logo
Главная История Структура Разработки Лаборатории Контакты

Лаборатория геологии техногенных процессов
Cотрудники Список публикаций Места работ
Максимович Н.Г., Сергеев В.И., Тейшова И.П. Влияние химического инъекционного закрепления оснований плотин на изменение геохимической обстановки // Координация исследований на водохранилищах Камского каскада для разработки мероприятий по улучшению экологических условий в водоемах и на прилегающих территориях: Тез. докл. науч.-практ. конф.-Пермь,1984.-С.31-33. /0,1/

ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО ИНЪЕКЦИОННОГО ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОСНОВАНИЙ ПЛОТИН НА ИЗМЕНЕНИЕ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

Н. Г. Максимович, В. И. Сергеев, И. П. Тейшова

Для создания противофильтрационных завес в основании плотин с целью уменьшения фильтрации из водохранилищ в настоящее время применяется новый прогрессивный метод — инъекция гелеобразующих растворов. Внедрение в массив больших объемов химически активных реагентов, которые иногда токсичны, приводит к изменениям параметров природных сред. Формирующиеся в районе завесы подземные воды могут оказать отрицательное воздействие на окружающую среду, повлиять на фильтрационные и физико-механические свойства пород.
Загрязнение подземных вод происходит под действием двух факторов. Во-первых, в процессе инъекции вследствие гидродинамической дисперсии инъекционного раствора формируется зона разбавления, в которой не происходит гелеобразования, и компоненты раствора могут распространяться на значительные расстояния. Во-вторых, из геля, образующего тело завесы, в силу особенностей его строения в подземные воды может выноситься значительное количество компонентов, формирующих жидкую фазу геля. Например, при создании завесы в основании Асуанской плотины с помощью алюмосиликатного раствора вследствие выноса компонентов геля произошло повышение щелочности подземных вод, что привело к набуханию пород и снижению их проницаемости.
Проблема оценки изменения химического состава подземных вод возникла при инъекционном доуплотнении цементационной завесы в основании Камской ГЭС щавелевоалюмосиликатным (ЩАС) раствором, разработанным в Проблемной лаборатории МГУ С. Д. Воронкевичем и Л. А. Евдокимовой.
Для оценки влияния этого раствора на окружающую среду был выполнен комплекс лабораторных исследований, которые показали, что ЩАС раствор при смешивании с подземными водами, содержащими кальций и магний, нейтрализуется, в результате чего происходит осаждение кремнезема. Роль диффузионного выноса компонентов интермицел-лярной жидкости геля (кремнезема, щелочи, оксалат-иона) в формировании химического состава вод при наличии в них ионов кальция и магния значительно ограничена, так как эти ионы диффундируют в гель и переводят большую часть указанных компонентов в твердую фазу внутри него. Определение общего количества геля, переходящего в различные растворы, показало, что, например, по сравнению с дистиллированной водой в раствор сернокислого кальция (1,4 г/л) выносится Меньше кремнезема в 5,2 раза, щелочи в 12,8 раз, оксалат-иона в 40 раз.
Результаты лабораторных исследований согласуются с данными многолетних натурных наблюдений. Техногенные компоненты не фиксируются в пробах вод уже вскоре после завершения инъекции. Вместе с тем наблюдается снижение концентрации кальция и магния и медленное ее восстановление, то есть ионы поглощаются гелем. При помощи математического моделирования на ЭВМ методом конечных элементов установлено, что зона, где техногенные воды влияют на изменение коэффициентов фильтрации пород (приводят к их уменьшению), составляет около 5 м.
Таким образом, результаты проведенных исследований показывают, что применение ЩАС раствора при наличии минерализованных вод не оказывает существенного влияния на изменение геохимических параметров среды, что выгодно отличает его от других растворов.


назад