеся машины и механизмы производственного оборудования; острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструментов и оборудования.

При работе в полевых условиях используются движущиеся механизмы, а также оборудование, которое имеет острые кромки. Скважины будут буриться колонковым способом установкой УГБ 1 ВС. Все это может привести к несчастным случаям, поэтому очень важным считается проведение различных мероприятий и соблюдение техники безопасности. Для этого каждого поступающего на работу человека, обязательно нужно проинструктировать по технике безопасности при работе с тем или иным оборудованием; обеспечить медико-санитарное обслуживание. Основным документом, регламентирующим работу с производственным оборудованием, является ГОСТ 12.2.003-91 [33].

До начала бурения следует тщательно проверить исправность всех механизмов буровой установки и другого вспомогательного оборудования.

Обнаруженные неисправности должны быть устранены до начала работ.

При передвижении буровой установки работники буровой бригады могут находиться только в кабине водителя, причем в количестве, не превышающем указанного в техническом паспорте транспортного средства.

Согласно ГОСТ 12.2.003-91 [33] все опасные зоны оборудуются ограждениями. Согласно ГОСТ 12.4.026-2001 [34] вывешиваются инструкции, и плакаты по технике безопасности, предупредительные надписи и знаки, а так же используются сигнальные цвета. Вращающие части, и механизмы оборудуются кожухами и ограждениями. Своевременно производится диагностика оборудования, техническое обслуживание и ремонт. Средство индивидуальной защиты: каска, которая выдается каждому члену бригады согласно ГОСТ 12.4.011-89 [35].

Электрический ток

Электронасыщенность современного геологоразведочного производства (электрические установки, приборы, агрегаты) формируют электрическую опасность. При производстве геологоразведочных работ в большинстве случаев используется электрическая сеть 380/220 В с глухозаземленной нейтралью. Кроме того, в полевых условиях опасным фактором при работах является электрический ток при грозе (сила тока их достигает 100 Ка, длительность 0.1 сек, напряжение разряда до 150 МВ).

Действие электрического тока на организм человека носит многообразный характер. Проходя через организм человека, электрический ток вызывает термическое, электролитическое и биологическое действие. Общие требования по предотвращению опасного воздействия на людей электрического тока устанавливается системой стандартов ГОСТ Р 12.1.019- 2009 [36].

Основными способами и средствами электрозащиты являются: изоляция тонкопроводящих частей и контроль, установка оградительных устройств, использование знаков безопасности, применение малых напряжений, защитное заземление, зануление, защитное отключение.

Защитное заземление или зануление должно обеспечивать защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции.

Защитное заземление и занулениеэлектроустановок следует выполнять при номинальном напряжении 380 В и выше переменного тока и 440 В и выше постоянного тока – во всех случаях.

С целью предупреждения работающих об опасности поражения электрическим током широко используются плакаты и знаки безопасности. В зависимости от назначения плакаты и знаки безопасности делятся на предупреждающие, запрещающие, предписывающие и указательные.

Лабораторный и камеральный этапы

Электрический ток

Источником электрического тока в помещении может выступать неисправность изоляции токоведущих частей оборудования, неисправность электропроводки, неисправные электроприборы, отсутствие заземления. Все токоведущие части электроприборов должны быть изолированы или закрыты кожухом.

Основная причина смертельных случаев, связанных с поражением электрическим током – нарушение правил работы с электроприборами по ГОСТ 12.1.019-2009 [36].

Реакция человека на электрический ток возникает лишь при прохождении его через тело. Для предотвращения электротравматизма особое значение имеет соблюдение правил технический эксплуатации электроустановок и правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

При гигиеническом нормировании ГОСТ 12.1.038–82 [37] устанавливаются предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок производственного и бытового назначения постоянного и переменного тока частотой 50 и 400 Гц.

Таблица 5.9 – Предельно допустимые уровни напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека при нормальном (неаварийном) режиме работы электроустановок

Допустимым считается ток, при котором человек может самостоятельно освободиться от электрической цепи. Его величина зависит от скорости прохождения тока через тело человека: при длительности действия более 10 с — 2 мА, при 10 с и менее – 6 мА.

В зависимости от условий, повышающих или понижающих опасность поражения электрическим током, все помещения делят на: помещения с повышенной опасностью, особо опасные и помещения без повышенной опасности.

Помещения лаборатории и камеральной обработки материалов относятся к помещениям без повышенной опасности поражения людей электрическим током, согласно ПУЭ, так как они характеризуются отсутствием условий, создающих повышенную или особую опасность, а именно:

• влажность воздуха не превышает 75 %;
•   отсутствие токопроводящей пыли, в связи с отсутствием таковых материалов;
•   отсутствие токопроводящих полов;
•   относительно невысокая температура воздуха.

В помещении лаборатории и камеральной обработки материалов влажность воздуха составляет в среднем 40-50 %, токопроводящей пыли нет, полы деревянные и температура воздуха составляет 20-24 ºС.

Общие требования по электробезопасности отражены в ГОСТ Р 12.1.019-2009[36] и ГОСТ 12.1.038-82 [37].

При работе на ПЭВМ все узлы одного компьютера и подключенное к нему периферийное оборудование должно питаться от одной фазы электросети.

• для отключения компьютерного оборудования должен использоваться отдельный щит с автоматами защиты и общими рубильниками;
• все соединения ЭВМ и внешнего оборудования должны проводиться при отключенном электропитании.

К основным мероприятиям, направленным на ликвидацию причин травматизма относятся:

• систематический контроль состояния изоляции электропроводов и кабелей;
• разработка инструкций по техническому обслуживанию и эксплуатации средств вычислительной техники, и контроль за их соблюдением;
• соблюдение правил противопожарной безопасности;
• своевременное и качественное выполнение работ по проведению планово-профилактических испытаний и предупредительных ремонтов.

Острые кромки, заусеницы и шероховатость на поверхности инструментов

В этом случае опасность исходит от оборудования, применяемого для лабораторных опытов, а именно кольца для определения плотности грунта, инструмент для забивания колец в монолит, а также поверхности лабораторных приборов.

При этом неправильное использование данного оборудования может привести различного рода механическим травмам, а именно порезам, ушибам, ссадинам, переломам.

В целях предупреждения этих травм следует строго соблюдать технику безопасности при работе с технологическим инструментом и оборудованием: использовать перчатки, не использовать оборудование, которое имеет повреждение целостности. Так же к работе должны допускаться лица прошедшие медицинское обследование и инструктаж.

5.1   Экологическая безопасность

5.2.1. Вредные воздействия на окружающую среду и мероприятия по их снижению

Геологическая среда — неотъемлемая часть окружающей среды и биосферы, охватывающая верхние разрезы гидросферы, в которую входят четыре важнейших компонента: горные породы (вместе с почвой), подземные воды (вместе с жидкими углеродами), природные газы и микроорганизмы, постоянно находящиеся во взаимодействии, формируя в естественных и нарушенных условиях динамическое равновесие.

При проведении инженерно-геологических и топогеодезических работ необходимо выполнение следующих правил и мероприятий по охране природы:

не допускается распугивание животных, рыб и других представителей животного мира;

обязательна    ликвидация    возможных    вредных    последствий    от воздействия на природу;

необходимо     вести      борьбу     с      браконьерами     и      проводить профилактическую работу с личным составом;

оставшиеся после рубки пеньки не должны быть выше 10 см;

не допускается разведение костров, за исключением специально оборудованных для этого мест;

не допускается загрязнение водоёмов и участка проведения работ;

для предотвращения пожаров необходимо строго соблюдать правила пожарной безопасности.

Все горные выработки после окончания работ должны быть ликвидированы: скважины — тампонажем глиной или цементно-песчаным раствором с целью исключения загрязнения природной среды и активизации геологических и инженерно-геологических процессов.

После завершения бурения необходимо проводить рекультивацию земли, занятой под буровую установку, в которую входит снятие плодородного слоя почвы и перемещение его в сторону, засыпка всех отстойников и ям, ликвидация загрязнений почвы горюче-смазочными и другими вредными материалами, нанесение ранее снятого слоя почвы.

Кроме того, при изысканиях необходимо выявлять наличие загрязняющих веществ в геологической среде, опасных для здоровья населения, и осуществлять разработку предложений по утилизации и нейтрализации этих веществ, проводить обследование состояния верхнего слоя грунтов и приводить рекомендации по замене грунтов на отдельных участках территории.

Даже несущественный ущерб, нанесенный окружающей среде, может привести к значительным трудно предсказуемым последствиям в будущем.

5.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях

Чрезвычайная ситуация — состояние, при котором в результате возникновения источника чрезвычайной ситуации на объекте, определенной территории или акватории нарушаются нормальные условия жизни и деятельности людей, возникает угроза их жизни и здоровью, наносится ущерб имуществу населения, народному хозяйству и окружающей природной среде

Под источником ЧС понимают опасное природное явление, аварию или опасное техногенное происшествие, широко распространенную ин- фекционную болезнь людей, сельскохозяйственных животных и растений, а также применение современных средств поражения, в результате чего произошло или может возникнуть ЧС [9].

ЧС могут быть классифицированы по значительному числу при- знаков:

• по происхождению (антропогенные, природные);
• по продолжительности (кратковременные затяжные);
• по характеру (преднамеренные, непреднамеренные);
• по масштабу распространения.

ЧС природного характера возникают при естественных природных явлениях, происходящих в окружающей среде, которые могут повлечь или повлекли за собой человеческие жертвы, ущерб здоровью людей и окружающей среде, значительные материальные потери и нарушение условий жизнедеятельности людей. К природным чрезвычайным ситуациям относятся:

геофизические опасные явления — землетрясения, извержения вулканов и т. д.;

геологические опасные явления — оползни, сели, обвалы, лавины, пыльные бури и т. д.;

метеорологические опасные явления — бури, ураганы, смерчи, ливни, снежные заносы, заморозки, суховей, засуха и т. д.;

гидрологические   опасные   явления   —    наводнения,   паводки, половодья, подтопление и т. д.;

гидрогеологические опасные явления — опасно высокие уровни грунтовых вод и т. д.;

природные пожары — лесные, торфяные, пожары степных и хлеб- ных массивов.

Техногенные ЧС связаны с производственной деятельностью человека и классифицируются по типам аварий, которые являются источниками основных видов чрезвычайных ситуаций техногенного характера, и частично характеризуют также сферу и особенности проявления этих опасных событий ГОСТ Р 22.0.07-95 [38].

транспортные аварии — аварии на автомобильном, железнодорож- ном, авиационном, морском, и других видах транспорта;

пожары и взрывы — в зданиях, на коммуникациях и технологиче- ском оборудовании промышленных объектов, в зданиях, сооружениях жилого, социально-бытового и культурного назначения;

аварии с выбросом химически опасных веществ при их производ- стве, переработке, транспортировке;

внезапное обрушение зданий — обрушение производственных и жилых  зданий   и   сооружений,  транспортных  коммуникаций; аварии на электроэнергетических системах — аварии на электро- станциях, электрических системах и транспортных электроконтактных сетях;

На устойчивость работы объекта в условиях ЧС оказывают влияние следующие факторы:

район расположения объекта;

внутренняя планировка и застройка территории объекта; подготовленность персонала к работе в ЧС;

надежность системы управления производством; характеристика технологического процесса (используемые вещества, методы обработки и проч.) и ряд других.

Необходимо   уделять   значительное   внимание   защите   рабочих   и служащих. Для этого на объектах строятся убежища и укрытия, создается и поддерживается в постоянной готовности система оповещения о возникновении ЧС. Персонал, обслуживающий объект, должен знать о режиме его работы в случае возникновения ЧС, а также быть обученным выполнению конкретных работ по ликвидации очагов поражения.

Возможные чрезвычайные ситуации в районе проектируемого строительства могут быть как техногенного (пожары и взрывы на близлежащих территориях) характера, так и природного.

Причинами возникновения пожаров в полевых условиях являются: неосторожное обращение с огнем; неисправность и неправильная эксплуатация электрооборудования, неисправность и перегрев отопительных печей, разряды статического и атмосферного электричества, чаще всего происходящее при отсутствии заземлений и молниеотводов; неисправность производственного оборудования и нарушения технологического процесса. Территория производства работ должна содержаться в чистоте и систематически очищаться от отходов производства .

При проведении лабораторных и камеральных работ необходимо соблюдать технику противопожарной безопасности, регламентируемую на предприятии. Запрещается загромождать предметами и оборудованием проходы, коридоры, выходы и лестницы. Все двери эвакуационных выходов должны свободно открываться в направлении выхода из зданий. Основными системами противопожарной безопасности являются системы предотвращения пожара, и противопожарная защита .

Согласно НПБ 105-03 [55]. камеральные помещения и лаборатории относятся к категории помещений по пожарной и взрывной опасности В₄, так как присутствуют твердые горючие материалы (деревянная мебель).

Все работники проходят специальную противопожарную подготовку. Ответственные за пожарную безопасность обязаны не допускать к работе лиц, не прошедших инструктаж по соблюдению требований пожарной безопасности. Обучать персонал правилам пожарной безопасности и разъяснять порядок действий в случае загорания или пожара, контролировать соблюдение рабочими противопожарного режима, обеспечивать исправное содержание и постоянную готовность к действию средств огнетушения, применять меры по ликвидации возникающих пожаров.

Для быстрой ликвидации возможного пожара при производстве работ располагается стенд с противопожарным оборудованием, который находится в производственном помещении, содержание которого должно соответствовать требованиям ГОСТ 12.1.004-91 (таблица 5.6) [39].

Таблица 5.10 – Противопожарное оборудование на предприятии

Пожарный щит необходим для неотложных мер по тушению возможного возгорания до приезда пожарной бригады (звонить 01 или с сотового 010). Инструменты должны находиться в исправном состоянии и обеспечивать в случае необходимости возможность либо полной ликвидации огня, либо локализации возгорания.

За нарушение правил, рабочие несут ответственность, относящуюся к выполняемой ими работе или специальных инструкций в порядке, установленном правилами внутреннего трудового распорядка.

К природным чрезвычайным ситуациям можно отнести повышение уровня грунтовых вод, так как они имеют преимущественно неглубокое залегание от поверхности земли на всем участке проектирования, и питание осуществляется за счет атмосферных осадков. В период года с преобладанием осадков над испарением, возможно возникновение чрезвычайной ситуации связанной с повышением уровня грунтовых вод.

 

Заключение

В дипломном проекте были рассмотрены инженерно-геологические условия района и составлен проект изысканий для общеобразовательной школы. Данные работы были выполнены с целью получения инженерно- геологической информации, которая должна быть необходимой и достаточной для решения задач проектирования.

В процессе проектирования был сделан обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ, на основе которых дана детальная характеристика природных условий изучаемой территории.

Дана детальная характеристика инженерно-геологических условий участка работ, построены графики изменчивости свойств по глубине, рассчитаны коэффициенты вариации. Для каждого инженерно-геологических элемента представлены нормативные и расчетные характеристики их физико- механических свойств.

Была определена сфера взаимодействия сооружений с геологической средой в соответствии с нормативной документацией и методической литературой. Запроектированы виды и объемы работ. Рассчитаны интервалы опробования и глубина горных выработок. Приведена методика проектируемых работ.

Работы на исследуемом участке планируется выполнить в течение 40 рабочих дней. Сметная стоимость инженерно-геологических работ под строительство одно этажного административного здания с учетом НДС равна 1 077 022 рублей.

---

Страницы: 1 2 3