آشنایی با " انواع روش ها و وسایل حفر گمانه "

[فرشاد امن خانی]

انواع روش ها و وسایل حفر گمانه





به منظور آگاهی از شرایط زمین شناسی وژئوتکنیکی اعماق بیشتر زمین ، معمولا گمانه‌هایی حفر می‌شود. گمانه در واقع چاهقائمی است که توسط وسایل مکانیکی درخاکیا سنگ حفر می‌شود. گمانه‌های کم عمق گاه توسط دستگاه ساده‌ای به ناماوگر (auger) که طرز کار آن مانندمته بخاریاست، حفر می‌شوند. حفاریگمانه‌ها به صورتهای مختلف انجام می‌شود. در روشحفاری ضربه‌ایپیشروی توسط ضربات پی در پیبه سر مته تیغه‌ای شکل انجام می‌شود و مدار کنده شده و خرد شده هر چند مدت یکباربوسیله ابزار مخصوصی به نام گل کش از چاه خارج می‌شود. حفاری ضربه‌ای بیشتر درآبرفتها و رسوبات ناپیوسته ، مخصوصا اکتشاف زیر زمینی بکار می‌روند. نمونه‌هایی کهبه این ترتیب بدست می‌آید، کاملا دست خورده است.



در ادامه مطلب به تشریح موارد زیر می پردازم :

وسایل حفر گمانه

ماشین حفاریلوله‌های جدارلوله‌های حفاریمته حفاریروش حفر گمانهبرنامه ریزی عملیات حفاریانتخاب وسایلفاصله بین گمانه‌هاعمق گمانهجهت یابی گمانهوسایل حفر گمانه : اجزا اصلی یک حفاری آزمایشی یا مغزه گیری عبارت است از یک آزمایش حفاری ، لوله‌های جدار چاه ، لوله‌های حفاری ، سرمته‌های حفاری و ابزارهای نمونه گیر.



ماشین حفاری : ماشین حفاری متشکل از یک منبع تولید نیرو ، یک دکل برای بلند کردن وسایل ، یک پمپ برای جریان انداختن آب و گل (یا یک کمپرسور برای حفاری با هوا) است. وظیفه ماشین حفاری پایین بردن ، چرخاندن و بالا آوردن وسایل حفاری و گرفتن نمونه است. انواع متنوعی از ماشینهای حفاری و وسایل حفر چاه وجود دارد.



لوله‌های جدار : لوله‌های جدار چاه جهت نگاهداشتن گمانه در حالت عادی ، در آغاز حفاری و جلوگیری از ریزش دیواره آن ، که قبلا اشاره شد، بکار می‌رود. مخارج حفر یک گمانه بطور مستقیم بستگی به لوله جدار و قطر گمانه دارد. در صورتی که نیاز به قرار دادن لوله جدار در اعماق مختلف باشد، چاه شکلی تلسکوپی به خود می‌گیرد.



لوله‌های حفاری : لوله‌های حفاری ، ماشین حفاری را به مته حفاری یا نمونه گیرها وصل می‌کند. انتخاب لوله مناسب به عواملی مثل عمق پیش بینی شده برای گمانه نوع نمونه گیر انتخاب شده و قطر مغزه حفاری و از همه مهمتر قدرت ماشین بستگی دارد.



مته حفاری :مته برای بریدن خاک و سنگ بکار می‌رود. سر مته از انواع مختلفی برخور دارند. مانند مته‌های خرد کننده ، مته‌های تیغه‌ای ، مته‌های سنگی و مته‌های مغزه گیر.



روش حفر گمانه: مراحل مختلف حفر یک گمانه اکتشافی را به نحوه زیر می‌توان خلاصه نمود.:



1) نمونه سطحی گرفته می‌شود.

2) لوله جدار آغازین تا عمق 1 متری رانده می‌شود.

3) خاکهای داخل لوله جدار تا 10 سانتیمتری پایین تر از لبه خارج می‌شود (از همینمواد می‌توان جهت حلقه بندی مصالح استفاده کرد.)نمونه گرفته می‌شود.

4) حفاری چاه برای یک متر بعد ادامه می‌یابد. پیشروی با راندن لوله جدار و برداشتنخاکهای داخل آن (مثل مرحله 3) یا با استفاده از گل روان (جهت تثبیت دیواره چاه وبالا آوردن نمونه‌ها) انجام می‌شود.

5) چرخه فوق آن اندازه ادمه می‌یابد تا به عمق دلخواه برسیم (در حفاری یابرنامه‌های حفاری تکمیلی فواصل نمونه گیری به 3 تا 6 متر افزایش می‌یابد.)

6) در برخورد باسنگلبه لوله جدار را در سطح سنگ قرار دادهتا بتوان مغره گیری را با آب تمیز داد. آب سر مته را خنک و تمیز نگهداشته ، از کندشدن آن جلوگیری می‌کند.

7) موقعیت لوله جدار ، لوله حفاری و سر مته یا لوله حفاری و ابزارهای نمونه گیری ،در شروع هر مرحله پیشروی به دقت اندازه گیری و یادداشت می‌شود. باید دقت شود که چاهریزش نکرده باشد و سر مته درست در ته چاه قرار گرفته باشد. همچنین نمونه گیری بایددر 10 سانتیمتری زیر لوله جدار یا در عمق نهایی حفاری قبل از آغاز نمونه گیریباشد.

برنامه ریزی عملیات حفاری: هرگونه برنامه ریزی باید با توجه به هدفهای حفاریها و مغره گیری ، یعنی دستیابی به نمونه‌هایی از مصالح زمین شناسی برای بررسی ، طبقه بندی و انجام آزمونهای آزمایشگاهی ، اندازه گیری مشخصات فیزیکی و مهندسی مصالح برجا و دستیابی به اطلاعاتی در مورد آب زیر زمینی صورت گیرد. نحوه تکوین یک برنامه ریزی را به نحو زیر می‌توان خلاصه کرد.



انتخاب وسایل : در انتخاب وسایل باید مرحله مطالعات ، شکل سطح زمین و قابلیت دسترسی آن ، شرایط زمین شناسی ، عمق حفاری و نوع نمونه‌های مورد نیاز مورد توجه قرار گیرد.



فاصله بین گمانه‌ها : در مراحل شناسایی مقدماتی و توجیهی ، گمانه‌ها در جایی حفر می‌شود که بتواند همبریها را ، آنگونه که در نقشه زمین شناسی مهندسی رسم شده ، مشخص نماید. در شرایط یکنواخت طراحی شبکه‌ای از گمانه‌ها که فاصله آنها با توجه به وسعت ناحیه مورد بررسی ممکن است از 30 تا 100 متر باشد، واقع می‌شود.



عمق گمانه : عمق گمانه‌ها در محل گود برداریهای روباز برای ساختمانها ، بزرگراهها ، مترو و مانند آن ، و حفاریهای بسته مثل تونلها و در شرایط نامناسب تا اعماق باز هم بیشتری نفوذ کند. علاوه بر آن باید بتواند وضعیت سطح پیرو متریک را مشخص سازد. در مورد اخیر گمانه باید تا مقدار قابل ملاحظه‌ای در زیر گودبرداری پایین برود.



جهت یابی گمانه : گمانه‌های اکتشافی معمولا به صورت قائم حفر می‌شوند. از حفاری زاویه دار اغلب در توده‌های سنگی و برای اکتشاف درزها ، گسلها و حفرات انحلالی یا قرار دادن مهار در سنگ و خاک استفاده می‌شود. استفاده از حفاری افقی معمولا برای اکتشاف مسیر تونلها (گمانه پیشاهنگ) تعبیه میل مهار در سنگ و قرار دادن ابزارهای اندازه گیری یا انجام زهکشی افقی است.

باید توجه داشت که دستیابی به گمانه کاملا افقی با اغلبروشهای موجود امکان پذیر نیست. زیرا معمولا در آغاز حفاری ،گرانش زمینسر مته را به سمت پایین می‌کشد. سپس با افزایش پیشروی ، نیروی گرانش به روی وزن زیاد لوله‌های حفاری عمل می‌کند کهممکن است حرکت به سمت بالای سر مته را باعث شود. تغییرات در کیفیت سنگ نیز ممکن استدر تغییر راستای گمانه تاثیر بگذارد

[URL=][/URL] برای دسترسی به فایل باید عضو سایت شوید (کلیک کنید)