Оценка водопроницаемости слоев должна выполняться по результатам опытно-полевых работ (откачек, нагнетаний, наливов).
2.8. Для оценки потерь воды из водохранилища или канала, характера размыва или кольматации водопроводящих трещин, а также эффективности противофильтрационных экранов в случаях, когда зона водопроводящих трещин достигает дна водоема, требуется проведение дополнительного комплекса полевых исследований, определяемого специализированной организацией.
2.9. Расчетные значения прочностных и деформативных характеристик грунтов при определении усилий, действующих на гидротехнические сооружения при сдвижении подрабатываемого основания, следует принимать равными нормативным.
2.10. При учете реологических процессов в грунтах оснований гидросооружений, строящихся на подрабатываемых территориях, должны использоваться характеристики длительного деформирования грунтов, принимаемые в соответствии с прил. 1.
2.11. Коэффициент фильтрации Кф, критический градиент Iк, критическую скорость фильтрации vк для грунтов основания следует определять согласно главе СНиП по проектированию оснований гидротехнических сооружений с учетом возможного изменения свойств грунтов вследствие подработки.
3. Прогноз деформаций земной поверхности и распространения водопроводящих трещин
3.1. Величину сдвижений и деформаций земной поверхности следует определять для оценки прочности, устойчивости и надежности проектируемых гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях.
3.2. Прогноз величин сдвижений и деформаций земной поверхности следует выполнять в соответствии с требованиями главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях по методике, изложенной в “Правилах охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях”.
Для неизученных месторождений и районов с особо сложными горногеологическими условиями подработки прогноз величин сдвижений и деформаций должен проводиться по методике, разработанной для рассматриваемого объекта специализированными институтами.
3.3. К прогнозируемым параметрам сдвижений и деформаций земной поверхности относятся:
оседания h, мм;
наклоны i, мм/м;
кривизна К, 1/м (радиус кривизны R, км);
горизонтальное сдвижение ??, мм;
горизонтальные деформации растяжения и сжатия ??, мм/м;
величины раскрытия трещин и высота уступа hу, см;
общая продолжительность процесса сдвижения, период опасных деформаций, а также местоположение зон водопроводящих трещин, провалов и крупных трещин.
В качестве исходных данных для проектирования гидротехнических сооружений принимаются наибольшие величины ожидаемых сдвижений и деформаций земной поверхности из полученных на различных стадиях отработки пластов и горизонтов.
3.4. При проектировании гидротехнических сооружений значительной протяженности (каналы, тоннели) необходимо производить разбивку их на отдельные участки, в зависимости от конкретных горногеологических условий подработки и прогноз деформаций выполнять для каждого расчетного участка в отдельности.
3.5. Если значения ?? < 1 мм/м, R > 20 км, hу < 10 мм, i < 3 мм/м, то при проектировании гидротехнических сооружений, размещаемых на подрабатываемых территориях, за исключением водопроводящих самотечных каналов, допускается не предусматривать специальные защитные мероприятия.
3.6. Условия возможного образования провалов и крупных трещин на земной поверхности, а также их границы устанавливаются в соответствии с требованиями, предусмотренными пп. 3.7 ?? 3.12 настоящей Инструкции, а также "Правилами охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях".
3.7. При разработке пластов, имеющих углы падения ?? < 45??, без оставления целиков в выработанном пространстве, провалы (воронки) на земной поверхности образуются, как правило, при глубине разработки менее 12m, где m ?? вынимаемая мощность пласта.
За границу зоны возможных провалов и крупных трещин в этом случае принимается контур, отстоящий в плане от контура очистных выработок на 15 м. Если нижняя граница горных выработок расположена на глубине более 12m, то на контур очистных выработок со стороны падения пласта принимается изогипса пласта, соответствующая глубине 12m.
3.8. При разработке мощных пластов слоями с обрушением кровли, а также при расстоянии между разрабатываемыми пластами менее трехкратной мощности нижележащего пласта, глубина, при которой возможно образование провалов (воронок), определяется по суммарной мощности пластов (слоев).
3.9. При системах разработки с оставлением целиков в выработанном пространстве (короткие столбы, камеры), а также если система разработки в ранее пройденных выработках неизвестна или контур выработок со стороны падения является недостоверным, то за границу зоны возможных провалов и крупных трещин со стороны падения принимается горизонтальная проекция изогипсы пласта на глубине 20m, а при m меньше 4 м ?? на глубине 80 м.
В границы очистных выработок включаются и подготовительные, если ширина целика между ними менее 0,1Н, где Н ?? расстояние по вертикали от земной поверхности до кровли целика.
3.10. При разработке пластов с углами падения ?? > 45?? провалы на земной поверхности образуются, как правило, если вертикальная высота целиков, оставленных на выходах пластов под наносы, менее величины hц, определяемой по "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях", а при отсутствии для рассматриваемого бассейна (месторождения) таких данных значение hц следует определять в зависимости от мощности пластов по табл. 1.
При разработке мощных пластов слоями без закладки выработанного пространства значения hц определяются по суммарной мощности пластов.
Таблица 1
|
Мощность пласта, м |
2 и менее |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 и более |
|
hц |
60 |
75 |
85 |
90 |
95 |
100 |
3.11. За границу зоны возможных провалов на земной поверхности при разработке пластов с углами падения ?? > 45?? во всех угольных бассейнах (месторождениях), кроме Донецкого (п. 3.12), следует принимать в плане:
а) по направлению простирания пласта ?? линию, проведенную за пределами очистной выработки на расстоянии от ее границы, определяемом по формуле
lпр = h ctg ??(1)
(но не менее 15 м),
где h ?? мощность наносов в мм;
?? ?? угол сдвижения в наносах, определяемый в соответствии с "Правилами охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях";
б) со стороны лежачего бока ?? линию, проведенную от выхода почвы пласта под наносы на расстоянии, определяемом так же, как по простиранию;
в) со стороны висячего бока ?? линию, проведенную от выхода кровли пласта под наносы на расстоянии, определяемом по формуле
lв = (Hв + dв) ctg ?? + h(ctg ?? ?? ctg ??)(2)
(но не менее 20 м),
где Нв ?? расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней границы выработки;
dв ?? величина, определяемая по табл. 2.
Таблица 2
|
Мощность пласта, м |
2 и менее |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 и более |
|
dв |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
К зоне провалов прилегает зона крупных трещин, ширина которой принимается со стороны висячего бока равной 30 м, а со стороны лежачего бока и по простиранию ?? 20 м.
3.12. В Донецком бассейне за границу зоны возможных провалов и крупных трещин при углах падения пластов более 45?? принимается:
а) по простиранию ?? линии, проведенная параллельно границе очистной выработки за ее пределами на расстоянии 20 м;
б) со стороны лежачего бока ?? линия, проведенная на расстоянии 20 м от выхода почвы пласта под наносы;
в) со стороны висячего бока ?? линия, проведенная от выхода кровли пласта под наносы на расстоянии, определяемом по формуле
lв = 35m ctg ??(3)
но не менее 30 м и не более величины (80 ?? h) ctg ??.
3.13. На участках, где фактическая глубина разработки меньше безопасной глубины разработки соответствующего пласта под водными объектами, определяемой согласно “Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях”, зона водопроводящих трещин распространяется до земной поверхности.
3.14. За границу зоны водопроводящих трещин по простиранию принимается внешний контур, отстоящий в плане от контура очистной выработки на расстоянии Нпр ctg ????, по восстанию на расстоянии Нв ctg ???? и по падению на расстоянии Нн ctg ????, где Нпр ?? глубина залегания пласта в соответствующих точках границ выработки, оконтуривающих ее по простиранию; Нв и Нн ?? глубина залегания пласта на границах выработки, оконтуривающих ее соответственно со стороны восстания и падения; ???????????????????????? углы разрывов.
Величины углов разрывов определяются согласно "Правилам охраны сооружений и природных объектов от вредного влияния подземных горных работ на угольных месторождениях". При отсутствии данных об углах разрывов последние следует принимать на 10?? больше соответствующих углов сдвижения в коренных породах, но не более 90??.
3.15. При разработке свиты пластов границы зоны водопроводящих трещин на земной поверхности строятся раздельно от границ очистных выработок каждого пласта.
3.16. Если нижняя граница горных работ располагается на глубине, превышающей безопасную глубину разработки, то за границу зоны водопроводящих трещин на земной поверхности со стороны падения пласта принимается проекция на земную поверхность линии пересечения почвы пласта с горизонтом безопасной глубины. Если граница зоны возможных провалов и крупных трещин по какому-либо направлению располагается в плане дальше от выработанного пространства, чем граница зоны водопроводящих трещин, то она принимается за границу зоны водопроводящих трещин.
4. Особенности проектирования и расчета гидротехнических сооружений
4.1. При определении типов и конструкций гидротехнических сооружений, возводимых на подрабатываемых территориях, следует исходить из необходимости обеспечения их надежной работы при ожидаемых деформациях земной поверхности.
4.2. Отдельные виды деформаций земной поверхности, возникающие в различные периоды, допускается не учитывать при расчете конструкций гидротехнических сооружений, если установлено, что усилия от таких видов деформаций меньше, чем усилия от других видов нагрузок и воздействий.
4.3. Строительство плотин из грунтовых материалов на подрабатываемых территориях без применения горных мер защиты допускается при величине ожидаемых горизонтальных деформаций растяжения земной поверхности не более 3 мм/м и высоте уступов не более 100 мм.
4.4. При проектировании бетонных и железобетонных плотин, возводимых на нескальном основании, не следует допускать возникновения растягивающих напряжений под подошвой сооружения или его секций при расчетных деформациях земной поверхности.
4.5. Водопропускные сооружения, входящие в состав гидроузла, следует проектировать, как правило, открытого типа, предусматривания при этом конструктивные мероприятия, исключающие вероятность опасных размывов в месте контакта с грунтом основания при деформациях, обусловленных горными работами. Устройство донных водоспусков в теле плотины допускается при условии применения металлических труб, укладываемых в галереи.
Поверхностные водосбросы следует устраивать вне тела плотины.
Водосбросы открытого типа целесообразно проектировать многоступенчатыми перепадами, позволяющими осуществить разрезку их на секции и устройство деформационных швов.
4.6. Конструкции гидротехнических сооружений, проектируемых для возведения на подрабатываемых территориях, должны удовлетворять требованиям расчета по потере несущей способности (предельное состояние первой группы) и по непригодности к нормальной эксплуатации (предельное состояние второй группы).
4.7. Расчет по предельному состоянию второй группы, исходя из допускаемых деформаций, необходимо производить для ограничения перемещений сооружений пределами, при которых гарантируются нормальные условия эксплуатации сооружения в целом и отдельных его частей и обеспечивается требуемая долговечность.
4.8. При определении предельных величин перемещений и деформаций гидротехнических сооружений необходимо учитывать: допускаемую разность осадок между секциями сооружения и отдельными его частями, допускаемый крен (наклон) сооружения, допустимые величины осадок и горизонтальных смещений.
4.9. Расчет конструкций гидротехнических сооружений должен выполняться на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающих постоянные, временные, длительные и кратковременные нагрузки и воздействия от подработки. Возможные сочетания воздействий от подработки следует принимать согласно требованиям главы СНиП по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.
Расчетные схемы гидротехнических сооружений, используемые для определения усилий и деформаций, должны отражать с целесообразной степенью точности действительные условия работы конструкций и особенности их взаимодействия с основанием. В необходимых случаях учитываются пространственная работа сооружения, геометрическая и физическая нелинейность, ползучесть материалов.
4.10. Номенклатура нагрузок и воздействий, их величины и коэффициенты надежности по нагрузке и условий работы должны приниматься в соответствии с главой СНиП на нагрузки и воздействия, а также с учетом требований глав СНиП по основным положениям проектирования речных гидротехнических сооружений и по проектированию зданий и сооружений на подрабатываемых территориях.
