Шурфы: виды, назначение, устройство¶
Шурф — вертикальная или наклонная горная выработка небольшого сечения, вскрывающая полезные ископаемые, водоносные горизонты или пустоты, а также служебная выработка для проведения вспомогательных работ при подземном строительстве. Термин происходит от немецкого слова Schurf («шурф»), означающего «разведочная яма». В современной практике под шурфами понимают как разведочные горные выработки, так и строительные колодцы-шурфы для доступа к инженерным коммуникациям.
¶Назначение
Шурфы выполняют несколько функций в зависимости от отрасли:
- Горное дело — вскрытие и опробование полезного ископаемого, определение мощности пласта, глубины залегания, качества руды.
- Гидрогеология — изучение водоносных горизонтов, отбор проб грунтовых вод, оценка дебита.
- Строительство — доступ к колодцам канализации, водопровода, кабельным каналам; устройство смотровых колодцев; монтаж и обслуживание подземных коммуникаций.
- Археология и геология — разведочная выработка при поиске рудных тел, артефактов, изучении строения почвы.
¶Виды шурфов
¶По назначению
| Вид | Назначение |
|---|---|
| Разведочные | Опробование пласта, определение границ залежи |
| Вскрывающие | Доступ к полезному ископаемому для промышленной выемки |
| Строительные | Доступ к коммуникациям, смотровые колодцы |
| Водозаборные | Отбор проб воды, определение дебита горизонта |
| Вентиляционные | Подача воздуха в подземные выработки |
¶По конструкции
- Секционные — состоят из отдельных секций (бетонных колец), устанавливаемых друг на друга. Наиболее распространённый тип в строительстве.
- Сплошные — монолитная обделка из бетона, кирпича или бетонных блоков.
- Щитовые — обсадка из щитов, применяемая в неустойчивых грунтах.
- Без обсадки — в крепких скальных породах, где выработка сохраняет устойчивость без дополнительной поддержки.
¶По форме сечения
Круглые (наиболее частые в строительстве), прямоугольные, овальные. Круглое сечение обеспечивает равномерное распределение нагрузки грунта на обсадку.
¶Устройство строительного шурфа
Строительный шурф (смотровой колодец) представляет собой вертикальную выработку круглого сечения, состоящую из следующих элементов:
- Донная часть — плита основания, принимающая нагрузку от обсадки и передающая её грунту.
- Ствол (обсадка) — вертикальные секции из ж/б колец диаметром от 1000 до 2500 мм, толщина стенок 70–160 мм. Секции соединяются замковыми соединениями или цементным раствором.
- Горловина — верхняя часть, выведенная на уровень поверхности, закрывается люком.
- Люк — чугунный или полимерный, снабжается запорным устройством.
Стандартные размеры ж/б колец по ГОСТ 8020-90: КС-7 (диаметр 700 мм), КС-10 (1000 мм), КС-15 (1500 мм), КС-20 (2000 мм), КС-25 (2500 мм). Высота секций — 290, 590 или 890 мм.
¶Технология проходки
¶Открытый способ
Наиболее распространённый. Производится вручную или механизировано — экскаватором с обратной лопатой. Применяется на глубинах до 4–6 м при устойчивых грунтах. Грунт вынимается послойно, по мере углубления устанавливается обсадка.
¶Способ опускания колодца
Обсадка собирается на поверхности, под ней вынимается грунт, и конструкция под собственным весом опускается вниз. Применяется в водонасыщенных и неустойчивых грунтах.
¶Шпунтовая обсадка
Перед проходкой шурфа по периметру забивается шпунтовое ограждение (деревянное, металлическое, пластиковое), предотвращающее обвал грунта и приток воды. Применяется на глубинах до 10 м.
¶Проходка в скальных породах
В крепких породах шурф проходится без обсадки с применением буровых и взрывных работ. Сечение может быть прямоугольным.
¶Разведочный шурф в горном деле
В горной промышленности шурф — основной вид разведочной выработки. Его проходка позволяет:
- вскрыть пласт на всю мощность;
- отобрать пробы руды для определения содержания полезного компонента;
- изучить геологическое строение участка;
- оценить условия разработки (устойчивость пород, приток воды).
Глубина разведочных шурфов обычно составляет 5–30 м, реже до 50 м. Шурфы закладывают по линии простирания пласта с шагом, зависящим от степени разведанности участка.
¶Требования безопасности
При работе в шурфах обязательны:
- газоанализ перед спуском и в процессе работ (опасность скопления метана, сероводорода, углекислого газа);
- вентиляция выработки;
- страховочная система для работников;
- контроль состояния обсадки;
- запрещение работы под нависающими краями выработки без крепления;
- освещение — напряжение не выше 12 В в сырых шурфах.
Нарушение этих требований приводит к обвалам, отравлениям и другим авариям, поэтому работы в шурфах относятся к повышенной опасности и регламентируются проектом производства работ.
¶Применение в ландшафтном дизайне и садоводстве
В частном строительстве и ландшафтном дизайне шурфами называют неглубокие (1–2 м) ямы, вырытые для определения уровня грунтовых вод, типа грунта, глубины залегания плодородного слоя перед постройкой фундамента, посадкой крупных деревьев или устройством дренажа.
Источники:
- ГОСТ 8020-90 «Конструкции железобетонные колодцев канализационных, водопроводных и газовых сетей. Технические условия»
- Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия, 1984—1991
- СНиП 12-03-2001 «Безопасность труда в строительстве. Общие требования»
- Справочник горняка / Под ред. А. С. Бурчака. — М.: Недра, 1985
- СП 47.13330.2016 «Инженерные изыскания для строительства»