Les sables mouvants sont une couche de sol instable et saturée d'eau, d'une épaisseur variant de un à dix mètres. En raison de la chute de pression, il commence à bouger, ce qui entraîne l'effondrement des puits. Mais avec un forage approprié, vous pouvez passer sans douleur une section dangereuse.
Signes des sables mouvants
Les experts divisent les couches instables en vraies et fausses.
Les premiers se distinguent par les caractéristiques suivantes :
- Ils contiennent des particules de sable et de poussière de différentes tailles. Des fragments microscopiques agissent comme des lubrifiants, enveloppant et liant tout le volume de terre.
- Ils sont riches en argile sous forme de suspension, excessivement hydrophobe. Les composants en argile retiennent l'humidité de manière fiable. Ils commencent à se déplacer sous l'influence d'un coup de bélier lorsque la couche de sables mouvants est ouverte.
- Ils ont de faibles propriétés de filtration et une teneur en humidité élevée, qui dépasse trois pour cent. De plus, leur taux d'humidité est proche de la fluidité.
- Ils gonflent au gel et acquièrent une dureté monolithique lorsqu'ils sont complètement secs.
Les opinions sur la formation de telles couches diffèrent, mais il existe une version selon laquelle elles apparaissent à la suite de l'activité d'organismes vivants microscopiques.
Les couches poreuses, constituées de petites particules de sable, sont appelées fausses. Ils sont sursaturés en eau. Ils se trouvent à une profondeur allant jusqu'à 50 m, ce qui entraîne une pression excessive du sol sur eux. En conséquence, de petits grains de sable ont été entraînés dans le puits de forage.
Les faux sables mouvants dégagent suffisamment d'eau et, avec une diminution naturelle ou artificielle de la pression hydraulique, ils passent dans un état stable. Lors du perçage, ils ne présentent pas de danger particulier.
Dangers des formations en mouvement
Le forage de puits à travers des sables mouvants sans préparation peut entraîner des problèmes :
- remplir l'anneau du puits avec de la terre, qui flotte littéralement;
- panne d'équipements sous pression qui ne peuvent pas faire face à l'augmentation de la charge;
- perte d'un train de tiges, qui est tiré dans la cavité qui apparaît après le lessivage de la roche.
Par la suite, le puits de forage peut se déplacer, son dessèchement fréquent et l'entrée régulière de particules de boue dans l'eau.
Caractéristiques de la disposition de la prise d'eau dans les zones de sables mouvants
S'il existe une possibilité de présence de sables mouvants, vous devez prendre en compte certaines nuances de la disposition de la prise d'eau. Interdit:
- Installer des tuyaux en plastique. Au fil du temps, la formation en mouvement écrasera l'élément polymère, ce qui aggravera le fonctionnement du système ou l'arrêtera après la destruction complète de la structure.
- Faites un puits ordinaire. Même s'il s'avère qu'il atteint la hauteur requise de la colonne d'eau, la prise d'eau cessera assez rapidement de fonctionner et fournira de l'eau à ses propriétaires.
- Ignorez le nettoyage annuel du puits, sinon il se bouchera rapidement.
Dans des conditions naturelles, la couche liquide est dans un état de dormance instable. Mais au début de tout travail d'excavation, la couche de sol, qui est excessivement saturée d'humidité, commence immédiatement à se déplacer, selon ses propriétés physiques, elle devient comme un liquide. Tous les efforts pour creuser un puits dans un tel sol peuvent être comparés à des tentatives de faire une dépression à la surface de l'eau, car la couche liquéfiée remplira instantanément la fosse de fondation.
Il est assez difficile de savoir exactement s'il y a des sables mouvants ou non.Pour le savoir, il est nécessaire d'effectuer des travaux d'exploration avant de forer une mine.
S'il n'est pas possible d'embaucher des professionnels, prélevez un échantillon de sol avec une perceuse à main avant de percer une mine. Déterminer la présence d'une couche instable est possible lors de l'approfondissement de 1,5 à 2 m par la façon dont l'outil va plonger: il tombera comme dans un vide.
De plus, vous pouvez discuter avec des voisins qui ont des puits ou voir des plans de la zone créés sur la base d'activités d'ingénierie et d'exploration. Ils contiennent des informations sur les spécificités du sol et la présence d'aquifères.
Passage de sables mouvants sur des prises d'eau peu profondes
Si un forage peu profond est suffisant - jusqu'à 20 m, la couche instable peut être pénétrée par le forage à percussion traditionnel. Les prises d'eau d'Abyssinie sont équipées d'un procédé similaire. Il n'est pas difficile de traverser des sables mouvants lorsqu'on percute un puits à la main : il suffit de marteler le tuyau avec une "femme" en métal lourd.
Vous pouvez utiliser la technique de percussion-corde, qui implique l'utilisation d'une écope placée à l'intérieur du boîtier. Dans une telle situation, l'appareil vous permettra de retirer le sol flottant. Pour faciliter le travail, il est conseillé d'attacher le câble à un trépied spécial, et de le soulever à l'aide d'un motoréducteur avec embrayage.
Pour éviter que le tambour ne tourne par inertie après avoir heurté le voleur, un dispositif de freinage spécial peut être installé.
Si la mine est peu profonde et que la couche de boue elle-même est proche de la surface, une autre méthode peut être appliquée. Le sable mouvant est passé ici à l'aide d'une construction de planches à rainure et languette assemblées à la main. Chaque élément mesure 5 cm d'épaisseur et 200 m de long, affûté au fond.
Pour arrêter la coulée de boue, vous devez :
- Enfoncez des ébauches de bois jusqu'à une profondeur de 0,4 m sur tout le périmètre du puits.
- Ramassez soigneusement le sol jusqu'au fond affûté des planches à rainure et languette et commencez à percer.
- Répétez le cycle - approfondissez la palplanche en l'enfonçant et percez à nouveau. Cela doit être fait jusqu'à ce que la couche gorgée d'eau soit complètement passée.
Le fond du puits est renforcé par une simple caisse en bois percée de trous. Il est posé sur un coussin de sable et de gravier. Ainsi, un filtre fait maison à partir de saleté et de grains de sable est créé. Il est également possible de recouvrir le fond d'un panneau de protection, dans lequel des trous sont percés pour l'entrée d'eau une fois le forage terminé.
Cependant, de telles méthodes de protection contre les sables mouvants ne fonctionnent que lorsque le débit d'eau avec un mélange de boue n'est pas trop puissant, s'écoule sans pression.
Options de résolution de problèmes pour les puits profonds
La tâche principale lors du perçage d'une mine à travers des sables mouvants est de traverser cette couche de sol instable et en mouvement sans perdre le train de tiges. Pour résoudre le problème, trois méthodes sont activement utilisées:
- Forage de tubage parallèle. La technique consiste dans le fait que le tube de tubage en cours de poinçonnage est abaissé dans le puits de forage avec le forage. Cela retarde considérablement l'ensemble des travaux et les rend plus coûteux.
- Utilisation d'adhésifs polymères ou de bentonite. Ils sont nécessaires pour former les murs de la mine, les renforcer et les protéger de la destruction par les sables mouvants.
- Application d'un conducteur spécial. Elle est destinée, comme c'est le cas pour le tubage, à protéger la tige de forage et les parois du forage percé de la couche liquéfiée.
Cette dernière option diffère de la première en ce que le conducteur est utilisé pour percer une couche excessivement saturée d'humidité de la terre. Le forage jusqu'à la limite de cette formation est effectué de la manière habituelle. La pénétration du puits s'effectue également selon la méthode traditionnelle, sans l'utilisation de conducteur, après le passage complet des sables mouvants.
Le forage à travers une formation instable est difficile. Il est préférable de choisir un endroit avec une couche de sous-sol plus stable ou de construire un puits abyssin au lieu d'un puits conventionnel.
